用太陽能管理模塊（DFR0535）做一個(gè)窗上時(shí)鐘《光年》

本文首發(fā)于DF創(chuàng)客社區(qū)，作者：屌絲王小明

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家里剛好缺一個(gè)時(shí)鐘，網(wǎng)上找了下，大的時(shí)鐘太占地方，小的又不醒目，所以尋思著自己來做一個(gè)適合自己的時(shí)鐘。一路坎坎坷坷，最終還是把它做出來了。當(dāng)聽到女同學(xué)說的那句“還挺好看呢”，感覺一切都值了。這幾天回家，一打開房門，屋里漆黑一片，首先就能看見它在那里蹦跶。在遠(yuǎn)處萬家燈火的背景映襯下，時(shí)鐘的絢麗色彩真的很迷人。此刻，內(nèi)心真的會(huì)滿溢出來一種欣喜。于是才能體會(huì)到電影《無問西東》里，對(duì)于“什么是真實(shí)？”這個(gè)問題的解讀。

窗上時(shí)鐘——《光年》

制作視頻（文章內(nèi)容會(huì)詳盡一些）：

制作思路：利用太陽能管理模塊搭配15塊光伏板，作為一個(gè)獨(dú)立的電源，為整個(gè)時(shí)鐘供電，這樣做的好處是脫離額外電線的束縛，不影響窗戶的正常推拉使用。時(shí)鐘根據(jù)電量計(jì)測(cè)得的電量多少，分別對(duì)應(yīng)有3個(gè)模式。模式1（電量>70%）：時(shí)鐘常亮；模式2（70%>電量>%50）：時(shí)鐘省電閃爍；模式3（50%>電量）：時(shí)鐘長(zhǎng)時(shí)間熄滅，周期性喚醒，隨著電量百分比的下降，熄滅時(shí)間會(huì)指數(shù)增長(zhǎng)。考慮到如果1個(gè)月內(nèi)沒有太陽光對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行補(bǔ)充電量，時(shí)鐘也能處于工作狀。光線傳感器會(huì)根據(jù)外界環(huán)境光線的強(qiáng)弱，進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)鐘的亮度，使得時(shí)鐘不管是在陰天、晴天、夜晚，都能一個(gè)較好的觀看感受。

排版思路：考慮到人們看時(shí)鐘往往是注重“時(shí)”“分”兩個(gè)值，于是弱化了“秒”的視覺比重，簡(jiǎn)化其為像素點(diǎn)的閃爍。

準(zhǔn)備材料：

1. DFR0535 太陽能電源管理模塊

2. 9v太陽能硅晶板 15塊

3. 3.7v/10000mah鋰聚合物電池

4. DFR0563 Gravity: I2C 3.7V鋰電池電量計(jì)

5. DFR0216 DFRduino UNO R3

6. DFR0151 Gravity: I2C DS1307 RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊

7. DFR0026 模擬環(huán)境光線傳感器

8. ws2812b RGBled 80顆（黑色漆包線、3M雙面膠）

9. NPN三極管 1個(gè)（10k電阻）

這就是太陽能電源管理模塊（DFR0535）：

它大致有8個(gè)端口：
1個(gè)microUSB輸入端口
2個(gè)3.7v輸入端口（當(dāng)光伏板輸入或者提供了microUSB端輸入，可以給3.7v鋰電池充電）
1個(gè)7v~30v光伏輸入端口
1個(gè)5v 1.5A輸出端口
1個(gè)3.3v 1A輸出端口
1個(gè)9v/12v 0.5A輸出端口
1個(gè)5v 1.5A的usb輸出端口（可以給UNO直接供電）

最大充電電流可達(dá)2A，使用最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT算法，將光伏輸入的功率最大化，高效率地捕獲太陽能。它就像是一個(gè)技藝高超的指揮家，拿著一根精致的指揮棒，每一次細(xì)膩地?fù)]舞都恰到好處。而每一顆電子都有序地前往它們?cè)撊サ牡胤健?/p>

連接原理圖：

開始制作！

建模：

激光切割圖紙（紫線為焊接走線指示）：

激光切割3mm厚椴木板（方形孔旁白的小圓孔為led燈珠的缺口指向）：

安裝led燈珠進(jìn)去：

焊接漆包線（找了好久這種黑色的漆包線）：

有個(gè)同事看見我焊接這個(gè)板，直接說了一句“這么多，你會(huì)把自己給焊死的”，結(jié)果就是我頑強(qiáng)地扛過來了。不料貼上窗戶后，似乎有點(diǎn)沒貼正，頓時(shí)心里大是懊惱惋惜。通電后，莫名其妙地?zé)袅藬?shù)顆燈珠，只得全部取下來，然后從頭再焊了一遍。第二次貼上，正了！心里這才舒坦。

在led燈珠背面覆蓋3M泡沫雙面膠（1mm厚）：

將光伏板并聯(lián)后，沿窗框用3M雙面膠貼上，松動(dòng)位置打上熱熔膠：

將太陽能管理模塊、uno及傳感器固定在離燈珠最近的位置：

Uno、鋰電池：

依次為ds1307、電量計(jì)、NPN三極管、光線傳感器、太陽能管理模塊，安裝NPN三極管的目的是因?yàn)檫@80顆ws2812燈珠在熄滅狀態(tài)，會(huì)保持一個(gè)60ma的電流消耗，所以三極管為開關(guān)作用，在模式3下，三極管將切斷整條燈珠的電源；待時(shí)鐘喚醒前，再進(jìn)行通電、初始化、點(diǎn)亮。

將燈珠木板上所有3M膠撕開，借助工具盡量地平行貼上玻璃，然后緩慢地剝離LED與木板。
LED安裝在內(nèi)側(cè)，而控制器等安裝在窗戶外側(cè)，所以需要鉆細(xì)孔穿透窗框，將LED的漆包線引到外側(cè)來。

按照連線原理圖將各條線連上，燒錄程序：

時(shí)鐘安裝在兩層玻璃之間，玻璃之間的反射折射構(gòu)成了一個(gè)無限空間的效果，時(shí)鐘看上去就更加有層次感：

顏色由自己定義：