Rellotge NeoPixel: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

*********************************************************************************************************

AQUESTA ÉS UNA ENTRADA AL CONCURS DE MICRO CONTROLADORS, VOTEU-ME

********************************************************************************************************

Fa uns anys vaig construir un mirall infinit NeoPixel mentre estava a Tailàndia i es pot veure AQUÍ.

Ho vaig fer de la manera més difícil, sense utilitzar un Arduino, sinó un microprocessador independent, un PIC18F2550. Això implicava aprofundir en els registres i els temps del Micro per escriure el codi, alguns dels quals contenien muntatge.

Tot això és un gran coneixement i m’ha mantingut en bona posició, ja que fa que la feina amb els nens d’Arduino faci jugar. La major part del treball s'ha fet mitjançant l'ús de biblioteques de tercers, mentre que abans escrivia el meu propi codi de biblioteca.

Aquest rellotge va ser dissenyat per emetre llum des de la perifèria cap a la paret on està connectat mitjançant LED RGB adreçables individualment WS2812B espaiats a 144 per metre. Això em va donar un rellotge de 200 mm de diàmetre, cosa que podia fer jo mateixa a la meva impressora 3D.

Té un efecte impressionant, sobretot a la nit o en una habitació enfosquida, la llum brilla uns 500 mm donant un enlluernament total de més d’un metre de diàmetre. Els patrons són increïbles.

El rellotge mostra les hores (blau), els minuts (verd) i els segons (vermell). També es mostra la data en una pantalla de 8 dígits de 7 segments i el dia de la setmana en forma de llista.

El rellotge es controla mitjançant un telèfon intel·ligent mitjançant WiFi mitjançant l’aplicació Blynk i un servidor local de Blynk que s’executa en un RPi 3.

L'ús d'un servidor local per a Blynk és opcional i configurar-lo no forma part d'aquesta instrucció. El lloc web allotjat a Blynk es pot utilitzar després de crear un compte a www.blynk.cc i descarregar l'aplicació.

Hi ha una gran quantitat d'informació sobre l'ús de Blynk al seu lloc web, de manera que no forma part d'aquesta instrucció.

En un pas posterior d’aquest instructiu, hi ha un codi QR per escanejar; llavors tindreu la meva aplicació al telèfon.

L’aplicació té controls per mostrar el rellotge o els patrons (amb comentaris LCD a l’aplicació), la possibilitat d’establir la vostra zona horària a qualsevol lloc del món i obtenir l’hora a través d’un servidor NTP. També es pot configurar per dormir.

Hi ha un mòdul de rellotge en temps real amb còpia de seguretat de la bateria que proporciona funcions d’hora i data a l’Arduino.

El firmware del NodeMCU-E12 del rellotge es pot actualitzar per transmissió (OTA).

Ara comencem …

Pas 1: Eines necessàries

Un bon soldador i soldador

peladors de filferro

petites talladores de filferro

petites alicates de nas llarg i llarg

serra petita per tallar taulers vero

ganivet afilat afilat

tisores

cola de paper

Pas 2: es requereixen components electrònics

1 x mòdul NodeMCE-12E de AQUÍ

1 mòdul de rellotge RTC AQUÍ

Mòdul Max7219 d'1 x 8 dígits de 7 segments aquí

1 x presa de corrent continu aquí

2 x commutadors de nivell (obligatoris, ja que Arduino és de 3,3 v i la pantalla de segment RTC i 7 és de 5 v) aquí

Aquí hi ha 68 LEDs d’una tira LED WS2812B 114 / mtr.

Alimentació DC 5v 10A aquí.

Resistent de 10kOhm 1 / 4W.

Segons el cable de connexió.

Taula Vero aproximada de 77 mm x 56 mm per muntar i connectar tots els mòduls.

De fet, he utilitzat un canvi de nivell Adafruit per a les línies I2c del mòdul RTC, ja que se suposava que era segur I2c.

Tanmateix, crec que la majoria dels canvis de nivell lògics bidireccionals de 3,3 a 5 v haurien de funcionar.

El tall de la tira LED va malgastar un LED, ja que es necessitaven els coixinets per soldar els dos extrems de la tira de 60 LED i els coixinets a la tira de 7 LED.

Pas 3: parts impreses

Hi ha tres parts impreses en 3D; el cos principal del rellotge, la tapa frontal i la tapa de la bateria a la part posterior.

