用太阳能管理模块（DFR0535）做一个窗上时钟《光年》

本文首发于DF创客社区，作者：屌丝王小明

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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>%50）：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：