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Horloge Wordclock, l'heure en mots !

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Difficulté:

Ce tutoriel a pour but de présenter et d'expliquer de quelle manière je m'y suis pris pour fabriquer cette belle horloge design. 

Mon objectif étant d'essayer de rester proche de l'originale la "Qlocktwo Classic" tout en restant le plus éloigné possible de son tarif vertigineux >1000€ (complètement inabordable et inconcevable pour le petit maker que je suis)

Des projets sur cette fabrication il y en a beaucoup, et heureusement, car cela est une source d'aide et d'inspiration précieuse. Cependant je n'ai pas réussi à trouver un tutoriel qui regroupe et corresponde totalement à mes attentes. 

J'entends par là :

  • - Une horloge qui affiche l'heure avec des mots en couleur 
  • - Une Led par lettre pour une plus grande qualité d'animation 
  • - Précise à la seconde (pas de dérive dans le tps), qui se règle et se gère toute seule
  • - Connectée : paramètres accessible depuis un smartphone (wifi) (aucun bouton)
  • - Une gestion de la luminosité en fonction de la lumière ambiante
  • - D'aspect esthétique mince, totalement vitrée et sans encadrement 
  • - Une volonté de conception intérieure-extérieure la plus propre possible
  • - Durable et donc réparable très facilement en cas de problèmes
  • - Un coût de fabrication abordable (pour donner une idée, une centaine d'euros environ).

Coté dimension, elle mesure 450x450mm pour seulement 20mm d'épaisseur, le tout animé par 114 Leds RGB.

Sa fabrication et son assemblage en font un projet varié, intéressant, où l'on peut de mon point de vue, obtenir un excellent résultat. Et quelle satisfaction lorsqu'elle s'illuminera pour la première fois. Ne vous restera alors, plus qu'à trouver un bel endroit pour installer et admirer votre création utile, décorative et qui sort de l'ordinaire.

Afin de mener au mieux ce projet et faire le maximum de choses par mes propres moyens, j'ai eu recours à un petit routeur cnc que je possède. Bien entendu, il reste tout à fait possible de faire sans. En revanche, il faudra tout de même disposer d'outils électroportatifs tel que perceuse, défonceuse... 

Alors si son design vous inspire et vous plaît, n'hésitez plus, lancez-vous ! Cela en vaut la peine.

Et si dans une étape, vous faites face à des incompréhensions ou bien si vous rencontrez des difficultés pour réaliser ou vous procurer votre vinyle, vos panneaux, carte électronique ou autres, n'hésitez pas à me contacter.


Matériel :

Budget : Non défini

  • 1 Carte électronique
  • 1 Bandeau 5m strip Led WS2813
  • 1 Vitre bords polis ep 2mm 450x450mm
  • 1 Feuille de vinyle avec lettres prédécoupées
  • 1 Panneau pvc expansé ep 5mm 450x450mm
  • 1 Panneau MDF ep 18mm 450x450mm
  • 2 Feuilles calques

Etape 1 : La face avant vitrée

Le but ici va être de coller et de centrer le vinyle sur la vitre le plus proprement possible. Petite précision, le vinyle sera au final derrière la vitre ; d'un point de vue esthétique, durabilité et nettoyage c'est le meilleur choix.

Pour ce faire, je vous propose une méthode qui donne de bonnes chances de réussite, et niveau matériel pas besoin de grand-chose.

Il faut : 

  1. - La vitre de 450x450mm d'épaisseur de 2mm avec les bords non tranchant (sinon vous pouvez rajouter une boîte de pansement à la liste)
  2. - Du liquide vaisselle
  3. - Une grande boite en plastique du style celle qui sert de rangement et que l'on glisse sous le lit
  4. - Un scalpel
  5. - Une carte fidélité en plastique ou une spatule souple pour maroufler
  6. - Le vinyle autocollant avec les lettres préalablement découpées

Travaillez dans un endroit propre, dégagé, et être de préférence deux pour les manipulations. Concernant le vinyle, j'ai préféré pour ma part effectuer moi-même les découpes à l'aide de ma cnc.

