{"id":5534,"date":"2019-02-22T07:49:57","date_gmt":"2019-02-22T06:49:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.commander1024.de\/wordpress\/?p=5534"},"modified":"2026-02-26T12:16:22","modified_gmt":"2026-02-26T11:16:22","slug":"bau-der-analogen-uhr","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.commander1024.de\/wordpress\/2019\/02\/bau-der-analogen-uhr\/","title":{"rendered":"Bau der „analogen“ Uhr"},"content":{"rendered":"\n

Nachdem ich neulich \u00fcber die Technik und die Software einer „analogen“ Uhr<\/a> berichtet habe, geht es jetzt um den Bau der eigentlichen Uhr. Um eine hohe Pr\u00e4zision zu erreichen, habe ich die meisten Arbeitsschritte mit dem Lasercutter der warpzone durchgef\u00fchrt. Hierzu musste ich mich auch in die Software Inkscape<\/a> einarbeiten. <\/p> \n\n\n\n

Planung der Uhr<\/h2>\n\n\n\n

W\u00e4hrend ich im letzten Artikel noch einen LED-Ring von AliExpress benutzt habe, habe ich mich in der Zwischenzeit dazu entschieden, einen Meter WS2812B LED-Streifen mit 60 LEDs zu verwenden. Diese sollen seitlich auf etwas aufgeklebt werden und ihr Licht 360\u00b0 von der Uhr weg an die Wand \/ R\u00fcckplatte werfen. Als Frontplatte dachte ich an etwas transparentes oder milchig transparentes, auf das direkt vorne drauf die Technik montiert werden sollte. <\/p> \n\n\n\n

Wahl des Werkzeuges<\/h2>\n\n\n\n

Es sollte billig sein, gut aussehen und ich wollte es selbst machen. Also entschied ich mich fr\u00fchzeitig f\u00fcr eine computergest\u00fctzte Fertigung. Zur Wahl standen 3D-Drucker, C&C-Fr\u00e4se oder Lasercutter. <\/p> \n\n\n\n

Die C&C Fr\u00e4se<\/strong>, auf die ich \u00fcber einen Kumpel Zugriff habe, wird lokal am Ger\u00e4t programmiert, daher ist sie recht fr\u00fchzeitig ausgeschieden. Hier h\u00e4tte ich das Werkst\u00fcck nicht ohne Weiteres vorbereiten k\u00f6nnen. Nat\u00fcrlich h\u00e4tte ich hier wieder die Hilfe des Kumpel beanspruchen k\u00f6nnen, aber ich wollte durchaus meinen Horizont erweitern. <\/p> \n\n\n\n

Der 3D Drucker<\/strong> fiel wegen zu kleinem Arbeitsbereich raus. Und ich h\u00e4tte Probleme wie den \u00dcberhang der Frontplatte entweder mit St\u00fctzstruktur oder mit Einzelteilfertigung l\u00f6sen m\u00fcssen. Au\u00dferdem werden durchscheinende Fl\u00e4chen auch nicht so homogen, wie ich mir die Uhr vorgestellt habe. <\/p> \n\n\n\n

\n

Aufgrund der einfachen Struktur, die ich im Kopf hatte, entschied ich mich letztendlich f\u00fcr den Lasercutter<\/strong>. Als Material habe ich im Baumarkt g\u00fcnstiges Sperrholz und Restst\u00fccke an transparentem und milchigem Plexiglas besorgt. <\/p> \n<\/div>

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Wichtig bei der Materialwahl ist, dass beim Schneiden \/ Gravieren kein Chlor freigesetzt wird. Dies legt sich auf den Goldspiegeln nieder und zerst\u00f6rt effektiv das Ger\u00e4t. Damit fallen alle PVC-Kunststoffe raus. Die Absaugung filtert zwar die Luft mit einem Aktivkohlefilter und Textilmesh, aber allzu giftig sollten die Verbrennungsprodukte auch nicht sein. Optimalerweise sollte das Material unter dem Laserstrahl verdampfen und nicht schmelzen. So werden die Schnittkanten sch\u00f6n sauber. Diese Anforderungen erf\u00fcllt das Plexiglas Material PMMA. Durch die PE Folie kann problemlos durchgeschnitten werden. So setzen sich keine Reste verdampften Materials am Werkst\u00fcck ab. <\/p> \n\n\n\n

