Rellotge LED de 7 segments WiFi: 3 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Projecte: rellotge LED de 7 segments WiFi

Data: novembre - desembre de 2019

El rellotge de 7 segments utilitza un subministrament comú d’ànode 5V mitjançant control Shift Register basat en resistències de 22ohm. La principal raó per construir aquest rellotge va ser primerament la reutilització de dos rellotges de nit cada una amb pantalles de segment de 4 X 7 i el segon motiu per la inclusió d’una placa Wemos R1 D2 que es connecta a una aplicació d’Android a mida. L’aplicació Android utilitza la comunicació WiFi per enviar i rebre ordres des del rellotge i des del mateix. L'aplicació per a Android pot "SET" l'hora i la data del rellotge i "OBTENIR" l'hora, la data, la temperatura, la pressió i la humitat actuals.

A més, i l’ajuda de David al grup de Google Nixie, que m’ha proporcionat amablement un esquema d’un registre de desplaçament SPH 16 74HC595 adequat i un circuit basat en registre de transceptors triestats 74HC245 Octal per donar suport als LED del segment de 8 X 7 que utilitzen el multiplex mètode de visualització. Es va construir una simple placa PCB utilitzant dos xips IC de 20 pins 74HC595 situats en portadors de 20 pins i dos xips IC de 16 pins 74HC595 situats en portadors de 16 pins. La sortida d’un costat del circuit es va utilitzar per suportar els ànodes de cadascun dels LEDs de segment de 8 x 7 i l’altre costat del circuit es va utilitzar per suportar els 7 segments, mitjançant resistències de 22ohm en sèrie, més el punt decimal.

Subministraments

Llista d'equips

1. Targeta Arduino WEMOS R1 D2 amb mòdul WiFi ESP8266 incorporat

2. Resistència de detecció de llum més resistència de 22ohm

3. Interruptor de dos pols, filferros de colors, endolls femella PCB, encongiment, placa PCB, suports de plàstic de 3 mm

4. Resistència LED més 330ohm

5. Sensor de temperatura BME280

6. Reproductor MP3-TF-16P més resistència de 22ohm

7. Altaveu de 5 Ohm de 4 Ohm

8. Pantalla LCD de 16 x 2 línies mitjançant comunicacions IC2 (opcional, s'utilitza principalment per provar)

9. Rellotge RTC DS3231

10. 2 x CC reduïts 12V - 5V

11. Xip IC 2 X 74HC245 més 20 xips

12. 2 x 74FC595 xip IC més 16 xip portador

13. Resistència de 8 X 22ohm

Pas 1: CONSTRUCCIÓ

S'adjunten els diagrames Fritzing de la construcció del rellotge que mostren la targeta WEMOS, la pantalla LCD, el reproductor MP3, el sensor BME280, dos subministraments CC reduïts, un rellotge RTC DS3231 i, finalment, la resistència de detecció de llum. El segon diagrama de Fritzing mostra el circuit basat en registres Shift i Octal i les seves connexions amb el WEMOS. Tres fitxers adjunts cobreixen els xips IC de 7 segments LED, 74HC245 i 74HC595.

La caixa del rellotge es va construir a partir de caoba amb 8 caixes senzilles construïdes per envoltar cadascun dels LED de 7 segments. Cada caixa es connecta a la següent mitjançant un tub d’acer de 15 mm que passa per cada caixa i mitjançant una caixa de caoba buida que connecta el tub d’acer horitzontal amb un tub d’acer vertical que suporta la pantalla del rellotge. El tub d’acer es fixa a la caixa buida que hi ha a sota, on es troba l’equip de suport del rellotge. Els cables que connecten cada LED s’alimenten a través de cada caixa i a través del tub d’acer fins al sistema de rellotge inferior, un conjunt de cables de control de vuit segments que s’alimenten en una direcció i el segon conjunt de vuit cables, control d’ànode, s’alimenten en la direcció oposada..

Les diverses fotos mostren la disposició dels components bàsics al tauler base del rellotge. L'ús d'una placa de distribució tant per a les comunicacions I2C com per a l'alimentació de 5 V té l'avantatge de requerir només dos pins a la placa WeMOS i permet utilitzar dos subministraments DC-DC de 12V a 5V. El primer subministrament per alimentar la placa, LCD, RTC, reproductor MP3, etc., el segon dedicat a alimentar la pantalla del rellotge i el circuit del controlador de pantalla.

