Word clock

Word clock neboli Slovní hodiny jsem si chtěl vytvořit od první chvíle co jsem je viděl na internetu. Tyto hodiny můžete nalézt v různých provedeních, jazycích a v různých velikostech. Viděl jsem hodiny velké jako obraz (cca 90x90 cm), ale také náramkové o velikosti klasických hodinek. I když byly všechny úžasné, měly jednu velkou chybu. Ani jedny nebyly česky! Tento fakt je jedinečnou vlastností, ale také malinkou nevýhodou. Zde soupis mých radostí a strastí s tímto projektem, který je stále živý a ještě není dokončen. Proč? To si musíte přečíst dále v textu...

Použité stroje:

• Laser Speedy 300 a 400

• 3D tiskárny 

Použitý materiál:

• Rámeček Ikea RIBBA

• MDF deska 3 mm

• Plexisklo pro LED

• PCB vlastního návrhu a výroby

Design

Vzorem pro mé hodiny byl tento návod na Instructables, ale já jsem chtěl, aby písmena která nejsou aktuálně podsvícena nebyla vidět. Dále jsem nechtěl hodiny vyrábět pomocí RGB LED pásky, jelikož jsem se chtěl vyvarovat jejich spojování, kdy hrozilo relativně velké nebezpečí, že se někde něco uvolní a hodiny přestanou fungovat. Rozhodl jsem se tedy navrhnout si vlastní PCB, kde budou jak LED, tak i ovládací elektronika. Dříve se do hodin dával obvod, který přesně měřil čás a podle toho se také zobrazoval, ale já se rozhodl své hodiny postavit na čipu ESP8266, který má v sobě integrovanou WiFi a tímto využít možnosti synchronizovat čas pomocí internetu.

Vzorový projekt ukazoval čas v anglickém formátu "je za 5 minut 12", který samozřejmě v češtině nedává smysl, a pro zobrazení používal rastr 12x12 LED (144 ks). Tento počet je při použití češtiny nedostatečný, jelikož bych do něj nevměstnal všechna slova. Takže moje hodiny používají rastr 16x16 LED (256 ks). To mi dovolí zobrazovat čas českými slovy, ale i tak se pro nějaké číslovky používá jedna sada písmen (např.: šestnáct, sedmnáct, atd.). Prvotní rozložení slov do rastru není mou prací, vytvořil ho Bedřich Štěpánek, který k nám do brněnského FabLabu jezdil až odněkud zpoza Prahy. O něm bude řeč ještě později.

Jak se tedy čas zobrazuje? Rastr je rozdělen do hodinové (horních 8 řádků) a minutové sekce a čtete tak čas stejně jako na číslicových hodinách. Jak můžete vidět, tak mezi slovy vzniklo několik písmen, která nejsou použita k zobrazování času. V původním rozložení tam byla různá písmena, ale pak jsem si uvědomil že tato psímena lze použít k jednoduché animaci pro zobrazení názvu projektu při jejich startu.   

Hodiny jsou složené z několika částí, jak je vidět na tomto obrázku, který suprově vytvořila členka CORE týmu FabLabu Brno Martina Ondrová.  Ještě jednou děkuji Marťo!

Na nejvzdálenějším dílu (PCB) si na boku můžete všimnout 5 tlačítek. Tato by měla sloužit k ručnímu nastavování paremetrů (barvy hodin/minut, změně min/max hodnoty jasu, atd.), ale počítá se v budoucnu i s nějakým jednoduchým webovým serverem, který bude přímo v hodinách a bude také sloužit k změně konfigurace.

