Samstag, 17. Juni 2017

Plexiclock - Fertigstellung Teil 2

Hallo,
gestern habe ich es endlich geschafft, die Plexiclock an die Wand zu bringen und das Projekt damit abzuschließen. Der erste des Blogeintrags zur Fertigstellung findet sich [hier]. Diesen habe ich damit beendet, dass die Uhr funktioniert, die Zahlen jedoch schlecht ablesbar sind.

Eine der U(h)rsachen dafür liegt darin, dass alle Segmentescheiben jeweils eine weitere Scheibe vor und nach sich haben, bis auf die vorderste und hinterste. Das Licht kann somit nicht reflektiert werden und das Segment erscheint dunkler. Um das Problem zumindest für die hintere Scheibe zu lösen, habe ich die Segmentmodule von hinten mit Papier beklebt. Dadurch kann das Licht nicht nach hinten verschwinden. Als Resultat davon ist die Uhr zumindest erst einmal ablesbar.


Eine weitere Fehlerquelle beruht auf meiner eigenen Unaufmerksamkeit. Die Helligkeit von LEDs steigt mit mit dem anliegenden PWM-Tastverhältnis. Diese Steigerung ist jedoch nicht linear, sondern exponentiell. Das heist, dass für eine Verdoppplung der Helligkeit das Tastverhältnis vervierfacht werden muss. Um einen linearen Farbverlauf zu gewährleisten, wird der eingegebene lineare Farbwert daher über eine Lookup-Table in ein nichtlinearen Wert für das Tastverhältnis übertragen. Da ich den Code dafür aus einem anderen Projekt übernommen habe, in welchem ein ESP8266 direkt das PWM steuert, war der Wert für 10Bit ausgelegt. Hier dient jedoch der AtTiny85 als PWM-Controller. Dieser unterstützt jedoch nur 8Bit-PWM. Alles in allem hat dies dafür gesorgt, dass die Helligkeit nur ein Viertel der Maximalhelligkeit betragen hat. Nach dem Beheben dieses Fehlers ist die Anzeige wesentlich besser lesbar.


Als nächster Schritt stand die Programmierung der Zeitsynchronisation an. Dazu verbindet sich die Uhr immer kurz nach Um, Viertel, Halb und Dreiviertel mit einem NTP-Zeitserver. Anhand dessen Antwort wird die interne Zeit neu gesetzt. Zwischen den Synchronisationen wird über einen 1-Sekunden-Timer die Zeit mitgezählt.

Da die Uhr nun ersteinmal grundlegend Funktioniert, war der nächste Schritt die Wandhalterung. Dafür habe ich zunächst aus einem Aluminiumprofil (30*30*3 [mm]) Winkel zurechtgesägt. Die Winkel habe ich mit jeweils zwei 3mm Bohrungen je Schenkel versehen. Anschließend habe ich entsprechend der Bohrungen an den Winkeln weitere Bohrungen an der Plexiglas-Bodenplatte gesetzt, an welche die Winkel letztendlich angeschraubt wurden. Auf dem oben stehenden Bild sind die Winkel links und rechts des Doppelpunktes sichtbar.
Diesen habe ich im übrigen im gleichen Zeitraum hinzugefügt. Dafür habe ich einen 3mm Plexiglasstreifen von 30*500 [mm] Größe genutzt, welchen ich damals bei der Bestellung der Scheiben gleich mitbestellt hatte. Den Streifen habe ich auf die Höhe der Segmente zersägt, wobei ich zwei Millimeter zugegeben habe. Diese habe ich genutzt, um die Endfläche abfeilen zu können. Um eine glatte Oberfläche zu erhalten, wurde die Fläche am Schluss noch mit dem Cuttermesser abgerieben. Das Resultat ist ausreichend gut. Der Laserschnitt der anderen Kanten ist natürlich besser, aber die Qualität reicht, zumal die Fläche kaum sichtbar sein wird.
Die Gravur der Scheibe habe ich wieder selbst vorgenommen, wobei ich dafür erst wieder eine Schablone entwerfen musste. Dafür habe ich die Vorlage der Segmente genutzt, um ähnliche Geometrien zu erzeugen.

Zum Abschluss habe ich mir im Baumarkt eine Grundplatte (140*500*5 [mm]) zurechtsägen lassen, welche hinter der Uhr montiert wird. Durch das Zurechtsägen im Baumarkt erhält man eine sehr hochwertige Schnittkante. Die Platte habe ich mit Löchern versehen, welche zu den Aluminiumwinkeln passen. An diesen wird die Uhr über 12 Schrauben M3*10 gehalten.



Um die Grundplatte nun noch an der Wand zu befestigen, habe ich die Grundplatte noch mit zwei 4mm Bohrungen ganz außen versehen. Durch diese werden zwei weiße Haken in die Wand gedreht, wo sie von Dübeln gehalten werden.




Das Verhalten der Uhr hinsichtlich Farbe und Helligkeit wird im übrigen von meinem IoT-System gesteuert. Normalerweise ist die Uhr aus. Wird über einen (extern virtuell angeschlossenen) PIR-Bewegungssensor eine Bewegung erkannt, so schaltet sich die Uhr ein. Tagsüber für 15 Minuten mit maximaler Helligkeit und nachts für 3 Minuten mit 30% Helligkeit. Weitere Bewegungen reseten den Timer natürlich. Die Farbe wird dazu über einen Zufallsgenerator erzeugt, welcher jede Minute eine neue Farbe generiert. Auf diese wird dann innerhalb von 1,5 Sekunden übergegangen.

Damit war es das erst einmal für diese Blogeintragsreihe, aber die nächsten Projekte kommen bestimmt!

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