Eine eigene Wordclock bauen

Eine Wordclock – im Original heißt Sie „Qlocktwo“ von Biegert & Funk – ist immer ein Blickfang. Wer es sich leisten kann sollte natürlich den Hersteller unterstützen und die Uhr dort kaufen. 

Weil vermutlich nicht jeder ganz soviel Geld für eine schicke Uhr übrig hat, hat sich die  Wordclock als beliebtes Bastlerobjekt etabliert. Im Netz gibt es zahlreiche Bausätze und Foren mit Bauanleitungen.

Wordclock Front

mikrocontroller.net als Ideengeber

Für meine Uhr habe ich mich an das Bastler- und Elektronikerforum www.mikrocontroller.net gehalten. Dort gibt es einen Hauptartikel zur Wordclock sowie einen Thread, der mittlerweile auf einige tausend Beiträge angewachsen ist. Darin ist recht gut beschrieben, was man benötigt und wie die Uhr aufgebaut wird. Mein Dank gebührt den fleißigen Tüftlern, die es durch ihre Vorarbeit jedem ermöglichen, so eine Uhr nachzubauen.

Da im Forum zahlreiche Varianten beschrieben werden, möchte ich hier den Zusammenbau an einem konkreten Beispiel zeigen, für diejenigen, die mit der Vielfalt überfordert sind.

Entscheidung für 12- oder 24-Stunden-Anzeige

Der Aufbau einer Wordclock ist bei mikrocontroller.net als 12- oder 24-Stunden-Variante beschrieben. 

Diese unterscheiden sich im Erscheinungsbild und der Genauigkeit der Zeitanzeige. In erster Linie ist es aber eine Geschmackssache.
In meinem Fall habe ich eine 12-Stunden-Uhr gebaut, da die Buchstaben größer und somit auch von weitem besser lesbar sind.

12-Stunden

Anzeige in Textschritten von 5 Minuten und 4 Leuchtpunkten für die Minuten dazwischen. D.h. 12:13 Uhr wäre:
ES IST ZEHN NACH ZWÖLF . . .

Es gibt keine Unterscheidung zwischen Vor- und Nachmittag.
11×10 Zeichen, 36 LEDs pro Meter

24-Stunden

Anzeige in minutengenauen Textschritten mit Unterscheidung zwischen Vor- und Nachmittag. Beispiel 20:34 Uhr:
ES IST ZWANZIG UHR UND VIERUNDDREIßIG MINUTEN

18×16 Zeichen, 60 LEDs pro Meter

Benötigte Komponenten

Die Beleuchtung der Buchstaben wird über RGB-LED-Streifen realisiert. Für die 12-Stunden-Version benötigt man einen speziellen LED-Streifen mit 36 LEDs pro Meter. Die 24-Stunden-Version ist mit Standardstreifen mit 60 LEDs pro Meter realisierbar. 

Beide Uhrentypen benötigen eine spezielle Unterkonstruktion sowie eine Deckplatte aus einem Material der Wahl (Kunststoff, Edelstahl, Corten-Stahl,…). Für die Elektronik sind in der Bastlerwelt verbreitete Komponenten verwendbar, die man am besten über ein geeignetes Basisboard verbindet.

Unterkonstruktion

Die Teile für die Unterkonstruktion können über mikrocontroller.net beschafft werden. Dazu gibt es im Forum regelmäßige Sammelbestellungen. Alternativ kann man auch die CAD-Daten für Zwischenboden und Frontplatte herunterladen.

  • Grundplatte, z.B. MDF mit Ausfräsungen für LEDs und Elektronik.
  • Diffusorplatte/-folie aus mattem Plexiglas für gleichmäßige Ausleuchtung der Buchstaben
  • Deckplatte mit Buchstabenausschnitten, z.B. aus Edelstahl
  • Aluplatte als Trägerplatte und Kühlkörper für LEDs

Elektronik

Die hier aufgelisteten elektronischen Teile können über Amazon, ebay oder direkt in China z.B. bei AliExpress bestellt werden. Am besten verbindet man diese über ein Basisboard, das ebenfalls bei mikrocontroller.net per Sammelbestellung erhältlich ist.

Zur Versorgung der Uhr benötigt man außerdem noch ein Netzteil. Die Elektronik arbeitet mit 5 Volt:
Netzteil 5V/2A zur Spannungsversorgung*

Affiliate Produkte*

Zuletzt aktualisiert am 24. Oktober 2019 um 6:02 . Wir weisen darauf hin, dass sich hier angezeigte Preise inzwischen geändert haben können. Alle Angaben ohne Gewähr.

Aufbau der Uhr

Der Aufbau ist auf mikrocontroller.net sehr ausführlich beschrieben.

