ไฟนาฬิกาแสดงเมทริกซ์แถบ LED ควบคุมด้วย WiFi: 3 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

โครงการทิงเกอร์แคด »

แถบ LED ที่ตั้งโปรแกรมได้ เช่น ตาม WS2812 นั้นน่าสนใจ การใช้งานมีหลากหลายและคุณจะได้รับผลลัพธ์ที่น่าประทับใจอย่างรวดเร็ว และอย่างใดการสร้างนาฬิกาดูเหมือนจะเป็นอีกโดเมนหนึ่งที่ฉันคิดมาก เริ่มต้นด้วยประสบการณ์ในการสร้างนาฬิกาคำโดยใช้ LED เดี่ยว Arduino และโมดูลนาฬิกาดิจิตอล ฉันย้ายไปยังเวลา NTP บนเว็บซึ่งเป็นส่วนประกอบที่เรียบร้อยของโมดูล WLAN ที่รวม nodemcu (ESP8622) ดังนั้นการสร้างนาฬิกาแสดงเมทริกซ์ led จากแถบ LED และตัวควบคุม nodemcu นั้นชัดเจนทั้งหมด และนอกจากการแสดงนาฬิกาแล้ว คุณยังสามารถทำเอฟเฟกต์แสงแฟนซีได้ทุกประเภทด้วยเมทริกซ์พิกเซลหลากสีขนาด 42 x 7 พิกเซลแถบ LED ชมการสาธิต

นอกจากแถบ LED, แหล่งจ่ายไฟ, MCU ของโหนดแล้ว คุณต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติม เช่น แผ่นฐาน แผ่นปิดหน้าแบบใส สกรูและน๊อตวัดระยะ ทักษะการบัดกรีและงานหัตถกรรมไม้ (ซึ่งฉันไม่มีในภายหลัง …) มีประโยชน์มาก เครื่องพิมพ์ 3 มิติเป็นทางเลือกที่ชาญฉลาดในการพิมพ์ขาตั้งและฝาครอบอิเล็กทรอนิกส์

เสบียง:

6 x HSeaMall 180 ชิ้น M3 Nylon White Hex Spacer สกรูน๊อต ทองเหลือง Spacer Distance Screw Nut Assortment Kit สำหรับการติดตั้งแผ่นโพลีสไตรอลกับแผ่นไม้

1 x Polystyrolplate 80x20 cm ใส ขาว 2, 5mm เป็นแผ่นด้านหน้า

1 x ชั้นวางของไม้ 80 x 20 ซม. สีขาว 1, 6 ซม. เป็นแผ่นฐานสำหรับแถบ LED และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

20 x อุตสาหกรรม สกรูเกลียวปล่อย 15 มม. x 3.9 มม. สกรูเจาะเพื่อแก้ไขสิ่งต่างๆ

1 x NodeMCU โมดูล Lua Amica V2 ESP8266 ESP-12F -Wifi สำหรับการควบคุมนาฬิกา LED

1 x แหล่งจ่ายไฟสำหรับ 300 led - 230V ถึง 5V, 8A MSKU รายการ: MeanWell Series LPV-60 [ระดับพลังงาน A] - ให้ไฟ LED สูงสุด 300 ดวง

1 x แถบ LED, 5 ม. 300 LED, WS2811 IC สร้างขึ้นใน 5050SMD, ความสว่าง 256 - เมทริกซ์พิกเซล LED

1 x ตัวต้านทานความไวแสงสำหรับการปรับความสว่างอัตโนมัติ

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า, สายเคเบิล, ขั้วต่อ PCB 2 ขั้ว, แผงวงจรที่เหมาะสม

ขั้นตอนที่ 1: สร้างแผ่นฐานและฝาครอบ

ขั้นแรกต้องจัดตำแหน่งที่ยึดสำหรับแผ่นปิดให้ตรงกัน เลย์เอาต์โดยละเอียดของบอร์ดจะแสดงเป็น PDF น็อตสกรูระยะในแต่ละมุมอยู่ในตำแหน่งแต่ละมุมโดยให้กึ่งกลางจากขอบด้านนอก 1 ซม. สกรูสองตัวถูกยึดไว้ตรงกลางของขอบด้านยาวเพื่อยึดแผ่นครอบให้มั่นคง

แถบ LED ถูกตัดเป็นเจ็ดบรรทัด @ 42 LED แต่ละเส้นเพื่อสร้างเมทริกซ์ เส้น LED ถูกยึดกับบอร์ดอย่างสมมาตรดังที่แสดงในรูปแบบ PDF ของบอร์ด สำคัญ: ทิศทางของการไหลของข้อมูลของเส้นคือจากซ้ายไปขวาสำหรับบรรทัดบน ขวาไปซ้ายสำหรับบรรทัดถัดไป จากซ้ายไปขวาอีกครั้งสำหรับบรรทัดถัดไป และอื่นๆ สำหรับทั้งเจ็ดบรรทัด

สายข้อมูลและสายไฟ (GND, +5V) เชื่อมต่อ (บัดกรีแล้ว) สำหรับแต่ละสายจากบนลงล่าง ดังนั้นบรรทัดที่หนึ่งและสองจึงเชื่อมต่อกันทางด้านขวา สองและสามทางด้านซ้าย สามและสี่ทางด้านขวา ซ้ำแล้วซ้ำเล่า กลยุทธ์นี้ช่วยให้เส้นบัดกรีสั้น

