Übersicht und Dokumentation zum Bau einer Wortuhr

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Auf diesen Seiten entsteht eine Übersicht und Dokumentation zum Bau einer Wortuhr nach dem Vorbild der "QLOCKTWO" der Fa. Biegert&Funk Product GmbH & Co. KG.

Das Original hat eine Kantenlänge von ca. 50cm.

Inhaltsverzeichnis

Was braucht man alles an wesentlichen Materialien für eine Wortuhr?

Ein Gehäuse / Rahmen

Etliche Nachbauten verwenden Rahmen von IKEA. Aus der Serie "RIBBA" eignen sich der 50x50 (15,99 €) um die Bestandteile einer Wortuhr im Innern unterzubringen. Neben dem eigentlichen Rahmen finden auch die Glasscheibe und die Hartfaserplatte eine weitere Verwendung beim Bau der Wortuhr.

Löcher für die LEDs

Die Positionen der LEDs hängen ab von den Positionen der Buchstaben an der Front (-folie / -platte). Es ist hier unmöglich, für alle Varianten des Nachbaus alle nötigen Informationen zu hinterlegen. Die Community ist auch ein wenig knauserig mit Maßzeichnungen. Für eine 50x50 Wortuhr wird meist auf die Zeichnungen von Christian [1] zurückgegriffen.

Elektronik

Die Elektronik besteht aus

  • dem Bausatz "Nachbau V2" (33,00 $) von Seeedstudio (oder auch hier erhältlich),
  • 114 LEDs (11 Spalten x 10 Zeilen + 4 LEDs in den Ecken)
  • ein Netzteil 7,5V 600mA
  • optional ein DCF77-Empfangsmodul
  • optional 3 Taster (Moduswechsel, Minute+, Stunde+)

Nachbau V2 Platine

Die bestellten "Nachbau V2" Bausätze sind inzwischen hier eingetroffen. Einen habe ich bereits fertig gelötet. Dabei ist mir ein kleiner Fehler in der Aufbauanleitung aufgefallen:

Auf Seite 8 wird die Power-LED eingelötet. Auf Seite 9 mittels FTDI-Kabel die Platine versorgt. Der Satz Und natürlich muß die Power-LED leuchten. ist falsch. Die Power-LED kann nicht leuchten, da VOUT eine Leitung ist, die zu diesem Zeitpunkt keine Spannung führt. Nur wenn man zu diesem Zeitpunkt alle 3 Pins von PWR SEL überbrückt, leuchtet die LED. Dieser Bug wurde bereits am 26.07.2012 gemeldet, die Anleitung jedoch ist nicht korrigiert worden. :-((

Fertig aufgebaut sieht die Platine so aus:

NachbauDIY%20kit.jpg

Die LEDs

Die LEDs finden auf der Hartfaserplatte in passend zum Durchmesser gebohrten Löchern Platz. Damit eine LED den Buchstaben auch voll ausleuchtet, braucht man welche mit min. 70° Abstrahlwinkel. Die Berechnung ist hier veranschaulicht. Ich habe mir LED 5mm weiß Flachkopf / Strawhat 120° 1400mcd +R von led-dealer.de bestellt.

Vor dem Verlöten der LEDs sollte man unbedingt die Funktion jeder einzelnen LED testen - sowohl in Durchlass- als auch in Sperrrichtung. Man braucht dazu ein Multimeter mit Diodentest. Das Problem bei heutigen LEDs ist jedoch gerne, dass die Schwellspannung für die Messmethode zu hoch liegt und das Gerät bei einer funktionierenden LED weder in Sperr- noch in Durchlassrichtung etwas anzeigt. Jedoch leuchtet die LED in Durchlassrichtung schwach, wenn sie mit dem Multimeter verbunden ist. Defekte LEDs zeigen sowohl in Durchlass- als auch in Sperrrichtung einen Strom an und leuchten in Durchlassrichtung nicht.