Wer sich zunächst einen Überblick verschaffen möchte, kann sich an der hier aufgezeigten Schrittfolge orientieren.

Benötigte Aufbauzeit ca. 8 Stunden. (Die Zeit hängt natürlich stark von den handwerklichen Fähigkeiten und dem verwendeten Werkzeug ab – oh Wunder 😉 )

  1. Aufbau der Elektronik

    Verlöten der Basisplatine nach Anleitung auf mikrocontroller.net und elektrischer Test (Kurzschluss, Stromaufnahme, etc…)
    Anschließend Programmierung des Controllers per ST-Link* und des WLAN-Moduls mit USB-UART-Brücke*. Software siehe hier.

  2. Aufbringen der LEDs auf die Trägerplatte

    Die LED-Streifen in gleichmäßigem Abstand auf die Alu-Trägerplatte aufbringen. Anschließend elektrisch verbinden, dabei die Anleitung im Forum befolgen.

  3. Diffusor auf Trägerplatte kleben

    Wenn möglich, von der Trägerplatte über allen LED-Öffnungen mit der Oberfräse ca. 1 mm abnehmen. So kann die Diffusorfolie (Empfehlung: Plexiglas Weiss 99532 GT) versenkt aufgeklebt werden und die Frontplatte ist später bündig mit dem MDF.
    Die empfohlene Folie in der Größe DIN A3 reicht aus, um den kompletten Anzeigebereich abzudecken, wenn man Teilstücke zusammensetzt (siehe auch die Beispielbilder oben). 
    Schutzfolie abziehen nicht vergessen!

  4. Einbau der LED-Platte und Anschließen der Elektronik

    Die LED-Platte von der Rückseite einbauen, Elektronik in eine dafür vorgesehene Tasche einbauen und mit den LEDs verbinden. Anschließend Funktion testen.
    Ggf. Rand der MDF-Grundplatte in einer gewünschten Farbe anstreichen, lackieren oder mit einem Umleimer versehen (Alternativ kann man die Uhr auch in einen Rahmen packen).

  5. Frontplatte anbringen

    Im Forum werden verschiedene Möglichkeiten vorgeschlagen, die Frontplatte anzubringen. Wer die Platte abnehmen oder wechseln können will, kann dies über Magnete oder Gewindestifte lösen, die auf die Rückseite der Frontplatte aufgebracht werden.
    Da die Diffusorfolie in meinem Fall versenkt ist und ich keine wechselbare Front benötige, habe ich die Metallplatte direkt auf das MDF geklebt. Hierfür habe UHU PolyMax* verwendet. Je nach Material empfiehlt sich auch ein passender 2K-Kleber, der höhere Scherfestigkeit aufweist.

  6. Optional: Rückseitigen Deckel aufbringen

    Ich habe mir eine 8 mm starke MDF-Platte mit 43×43 cm zuschneiden lassen und Öffnungen für die Aufhängung sowie Belüftungslöcher für die Elektronik gebohrt. Danach habe ich die Platte farbig angestrichen und auf die Grundplatte aufgeschraubt. Mit dieser hinteren Platte ergibt sich rundherum eine Schattenfuge, wenn die Uhr an der Wand hängt.

Aufbau der Wordclock

Stromversorgung und Ästhetik

Einen Punkt sollte man bei der späteren Platzierung der Uhr unbedingt bedenken: Sie benötigt eine dauerhafte Stromversorgung, ein Anschluss ans Netz ist also ein Muss. Wer die Möglichkeit hat, sollte am Aufhänge- oder Aufstellort eine unsichtbare Stromversorgung installieren. In meinem Fall stand eine Renovierung an, weshalb ich gleich eine Unterputzdose für die Uhr platziert habe. So wird die Stromversorgung elegant hinter der Uhr versteckt.

Da gängige 5 V-Unterputz-Netzteile meist nur 5 W Leistung haben (entspricht max. 1 A), die Uhr jedoch bis zu 2 A benötigt (wenn alle LEDs mit voller Helligkeit leuchten), habe ich das folgendermaßen gelöst:

In der UP-Dose findet ein 12W -Netzteil* Platz (hier sind sowohl 12 V als auch 24 V möglich). Über einen DC/DC-Wandler*, der in der Uhr Platz findet, wird die Eingangsspannung auf 5 V herabgesetzt.

DC DC Wandler 5V

Aus 24 V mach 5 V

Mit einem DC/DC-Wandler (Buck Converter) kann die Spannung des Unterputz-Netzteils von 24 V auf 5 V herabgesetzt werden.

Versteckte Versorgung

Das Unterputz-Netzteil verschwindet in einer UP-Dose und speist den DC/DC-Wandler der Uhr. Dieser erzeugt 5 V Versorgungsspannung für die Steuerelektronik.

Wordclock Seitenansicht