Martin

Ich bin 41 Jahre alt und Elektrotechniker. Auch in meiner Freizeit beschäftigte ich mich gerne mit Elektronik. Deshalb habe ich schon mehrere Projekte umgesetzt. Ob Haus-Automatisierung oder kleine Elektronikbasteleien, es gibt immer eine neue Herausforderung und eine Lösung dafür.

Selbststellende LED-Wanduhr

Egal ob die Zeitumstellung nun abgeschafft wird oder nicht, mit dieser Wanduhr wird Ihnen immer die korrekte Zeit angezeigt. Auch nach einem Stromausfall stellt sich die Wanduhr innerhalb Sekunden wieder korrekt ein. Die frei wählbaren Farben für Stunden-, Minuten- und Sekundenanzeige lassen sich bequem online einstellen. Designtechnisch werden hier zwei mögliche Varianten aufgezeigt.

Das Projekt

Geeignet für: Elektronik-Anfänger
Zeitaufwand: ca. 3 Stunden für Programmierung und Verdrahtung
Kosten: ca. 50 €
Das benötigen Sie:
• 1x Wemos-D1-Mini
• 60x WS2812b LED Streifen (60LEDs/m) bzw. 4x Neopixel Ring 15 LEDs
• 1x Levelshifter
• 1x USB-Kabel Micro
• 1x 5V-Netzteil
Hier geht es zum Warenkorb.

Weitere Materialien, nach Bedarf: Plexiglasstangen, 180er Schleifpapier

Variante „Holz“:

Die fertige Holz Wanduhr von vorne und von hinten

Das WS2812b Lichtband wird stehend auf der Rückseite montiert. Als Montagering wird ein Betonkübel (schwarz) zweckentfremdet. Da dieser leicht konisch zuläuft, kann der passende Umfang passend zum LED-Band zugeschnitten werden. Mit ein paar Metallwinkeln lässt sich der Ring und ein Aufhänger befestigen. Als Bohrhilfe befindet sich eine ausdruckbare Schablone im Download.


Über 8mm Plexiglasstangen wird das Licht der LEDs um 90° nach vorne umgeleitet. Dazu werden die Stangen passend zugeschnitten (1x senkrecht, 1x 45°). Die senkrechte Seite wird mit 180er Schleifpapier aufgeraut, so dass sich das Licht an der Oberfläche bricht.
Die 45°-Schräge wird mit einem Gasbrenner leicht angeschmolzen um möglichst viel Lichtausbeute nach vorne zu bringen.

nahaufnahme der abgeschrägten Plexiglasstangen für die LED's

Die Elektronik findet innerhalb des Rings Platz. Die Gleichrichterplatine wird nicht benötigt, wenn mit 5V-Versorgung gearbeitet wird.

Variante „Upcycling“:

Die fertige Wanduhr von vorne und von hinten

Hier wird einer defekten Deckenlampe ein zweites Leben geschenkt. Der Ausbau der vorhandenen Elektronik bzw. LEDs lässt sich problemlos meistern. Das vorhandene Milchglas konnte so wieder verwendet werden. Die spätere Punktgröße der „Zeiger“ lässt sich individuell über dem Abstand zur Milchglasscheibe einstellen. Hier habe ich mir ein paar spezielle Teile aus dem 3D-Drucker erstellt, die den LED-Ring sicher halten.

Verdrahtung

Da der WS2812b-LED Streifen mit 5V, die Ausgangspegel des Wemos D1 mit 3,3V arbeiten, wird eine Pegelanpassung mit einem Levelshifter eingesetzt. Für die Reihenfolge beachten, dass die erste LED genau auf 12 Uhr verdrahtet wird. Die zweite LED ist dann bei Minute „1“.

Schaltplan der LED Wanduhr

Programmierung des Mikrocontroller

Als Software wird die cloudfreie und sehr vielseitige Firmware Tasmota von Theo Arends verwendet. Es kann eine bereits compilierte Version z.B. tasmota-DE.bin verwendet werden.
Das Umflashen ist mit der Software Tasmotizer per USB-Micro-Kabel möglich.


Vorsicht, dass hier wirklich ein Daten-Kabel verwendet wird, welches auch über die notwendigen Datenleitung verfügt und nicht nur ein reines Ladekabel ist!

Screenshot des Tasmotizers

Nach Auswahl des richtigen COM-Ports und des passenden *.bin-Files wird der Controller programmiert. Sollte die Programmierung nicht starten, kann beim Einstecken der Reset-Taster kurz gedrückt werden um in den Flash-Mode zu gelangen. Über den Button „Send config“ können die WLAN-Daten des eigenen Netzwerks bereits hier übergeben werden.
Nach einem Neustart registriert sich der Controller nun im eigenen Netzwerk. Nachdem die neu vergebene IP-Adresse im Router ermittelt wurde, lässt sich das Gerät nun im Webbrowser weiter konfigurieren (z.B. http://192.168.178.23).

Folgende Einstellung müssen noch gemacht werden:
Einstellungen –> Gerät konfigurieren → Gerätetyp auf „Generic (0)“. Durch Speichern wird ein Neustart ausgeführt.

Achtung: Da rein rechnerisch 60mA pro LED fließen können, wäre theoretisch ein Strom von 3,6A möglich. Da dies nicht über die USB-Schnittstelle des Rechners bereitgestellt werden kann bzw. auch nicht über den Wemos D1 fließen darf, muss hier extra eingespeist werden (siehe Schaltplan).
Deshalb empfehle ich hier, die LEDs zur Programmierung sicherheitshalber noch abgesteckt zu lassen.

Weitere Einstellungen


Über die „Konsole“ lassen sich die restlichen Einstellungen nach Belieben abändern. Eine gute Dokumentation der Befehle findet man unter Tasmota-Commands.


Timezone 99 ->Zeitzone Europa mit Sommerzeit.
pixels 60 ->Anzahl der (60)
scheme 5 ->Uhr-Modus aktivieren
color3 FF0000 ->Farbe für den Sekundenzeiger. Angabe der Farbe im Format RGB. FF0000 → roter Sekundenzeiger
color4 00FF00 ->Farbe für den Minutenzeiger. Angabe der Farbe im Format RGB. 00FF00 → grüner Minutenzeiger
color5 0000FF ->Farbe für den Stundenzeiger. Angabe der Farbe im Format RGB. 0000FF → blauer Stundenzeiger
color6 505050 ->Farbe für die Stundenmarkierung. Angabe der Farbe im Format RGB. 505050 → gedimmtes weiß
width2 1 ->Breite des Sekundenzeigers (eine LED)
width3 1 ->Breite des Minutenzeigers (eine LED)
width4 1 ->Breite des Stundenzeigers (eine LED)
dimmer 100 ->Helligkeit der LEDs (0..100%). Wird so eingestellt, dass auch bei Tageslicht eine gute Ablesbarkeit besteht.

Abschlusstest

Nun kann der LED-Streifen an die Elektronik angeschlossen werden. Die korrekte Zeit wird in wenigen Sekunden angezeigt.

Viel Spaß beim Nachbau!

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