Commencez par remplir la grande boite d'eau tiède de moitié, ajoutez un peu de Mir, nettoyez la vitre également au liquide vaisselle, rincez la, puis plongez la dans le récipient.

Sur une table bien au propre, décollez soigneusement et délicatement chaque lettre à l'aide du scalpel puis retirer toute la protection du film (attention aux traces de doigts). Posez la face collante sur la surface de l'eau de la boite. Plongez le vinyle doucement bien à plat sans le froisser et faite l'ajustement avec la vitre sous l'eau (la face adhésive ne collera plus, elle deviendra totalement glissante). 

Une fois satisfait du résultat, ressortez l'ensemble et chassez les bulles d'air s'il y en a. vous constaterez des tâches blanches un peu partout, pas de panique, après quelques jours de séchage, tout aura disparu. 

Enfin, il ne restera plus qu'à découper proprement l'excédent des contours au scalpel.

Etape 2 : Le panneau arrière

J'ai choisi d'utiliser un panneau en pvc expansé (type Forex) car c'est un matériau léger, résistant, donnant directement un aspect bien fini. Afin de respecter parfaitement les dimensions que je m’étais fixé, j’ai usiné celui-ci (détourages, perçages, création de poches et sérigraphie).

Ensuite, comme on peut le voir sur les images, mon idée a été de créer des pistes sur une plaque de bakélite en cuivre, ceci afin d'avoir le minimum de fils électriques et d'obtenir un résultat plutôt propre. 

Ces plaques gravées présentent un autre avantage, elles sont numérotées, fléchées et s'assemblent avec le panneau arrière à la manière d'un petit puzzle, ce qui permet d'éviter les erreurs en tout genre.

Après avoir positionné celles-ci, ce sera au tour des bandeaux de Led en veillant bien à faire correspondre leurs sens avec le parcours fléché. 

Enfin, il sera temps de faire chauffer votre fer à souder. Il y a pas mal de soudures à effectuer, de ce fait, il est important de travailler dans un espace bien ventilé afin d'éviter les fumées. 

Petite astuce pour réaliser des soudures propres, il sera pratique d'utiliser des bandes de scotch de type Kapton afin d'empêcher l'étain en fusion de se propager le long des pistes, prévoir également de la tresse à dessouder, très utile, voire indispensable pour absorber ce dernier, afin de pouvoir recommencer dans de bonnes conditions si on s'est raté.

Lors de la soudure, afin que les deux parties en fusion se joignent facilement, il faut chauffer simultanément les deux cotés (travailler avec une panne de fer assez grosse) bien faire fondre du fil et d'un geste sec et rapide retirer la panne par le milieu. Dans certains cas, il se peut que l’espace soit légèrement plus important et donc la jonction difficile, dans ce cas, ne pas insister, utilisez un petit bout de patte de composant afin de faciliter la liaison.

Une fois terminé, vérifiez bien qu'aucunes des soudures ne viennent empiéter les pistes voisines (l'idéal étant de s'aider d'un multimètre)

Etape 3 : La structure principale


Tout le travail s'effectue sur un panneau de MDF en 18mm d'épaisseur.

Comme dans l'étape précédente, j'ai créé des poches sur la face arrière afin de pouvoir y loger plus tard le câblage, la carte électronique, le capteur de lumière ainsi que le panneau arrière. Puis, sur la face avant, il a fallu réaliser avec une bonne précision 124 perçages et 114 fraisages (la qualité d'illumination des lettres en dépend). Exécuter toutes ces opérations à la fraiseuse numérique facilite bien les choses tout en garantissant un bon résultat, mais demande malgré tout du temps (plus de 2h d'opérations pour ce panneau sur ma machine).

Pour finir, il faudra s'occuper des chants. D'une manière classique, faire les masquages au scotch, pour un résultat lisse et bien fini appliquez de la pâte à bois, laissez sécher, poncez puis appliquez 2 à 3 couches de peinture. 

Une solution alternative (que je vais tester prochainement) sera d'appliquer des bandes de chant thermocollante.

Etape 4 : La programmation

Dans cette partie et la suivante, je me suis laissé guider par l'excellent blog "Tex Time Réalisation d'une horloge Qlocktwo homemade" 

Ici il vous faudra :

  1.  1 NodeMcu
  2.  1 Cable Micro USB 

Avant d'assembler la carte électronique, nous allons charger le code dans le NodeMcu. Afin d'y parvenir facilement et ne pas perdre de vue notre objectif principal, nous chargerons le programme compilé à l'aide du câble USB ce qui permettra d'éviter tout un tas de problèmes liés à l’environnement Arduino qui pourrait survenir : configuration, bibliothèques ou encore les erreurs lors de la compilation. 

Par la suite, si d'autres transferts devaient s’avérer nécessaires, ils pourront se faire en wifi directement sur un smartphone ou un pc via un navigateur web.  


En prérequis, il faut simplement installer l'environnement Arduino, suivre juste la première étape de cette procédure et placer le fichier .bin sur votre bureau.

Une fois fait, il n'y aura plus qu'à lancer la commande "Executer" à l'aide des touches "windows+r"  puis copier-coller les lignes ci-dessous en prenant soin d'adapter les champs en gras selon la config de votre pc.

C:\Users\User\AppData\Local\arduino15\packages\esp8266\tools\esptool\2.5.0-3-20ed2b9\esptool.exe -vv -cd nodemcu -cb 115200 -cp "COM3" -ca 0x00000 -cf C:\Users\User\Desktop\Wordclock.bin

(concernant ces deux lignes, vous constatez qu'il y a un premier chemin à indiquer pour lancer esptool.exe, quelques paramètres et enfin un deuxième chemin à indiquer pour localiser le fichier .bin)

Si tout est bien paramétré, une fenêtre doit s'ouvrir et le transfert débuter. Une fois terminé, les 2 leds bleu se mettront en activité (une clignotante et l'autre fixe).

Etape 5 : L'électronique

Il ne reste plus qu'a souder les composants sur la carte. Sans rentrer dans les détails, mes modifications apportées sur le pcb (par rapport à celui du blog) portent principalement sur une implantation différente des composants. 

Concernant la liste, vous aurez besoin de :

  1. 1 NodeMcu
  2. 1 Circuit Intégré SN74HCT245N
  3. 1 PCB
  4. 1 RTC DS3231
  5. 1 résistance 470 ohm
  6. 1 résistance 2.5Kohm 
  7. 2 condensateurs 1000uF
  8. 1 condensateur 10nF 
  9. 1 capteur GA1A2S100SS (option.)
  10. 1 fusible (option)
  11. 3 connecteurs 2.54mm (option)
  12. 1 alim 5V 4-6A (env.)

Respectez la polarité des deux gros condensateurs et le sens du circuit intégré. Pensez à retirer les bouts de plastique noir du connecteur 6 broches du DS3231 pour gagner en épaisseur, souder le NodeMcu de manière surélevé et non plaqué contre le PCB.

Il est inutile de souder toutes les "pins" du NodeMcu et du SN74... se contenter simplement de souder la ou il y a un passage de pistes et ne pas oublier les pastilles GND de formes différentes. 7 soudures à réaliser pour le NodeMcu et 6 pour le SN74...

Niveau connectique, il y a une entrée à relier au 5v (attention à la polarité, une inversion sera fatale), une sortie vers le bandeau de Led et un emplacement pour relier le capteur de luminosité (optionnel)

Une fois la carte assemblée, vous pouvez la relier avec des fils à la plaque gravée n°1 du panneau arrière, l'alimenter en 5v et vérifier le fonctionnement.

Etape 6 : L'assemblage

La première étape va consister à insérer dans la structure, les câbles d'alimentation 5v, le capteur de lumière (si vous avez prévu d'en installer un) et la carte électronique. Pour maintenir ce petit monde, vous pouvez utiliser de la colle chaude. 

Si vous le souhaitez, vous pouvez placer des bandes de scratch à l'arrière de l'horloge (partout ou le panneau de médium reste visible). Cela améliorera la finition, protègera le mur et laissera la possibilité de fixer celle-ci sans effectuer de perçages.