Pas 2: PROGRAMARI

Els fitxers adjunts inclouen el fitxer font ICO Arduino i l'aplicació Android. El primer fitxer ICO conté codi que permet a WEMOS controlar el BME280, el rellotge RTC i la pantalla LCD. Aquest projecte em va donar l’oportunitat de basar-me en un projecte original de Wifi Robot. El programari WEMOS D1 R2 Arduino es basava en un rellotge anterior on s’afegia un paquet de comunicacions Wifi mitjançant unes senzilles ordres d’amfitrió “GET” i “SET” per obtenir en primer lloc els valors de rellotge actuals i, en segon lloc, establir la data i l’hora actuals del rellotge, tal com es mostra a l’aplicació, s’utilitza per actualitzar el rellotge de forma remota. El segon fitxer ICO, "WifiAccesPoint", és una rutina de proves senzilla per establir que les cadenes d’enviament i retorn correctes funcionen correctament.

NOTA: Actualment no puc carregar el fitxer següent "app-release.apk". Estic esperant que l'equip d'assistència solucioni aquest problema

Cal tenir en compte que s’ha utilitzat la versió 1.8.10 Arduino IDE i la placa seleccionada era "LOLIN (WEMOS) D1 R2 & Mini". Es van descarregar les següents biblioteques especials: Wire.h, LiquidCrystal_I2C.h, SoftwareSerial.h, DFRobotDFPlayerMini.h, SparkFunBME280.h, RTClib.h, ESP8266WiFi. H, WiFiClient.h i ESP8266WebSErver.h El punt d’accés Wifi creat pel punt d’accés Wifi El xip WEMOS ESP8266 es diu "WifiClock" i té una contrasenya de "contrasenya". És possible actualitzar el rellotge sense utilitzar l'aplicació d'Android a mida, sinó mitjançant un visor de pàgines web estàndard, amb el punt d'accés "Wificlock" seleccionat i introduint l'ordre https de la següent manera:

Per a l'ordre SET:

"https://192.168.4.1/SET?PARA1=HH-MM-SS&PARA2=DD-MM-YY&PARA3=VV&PARA4=Y&PARA5=Y"

Quan s'introdueix l'hora i la data amb el format estàndard i "VV" és el volum de campana 0-30, primer "Y" al costat de PARA4 és "Y" o "N" per seleccionar l'opció de campanes que es reproduirà i la segona "Y" 'al costat de PARA5 hi ha "Y" o "N" per seleccionar l'opció Estalvi nocturn que tanca la pantalla durant les hores de foscor.

Per a l'ordre GET:

"https://192.168.4.1/GET"

Això retorna una cadena de dades del rellotge en el format següent:

HH, MM, SS, DD, MM, 20, YY, HHH, HH, PPP, PP, CC, CC, FF, FF, VV, Y, Y

On "HHH, HH" és la lectura de la humitat, "PPP, PP" és la lectura de pressió, "CC, CC" és la temperatura en centígrads, "FF, FF" és la temperatura en Fahrenheit, "VV" és el volum de campana, Es requereix "Y" i el segon "Y" és obligatori per estalviar nit.

Cal tenir en compte que els serveis d'ubicació de les tauletes han d'estar habilitats, en cas contrari, el botó d'escaneig WiFi no retornarà cap xarxa disponible, inclosa, per descomptat, la xarxa WiFiClock

Pas 3: VISIÓ GENERAL DEL PROJECTE

Aquest ha estat un projecte molt interessant, ja que ha reunit dos nous elements, a saber, l’ús de Wifi com a mètode d’actualització del rellotge, en lloc d’utilitzar un teclat. En segon lloc, l’ús d’un circuit de control basat en registres Shift i Octal per a les pantalles de 7 segments. Trobo una gran satisfacció poder tornar a utilitzar equips redundants vells i tornar-los a la vida. El desenvolupament d’una aplicació basada en Android permet veure el rellotge de forma remota, tot i que té un límit d’interval de 20 metres. esperat del xip WeMOS ESP8266 i la seva potència limitada. Una alternativa al controlador de pantalla basat en canvis que he utilitzat és un que utilitza el xip de controlador de pantalla MAX7219 IC que està dissenyat per proporcionar subministrament de 5 V a pantalles basades en 7 segments.

Els components del meu proper projecte han arribat, entre ells, els nous tubs Nixie russos IN-4 existents i els tubs de neó INS-1. Tinc la intenció de tornar a la gamma MAXIM de xips de controladors IC i encadenar quatre d'aquests xips per tal de conduir les pantalles basades en Neon i IN-4.