Wordclock Eigenbau | DIY wordclock

Es ist wie ein Zwang. Sobald man ein wenig Vertrauen in sich uns seine Elektronikkenntnisse hat kommt scheinbar jeder eines Tages dazu das Projekt Wordclock zu beginnen.

It seems to be an unwritten rule. If you earned some knowlege in electronics and made your first steps successfully, everyone is starting a DIY Wordclock Project one day.

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Somit ist es nicht verwunderlich, dass ich mich nun auch daran versuche. Ich habe mich für eine Version im Ikea Rahmen mit 23cm Kantenlänge entschieden. Also nicht den ganz großen Brocken. Die Besonderheit wenn man so will ist, dass ich es mit Batterie betreiben möchte und somit extrem Stromsparend arbeiten muss. Ich habe mir dazu überlegt stets nur eine einzige LED leuchten zu lassen und das ganze per Mulitiplexing anzusteuern.

So it was not a big surprise that i started making one too. I decided to use a 23x23cm Ikea Picture Frame, and not the big size that is often shown on other Project sites or Pictures. The Special Thing with my clock is, that i want to use batteries as power supply. So i have to make it very power efficient. To make this possible, i have decided to let only one single LED to be lit at the same time and use Multiplexing to let it look like more than one is illuminated.

Die Bauphase beginnt mit den Innereien. Zunächst die LED Matrix. Ich habe mich für weiße LEDs entschieden und erst später gemerkt das es gar nicht schlecht gewesen wäre auf den Abstrahlwinkel zu achten. Somit haben meine nur 20° was viel zu wenig ist. Beim Platinenbelichterbau (ein früheres Projekt) habe ich aber schon gelernt das Abschleifen hilft. Torsten schlug vor das hier auch zu machen, was ich eine gute Idee finde. Die 20° LEDs sind wesentlich günstiger zu bekommen als die mit 70°. Es wird sich zeigen ob es ausreicht.

At first i started with the inside of the clock. The LED Matrix. I choosed White LEDs, and a mistake i made was not to look at the angle of it. I have bought 20° LEDs, while 70° are recommended. But in earlier Projects (my PCB exposure unit) i have tested grinding to reach a better angle. we will see if this is enough.

Begonnen habe ich mit der Grundplatte für die Matrix aus Sperrholz. Es ist wahrscheinlich geschickter etwas weicheres  zu nehmen (in der Art der Rahmenabdeckung des Bilderrahmens). Hier einige Bilder vom Bau der Matrix ohne viele Worte.

I started with the ground plate for the Matrix. I used ply Wood for that. It would be a better decision to use a softer material like medium density fiberboard. Enclosed some Pictures of the building process without a lot of words.

Grundplatte für die Matrix | Ground plate for the matrix

Abstandlinien | Lines for the distance

Vorgezeichnetes Raster | the grid

Eine echte Fleißarbeit | a lot of work

Es sind wirklich viele Löcher zu bohren. | many holes to drill

Sehr fransiges Ergebnis | a bad result

Die Rückseite sah noch schlimmer aus. | the backside Looks much more worse

Ich habe es etwas abgeschliffen. | grinded a bit

Nicht viel besser aber nicht mehr so viele Splitter. | a Little bit better now

Mit dem Stromprüfer wollte ich die Löcher etwas gleichmäßiger machen. | tried to make the holes looking better with the srewdriver

Besser aussehen ja, sinnvoll nein. | Looks better? yes, is it useful? no.

LED Anprobe | Testing LED application

Von Oben sieht es so aus. Die eine war rausgefallen wegen der Stromprüfer Sache. | This is the top view. One is fallen down because i used the screwdriver there and now the hole is too big.

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Biegeprobe | Testing LED legs as connection

Zum löten schon eimal ganz gut. | A good base for soldering

Die Platte selbst sieht schon etwas schäbig aus. | The groundplate itself Looks a bit mean.

Eine neue Platte. Besser gesägt und auch etwas besser gebohrt. | I made a new plate that Looks a bit better.

Voll Bestückt, und in einer Richtung gelötet. | All LEDs placed and one direction ready soldered.

Beide Richtungen gelötet. Mit Heißkleber den Kontakt zwischen den beiden verhindert. | Both directions soldered, and used hot glue to Keep one grid away from the other.

Anschlusskabel. Störrisches Zeug, vollkommen ungeeignet. | Wiring to connect to the microcontroller. These wires are not good for this Task.

Die Schriftschablone wollte ich für die Buchstaben der Frontplatte benutzen. | Letter ruler that i wanted to use for the Frontplate

Die Matrix ohne Blende im Ikea Rahmen. | The Matrix applied to the Frame without the letter overlay

Hier kann man sehen wie die Matrix leuchtet. Es ist stehts nur eine einzige LED angeschaltet. Der Effekt das alle an sind kommt durch die Geschwindigkeit des Wechsels. Der Flimmereffekt ist in echt nicht zu sehen.

Here you can see how it Looks lit. Every time the is only one single LED illuminated. It Looks like all are lit because it changes too fast for our eyes. The flickering is caused by the camera and noct visible in real.

