用太阳能管理模块(DFR0535)做一个窗上时钟《光年》 电路方案

本文首发于DF创客社区,作者:屌丝王小明 原文链接:http://mc.dfrobot.com.cn/thread-276445-1-1.html 家里刚好缺一个时钟,网上找了下,大的时钟太占地方,小的又不醒目,所以寻思着自己来做一个适合自己的时钟。一路坎坎坷坷,最终还是把它做出来了。当听到女同学说的那句“还挺好看呢”,感觉一切都值了。这几天回家,一打开房门,屋里漆黑一片,首先就能看见它在那里蹦跶。在远处万家灯火的背景映衬下,时钟的绚丽色彩真的很迷人。此刻,内心真的会满溢出来一种欣喜。于是才能体会到电影《无问西东》里,对于“什么是真实?”这个问题的解读。 窗上时钟——《光年》 制作视频(文章内容会详尽一些): 制作思路:利用太阳能管理模块搭配15块光伏板,作为一个独立的电源,为整个时钟供电,这样做的好处是脱离额外电线的束缚,不影响窗户的正常推拉使用。时钟根据电量计测得的电量多少,分别对应有3个模式。模式1(电量>70%):时钟常亮;模式2(70%>电量>P):时钟省电闪烁;模式3(50%>电量):时钟长时间熄灭,周期性唤醒,随着电量百分比的下降,熄灭时间会指数增长。考虑到如果1个月内没有太阳光对时钟进行补充电量,时钟也能处于工作状。光线传感器会根据外界环境光线的强弱,进行调节时钟的亮度,使得时钟不管是在阴天、晴天、夜晚,都能一个较好的观看感受。 排版思路:考虑到人们看时钟往往是注重“时”“分”两个值,于是弱化了“秒”的视觉比重,简化其为像素点的闪烁。 准备材料: 1.DFR0535 太阳能电源管理模块 2. 9v太阳能硅晶板 15块 3. 3.7v/10000mah锂聚合物电池 4.DFR0563 Gravity: I2C 3.7V锂电池电量计 5.DFR0216 DFRduino UNO R3 6.DFR0151 Gravity: I2C DS1307 RTC实时时钟模块 7.DFR0026 模拟环境光线传感器 8. ws2812b RGBled 80颗(黑色漆包线、3M双面胶) 9. NPN三极管 1个(10k电阻) 这就是太阳能电源管理模块(DFR0535): 它大致有8个端口: 1个microUSB输入端口 2个3.7v输入端口(当光伏板输入或者提供了microUSB端输入,可以给3.7v锂电池充电) 1个7v~30v光伏输入端口 1个5v 1.5A输出端口 1个3.3v 1A输出端口 1个9v/12v 0.5A输出端口 1个5v 1.5A的usb输出端口(可以给UNO直接供电) 最大充电电流可达2A,使用最大功率点跟踪MPPT算法,将光伏输入的功率最大化,高效率地捕获太阳能。它就像是一个技艺高超的指挥家,拿着一根精致的指挥棒,每一次细腻地挥舞都恰到好处。而每一颗电子都有序地前往它们该去的地方。 连接原理图: 开始制作! 建模: 激光切割图纸(紫线为焊接走线指示): 激光切割3mm厚椴木板(方形孔旁白的小圆孔为led灯珠的缺口指向): 安装led灯珠进去: 焊接漆包线(找了好久这种黑色的漆包线): 有个同事看见我焊接这个板,直接说了一句“这么多,你会把自己给焊死的”,结果就是我顽强地扛过来了。不料贴上窗户后,似乎有点没贴正,顿时心里大是懊恼惋惜。通电后,莫名其妙地烧掉了数颗灯珠,只得全部取下来,然后从头再焊了一遍。第二次贴上,正了!心里这才舒坦。 在led灯珠背面覆盖3M泡沫双面胶(1mm厚): 将光伏板并联后,沿窗框用3M双面胶贴上,松动位置打上热熔胶: 将太阳能管理模块、uno及传感器固定在离灯珠最近的位置: Uno、锂电池: 依次为ds1307、电量计、NPN三极管、光线传感器、太阳能管理模块,安装NPN三极管的目的是因为这80颗ws2812灯珠在熄灭状态,会保持一个60ma的电流消耗,所以三极管为开关作用,在模式3下,三极管将切断整条灯珠的电源;待时钟唤醒前,再进行通电、初始化、点亮。 将灯珠木板上所有3M胶撕开,借助工具尽量地平行贴上玻璃,然后缓慢地剥离LED与木板。 LED安装在内侧,而控制器等安装在窗户外侧,所以需要钻细孔穿透窗框,将LED的漆包线引到外侧来。 按照连线原理图将各条线连上,烧录程序: 时钟安装在两层玻璃之间,玻璃之间的反射折射构成了一个无限空间的效果,时钟看上去就更加有层次感: 颜色由自己定义: