Word Clock
Was ist das?
Es geht hier um folgenden Thread [1], in dem der Bau einer Uhr disktuiert wird. Als Inspiration kann diese [2] dienen. Es wird keine patentrechtlich bedenkliche Kopie :-)
[1] Beitrag: Brauche Hilfe beim Bau einer Uhr
[2] http://www.qlocktwo.com
Funktionalitäten
- Speichern der Uhrzeit über Real Time Clock
- Optionaler DCF77-Funkempfang
- Automatische Helligkeitsanpassung an das Umgebungslicht
- Anzeige der Uhrzeit durch RGB-LED-beleuchtete Buchstaben, d.h. es sind beliebige Farben möglich
- Bedienung über Infrarot-Fernbedienung: Helligkeit, Farbe, Uhrzeit und Ausgabeformat ("viertel vor acht" oder "dreiviertel acht")
- Farbe einstellbar oder änderbar durch automatisch wechselndes HUE-Fading
Hardware
Elektronik
- Atmega88 oder Atmega168
- 24-Bit-Schieberegister an SPI für 24 Wörter
- 4 Output-Pins für Minutenanzeige
- 4 weitere GPOS - für allgemeine Zwecke
- RGB-Steuerung über PWM gegen GND, d.h. 32x3-Matrix
Schaltung
Das Schaltbild ist für die Prototypen-Platine als auch für die endgültige Version 1.0 (schmale Platine) identisch. Lediglich der Pullup-Widerstand R7 am DCF-Anschluss ist weggefallen und ab Version 0.9 der Software auch nicht mehr am Prototypen nötig.
Eine größere Sammelbestellung wurde im Januar 2010 organisiert, eine 2. Sammelbestellung ist im Gange (02_2010), siehe auch Sammelbestellung der Platine.
Hier die zugehörige Schaltung V1.0 als PDF: Media:wordclock-schmal.pdf
Reichelt Warenkorb Mono-Variante
Da selbst bei der Mono-Variante der ATmega 88 langsam mehr als eng wird, wurde dieser Warenkorb auch auf den ATmega 168 umgestellt.
Eine vollständige Liste zur Bestellung der nötigen Bauteile ist bei Reichelt abgelegt: Warenkorb-Mono.
Reichelt Warenkorb RGB-Variante
Für die RBG-Version wird der ATmega 168 benötigt. Einen angepassten Warenkorb ist wieder bei Reichelt hinterlegt: Warenkorb-RGB.
Derzeit ist der TSOP 1736 bei Reichelt nicht lieferbar. Laut telefonischer Auskunft (Stand: 19.01.2010), ist dieser im Moment im Rückstand. Ein Liefertermin ist bei Reichelt nicht bekannt.
Stand: 18.02.2010 Da nach wie vor der TSOP1736 nicht lieferbar ist, wurde der Warenkorb um den TSOP1738 erweitert.
Hinweis zum TSOP1738 >> http://www.mikrocontroller.net/topic/156661#1580976
Diese Liste bezieht sich sowohl auf den Prototypen als auf die endgültige (schmalere) Version.
Bestückung
Hier eine kurze Beschreibung zur Bestückung:
Prototyp:
- Links: Anschluss für stehende Lithium-Knopfbatterie CR2032 (die drei abgebildeten Stifte sind natürlich nicht notwendig, die Batterie wird direkt eingelötet)
- Unten links: Anschluss für DCF77-Modul und für Testzwecke RX & TX
- Oben Mitte: TSOP1736 für Infrarot-Empfang
- Oben links und rechts: Wannenstecker für insg. 32 Ausgabekanäle: OUT0-OUT23 (für die Wörter), OUTL1-OUTL4 (für die Minuten) und OUTG1-OUTG4 (für General-Purpose-Ausgabezwecke - noch nicht definiert)
- Rechts: Anschlussklemmen für Versorgungsspannung 7-20V und die drei PWM-Kanäle Rot, Grün und Blau
Endgültige Version (schmale Ausführung):
- Oben Mitte: Anschluss für stehende Lithium-Knopfbatterie CR2032 (die drei abgebildeten Stifte sind natürlich nicht notwendig, die Batterie wird direkt eingelötet)
- Unten 3-polige Stiftleiste: Anschluss für DCF77-Modul
- Unten 2-polige Stiftleiste: RX & TX (für Testzwecke)
- Unten rechts: TSOP1736 für Infrarot-Empfang
- Darüber: 2-polige Stiftleiste für LDR (Helligkeitsmessung)
- Oben links und rechts: Wannenstecker für insg. 32 Ausgabekanäle: OUT0-OUT23 (für die Wörter), OUTL1-OUTL4 (für die Minuten) und OUTG1-OUTG4 (für General-Purpose-Ausgabezwecke)
- Rechts: Anschlussklemmen für Versorgungsspannung 7-20V und die drei PWM-Kanäle Rot, Grün und Blau.
Achtung: die Reihenfolge der Schraubklemmen-Anschlüsse hat sich bei der endgültigen gegenüber der Prototyp-Version geändert, siehe weiter unten!
Der IR-Empfänger TSOP1736 muss hinter einem nicht benutzten Buchstaben angebracht werden. Deshalb braucht man ihn nicht unbedingt auf die Platine löten, sondern kann ihn auch über ein 3-poliges Kabel mit der Platine verbinden. Das Kabel sollte aber nicht zu lang sein, da der TSOP immer gern seinen Elko in der Nähe hat.
Da die Routine zur automatischen Helligkeitsregelung noch nicht ausgetestet ist, sollte man den Widerstand R6 (Pulldown für LDR) zunächst noch nicht bestücken, bis klar ist, welcher Wert der optimale für den gewählten LDR ist.
FOLGENDES GILT NUR FÜR DEN PROTOTYPEN:
Durch einen Fehler in der Target3001-Bibliothek hat die Prototypen-Platine einen Fehler, der aber leicht behebbar ist: Die Einstecklöcher für die 3 MOSFETs IRLU2905 besitzen auf der Unterseite keine Lötpunkte. Daher müssen die IRLUs an die oben liegenden Lötpunkte festgelötet werden. Auf der unteren Seite bilden die Bohrlöcher leider einen Kurzschluss mit der unten liegenden Massefläche.