Von den 240 LEDs aus meiner Lieferung ist keine defekt. Alle leuchten in Durchlass- und sperren in Sperrrichtung.

LED Matrix

Die Anoden einer Zeile und die Kathoden einer Spalte werden mit dem Silberdraht verbunden. Die so entstandene LED-Matrix wird über 21 (11 Spalten + 10 Zeilen) Leitungen mit der Nachbau Platine verbunden.

Die Verbindung zur LED-Matrix kann man entweder mit direkt eingelöteten Kabeln herstellen, oder man verwendet Stift- und Buchsenleisten. Ich habe mir diese hier ausgesucht:

G451476.JPG G451490.JPG

  • Pollin Stiftleiste Serie PS, 8-polig - abgewinkelt - RM 2,54 mm - Nennspannung 250 V~ - Nennstrom 2,5 A, Bestellnummer 451 490, 4 Stück (2x Anodentreiber, 2x Kathodentreiber)
  • Pollin Buchsenleiste Serie PS, 8-polig - RM 2,54 mm - Anschlusslitzen 300 mm (0,22 mm²) - Nennspannung 250 V~ - Nennstrom 2 A, Bestellnummer 451 476, 4 Stück

Die Anschlusslitzen müssten lang genug sein um an alle Teile der Matrix zu kommen.

Die LEDs werden mittels

  • Pollin Kupferdraht versilbert, ø 0,50 mm - Länge 10 m, Bestellnummer 560 041"

miteinander verlötet. Man benötigt tatsächlich für eine 50x50 Wortuhr über 7m Draht für die LED-Matrix.

Wortuhr-LEDs.jpg

Nach dem Löten der Matrix müssen die Anoden von den Kathoden isoliert werden:

Wortuhr-LEDs-isolier.jpg

DCF77 Empfänger

Die Lieferung von Pollin ist eingetroffen. Ich habe vorhin einen der DCF77-Empfänger mit der Platine verbunden und mittels dem Debug-Mode die Meldungen aufgezeichnet:

Qlockthree is initializing...
... and starting in debug-mode...
Time: 0:0:8
... done and ready to rock!
Captured: 14:24 09.00.2013
Adding sample from dcf77: 14:24 09.00.2013
Adding sample from ds1307: 00:01 01.01.0
Diff #0 distance is wrong (803!=-9999).
Diff #1 distance is wrong (-61!=0).
Diff #2 distance is wrong (-61!=0).
DCF77-Time trashed because wrong distances between timestamps.
Captured: 14:25 19.01.2013
Adding sample from dcf77: 14:25 19.01.2013
Adding sample from ds1307: 00:02 01.01.0
Diff #0 distance is ok (-1==-1).
Diff #1 distance is wrong (743!=-9998).
Diff #2 distance is wrong (-61!=0).
DCF77-Time trashed because wrong distances between timestamps.
Captured: 14:27 19.01.2013
Adding sample from dcf77: 14:27 19.01.2013
Adding sample from ds1307: 00:04 01.01.0
Diff #0 distance is ok (-1==-1).
Diff #1 distance is ok (-2==-2).
Diff #2 distance is wrong (684!=-9996).
DCF77-Time trashed because wrong distances between timestamps.
Captured: 14:28 19.01.2013
Adding sample from dcf77: 14:28 19.01.2013
Adding sample from ds1307: 00:05 01.01.0
Diff #0 distance is ok (-1==-1).
Diff #1 distance is ok (-2==-2).
Diff #2 distance is ok (-1==-1).
DCF77-Time written to DS1307.

Der Empfang ist gut und nach 4 Minuten waren alle Bedingungen erfüllt, so dass die Zeit richtig gestellt werden konnte.

