儿童时钟的制作教程

第1步：CountClock概念

CountClock旨在帮助幼儿学习讲述时间：模拟时钟（双刻度和双手，数字（或不存在），半小时和四分之一）的混乱概念都被分解并作为单独提供学习步骤，适合幼儿。多色灯表示单独的小时和分钟刻度的时间。例如，对于最小的孩子，这导致仅显示整个小时。只需计算灯光就可以读出时间：知道不需要数字。在每个学习步骤中，可以添加模拟时间的附加概念，例如半小时或四分之一。对于年龄较大的孩子，可以突出显示所有分钟，包括秒数;在这个最高学习水平，CountClock的外观非常接近传统的模拟时钟。有关CountClock概念的更多信息可以在最初的Instructable中找到：https：//www.instructables.com/id/Countclock（2018年1月）。

第2步：木制CountClock外壳

CountClock外壳是一个由多个木板组成的三明治结构。中间板具有允许放置电子部件的大腔。前面板有一个12小孔的小圆圈，60分钟的大圆圈。这些孔每个都有圆形光管，可将LED灯条的光线引导到可见前端，从而可以从一个角度读取CountClock。木制CountClock外壳的最佳外观是使用CNC铣削加工（因为它具有高精度和精细切削）。 CNC铣削设计文件有多种形式：源是人类可读的可缩放矢量图形（SVG），DXF文件可用的路由器。设计文件可以从单独的Instructable下载，请参阅https://www.instructables.com/id/CountClock-Hours-and-Minutes.

第3步中的步骤6和7 ：电子零件

此版本的CountClock只有一个Arduino控制器（Adafruit Trinket Pro）和两个LED环（Adafruit Neopixel 24（其中只有12个LED用于小时）和Adafruit Neopixel 60（四个季度的15个LED）用于分钟）。

您可以在当地电子商店轻松购买的其他电子零件：冷凝器（1微法拉），电阻器（1个） kOhm），传统的灯泡LED用作光管（12个较大，比如说8毫米，60个较小，比如直径5毫米）。还有一些布线和焊接需求。您还可以考虑集成光传感器，以便将LED亮度调整为环境光。

添加计时器模块是改进CountClock的一个好主意，但是在这个Instructable中没有这样做。可选元素是实时时钟模块（例如Adafruit.com上的DS1307）。如果没有计时器模块，您将持续监控您的CountClock是否保持良好的时间（取决于校准步骤的成功）。

如需连接电子零件，请参阅制造商的NeoPixelÜberguide手册。

步骤4：保护模板

保护模板是CountClock设计中的重要组成部分。它具有建设性和安全性，但也具有美学功能：它以这样的方式引导光线，即仅打开目标光，而不是相邻的光。保护模板是不透明的塑料板，最好在激光切割机上制作。源文件可用于人类可读的可缩放矢量图形（SVG），激光切割器可以使用DXF文件。保护模板的设计文件发布在单独的Instructable中，请参阅https://www.instructables.com/id/CountClock-Protective-Template-Design.

第5步：Arduino代码

此步骤中显示了用彩虹色编程CountClock的Arduino代码。代码有很多注释，很容易理解。使用的Arduino库：Michael Margolis的TimeLib和Adafruit的Neopixel库。

Neopixel LED需要有关红色（R），绿色（G）和蓝色（B）三种颜色的信息。通过同时向上和向下倾斜两种颜色获得彩虹效果。在所有数据点中，所有三种颜色都同时突出显示。上图显示了小时的颜色模式（带有填充数据点的行）和分钟（带有打开数据点的行）。关于Arduino代码的一些评论：

对于LED环有24个LED的小时数，只需要12个灯。这意味着在几小时之间跳过一个LED。选择24个LED的环的原因是直径较大。

Neopixel LED非常明亮，特别是在夜间不方便。因此，LEDS在晚上变暗，在夜间变暗甚至更多。这是通过变量‘Dimfactor’完成的，变量在10到30之间变化。较弱光的时间是可变的，取决于一年中的月份（参见下面代码中的变量TwilightStartTime）。

在此设计中，不使用定时器模块，这意味着使用Arduino板的定时器功能。它的时钟不是很准确（这对于许多目的而言是可以防御的，但在时钟中并不方便），因此需要进行校准。这是在主循环的下部完成的，但是每分钟调整时间几次，前进固定的秒数（缺点是秒跳不规则，创可贴解决方案是不显示秒：要做所以，在代码中注释掉‘strip.setPixelColor（CurrentSecond + 24，strip.Color（SR，SG，SB））’。在当前代码中，每分钟调整12次，前进2秒。可能需要进一步调整，例如每小时一次，并且可以每天进行一次微调。但是建议应用计时器模块，参见上面的步骤3.

可以下载Rainbow Colors中CountClock的Arduino代码的当前版本（2018年7月版本1.0）：

步骤6：制作此Instructable

拍摄明亮的LED并不容易：它们的光很快就会过度曝光图像。这里应用的解决方案是拍摄两张照片：一张关闭所有灯光（明亮地显示CountClock正面）和一张所有灯光开启，但快门时间非常短，导致图像更暗。这两张照片如上图所示。然后，使用图像处理软件从较暗的图片中切出灯光，并在单独的图层中打开明亮的图片，这样可以轻松地在此Instructable的开头显示GIF动画。

步骤7：共享CountClock概念