Deshalb müssen vorher(!) die Löcher für die IRLU-Beinchen mit einem spitzen Gegenstand auf der Unterseite von dem Kurzschluss mit der unteren Massefläche befreit werden. Dazu geht man folgendermaßen vor:
Spitzen Gegenstand (z. B. Teppichmesser, Spitze einer kleinen Kneifzange) von unten(!) ins Loch stecken und zwei- bis dreimal dreimal im Bohrloch drehen, damit die Verbindung der unteren Massefläche zur Durchkontaktierung unterbrochen wird. Anschließend mit dem Ohmmeter prüfen, ob der Kurzschluss behoben ist. Insgesamt sind es 6 Löcher, die so behandelt werden müssen, diese betreffen jeweils die Pins 1 und 2 der drei IRLU-MOSFETs. Pin3 muss nicht bearbeitet werden, da hier sowieso die Masse angeschlossen werden muss, siehe auch das nächste Bild unten.
Ist der Kurzschluss zur unteren Massefläche behoben, sollte man die IRLU-Beinchen trotzdem nicht durch das Bohrloch stecken, sondern:
- Beinchen kürzen, vielleicht die Enden (wegen der Stabilität) 2mm umbiegen
- Oben in SMD-Manier anlöten.
Im rechts stehenden Bild sind nicht nur die Lage der Anschlüsse verdeutlicht, sondern auch die Bohrlöcher für die IRLU-MOSFETs rot umkringelt, welche man von der Unterseite(!) her "behandeln" muss. Beim Prototypen müssen die IRLUs so angelötet werden, dass das Metall zur Schraubklemme zeigt.
Bestückung und Anschlüsse der endgültigen Version:
WICHTIG für die Version 1.0:
Der oberste IRLU2905 muss anders herum eingelötet werden (Metall Richtung Spannungsregler) als die beiden unteren (Metall Richtung Schraubklemme). Siehe auch Foto rechts.
Die Reihenfolge der Schraubklemmen-Anschlüsse hat sich gegenüber dem Prototypen geändert, bitte unbedingt die Reihenfolge beachten!
Möchte man einfarbige LEDs verwenden und auf die RGB-Steuerung verzichten, schließt man einfach zwei der drei RGB-PWM-Kanäle nicht an und verwendet stattdessen nur PWMR zur PWM-Steuerung. Die 2 zu PWMG und PWMB gehörenden IRLUs und die angeschlossenen 4 Widerstände am Gate der IRLUs kann man dann auch weglassen.
Bestückungsliste:
Diese Liste bezieht sich sowohl auf den Prototypen als auch auf die endgültige (schmalere) Version.
Name Wert C1,C3,C4,C6,C8,C9 100NF C10,C11,C12,C13 100NF C2 4,7µF C5,C7 47µF D1 1N4001 IC1 ATMEGA88 IC2 7805 IC3 TSOP1736 IC4,IC5,IC6 74HCT595N IC7 DS1307 IC8,IC9,IC10,IC11 UDN2981A K4 Wannenstecker 10 K7,K8 Wannenstecker16 K6 LDR KL1 KLEMME5POL Q1 32,768KHz R1,R6,R8,R10,R12 10K R7 10K, entfällt! R2 100 R3,R4 4K7 R5,R9,R11 82 T1,T2,T3 IRLU2905
FAQ zur Bestückung
Q: Wie herum müssen die IRLUs eingelötet werden? A: Beim Prototypen: Alle drei mit der Metallseite zur Schraubklemme hin, Pin1 ist also immer "oben".
Bei V1.0 (schmale Version): Der oberste kommt mit der Metallseite nach links (Richtung Spannungsregler), Pin 1 ist hier der untere. Die anderen beiden IRLUs werden mit der Metallseite Richtung Schraubklemme eingelötet, siehe auch Foto rechts. Hier ist jeweils Pin 1 der obere.
Q: Welche ICs sollte ich sockeln? A: Wenn durch einen versehentlichen Kurzschluss bei der Freiluftverdrahtung der LEDs ein UDN2981 abfackelt, ist das ägerlich. Daher sollte man zumindest die UDNs und den ATMega sockeln. Besser ist es natürlich, alle zu sockeln.
Q: Bei dem ATMega und der RTC ist nicht ersichtlich, wie herum sie eingebaut werden müssen? A: Doch, kann man sehen: Der Lötpunkt von Pin1 ist immer rechteckig, die anderen sind oval. Das gilt übrigens für fast alle Bauteile, auch die Wannen.
Q: Ich möchte oben statt der abgebildeten zwei 2x8-poligen Stiftleisten 16-polige Wannenstecker nehmen. Wie herum kommen dann die oberen Wannen drauf? A: Mit der Kerbe nach unten, sieht man auch am rechteckigen Lötpunkt - und auch auf dem Foto rechts.
Q: Kann ich auf die Batterie verzichten, weil ich DCF77 einsetze bzw. nach einem Stromausfall die Uhr per Fernbedienung selbst neu stellen möchte? A: Wenn man keine Batterie einsetzt, sollte man VBat der RTC DS1307 mit GND verbinden. Das geht am einfachsten an den auf der Platine vorgesehenen Batterieanschlüssen: einfach K1 (Bat+) und K3 (Bat-) mit einem Stück Draht überbrücken. Übrigens: die Batterie hält lt. Datenblatt des DS1307 10 Jahre, es ist also durchaus sinnvoll, diese auch zu bestücken.
Q: Zur Zeit ist der Infrarot-Empfänger TSOP1736 nur schlecht erhältlich. Gibt es dazu eine Alternative? A: Als Ersatz kann man auch den TSOP1738 nehmen. Dieser hat bei Fernbedienungen mit einer Modulationsfrequenz kleiner/gleich 36kHz zwar eine geringere Reichweite, bei Fernbedienungen mit einer Modulationsfrequenz größer/gleich 38kHz jedoch sogar eine höhere.