Es podria ometre la tapa de la bateria.

També hi ha una "Màscara" impresa a la portada amb els dies de la setmana. Ho vaig imprimir en paper normal. He subministrat un fitxer.dwg i.dxf d’aquest.

Hi ha 2 portades disponibles, una no té cap nom, per si no podeu editar la peça.

La meva impressora 3D (broquet de 0,4 mm) tenia la configuració següent amb Slic3r:

alçada de la primera capa = 0,2 mm

alçada de les capes = 0,2 mm

temperatura del llit = 60 C

temperatura del broquet = 210 C

perímetres verticals = 2

closques horitzontals = 3

omplir = estrelles rectilínies a 45 graus

sense vora

sense material de suport

Es recomana tenir un mètode d'anivellament del llit

Arxius impresos en 3D i dibuix de màscares aquí:

Pas 4: Completeu el fitxer de muntatge

A continuació es mostra un fitxer IGS del conjunt complet per a qualsevol persona que vulgui modificar el rellotge.

Pas 5: Instal·lació de les biblioteques

INSTAL·LEU LES TAULES ESP

Necessitareu l'IDE Arduino. Instal·lar-ho no forma part d’aquest instructiu, però es pot descarregar des d’AQUÍ.

Un cop instal·lat l'IDE Arduino, si encara no ho heu fet, haureu de copiar / enganxar el text següent al quadre de text a Fitxer> Preferències - URL de gestor de taulers addicionals:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Reinicieu l'IDE.

Un cop fet això, aneu a Eines> Tauler> Gestor de taulers. Deixeu que s'acabi d'actualitzar i hauríeu de veure la versió de la comunitat ESP8266 a la llista de taules instal·lades.

INSTAL·LAR BIBLIOTECES

Instal·lació de totes les biblioteques a la carpeta Documents / Arduino / Libraries com de costum, a part de les instal·lades pel gestor de la placa.

Després d’instal·lar biblioteques, reinicieu Arduino IDE, aneu a Sketch> Inclou biblioteca> Gestiona biblioteques, deixeu que s’acabi d’actualitzar, hauríeu de veure les biblioteques noves a la llista.

RTClib - disponible aquí Adafruit_NeoPixel - disponible aquí

HCMAX7219 des d’aquí

Blynk: disponible aquí. seguiu les instruccions d'instal·lació amb compte.

Tots els altres "inclou" del fitxer NeoPixelClock són instal·lats pel gestor de la placa o bé estan empaquetats amb la instal·lació Arduino IDE.

Pas 6: Instal·lació del firmware

En aquesta etapa, és una bona idea connectar-ho tot a una taula de pa per fer proves.

Comproveu bé tots els cables abans de connectar la font d'alimentació de 5 V i / o el cable USB.

Aneu a la carpeta Sketch Documents> Arduino.

Creeu una carpeta "NeopixelClock".

poseu el fitxer.ino següent a la carpeta.

Obriu l'IDE Arduino.

Configureu l'IDE per mostrar els números de línia, aneu a Fitxer> Preferències i marqueu la casella "Mostra els números de línia" i feu clic a D'acord.

Connecteu la placa NodeMCU a un port USB.

Aneu a Eines> Tauler i seleccioneu NodeMCU 1.0 (mòdul ESP-12E)

Aneu a Eines> Port i seleccioneu el port al qual està connectat el vostre tauler.

INSTAL·LEU EL FIRMWARE OTA

Per utilitzar l’actualització OTA, primer heu de gravar un fragment especial de firmware al NodeMCU.

aneu a Fitxer> Exemples> ArduinoOTA> BasicOTA.

un programa es carregarà a l'IDE, empleneu la part de ssid amb el SSID dels vostres routers. Podeu veure aquest nom si passeu el ratolí per sobre de la icona WiFi a la safata del sistema.

Empleneu la contrasenya amb la vostra contrasenya de xarxa (normalment escrita a la part inferior del router sense fils.

Ara pengeu-lo a la vostra placa NodeMCU per USB.

Quan s'hagi completat, premeu el botó de restabliment de la placa NodeMCU.

INSTAL·LEU EL FIRMWARE DE NEOPIXELCLOCK

Aneu a Fitxer> Quadern de dibuixos> NeoPixelClock i obriu el fitxer NeoPixelClock.