\"\"<\/a>
Lasergravur des Ziffernblattes der Uhr (Niederschlag verdampften Materials in Richtung der Absaugung oben auf der PE-Folie)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Wie sich sp\u00e4ter herausgestellt hat, bildet die PE-Folie allerdings beim Gravieren Tropfen und verschmilzt zu einer rauen Oberfl\u00e4che. <\/p> \n\n\n\n

Design der Schnittmuster und Gravur<\/h2>\n\n\n\n

Die Software des Lasers nimmt als Schnittvorlage Vektoren im .dxf-Format. Diese Pfade in verschiedenen Farben k\u00f6nnen einzeln aktiviert werden und jeder Farbe k\u00f6nnen Parameter wie Abfahrgeschwindigkeit und Laserintensit\u00e4t zugeordnet werden. Gravuren nimmt die Software lieber als Rasterbild, z. B. im .png-Format. <\/p> \n\n\n\n

All das kann ich mit Inkscape problemlos erreichen, sowohl unterschiedlich farbene Vektoren f\u00fcr die Schnitte, als auch den Export des zu gravierenden Ziffernblattes im .png-Format. <\/p> \n\n\n\n

Grunds\u00e4tzlich dachte ich mir, dass ich einen Mittelkorpus aus Sperrholz brauche. Dahinter soll eine gr\u00f6\u00dfere kreisrunde Platte sein, die als Reflektor dient, damit man die LEDs gut sehen kann. Die Frontplatte sollte ebenfalls 1cm \u00dcberhang haben, damit man nicht geblendet wird, wenn man direkt in die LEDs schaut. <\/p> \n\n\n

\n
\"Fertiges<\/a>
Fertiges Schnittmuster der Uhr in Inkscape<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Das .svg ist in 4 Ebenen aufgeteilt. Jedes Objekt ist hierarchisch korrekt platziert und beschriftet. Die Ebenen wie die Objekte k\u00f6nnen einzeln ein- und ausgeblendet werden. Ebenso ist ein etwaiger Export einzelner Ebenen problemlos m\u00f6glich. Ferner ist noch eine unsichtbare Ebene mit den Abmessungen und Bohrl\u00f6chern f\u00fcr Arduino Uno und Arduino Mega vorhanden. Anhand dieser habe ich die Bohrl\u00f6cher f\u00fcr den Arduino platziert. Alles ist zusammen mit dem angepassten Code im Git-Repository<\/a> verf\u00fcgbar und als Archiv am Ende des Artikels angeh\u00e4ngt. <\/p> \n\n\n\n

Mittelkorpus (Barrel, schwarz)<\/h3>\n\n\n\n

Die Streifen sind exakt 1cm breit, bei 4mm starkem Sperrholz brauche ich das Teil 3x um mit 12mm Dicke hinreichend viel Platz zu haben. Der Au\u00dfenumfang soll exakt 1m betragen, so kann ich genau 60 LEDs darauf unterbringen. Allerdings muss hier im Innenraum Platz f\u00fcr die Verkabelung und den verborgenen Teil von Dreh-Potentiometer und Button sein. <\/p> \n\n\n\n

R\u00fcckplatte (Backplate, blau)<\/h3>\n\n\n\n

Die R\u00fcckplatte ist das einfachste Teil, es hat nur ein Loch f\u00fcr die Kabeldurchf\u00fchrung. <\/p> \n\n\n\n

Gravurlayer (Engraving, orange)<\/h3>\n\n\n\n

Der Layer „Engraving“ ist ein Sublayer von „Frontplate“ und sollte als erstes vor den Ausschnitten durchgef\u00fchrt werden, da sich die Teile beim Herausschneiden bewegen k\u00f6nnten. Ich musste diesen Layer als .png exportieren f\u00fcr die verwendete Software. <\/p> \n\n\n\n

Frontplatte (Frontplate, rot)<\/h3>\n\n\n\n

Dies ist das komplexeste Werkst\u00fcck und wird in meinem Fall aus milchig transparentem Plexiglas herausgeschnitten. Hier sind die Ausschnitte f\u00fcr Button, Poti, die Schraubl\u00f6cher f\u00fcr den Arduino und die Kabeldurchf\u00fchrungen eingezeichnet. <\/p> \n\n\n\n

Anfertigen der Einzelteile<\/h2>\n\n\n\n
Zusammenschnitt der Laserarbeitsschritte<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Frontplate<\/a>
Frontplatte in transparent und milchig mit Mittelst\u00fcck<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Zusammenf\u00fcgen des Holzteils<\/h2>\n\n\n\n