Q: Kann ich (aus Kostengründen) auch einfarbige LEDs verwenden? A: Ja, einfach zwei der drei RGB-PWM-Kanäle nicht anschließen und nur PWMR (für Rot) benutzen. Die 2 zu PWMG und PWMB gehörenden IRLUs und die angeschlossenen 4 Widerstände am Gate der IRLUs kann man dann auch weglassen.
Anschluss eines DCF77-Moduls
Der Anschluss eines DCF77-Moduls ist optional. Wird ein DCF77-Modul angeschlossen, kann mittels einer LED der DCF77-Empfang angezeigt werden. Die LED blinkt dann im Sekundenrhytmus und zeigt direkt die empfangenen DCF77-Impulse. Der Empfang wird kurze Zeit nach dem Einschalten aktiviert bzw. jede Stunde wiederholt.
Die DCF77-LED kann folgendermaßen angeschlossen werden:
RGB-LED in Farbe:
/---|>|----| R |---- PWMR
OUTG4 +--|---|>|----| R |---- PWMG
\---|>|----| R |---- PWMB
Einfarbige LED gedimmt:
OUTG4 +--|---|>|----| R |---- PWMR
Einfarbige LED immer gleich hell:
OUTG4 +--|---|>|----| R |---- GND
Bei Anschluss des DCF77-Moduls von Reichelt ist folgendes zu beachten:
- Prototyp-Platine: Der Pull-Up-Widerstand R7 darf nicht eingelötet werden bzw. muss nachträglich wieder von der Platine entfernt werden - z. B. durch Abkneifen der Widerstandsdrähte mit einer Kneifzange. Grund: Das Reichelt-Modul hat keinen Open-Collector-Ausgang, sondern einen sehr schwachen Ausgang, welcher durch den Pullup-Widerstand permanent auf High gezogen wird.
- Es sollte direkt auf den Lötaugen des Reichelt-DCF77-Moduls ein Abblock-Kondensator von 100nF zwischen den Pins +UB und GND aufgelötet werden
- Der Eingang PON muss offen bleiben - entgegen den (falschen) Angaben im Reichelt Datenblatt!
- Das DCF77-Modul von Reichelt braucht eine Synchronisierungszeit von mindestens 10 Sekunden. Erst dann arbeitet der Empfänger.
Beim Anschluss des Conrad-Moduls ArtNr. 641138 ist folgendes zu beachten:
- Prototyp: Der Pullup-Widerstand R7 muss unbedingt eingelötet sein
- Es muss der nicht-invertierte Open-Collector-Ausgang Pin 3 als Signal an die WordClock angeschlossen werden.
Zur Info (10.01.2010): Torsten Giese hat die DCF77-Routinen so erweitert, dass die verschiedenen DCF77-Modultypen (mit/ohne open Collector, active low/high) automatisch erkannt werden. Kommt mit Software-Version 0.9. Dann muss der Widerstand R7 für alle Varianten fehlen. Daher ist er auch in der endgültigen Platinen-Version entfallen.
Anschluss der LEDs
Zuordnung der Kanäle
Folgende Tabelle enthält die Zuordnung der Wörter zu den Pins der Wannenstecker. Die Bezeichnungen der Pins entsprechen dem Schaltplan. Zu beachten ist, dass die Reihenfolge der Wörter nichts mit der Anordnung auf der Frontplatte zu tun haben.
| Anschluss | Frontplatte deutsch 2-sprachig | Frontplatte deutsch 3-sprachig | Frontplatte Englisch |
|---|---|---|---|
| OUT0 | ES IST | ZW | IT IS |
| OUT1 | FÜNF (Minuten) | EI | FIVE (Minuten) |
| OUT2 | ZEHN (Minuten) | N | TEN (Minuten) |
| OUT3 | VOR (Minuten) | S | QUARTER |
| OUT4 | DREI (Minuten) | IEBEN | TWENTY (Minuten) |
| OUT5 | VIERTEL | DREI | HALF |
| OUT6 | NACH | VIER | TO |
| OUT7 | VOR | FÜNF | PAST |
| OUT8 | HALB | SECHS | ONE |
| OUT9 | S | ACHT | TWO |
| OUT10 | EIN | NEUN | THREE |
| OUT11 | ZWEI | ZEHN | FOUR |
| OUT12 | DREI | ELF | FIVE |
| OUT13 | VIER | ZWÖLF | SIX |
| OUT14 | FÜNF | ES IST | SEVEN |
| OUT15 | SECHS | UHR | EIGHT |
| OUT16 | SIEBEN | FÜNF (Minuten) | NINE |
| OUT17 | ACHT | ZEHN (Minuten) | TEN |
| OUT18 | NEUN | ZWANZIG | ELEVEN |
| OUT19 | ZEHN | DREI (Minuten) | TWELVE |
| OUT20 | ELF | VIERTEL (Minuten) | O CLOCK |
| OUT21 | ZWÖLF | NACH | unverbunden |
| OUT22 | UHR | VOR | unverbunden |
| OUT23 | unverbunden | HALB | unverbunden |
| OUTL1 | min1 | min1 | min1 |
| OUTL2 | min2 | min2 | min2 |
| OUTL3 | min3 | min3 | min3 |
| OUTL4 | min4 | min4 | min4 |
| OUTG1 | Ambilight (opt.) | Ambilight (opt.) | Ambilight (opt.) |
| OUTG2 | unverbunden | unverbunden | unverbunden |
| OUTG3 | unverbunden | unverbunden | unverbunden |
| OUTG4 | dcf Empfang | dcf Empfang | dcf Empfang |
Beschaltungsvarianten der LEDs
Da die Schaltung genügend Power hat, um eine Unmenge an RGB-LEDs zu treiben, gibt es folgende 3 Möglichkeiten, die auch mixbar sind:
1. Pro Wort für jeden Buchstaben eine RGB-LED (mit gemeinsamer Anode) in Parallelschaltung (natürlich mit geeignetem Vorwiderstand pro LED)
Prinzip (am Beispiel des Wortes "VIER"):
/---|>|----| R1R |---- PWMR
+--|---|>|----| R1G |---- PWMG "V"
| \---|>|----| R1B |---- PWMB
|
| /---|>|----| R2R |---- PWMR
+--|---|>|----| R2G |---- PWMG "I"
| \---|>|----| R2B |---- PWMB
OUTx-+
| /---|>|----| R3R |---- PWMR
+--|---|>|----| R3G |---- PWMG "E"
| \---|>|----| R3B |---- PWMB
|
| /---|>|----| R4R |---- PWMR
+--|---|>|----| R4G |---- PWMG "R"
\---|>|----| R4B |---- PWMB
2. Pro Wort für jeden Buchstaben eine RGB-LED in Reihenschaltung (mit nur 1 Vorwiderstand für die ganze Reihe, bzw. 3 wegen RGB). Das geht aber nur, wenn die RGB-LEDs unabhängige Anoden und Kathoden haben (ja, die gibt es).