Empleneu el vostre "auth", "ssid" i "pass" a la línia 114.

Nota; al següent pas s’explica com obtenir el testimoni d’autoritat

També podeu configurar la vostra zona horària local a la línia 121, que pot ser de 1/4 d’hora entre -12 i +14 segons les zones horàries de tot el món. Això també es pot configurar a l’aplicació si ho preferiu. Actualment està fixat a Queensland, Austràlia.

A la línia número 332, heu d’establir l’adreça IP del servidor local si l’utilitzeu.

Una nota al port del servidor local. A causa d'una actualització recent del programari Blynk, el port és ara 8080 i no 8442.

Si utilitzeu el nou programari actualitzat, canvieu-lo.

O si utilitzeu el servidor web de Blynk, comenteu la línia 332 i descomenteu la línia 333.

Això és tota l’edició que cal fer.

Ara pengeu-lo a la vostra placa NodeMCU per USB.

Quan s'hagi penjat correctament, desconnecteu el cable USB de la placa.

Veureu a Eines> Porta un port nou (sembla una adreça IP), seleccioneu-lo com a port per comunicar-vos amb el NodeMCU per a futures actualitzacions que pugueu fer.

Si tot anava bé, el rellotge hauria de començar, si no, premeu el botó "reset" del mòdul NodeMCU.

Nota: He notat que de vegades no comença la primera vegada, he trobat que desconnectar la font d'alimentació i tornar a connectar funciona la majoria de vegades. Estic treballant en una solució perquè aquest error no arrenci correctament.

Pas 7: aplicació per a telèfons intel·ligents

Per començar a utilitzar-lo:

1. Descarregueu l'aplicació Blynk: https://j.mp/blynk_Android o https://j.mp/blynk_iOS si encara no està instal·lada.

2. obriu l’aplicació o inicieu la sessió, si n’heu de nova, haureu de crear un compte.

NOTA, això no és el mateix que el compte en línia.

3. Toqueu la icona QR a l'aplicació que hi ha a la part superior i apunteu la càmera cap al codi QR superior o obriu l'enllaç següent:

tinyurl.com/yaqv2czw

4. s'hauria d'enviar un codi d'autoritat al vostre correu electrònic designat, que hauríeu d'introduir al codi Arduino on s'indiqui en un pas posterior. Si premeu la icona de nou, podreu tornar a enviar un correu electrònic si cal.

Com s'ha esmentat abans, heu de crear un compte en línia a www. Blynk.cc. abans de fer això.

Perdoneu-me la indefinició, no puc provar-ho, ja que ja tinc l’aplicació i no faig servir el servidor web.

Pas 8: Construir l'Assemblea de la Junta de Vero

Vaig decidir posar totes les taules i mòduls en un tros de tauler vero.

Això ho manté tot ordenat i ordenat.

L'esquema es pot veure al fitxer.pdf següent.

Les capçaleres de la placa es van eliminar després de provar-les; vaig connectar tots els perifèrics directament a la placa vero, ja que no hi havia prou espai per a les capçaleres i els connectors associats.

Ho sento, no vaig fer cap foto de la part inferior del tauler, però no hauria de ser gens difícil esbrinar-ho. Fins i tot podeu millorar el meu disseny. Mantingueu el tauler Vero de la mateixa mida perquè no s'adapti a la base impresa en 3D.

Amb els canvis de nivell lògics, el LV (+ 3,3 v) passa a 3,3 v en qualsevol dels pins de 3 v del mòdul Arduino, l’HV (+ 5 v) passa al pin VIN de la placa Arduino.

Tots els terrenys provenen de qualsevol / tots els pins Arduino GND i han d'estar tots units per evitar bucles.

Connecteu-vos fent servir alguna cosa com un cable de nucli aïllat de calibre 26, l’aïllament de PTFE seria bo ja que no es fon.

Comproveu bé tots els cables o 2 o 3 vegades.

Reviseu-lo amb un control de continuïtat de diversos metres, comproveu que tots els Gnds estiguin connectats de nou al VIN GND.

Comproveu totes les connexions de + 5v al mòdul RTC, els pins HV dels mòduls de canvi de dos nivells i el pin VIN + 5v del mòdul NodeMCU.

Bona idea també per comprovar tots els altres cables.