Stark verlangsamt sieht das ganze so aus.

Slowed down it Looks like this.

Jetzt geht es daran meinen Weckerquellcode (auch ein früheres Projekt der Wecker) auf die Clock zu übertragen.

Now it is time to modify my Alarm clock code ( also an earlier Project) for the wordclock.

Die Portierung des Quellcodes ist soweit abgeschlossen, daß die Uhrzeit angezeigt werden kann und man die Uhr stellen kann. Der Rest muss später folgen. Weiter geht es mit der Technik. Die Matrix habe ich aus Zeitgründen doch aus Folie ausplottern lassen. Das war eine gute Entscheidung.

The code is ready now to use for the wordclock. It Shows the time, and the time itself is adjustable. The other modes will follow later with an update. I am going Forward with the Hardware. The Letter overlay i have ordered and not made myself to get the Project finished for my delivery date. This was a good idea.

Die Folienmatrix sieht gut aus. Leider hatte ich die Glocke unten nicht sauber eingearbeitet. So wurde die Kontur mitgeplottert. | This is the overlay. I made a mistake with the clock at the bottom, so there is a Frame visible.

Die Trennstege aus Wellpappe waren eine ganz schöne Bastelei. Dafür recht billig. | The Grid to separate each letter is made from cardboard. Cheap but a lot of work.

Ich habe auch Versuche mit Kegelbohrern gemacht die ich an Stelle der Pappraster verwenden wollte. Ohne Standbohrmaschine habe ich es nicht ordentlich genug hinbekommen, somit hatte ich diese Version zunächst wieder verworfen. | I have tried to use a drill that makes this Kind of holes, but without a fixed Drilling machine there is no way to make it good with it. So i dont used this.

Der Bohrer macht schöne 5mm Löcher die perfekt zu den LEDs passen., aber ohne Standbohrmaschine geht es leider nicht. | The drill makes the correct 5mm holes as i Need it, but no way without a fixed Drilling machine.

Die LEDs musste ich anschleifen um eine bessere Streuung zu erreichen. Ich hatte leider erst nach der Bestellung gesehen, dass ich 70° nehmen sollte. | The LEDs grinded to reach the correct angle.

Ich habe noch diese Schaumstoffmatte als Diffusor eingesetzt | This foam i used as a diffusor.

Die ich in kleine… | cut into small…

…passende Stücke schneiden musste. | …Fitting squares.

Hier habe ich schon einige Diffusorteile eingesetzt. | Foam elements placed into the grid spaces.

So sieht es mit Diffusor aus. Perfekt! | and this it how it Looks like. Perfect!

Die Ansteuerung habe ich so programmiert, das stets nur eine einzige LED leuchtet. Bei der hohen Taktfrequenz sieht man das nicht.Es spart ganz schön Strom. Die ganze Matrix braucht nur 7,39mA inklusive der Steuerung.

The code is made to have only a single LED lit. This is not visible and saves a lot of power. The whole Matrix only Needs 7,39mA including the microcontroller and shiftregisters.

7,39mA für Matrix und Steuerung zusammen. | 7,39mA total power consumption

Die Steuerung auf dem Breadboard. | breadboarded Controller.

Nun ging es an die Platinenproduktion. Wie sollte es anders sein, war die erste Platine spiegelverkehrt. Hier ein paar Bilder vom Entwickeln und Ätzen.

Now we started with the PCB production. Also a rule, the first was wrong. It must be mirrored. Enclosed Pictures from developing and etching.

Entwicklerbad | developer bath

Die entwickelte Platine | developed pcb

Das Ätzbad | etching

Die geätzte Platine (die Bilder sind von der spiegelverkehrten Platine) | the etched pcb (it is the wrong mirrored one on the Picture)

Die richtige Platine vor dem Ätzen. | The correct pcb before etching

Man sieht, dass ich die Uhr als Geburtstagsgeschenk gemacht habe.

As you can see, it is a birthday present. (Greetings on the PCB)

Die bestückte Platine | PCB with components

Während des ganzen Entwicklungsprozesses habe ich immer eng mit Torsten zusammengearbeitet. Die Teamarbeit ist ein wichtiger und schöner Faktor bei der Arbeit an unseren Projekten. Doch heute war es wirklich perfekt, dass wir zu zweit waren. Alleine hätte ich den Geburtstagstermin nicht geschafft.

While developing and making the clock i worked together with Torsten. To work together is an important part that i really like. But today it was much more important. It was perfect to be a Team and not only me alone. Alone i would not have finished the Project at the perfect Moment.

Die Lötarbeiten sehen gut aus. | Good soldering job

Bedrahtet | wires applied

Angeschlossen an die Matrix | Matrix connected

Angeschlossen an die Matrix | Matrix connected

Geburtstagsgruss | birthday greetings

Und dann den Deckel drauf.

And then closed the cover.

Fertig!

Finished!

Wandhängprobe in unserer Küche. | Wall mounting test in our kitchen.

Die Wordclock in ihrer neuen Heimat | The nwe home of the wordclock.

Hat Spass gemacht.

That was fun!