Prinzip:
"V" "I" "E" "R"
/----| R1R |----|>|----|>|----|>|----|>|---- PWMR
OUTx --+-----| R1G |----|>|----|>|----|>|----|>|---- PWMG
\----| R1B |----|>|----|>|----|>|----|>|---- PWMB
Theoretisch könnte man solche Streifen als Platine herstellen, welche man dann immer auf die gewünschte Länge kürzt, als 1, 2, 3 ... 7 Buchstaben.
3. Pro Wort nur eine LED. Für längere Wörter (ab 3 bis 4 Buchstaben) kann man natürlich auch 2 LEDs parallel oder in Reihe schalten, siehe 1. und 2.
Prinzip:
"V I E R"
/---|>|----| R1R |---- PWMR
OUTx +-+----|>|----| R1G |---- PWMG
\---|>|----| R1B |---- PWMB
Bei Verwendung von einfarbigen LEDs vereinfachen sich die Prinzip-Schaltungen wie folgt:
1. Parallelschaltung, eine LED pro Buchstabe im Wort:
/----|>|----| R1 |---- PWMR "V"
+-----|>|----| R2 |---- PWMR "I"
OUTx-+
+-----|>|----| R3 |---- PWMR "E"
\----|>|----| R4 |---- PWMR "R"
2. Reihenschaltung, eine LED pro Buchstabe im Wort:
"V" "I" "E" "R" OUTx ----| R1 |----|>|----|>|----|>|----|>|---- PWMR
3. Pro (kurzem) Wort nur eine LED:
"V I E R" OUTx +------|>|----| R1 |---- PWMR
Zum Berechnen der Vorwiderstände kann z. B. dieser Rechner
verwendet werden: Vorwiderstands-Rechner oder Vorwiderstands-Rechner mit Unterstützung für Reihenschaltung
Verwendet man SMD-LEDs mit einem Abstrahlwinkel von 120°, kann man mit einer LED bei einem Abstand von ca. 3,5 cm immer zwei Buchstaben ausleuchten. Wenn man jedes Buchstabenpaar mit einer SMD-LED beleuchtet, dann benötigt man jeweils:
- 1 LED für 1er und 2er-Wort
- 2 LEDs für 3er und 4er Wort
- 3 LEDs für 5er und 6er Wort und
- 4 LEDs für 7er Wort
Das macht dann, inkl. der 4 Minutenpunkte, insgesamt 55 LEDs.
Bedingung ist aber ein Diffusor direkt hinter den Buchstaben, damit die LEDs selbst nicht sichtbar sind.
Sammelbestellung der Platine
Stand Februar 2010:
Es gab im Februar/März eine Sammelbestellung No. 2: Auflage: 100 Stück.
Die Platinen sind bereits eingetroffen und wurden am Samstag, den 06.03.2010, von mir verschickt.
Da noch einige Platinen übrig sind, werden diese an neue Interessenten zum Stückpreis von 10,00 EUR verteilt. Wer sich also bisher noch nicht gemeldet hat, kann das nachholen und sich bei mir (Benutzer ukw) per PN melden. Er bekommt dann alle notwendigen Informationen per E-Mail.
Aktueller Zählerstand der Interessenten am 25.03.2010: 80 Platinen, 20 noch verfügbar
Selbstverständlich weist diese Platinen-Version nicht den Kurzschluss auf, den die ersten 20 Prototypen-Platinen hatten. Die Platine ist wesentlich schmaler als der Prototyp, Maße sind: 146mm x 35,6mm.
Historie:
- Ende 2009: Vorabbestellung des Prototyps in kleinerer Auflage: 20 Stück (für die Entwickler)
- Januar 2010: Erste große Sammelbestellung der endgültigen WordClock-Platine V1.0. Auflage: 200 Stück.
- Februar 2010: Zweite große Sammelbestellung der V1.0. Auflage: 100 Stück.
Zwischenplatte
Die Zwischenplatte befindet sich zwischen den LEDs und der Frontplatte. Sie schränkt die Leuchtweite der LEDs auf die einzelnen Buchstaben bzw. Wörter ein. Die folgenden Ausführungen und Maße beziehen sich auf eine 45x45cm große Front- und eine ebenso große Zwischenplatte.
Bei Einzelbeleuchtung der Buchstaben kann für jeden Buchstaben ein Loch von ca. 24mm Durchmesser gebohrt werden. Die Positionierung kann dabei dieser Skizze entnommen werden:
Wahlweise kann auch bei Gesamtbeleuchtung der einzelnen Wörter ein rechteckiger Ausschnitt erfolgen (z. B. bei Verwendung einer Hartschaumplatte). Der Aufbau kann dann ähnlich folgender Skizze erfolgen:
Frontplatte
Konzept
Brauche Hilfe beim Bau einer Uhr
Bei interesse an einer Frontplatte kann man mir (Benutzer ukw) eine Nachricht hinterlassen, siehe auch Sammelbestellung Frontplatte.
2 Versionen sind vorgesehen, jeweils in 45cm x 45cm
- Deutsch mit Bezeichnung "viertel vor" und "drei Viertel" - per Software einstellbar
- Englisch
Die Minutenanzeige (1 - 4 Minuten) werden jeweils mit einem Punkt an der Ecke der Frontplatte dargestellt.