Pas 9: Muntatge del rellotge

Un cop hàgiu imprès les peces, netegeu-ne els parpelleigs i els grumolls amb un ganivet afilat.

Com que només tenia filament blau i negre, vaig pintar la part interior de les cavitats LED amb pintura model plata.

Crec que això hauria d’ajudar a reflectir millor la llum i també a prevenir el sagnat de llum a través de les parets fins a les cavitats adjacents.

Cal connectar el conjunt de la junta vera:

a la tira LED + 5v, Gnd i DIN del conjunt de la placa vera.

a la pantalla de 7 segments del conjunt de la placa vera.

a la presa DC des del conjunt de la placa Vero.

Un cable a la tira LED separada de 7 vies (DIN) des de l’extrem (número 60) de la tira LED principal de 60 vies (DOUT).

Només he soldat les dades (DOUT) des de l'extrem (LED número 60) de la tira LED de 60 vies, el + 5v i el Gnd per a la tira LED de 7 vies que he connectat des del conjunt de la placa vera.

per evitar pantalons curts, vaig col·locar un petit tros de targeta fina entre el començament i el final de la tira LED de 60 vies, ja que estaven molt a prop.

Mesurar i tallar tots els cables a la longitud adequada, he afegit 5 o 6 mm per donar una mica de marge.

No he retirat el paper adhesiu de cinta adhesiva de les tires de LED, cosa que hauria dificultat la seva posició a la base i molt difícil de treure si calgués.

Vaig trobar que les tires s’adaptaven molt bé i empenyen-les fins a la part inferior de la cavitat.

Col·loqueu el conjunt de la placa Vero a la cavitat, hi ha separacions per mantenir-lo fora de la part inferior 2 mm.

Col·loqueu la pantalla de 8 vies de 7 segments a la cavitat. Hi ha postes de separació per muntar-la.

La presa de corrent continu s’adapta a la seva cavitat perfecta, soldant els cables a l’interior de les etiquetes. Traieu l'etiqueta lateral si voleu.

Tots els cables s’han de col·locar perfectament a les cavitats proporcionades.

Finalment, passeu la presa d'alimentació de la font d'alimentació a través del forat i introduïu-la a la presa de corrent continu, empenyeu el cable a la ranura que hi ha a sota.

Comproveu tots els cables amb cura 2 o 3 vegades. Vegeu el diagrama de cablejat següent.

Pas 10: Col·locar la coberta frontal per acabar

El bloc base té diverses petites clavilles que sobresurten a l'anell exterior, que haurien d'alinear-se amb els forats de la coberta frontal.

La màscara de paper s’ha d’imprimir en negre, retallar-la i enganxar-la a la tapa frontal amb alguna cosa com un pal de cola.

Els forats es perforaran a través del paper quan estigui pressionat a la base amb la tapa frontal.

Ja estem a punt d’anar-hi, endolleu-lo, el rellotge hauria d’iniciar-se automàticament; si no, tal com he descobert diverses vegades, desconnecteu l’alimentació i torneu-lo a endollar.

Si no teniu cap bateria al mòdul RTC, haureu d’establir l’hora i la data.

Feu-ho amb l'aplicació, configureu la zona horària amb el control amunt / avall i premeu el botó "SET NTP TIME".

Veureu al terminal de l'aplicació si té èxit o no, si no, torneu-ho a provar.

Quan es mostra FET, es pot prémer el botó Rellotge i el rellotge s'ha d'executar i mostrar l'hora, la data i el dia de la setmana.

Els patrons es poden executar prement el botó Patrons, es pot interrompre en qualsevol moment prement el botó Rellotge o el botó Patrons.

La brillantor dels LED del rellotge i la pantalla de 7 segments es poden ajustar per obtenir la brillantor amb els control lliscants associats.

Es poden activar tots els LEDs prement el botó Apagat del rellotge.

Pengeu-lo a la paret i la llum brillarà cap a la paret, especialment bella en una habitació enfosquida.

Qualsevol pregunta que només estic encantada de provar de respondre.

GAUDEIX i no t’oblidis de votar-me.

*************************************************** *************************************************** ***** AQUESTA ÉS UNA ENTRADA AL CONCURS DE MICRO CONTROLADORS, VOTEU PER A MI ******************************** *************************************************** ***********************