Vous pouvez à présent insérer le panneau arrière dans le cadre et le fixer avec des vis aux 6 emplacements prévus.


L'étape suivante va être d'assembler la face avant vitrée avec la structure principale sans oublier d'intercaler entre celles-ci, deux feuilles de papier calque pour diffuser la lumière de manière uniforme.

La vitre sera collée avec du ruban adhésif double face (largeur 25mm). Positionnez le proprement et sans pli sur le pourtour du cadre (ne retirez pas sa deuxième protection).

Concernant le papier calque, je vous conseille d'acheter des grandes feuilles (exemple 65cm*50cm) pour éviter les assemblages hasardeux entre les emplacements des lettres. Découpez les deux feuilles de façon à ce qu'elles se positionnent à l'intérieur du contour scotché.  

Avant de retirer la 2ème protection du ruban adhésif, faites plusieurs essais de positionnement entre la vitre et le cadre, et surtout, gardez à l'esprit que le collage est définitif. Il sera très difficile voir impossible de décoller pour repositionner sans détériorer le vinyle.

Un dernier conseil d'ordre esthétique, s'il vous est impossible de faire passer le cable d'alimentation dans le mur, utilisez du câble électrique adhésif extra plat que l'on peut peindre à la couleur du mur.

Etape 7 : Fonctionnement et résultat

Pour accéder aux paramètres de l'horloge, il faudra depuis un smartphone ou un ordinateur se connecter au réseau wifi du NodeMcu et dans un navigateur web saisir l'adresse http://192.168.1.1 

De là, il deviendra possible de saisir l'identifiant (ssid) et mot de passe de votre réseau wifi, l'horloge se mettra ensuite à l'heure d'elle même depuis un serveur temps. Vous pourrez également modifier les couleurs, les animations, l'intensité lumineuse etc...   


J'espère que vous avez apprécié ce tutoriel, qu'il vous aura inspiré ou mieux encore, donné l'envie de vous lancer dans sa fabrication !

Je vous remercie de m'avoir lu.

Bonjour, votre horloge est vraiment réussie, j'aimerai trop me lancer, seulement voilà je ne possède pas de machine spéciale et niveau outillage je ne dispose pas de grand chose, comment puis-je faire ? pourriez vous me proposer une solution, sachant que pour l'assemblage et la pose du vinyle je m'en sent capable ? Merci par avance. 

Bonsoir, je vous remercie pour l'intérêt que vous portez à ce tutoriel, je comprends la frustration que vous pouvez eprouver concernant le manque d'équipements... 

Aucun problème pour vous aider à réaliser votre horloge ! 

Mon adresse mail : rin.nohara0809@gmail.com 

N'hésitez pas à me contacter ! 

j'adore ! merci de ce tutoriel je garde ça en tête pour le faire dans mon fablab à bron 

d'ailleurs cannelle peut etre as tu un fablab qui pourrait t'aider et qui dispose des machines outils ...

Bonjour, merci pour votre idée de fablab, malheureusement rien proche de chez moi, et puis honnêtement je me sens pas capable de fabriquer les éléments, par contre pour l'assemblage, ça doit être jouable. 

@ Rin, bonjour, 

Merci pour votre aide. En possession de tous les éléments depuis aujourd'hui, tout est bien arrivé, grâce à vous, je vais enfin pouvoir me lancer dans ce projet. Une fois que j'aurai fini, si quelque chose s'illumine et que cela ressemble à une horloge, je vous enverrai une photo du résultat. Hâte qu'elle soit terminée. 

Bien à vous. 

Bonsoir, 

J'aimerais réaliser cette word clock mais le lien vers les sources est mort. Pouvez vous m'aider. 

Merci d'avance.

Bonjour,

Je ne pense pas que le lien soit mort, il arrive de temps en temps que son blog ne soit pas accessible mais en général la situation se rétablie au bout de quelques jours.

N'hésitez pas, si vous avez d'autres questions ou besoin d'aide dans sa fabrication. 


Bonjour, et merci pour ce super tuto, Rin est très pro. La qualité du matériel et des explications sont super, toujours dispo pour vous aider si besoin. A recommander.

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