Deutsch (3-sprachig)
Die aktuelle Version, die auch für die Sammelbestellung gilt:
E S K I S T L F Ü N F ==> ES IST FÜNF Z E H N Z W A N Z I G ==> ZEHN ZWANZIG D R E I V I E R T E L ==> DREI|VIERTEL T G N A C H V O R J M ==> NACH VOR H A L B Q Z W Ö L F P ==> HALB ZWÖLF Z W E I N S I E B E N ==> ZW|EI|N|S|IEBEN K D R E I R H F Ü N F ==> DREI FÜNF E L F N E U N V I E R ==> ELF NEUN VIER W A C H T Z E H N R S ==> ACHT ZEHN B S E C H S F M U H R ==> SECHS UHR
Damit ist es möglich 3 regionale Sprechweisen darzustellen.
Folgende Schreibweisen werden unterstützt:
Wessi-Modus:
es ist ein uhr es ist fünf nach eins es ist zehn nach eins es ist viertel nach eins es ist zehn vor halb zwei es ist fünf vor halb zwei es ist halb zwei es ist fünf nach halb zwei es ist zehn nach halb zwei es ist viertel vor zwei es ist zehn vor zwei es ist fünf vor zwei
Rhein-Ruhr-Modus:
es ist ein uhr es ist fünf nach eins es ist zehn nach eins es ist viertel nach eins es ist zwanzig nach eins es ist fünf vor halb zwei es ist halb zwei es ist fünf nach halb zwei es ist zwanzig vor zwei es ist viertel vor zwei es ist zehn vor zwei es ist fünf vor zwei
Ossi-Modus:
es ist ein uhr es ist fünf nach eins es ist zehn nach eins es ist viertel zwei es ist zehn vor halb zwei es ist fünf vor halb zwei es ist halb zwei es ist fünf nach halb zwei es ist zehn nach halb zwei es ist dreiviertel zwei es ist zehn vor zwei es ist fünf vor zwei
Hier der aktuelle Entwurf der Buchstaben-Anordnung als Bild: Media:WordclockFront_gerV2.pdf
Deutsch (2-sprachig)
Eine ältere Version, die zu Referenzzwecken genannt werden sollte:
E S K I S T A F Ü N F ==> ES IST FÜNF U Z E H N F M V O R G ==> ZEHN VOR D R E I V I E R T E L ==> DREI VIERTEL N A C H V O R H A L B ==> NACH VOR HALB X F Ü N F R S Z W E I ==> FÜNF ZWEI S I E B E N A V I E R ==> SIEBEN VIER Z E H N T G S E C H S ==> ZEHN SECHS L D R E I U A C H T J ==> DREI ACHT E L F N E U N E I N S ==> ELF NEUN EIN|S B Z W Ö L F R H U H R ==> ZWÖLF UHR
Diese Version enthält nur den Wessi- und den Ossimodus.
Als Bild: Media:WordclockFront_ger.pdf
Englisch
I T K I S G H A L F E ==> it_is half T E N Y Q U A R T E R ==> ten quarter D T W E N T Y F I V E ==> twenty|five T O P A S T E F O U R ==> to past four F I V E T W O N I N E ==> five two nine T H R E E T W E L V E ==> three twelve B E L E V E N O N E S ==> eleven one S E V E N W E I G H T ==> seven eight I T E N S I X T I E S ==> ten six T I N E O I C L O C K ==> o_clock
Und als Bild: Media:WordclockFront_eng.pdf
Sammelbestellung Frontplatte
Seit 20. Januar liegt ein Angebot einer Digitaldruck-Firma vor, welche eine Plexi-Scheibe (3mm) in 45cm x 45cm anbietet. Dabei wird die Scheibe von hinten zunächst mit einer 4-fach-Schicht schwarzer Farbe bedruckt. Lediglich die Buchstaben und Minutenpunkte bleiben frei. Anschließend kommen noch 2 Schichten weiße Farbe komplett deckend über die schwarze Farbe, sodass diese Schichten als Diffusor wirken.
Folgende Varianten sind vorgesehen:
- A: 45cm x 45cm mit weißer Schicht als Diffusor - B: 45cm x 45cm mit transparenten Buchstaben (ohne weiße Schicht) - C: 30cm x 30cm mit weißer Schicht als Diffusor - D: 30cm x 30cm mit transparenten Buchstaben (ohne weiße Schicht)
Bei einer Abnahme von 100 Stück beträgt das Angebot für Varianten A und B 32,- Euro inkl. MwSt. und für C und D 28,- Euro inkl. MwSt. pro Frontplatte. Hinzu kommen noch 10 EUR Versandkosten für bis zu 4 Stück in einem Paket.
Die Sammelbestellung wurde am 09.02.2010 gestartet.
Die Frontplatte beinhalt alle 3 Sprachversionen:
- Wessi-Modus (viertel nach/vor
- Ossi-Modus (viertel/dreiviertel)
- Rhein-Ruhr-Modus (viertel nach/vor, zwanzig nach/vor)
Stand 24.03.2010:
Nach einigen anfänglichen technischen Problemen und damit verbundenen Fehldrucken wurde die Produktion umgestellt von Digitaldruck auf das Siebdruckverfahren. Die restlichen Platten, auf die noch einige warten, werden am Montag, den 29.03.2010 verschickt.
Wer sich bisher noch nicht gemeldet hat, kann das nachholen und sich bei mir (Benutzer ukw) per PN melden - unter Angabe der Variante A,B,C. Zu bedenken ist, dass nur noch eine begrenzte Menge vorhanden ist.
Letzte Neuigkeiten (24.03.2010 14 Uhr):
Aufgrund der hohen Nachfrage und der Verzögerungen durch anfängliche technische Probleme beim Druck konnten nun noch ca. 20 Platten des Typs A (Siebdruck, siehe oben) nachbestellt werden. Wer also noch auf eine Frontplatte Typ A wartet, sollte sich nun melden.
Restbestand am 25.03.2010: A: 13 B: 4 C: 0 D: 4, insgesamt wurden 158 + 20 Stück bestellt.