สายไฟไปยังแหล่งจ่ายไฟถูกบัดกรีตรงกลางเส้นเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้แหล่งจ่ายไฟไปยัง LED สุดท้ายยาวเกินไป

รูขนาด 3 มม. สำหรับรีซิเตอร์ที่ไวต่อแสงที่ส่วนบนซ้ายของบอร์ด (จะเป็นด้านล่างของหลอดไฟ) รองรับตัวต้านทานที่ชี้ออกไปด้านนอก (ที่ด้านหลังของหลอดไฟเพื่อไม่ให้แสงจากเมทริกซ์ LED มากเกินไป) ตัวต้านทานชี้ออกไปด้านนอก เส้นต่อเชื่อมต่อผ่านรูเจาะอีกอันที่ด้านหลังของหลอดไฟ

แผ่นปิดได้รับรูเจาะที่ตำแหน่งสมมาตรกับรูยึดในแผ่นฐาน สกรูที่มีวงแหวนปรับระยะพลาสติกยึดแผ่นปิดกับแผ่นฐาน

สำหรับขาตั้ง ฉันพิมพ์ชิ้นสีขาวสองชิ้นที่ต้องยึดด้วยสกรู M4x20mm เพื่อให้มีขาตั้งที่มั่นคง

ขั้นตอนที่ 2: พาวเวอร์ซัพพลายและอิเล็กทรอนิกส์

ตอนนี้ฉันต้องการพลังงานและตัวควบคุมบางส่วนสำหรับเมทริกซ์แถบ LED ตอนแรกโหนดควบคุม nodeMCU แผงวงจรที่เรียบง่ายมากช่วยให้สามารถติดตั้ง nodemcu ที่ถอดออกได้ ไม่มีอะไรน่ารำคาญไปกว่าการบัดกรีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่พังยับเยินด้วยหมุดบัดกรีจำนวนมาก การเชื่อมต่ออธิบายไว้ด้านล่าง:

การเชื่อมต่อ NodeMCU (A0 พินตัวต้านทานแสง 1

3, 3V พินตัวต้านทานแสง 2

D2 DIN ของแถบ LED

Vin 5V ของแหล่งจ่ายไฟ

GND GND ของแหล่งจ่ายไฟ

ตัวจ่ายไฟติดตั้งอยู่ที่ด้านหลังของแผงฐาน ฉันตัดสินใจแก้ไขแหล่งจ่ายที่ค่อนข้างใหญ่ตามทิศทางขอบยาวด้วยการเชื่อมต่อ 5V/GND ที่ด้านล่าง โดยที่ตัวเชื่อมต่อจากด้านหน้าจะลอดผ่านส่วนที่เจาะมาทั้งหมด รูยึดของตัวจ่ายไฟใช้ร่วมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่พิมพ์ 3 มิติและฝาครอบขั้วต่อไฟ การออกแบบเสร็จสิ้นทันที - เมื่อมองย้อนกลับไป ผมจะรวมทุกอย่างไว้ในฝาครอบเดียวข้างแหล่งจ่ายไฟ - นี่คือสิ่งที่ต้นแบบมีไว้เพื่อ …

ชิ้นส่วน 3 มิติถูกสร้างขึ้นด้วย tinkercad (ซึ่งเหมาะสำหรับการออกแบบอย่างรวดเร็ว) และพิมพ์/หั่นด้วย Cura

ลิงก์ไปยังโครงการ tinkercad: ส่วนประกอบเมทริกซ์แถบ LED Tinkercad

ขั้นตอนที่ 3: ซอฟต์แวร์

ข้อดีของ nodemcu คือไม่จำเป็นต้องมีโมดูลนาฬิกาดิจิตอล คุณไม่จำเป็นต้องมีอินเทอร์เฟซการควบคุมแยกต่างหาก เนื่องจากสามารถใช้เว็บเซิร์ฟเวอร์เพื่อควบคุม nodemcu ได้

จำนวนเอฟเฟกต์ไม่ จำกัด เนื่องจากเมทริกซ์สามารถใช้เป็นกระดานข้อความ, โคมไฟ, Tetris เช่น gamestation, ไฟหิมะ, …

โชคดีที่การเขียนโปรแกรม nodeMCU นั้นใกล้เคียงกับการเขียนโปรแกรม Arduinos มาก สามารถใช้ Arduino IDE ได้ มีคำอธิบายที่ดีมากมายเกี่ยวกับวิธีการติดตั้ง Arduino IDE และทำงานกับ nodeMCU ESP8622 และคุณจะได้รับคำแนะนำด้วยเช่นกัน - Quick Start to Nodemcu (ESP8266) บน Arduino IDE โดย Magesh Jayakumar

จำเป็นต้องติดตั้งไลบรารีสองสามตัวและซอฟต์แวร์ยังคงทำงานอยู่ แสดงนาฬิกา ข้อความเลื่อน และเอฟเฟกต์บางอย่างรวมอยู่ด้วย

นาฬิกาและเอฟเฟกต์สามารถควบคุมได้ผ่านหน้าเว็บ นี่ยังคงเป็นพื้นฐานมากและฉันต้องเลือกวิธีอัปเกรดหน้าเว็บให้เป็นอินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่ดีจริงๆ พร้อมฟังก์ชันที่เป็นระเบียบทุกประเภท

ต้องทำอีกมาก