Realizace projektu

První myšlenka na výrobu vznikla někdy v létě roku 2018, kdy jsme se o něčem bavili s Béďou a nějak na slovní hodiny přišlo téma. Jemu se nápad líbil, ale byl zastáncem myšlenky že "lidem stačí vědět čas s přesností na 5 minut", takže jsme se dohodli že vytvoříme verzi s přesností na 5 minut a poté na minuty. Vytvoření návrhu mi nějakou dobu trvalo, takže k fyzickému osazení první desky došlo až v polovině listopadu 2018. S tím je vlastně spojené i to, že jsem neměl kde PCB zapéct (proces kdy se nanese cín na PCB v podobě pasty a pak se to prožene troubou), takže jsem si musel pro tento projekt vytvořit/upravit i pec na pájení PCB. Pokud chcete, tak si o tomto počinu můžete přečíst (v angličtině) v tomto projektu na Hackaday.

Osazený rastr vypadal takto a poté je vidět Béďův návrh rozložení písmen a znaků, které chtěl použít k zobrazovaní počasí. 

Krátce po sestavení nám do rodiny přibyl náš první syn, ale českou verzi se mi podařilo objednat ještě těsně před koncem roku 2018. Její fotografii jsem nikde nenašel, ale zde je alespoň exportovaný obrázek s porgramu Autodesk Eagle. 

Této verze jsem osadil 2 nebo 3 desky, ale z těchto řádně fungovala jen jedna. Ukázalo se totiž, že u takto velkých desek (23x23 cm) není dobré mít měď po celé desce (což se normálně používá pro propojení GND signálu a je to žádoucí věc), jelikož se deska roztahuje a smršťuje dle okolní teploty a tím pádem může dojít k poškození elektrické vodivosti. Jednoduše řečeno, deska blikala jak světlo na diskotéce, což v případě hodin není úplně žádoucí efekt. 

Návrhovou chybu jsem opravil v revizi B, ale tuto jsem nikdy neposlal do výroby. Další realizovanou byla revize C, ale PCB jsem nikdy neosadil, jelikož jsem se v době její výroby rozhodl implementovat již zmiňovaná tlačítka na bok desky, místo pájecích plošek kam se měl pájet kabel od jednotlivýh tlačítek. Tyto plošky jsou vidět na revizi A dole pod QR kódy. Revize C jsem objednával v červenci 2019. 

Poslední revizí PCB je verze D. Toto je verze z listopadu 2020. Oproti verzi C se liší jiným převodníkem seriové linky, změnou mikro USB konektoru na USB-C konektor a jednou pandemii Covidu-19.  

 Další prvky byly realizovány na laseru ve FabLabu. 

Prvním z nich byla deska v níž jsou vyřezaná písmena. Pro písmo jsem použil font Saira Stencil One, který je navržený právě pro texty řezané na laseru. Není úplně perfektní, ale moc takovýchto fontů s podporou češtiny není, takže si člověk nemůže moc vybírat. Díky laseru se iterovalo rychle, ale výsledná deska se díky velkému počtu krátkých čas a přejezdů řezala cca 20 minut. Pokud by někdo měl tip na vhodnější písmo, dejte mi prosím vědět. 

Dalším prvkem pro metodu "pokus a omyl" byla mřížka která oděluje desku s textem od PCB. Původní myšlenka byla vyřezat "hřebínky", které se budou vkládat do sebe a tím se mřížka vytvoří. 

První prototyp byl vytvořen z tvrdého kartonu, ale protože bylo pro mě těžké upravovat rozměry pro změnu tolerace v Corelu, tak jsem nakonec do desky vyřezal čtverce, které plní shodnou funkcionalitu, jen je rastr tenčí. 

Abych docílil shodné tloušťky původního rastru, tak jsem v sestavě použil ještě jednu desku, která sloužila k tomu, aby se vývody tlačítek neopíraly i čtvrcový rastr. 

Celá sestava včetně písmen pak vypadala takto. V rohu je vidět pruřez všemi díly. 

Nejvíce práce mi však dalo sehnat plexi, které bude plnit mé požadavky. Úplně na začátku jsem experimentoval s kancelářským papírem, ale tento vytvářel hodně difuzí a světlo se v něm jakoby rozpíjelo. Dalším pokusem bylo použít nalepovací difuzní folii, která se dává například na podsvětlené cedule, ale opět to nebylo ono, jelikož se text také rozpíjel, i když ne tolik jako v případě papíru. Byla také, i když jen malinko, vidět ostatní písmena. 