WICHTIG:
Die Frontplatte wird mit einer kaum wahrnehmbaren Schutzfolie auf der Vorderseite geliefert. Wenn man das nicht weiß, kann es so aussehen, als ob die Frontplatte "verkratzt" sei. Diese "Kratzer" sind aber nur auf der Schutzfolie, nicht auf der Platte selbst. Daher hier nochmal der ausdrückliche Hinweis: Bitte die Schutzfolie abziehen und sich dann freuen :-)
Anmerkung: Die beiden untersten Bilder rechts zeigen das auf 25cm x 25cm verkleinerte Muster (ältere, zweisprachige Version) mit Diffusor (Variante A) - jedoch ohne Minutenpunkte, welche für die endgültige Version natürlich vorgesehen sind. Dass einige Nachbar-Buchstaben schwach mitleuchten, liegt an meinem (schlechten) Prototyp-Aufbau: die Nachbarzellen wurden nur unzureichend optisch abgeschirmt, da ich einfach 2 U-Profile, die gerade in der Nähe lagen, als optische Begrenzer unter die Platte gelegt habe.
Sammelbestellung Frontplatte Edelstahl
Alternativ zur Plexiglasvariante wurde im Forum über eine Edelstahlfrontblende diskutiert. Es liegt ein Angebot für folgende Ausführung vor:
- Abmaße: ca. 450x450x1 mm - gelasert gem. dxf Vorgabe, - Material 1.4301-2G, - eins. K320 geschliffen/gebürstet+foliert, - ohne weitere Nachbearbeitung,
Verwendet wird hierbei die Schriftart Lucida Console allerdings erweitert. Die Schriftart hat Stege, so dass freie Inselteile (z. B. Innenteil O) nicht lose sind. Jeder Steg hat eine Breite von mind. 2mm.
Die Buchstaben werden entsprechend ausgelasert und müssen von hinten noch mit einem Diffusor versehen werden. Der Diffusor ist nicht Bestandteil des Angebots.
Die Lieferung der ersten Blenden ist eingetroffen (18.03.10). Siehe Bilder. Qualität ist in Ordnung, somit erfolgt jetzt die Bestellung der 2.Charge mit den restlichen Blenden.
26.03. Zweite Charge Edelstahlblenden ist bestellt worden. Ich habe mal auf eigenes Risiko 5 Blenden mehr bestellt. Eine ist bereits vorgemerkt. Ich werde diese Blenden in der Reihenfolge der Zahlungen an Nachzügler vergeben.
Stand 26.03.2010 23:59 Uhr: Beim Hersteller bestellt: 10+23=33, Vorgemerkt:30, Bezahlt: 21, ausgeliefert:8, Noch zu haben: 3
Details zur Sammelbestellung
Nach Ausrechnen der ersten und zweiten Charge der Blenden ergeben sich jetzt folgende Preise:
Frontblende: 38,- Euro (inkl.MwSt) Verpackung : 4,- Euro Versand per S-Paket Hermes : 4,- Euro Versand nach Österreich, DHL: 16,- Euro Versand in die Schweiz, DHL : 26,90 Euro (!!!)
Bei Interesse an einer Blende bitte eine Nachricht hinterlassen (Benutzer andreasp).
Lieferzeit der Firma ca. 1 Woche zu mir. In der Zwischenzeit lass ich die Verpackungsmaterialien zuschneiden. Sobald die Blenden da sind, gehen die Pakete auf die Reise. Tippe auf 2-4 Tage mit Hermes. Ins Ausland dürfte es etwas langsamer sein.
Streifenplatinen & LEDs
Streifenplatinen
Die Platine hat ein Maß von 314 x 12 mm und ist auf die Word-Clock-Front-Varianten A und B (also 450mm x 450mm) ausgelegt.
Der Abstand der einzelnen LEDs beträgt 28.1mm
Die Streifenplatine wird so ausschauen: (Version 8 vom 06.März 2010)
Ausschnitt vergrößert dargestellt:
Technische Daten der SMD RGB PLCC-6 LEDs
Spezifikation
- Source Material: InGaN
- Emitting Colour: SMD SMT 5050 RGB
- LENS Type: Water clear
- Reverse Voltage: 5.0 V
- Viewing Angle: 140 degree
- Lead Soldering Temp: 260°C for 5 seconds
Absolute Maximum Rating (Ta = 250C)
| PARAMETER | Symbol | RED | GREEN | BLUE | UNITS |
|---|---|---|---|---|---|
| Power Dissipation | PO | 80 | 95 | 85 | mW |
| DC Current | IF | 20 | 20 | 20 | mA |
| Peak Forward Current | IFP | 100 | 100 | 100 | mA |
| Reverse Voltage | VR | 5 | 5 | 5 | V |
| Operating Temperature | Topr | -25 to +85 | °C | ||
| Storage Temperature | Tstg | -40 to +85 | °C | ||
Electro-optical Characteristics (Ta = 250C)
| PARAMETER | SYMBOL | CONDITIONS | MIN. | TYP. | MAX. | UNIT |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Forward Voltage (B) | VF | IF = 20mA | 3.4 | 3.6 | 3.8 | V |
| Forward Voltage (G) | VF | IF = 20mA | 3.4 | 3.6 | 3.8 | V |
| Forward Voltage (R) | VF | IF = 20mA | 1.9 | 2.1 | 2.5 | V |
| Dominant Wavelength (B) | lD | IF = 20mA | 465 | 470 | 475 | nm |
| Dominant Wavelength (G) | lD | IF = 20mA | 515 | 520 | 525 | nm |
| Dominant Wavelength (R) | lD | IF = 20mA | 625 | 630 | 635 | nm |
Pin / Farbzuordnung:
- R: Pin 1 - 6
- G: Pin 2 - 5
- B: Pin 3 - 4
Widerstandswerte für die LED Streifen:
Berechnet sind die Widerstände für eine Spannungsversorgung von 15V. Ein solches Netzteil gibt es zB bei Pollin oder auch bei Reichelt.