Die "Wörter" an der Frontseite

Da die RIBBA-Rahmen bereits Glasscheiben enthalten, ist es sinnvoll, diese auch für die Wortuhr zu verwenden. Die Wörter selbst sind auf eine Klebefolie geplottet. Diese Folie muss auf die Glasscheibe aufgeklebt werden. Passende Folien kann man zu je 12,50 € zzgl. 7,50 € Versand bei WERBUX kaufen. Ich habe am 29.12.2012 zwei Folien bestellt und den Rechnungsbetrag überwiesen. Leider habe ich trotz 3-maliger Nachfrage keine Antwort zum Lieferstatus erhalten. Deshalb habe ich heute (12.01.2013) die Bestellung storniert.

plottflott.de bietet die Folien in den größen 50x50, 45x45 und 23x23 in 8 verschiedenen Farben und 6 Sprachen an. Man kann dort mittels Paypal bezahlen und die MwSt kommt auch nicht obendrauf. Nebenbei ist dieser Shop auch noch günstiger.

Ein "Lichtgitter"

Das Lichtgitter verhindert, dass eine LED den Nachbarbuchstaben beleuchtet. Somit wird sichergestellt, dass immer nur die Buchstabenfelder beleuchtet sind, die zur Uhrzeit passen.

   Horizontal: Länge: 160 mm; Höhe: 25 mm; Abstand Einschneiden: 14,5 mm
   Vertikal: Länge: 160 mm; Höhe: 25 mm; Abstand Einschneiden: 16,0 mm

Links

Firmware in der Version 2.0.5

Anleitung für den Aufbau der NachBau_V02-Platine (Preview-Version) v0.4

Waschzettel für die NachBau_V02-Platine v1.1

Anleitung Folienkleben

Kosten

Nachstehend aufgelistet sind die Kosten für 2 Wortuhren. Eine 25x25 und eine 50x50.

Lieferant / Quelle Artikel Kosten

Seeedstudio 2x "Nachbau Kit" (2x 33,00 $) 51,49 €
Seeedstudio Versand 0,00 €
IKEA Rahmen "RIBBA" 25x25 9,95 €
IKEA Rahmen "RIBBA" 50x50 15,99 €
plottflott.de Folie 50x50 11,95 €
plottflott.de Folie 23x23 9,95 €
plottflott.de Versand 4,90 €
"kann nix" Lichtgitter 28mm für 50x50 4,25 €
Pollin 2x 94-810 054 DCF-Modul DCF1, 77,5kHz, 3,3V 9,90 €
Pollin 1x 561 449 Steuerleitung 3x 0,25 mm², 1 Ader abgeschirmt 2,95 €
Pollin 2x 94-560 041 Kupferdraht, versilbert, ø 0,5mm, 10m 2,20 €
Pollin 8x 94-451 490 Stiftleiste Serie PS, 8-polig, 90° 1,36 €
Pollin 8x 94-451 476 Buchsenleiste Serie PS, 8-polig 4,80 €
Pollin 1x 350 045 EcoFriendly Stecker-Schaltnetzteil MW 3N06GS, 0,6 5,95 €
Pollin Versand 4,95 €
led-dealer.de 280x LED 5mm weiß Flachkopf / Strawhat 120° 1400mcd +R 26,40 €
led-dealer.de Versand 1,90 €

Summe 168,89 €


Notizen

Folie kleben: http://youtu.be/c5UAylhkQH4 / http://postmoped.de/pages/aufkleberhowto.php / https://groups.google.com/d/topic/qlocktwo/ZLCmRn8irG4/discussion


version fuer 3mm material (pappe oder mdf) http://www.formulor.de/design/YaHPN

version für 0,8 mm material (pappe) http://www.formulor.de/design/AcSKG

version in 3mm inkl led backplane (pappe oder m) http://www.formulor.de/design/h4q5e http://www.formulor.de/design/gQJQx

Valider Punkt.

0,8mm Pappe http://www.formulor.de/design/AcSKG

3mm Pappe http://www.formulor.de/design/YaHPN

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