Nun habe ich die Holzteile miteinander verleimt. Ich richte die Einzelteile anhand der Bohrl\u00f6cher \u00fcbereinander aus. In der R\u00fcckplatte ist nur ein Loch, hier musste ich zus\u00e4tzlich den Abstand des Mittelteils zum Rand mit dem Lineal ausmessen. Zusammen mit dem Kabelloch konnte ich auch diese zentrieren. <\/p> \n\n\n\n

\n
\"Der<\/a>
Der verklebte Holzk\u00f6rper<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Seitenansicht<\/a>
Seitenansicht der Uhr. Hier werden die LED Streifen aufgeklebt.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Die<\/a>
Die Einzelteile der Uhr lose aufeinander gelegt<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n

Die Frontplatte wird sp\u00e4ter verschraubt, um einen Zugang f\u00fcr Reparaturen oder Ver\u00e4nderungen zu gew\u00e4hrleisten. Eine weitergehende Verschraubung hatte ich bei meinem Prototypen nicht vorgesehen. Es ist jedoch ein Leichtes, das ganze Konstrukt komplett mit nem Metall- oder Holzbohrer zu durchbohren und mit 25mm Maschinenschrauben zu fixieren. Genauso gut k\u00f6nnte man entsprechende L\u00f6cher auf allen Layern (sprich in allen 3 Farben \u00fcbereinander) hinzuf\u00fcgen. <\/p> \n\n\n\n

Lackieren des Holzteils der Uhr<\/h3>\n\n\n\n

Dieser Schritt ist recht trivial. Eine Dose Kunststoffgrundierung und mattwei\u00dfen Lack aus dem Baumarkt erf\u00fcllt den Job. Logischerweise grundiere ich zuerst. Nach einer Stunde des Antrocknens habe ich direkt den wei\u00dfen Lack aufgetragen. Dies kann nun ein paar Stunden – oder besser \u00fcber Nacht – trocknen. Je nach Deckkraft des Lacks muss dieser Schritt noch ein zweites mal wiederholt werden. <\/p> \n\n\n\n

\"Der<\/a>
Der Holzk\u00f6rper nach Grundierung und der ersten Lackierung<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Endmontage der Uhr<\/h2>\n\n\n\n

Ich l\u00f6tete nun Drahtst\u00fccke an die Kontakte von Button und Poti, die viel zu lang waren. K\u00fcrzen der Kabel kann dann sp\u00e4ter erfolgen. Den Button habe ich mit Pattex Express in die Aussparung geklebt, den Poti konnte ich mit der Nase an der Seite fixieren und mit der Mutter festschrauben. Die Kabel werden durch den Schlitz aus dem ovalen Ausschnitt durch das zentrale Loch nach oben herausgef\u00fchrt. <\/p> \n\n\n\n

Den Arduino befestige ich mit ca 3cm langen Holzschrauben durch die vorgesehenen L\u00f6cher hindurch am Holzkorpus, wobei ich 0.5cm Plastikabstandshalter zwischen Frontplatte und Technik platziert habe. So habe ich genug Luft unter dem Ger\u00e4t, um die Kabel herauszuf\u00fchren. <\/p> \n\n\n\n

Netzwerkkabel und Strom werden durch das Loch im oberen Drittel hindurchgef\u00fchrt – ebenso wie die 3 Leitungen f\u00fcr die LED-Streifen. Letztere verlaufen dann durch den Schlitz bis zum Rand des Mittelteils, um den im Uhrzeigersinn angebrachten LED-Streifen zu erreichen. <\/p> \n\n\n\n

Stromversorgungs- und Netzwerkkabel habe ich bei mir im Wohnzimmer im hinter der Uhr verlaufenden Kabelkanal versteckt. <\/p> \n\n\n\n

\n
\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/a><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n
led-ring-clock-ntp<\/a>Herunterladen<\/a><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Nachdem ich neulich \u00fcber die Technik und die Software einer „analogen“ Uhr berichtet habe, geht es jetzt um den Bau der eigentlichen Uhr. Um eine hohe Pr\u00e4zision zu erreichen, habe ich die meisten Arbeitsschritte mit dem Lasercutter der warpzone durchgef\u00fchrt. Hierzu musste ich mich auch in die Software Inkscape einarbeiten. 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