| ......Widerstand E12...... | ......Widerstand E24...... | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Streifen | Wort | LEDs | Rot | Grün | Blau | Rot | Grün | Blau |
| 1 | ES | 2 | 560 | 470 | 470 | 510 | 360 | 360 |
| 1 | IST | 3 | 470 | 220 | 220 | 390 | 200 | 200 |
| 1 | FÜNF | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 2 | ZEHN | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 2 | ZWAN | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 2 | ZIG | 3 | 470 | 220 | 220 | 390 | 200 | 200 |
| 3 | DREI | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 3 | VIER | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 3 | TEL | 3 | 470 | 220 | 220 | 390 | 200 | 200 |
| 4 | NACH | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 4 | VOR | 3 | 470 | 220 | 220 | 390 | 200 | 200 |
| 5 | HALB | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 5 | ZWÖ | 3 | 470 | 220 | 220 | 390 | 200 | 200 |
| 5 | LF | 2 | 560 | 470 | 470 | 510 | 360 | 360 |
| 6 | ZW | 2 | 560 | 470 | 470 | 510 | 360 | 360 |
| 6 | EI | 2 | 560 | 470 | 470 | 510 | 360 | 360 |
| 6 | N | 1 | 680 | 560 | 560 | 620 | 560 | 560 |
| 6 | S | 1 | 680 | 560 | 560 | 620 | 560 | 560 |
| 6 | IEB | 3 | 470 | 220 | 220 | 390 | 200 | 200 |
| 6 | EN | 2 | 560 | 470 | 470 | 510 | 360 | 360 |
| 7 | DREI | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 7 | FÜNF | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 8 | ELF | 3 | 470 | 220 | 220 | 390 | 200 | 200 |
| 8 | NEUN | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 8 | VIER | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 9 | ACHT | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 9 | ZEHN | 4 | 330 | 33 | 33 | 300 | 27 | 33 |
| 10 | SEC | 3 | 470 | 220 | 220 | 390 | 200 | 200 |
| 10 | HS | 2 | 560 | 470 | 470 | 510 | 360 | 360 |
| 10 | UHR | 3 | 470 | 220 | 220 | 390 | 200 | 200 |
Es werden somit folgende Widerstände benötigt:
Reihe - E12
- 26x 33 Ohm
- 18x 220 Ohm
- 13x 330 Ohm
- 21x 470 Ohm
- 10x 560 Ohm
- 2x 680 Ohm
Reihe - E24
- 13x 27 Ohm
- 13x 33 Ohm
- 18x 200 Ohm
- 13x 300 Ohm
- 12x 360 Ohm
- 9x 390 Ohm
- 6x 510 Ohm
- 4x 560 Ohm
- 2x 620 Ohm
Sammelbestellung
Folgende Angebote stehen zur Verfügung:
- Paket 1: SMD RGB LEDs im 100er Päckchen für 24,00 Eur
- Paket 2: Streifenplatinen im 10er Pack für 5,90 Eur
- Paket 3: Komplettpaket besteht aus Paket1 + Paket2 + Hühnerfutter für 31,08 Eur
Da für die WordClock nur 96 LEDs benötigt werden, sind in den oben genannten Paketen "nur" 100 LEDs enthalten!
Das Hühnerfutter wird in Anlehnung an die oben genannte E24 Bestückung mitgeliefert.
Das Paket 1 versende ich im Luftpolsterumschlag für 1,80 Eur. Paket 2 und 3 versende ich im Karton für 5,20 Eur.
Die Versandkosten fallen natürlich nur einmal an. Bei einer Kombination der Pakete fällen die höheren Versandkosten an.
Beispiele für die Versandkosten:
- 1x Paket 1 = 1,80 Eur
- 5x Paket 1 = 1,80 Eur
- 1x Paket 2 = 5,20 Eur
- 1x Paket 1 und 1x Paket 2 = 5,20 Eur
- 3x Paket 2 und 2x Paket 3 = 5,20 Eur
Wer interesse hat, schreibt mir bitte eine PN (wawibu).
Forumsbeitrag: http://www.mikrocontroller.net/topic/156661#1561973
Sammelbestellung #1 Feb/Mrz 2010
Die Bestellung der LEDs und Widerstände wurde am 22.Februar 2010 versendet.
Nach Korrektur des Layouts für die Streifenplatinen, wurden diese am 08.März 2010 bestellt. Aufgrund des Designs (12 mm Höhe und 0.5mm Stärke) gibt es einen hohen Ausschuß, wodurch sich die Lieferung der 2.500 Platinen verzögert. Aktuell ist geplannt, dass die Platinen am 06.April 2010 an mich versendet werden.
Versandstatus:
- Die "nur LED" Briefe wurden am 06.März 2010 versendet
- Die Pakete 2 und 3 werden voraussichtlich am 10.April 2010 versendet
Von der aktuellen Sammelbestellung sind bereits alle LEDs und Streifenplatinen verkauft.
Sammelbestellung #2 Apr/Mai 2010
Da ich jedoch von einigen schon Anfragen erhalten haben, ob es eine zweite Sammelbestellung geben wird, sammel ich derzeit die unverbindlichen Vormerkungen hierzu. Derzeit kann ich noch keinen Aussage treffen, ob es zu einer zweiten Runde kommen wird.
Erst nach Abschluß der laufenden Bestellung, werde ich schauen ob sich eine zweite Sammelbestellung rechnet.
Wer schon jetzt auch die Warteliste möchte, schreibt einfach eine PN an mich (wawibu).
Software
Module
DCF77
Zur Programmierung siehe den Artikel DCF77-Funkwecker_mit_AVR. Im Abschnitt Programmierung ist das Funksignal dokumentiert, zusammen mit einem Beispiel (Bitstrom und Bedeutung).
Codebeispiel siehe [DCF_77].
Software-Entwickler: Torsten Giese (wawibu)
Automatische Helligkeitsregelung
Die Helligkeit des Displays wird über einen LDR gesteuert.
Software-Entwickler: Rene H. (promeus)
RTC
Vorgesehen ist die Verwendung eines batteriegepufferten DS1307 - über I2C angeschlossen.