Hledání zlatého grálu v podobě plexi dalo docela zabrat a nejblíže tomu, co jsem byl schopen najít ve světě kolem mě, bylo lesklé plexi v Bauhausu. Jak je vidět na následujícím obrázku, tak plnilo funkci správně, jelikož jiná než rozsvícená písmena vidět nejsou. Odraz je ale vysoký a dokážu si představit že by hodiny večer fungovaly spíše jako zrcadlo. 

Jednoho dne se na mě však usmálo štěstí a já našel na webu Adafruitu přesně takové plexi, které jsem potřeboval. Nyní jsem měl konečně nějaký příklad, který bych mohl poslat k různým dodavatelům plexiskla. Obepsal jsem tedy několik dodavatelů plexiskla a díky tomu se mi podařilo objevit PLEXIGLAS LED, které je přímo na to, aby se podsvěcovalo LED. Minimální odběr byl 2x1 m, ale jiná možnost nebyla. Objednal jsem tedy toto množství, dodavatel mi desku rozřezal na 3 ks (tak abych ho posléze mohl v Speedy400 rozřezat na požadoavný rozměr) a jeho rozvoz mi ho dovezl do FabLabu. Po vyříznutí jednoho kusu a usazení do rámu byl výsledek takový, jaký jsem zamýšlel. Můžete jej vidět v galerii. Písmenka která nesvítí jsou vidět jen za určitých světelných podmínek. 

A nyní to rozjedeme ve velkém.. Nebo ne?

Vzhledem k dlouhověkosti tohoto projektu jsem měl hodiny na každém Maker Faire na kterém jsem měl stánek a na MF Brno 2019 mi na sebe několik lidí nechalo kontakt, abych se jim ozval až to bude v prodejném stavu (a jeden se mi dokonce na MF Brno 2022 přípomínal, že jsem se mu ještě neozval), takže nějaký prodejní potenciál by tu byl. S touto myšlenkou jsem se na jaře 2022 rozjel do IKEA Brno, abych si nakoupil nějaké rámečky do zásoby a zkusil zapracovat na návratnosti projektu. Po několika minutovém neúspěšném hledání rámečku ve správné části prodejny, mi Google prozradil že byl prodej rámečku ukončen!

Toto samozřejmě nebyla úplně dobrá zpráva. Ale snažil jsem se najít rozměrově shodný rámeček, vyrobit si rámeček v mechadílně FabLabu, vytisknout si ho po částech na 3D tiskárně (jelikož je příliš velký na plochu Prusa MK3), ale vše bez velkého úspěchu. V létě 2022 jsem se z Brna odstěhoval a nyní nemám možnost na rámečku pracovat. Tímto tedy dospěl tento projekt do svého konce, tedy alespoň v této verzi. Rozhodl jsem se, že PCB hodin zmenším a budu rámeček pro ně tisknout v jednom kuse. 

Závěr 

Musím se přiznat, že mě tento projekt i po tak dlouhé době stále drží a baví. Našel jsem v něm hromadu výzev, které mě stále učí něco nového. Také z toho, co jsem viděl na lidech během Maker Faire, je to opravdu zajímavý koncept. Strašně mě bavilo sledovat lidi, kteřé chodili kolem, koukali na hodiny a až po několika vteřinách si uvědomili že čas na nich není zobrazen číslicemi, ale slovy. Myslím že každý by měl mít doma jedny, aby tím minimálně nabourával zavedený koncept hodin, kterými jsme kolem nás obklopeni, a také aby lidé přemýšleli, že musí čas opravdu číst. 

Doufám že se Vám můj popis cesty za (ne)štěstím líbil a pokud by jste měli nějaký dotaz, tak mi prosím napište na info@czechmaker.com nebo na Twitter, kde jsem jako dronecz.

Děkuji.