Software-Entwickler: Frank M. (ukw)
IR
Es werden folgende Infrarot-Protokolle unterstützt:
| Protokoll | Hersteller |
|---|---|
| SIRCS | Sony |
| NEC | NEC, Yamaha, Canon, Tevion, Harman/Kardon, Hitachi, JVC, Pioneer, Toshiba, Xoro, Orion, NoName und viele weitere japanische Hersteller. |
| SAMSUNG | Samsung |
| MATSUSHITA | Matsushita |
| KASEIKYO | Panasonic, Technics, Denon und andere japanische Hersteller, welche Mitglied der "Japan's Association for Electric Home Application" sind. |
| RECS80 | Philips, Nokia, Thomson, Nordmende, Telefunken, Saba (in 0.8 noch fehlerhaft) |
Ab WordClock-Version 0.9 kommen zusatzlich noch folgende Protokolle hinzu:
| Protokoll | Hersteller |
|---|---|
| SAMSUNG32 | Samsung |
| RC5 | Philips und andere europäische Hersteller |
| DENON | Denon |
| RC6 | Philips und andere europäische Hersteller |
| APPLE | Apple |
| RECS80EXT | Philips, Technisat, Thomson, Nordmende, Telefunken, Saba |
Über die automatische Erkennung des Protokolls werden die nötigen Tastatur-Befehl-Bits aus den Infrarot-Daten extrahiert - ohne Kenntnis, welche Tasten da eigentlich tatsächlich gedrückt wurden. So eine Tabelle würde den Speicher des µCs sprengen. Deshalb passiert die Zuordnung der Tasten zu WordClock-Befehlen in einer kleinen Anlern-Prozedur, die einmal nach dem ersten Boot-Vorgang ausgeführt werden muss.
Mittlerweile gibt es einen eigenen Artikel zum Infrarot-Fernbedienungs-Decoder, siehe IRMP
Software-Entwickler: Frank M. (ukw)
PWM
Die PWM steuert die 3 RGB-Kanäle. Damit ist freie Farbenwahl möglich.
Software-Entwickler: Frank M. (ukw)
Display
Das Display wird nicht als 10x11-Matrix angesteuert, sondern wortweise. Dies war nötig, weil hier RGB-LEDs zum Einsatz kommen, um beliebige Farben anzuzeigen. Daraus ergibt sich dann für die Wörter eine 24x3-Matrix. Ebenso können die Minutenpunkte farbig angesteuert werden.
Die Farben sind kein Muss - in der Minimalbeschaltung können auch einfarbige LEDs zum Einsatz kommen.
Software-Entwickler: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
Benutzer-Interaktion
Mit der Fernbedienung wird folgendes möglich sein:
* Einmaliges Anlernen der Fernbedienung * Anpassen der automatischen Helligkeitssteuerung * Einstellen des Farbprogramms (Übergänge etc) * Stellen der Uhr (wenn kein DCF77-Modul angeschlossen) * ...
Software-Entwickler: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
Download
Hier eine Vorabversion des Quellcodes zum Projekt:
Bitte 00README.txt lesen!
Bugs
- [bestätigt]
- der Bug konnte von den Entwicklern reproduziert werden
- [gefixt]
- der Bug wurde bereits gefixt, der Fix ist aber in noch keinem Release enthalten.
- [gefixt - Vx.y]
- der Bug wurde in Version x.y gefixt
- [widerlegt]
- der Bug konnte nicht bestätigt werden, oder es wurde eine andere Ursache gefunden
Version 0.8
- BUG08_001 - [bestätigt] [gefixt]
- Helligkkeitssteuerung per FB funktioniert nicht richtig
- BUG08_002 - [bestätigt]
- Helligkkeitssteuerung per LDR funktioniert nicht richtig
- BUG08_003 - [bestätigt] [gefixt]
- OUT23 wird immer mit OUTL1 geschalten
- BUG08_004 - [bestätigt] [gefixt]
- Helligkeitssteuerung: geänderter Wert wird nicht gespeichert
- nach Power-ON-Reset immer 100%
BUG08_005[widerlegt] (Fehler lag woanders)- die Kommandos der FB gehen nach einem Power-ON-Reset manchmal verloren
BUG08_006 (reportet von panik)[widerlegt] (Fehler lag woanders)- Die Uhr zeigt nach mehr als 10 Stunden Betrieb für wenige Minuten ein falsches Word mit halber Helligkeit (auf und abschwellend) an.
- Anzeige korrekt: FÜNF NACH DREI (Ossi-Modus ist permanent aktiv)
- jetzt beginnt zusätzlich das Word VIERTEL zu leuchten (halber Helligkeit auf und abschwellend)
- Nach wenigen Minuten ist wieder alles normal.
BUG08_007[widerlegt] (Fehler lag woanders)- nach mehr als 12 Stunden Betrieb oft zusätzliche Anzeige der Wörter VIERTEL und NACH (jetzt mit voller Helligkeit bis zum nächsten Bildwechsel)
- z.B 20:15 Uhr --> Anzeige: ES IST VIERTEL NACH NEUN (Ossimodus aktiv)
- 20:05 Uhr --> Anzeige: ES IST FÜNF VIERTEL NACH ACHT(Ossimodus aktiv)
- 09:35 Uhr --> Anzeige: ES IST FÜNF VIERTEL NACH HALB ZEHN(Ossimodus aktiv)
Abstimmungen
Eine Stimme ist ein Strich. Nach 5 Strichen bitte ein Leerzeichen einfügen.
DCF: ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| |||
ethernet ntp client: ||||| |||
IR für Fernbedienung: ||||| ||||| ||||||
Bewegungsmelder: ||||| ||||
Bluetooth: |
IR zum PC für Kommunikation/Bootloader |
RFM12 für Kommunikation/Bootloader ||
NTP Server (um eine genaue Zeit ins Netzwerk zu verteilen) ||
usw: |
Ambilight: ||||| ||||| ||||| ||||| ||
zeitgesteuert Dunkelschalten (z. B. nachts "Aus"): ||||| |||||
kurzzeitiger "Volldampf-Modus" (alle Wörter an für bspw. 30sek): |||||
Word Clock als PC-Programm
Hier ist der Quelltext zu einer X11-Version der Word Clock zu finden.