WiFi 7 Segment LED Clock: 3 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

โครงการ: WiFi 7 Segment LED Clock

วันที่: พฤศจิกายน - ธันวาคม 2019

7 Segment Clock ใช้แหล่งจ่าย Anode 5V ทั่วไปผ่านตัวต้านทาน 22ohm ตามการควบคุม Shift Register เหตุผลหลักในการสร้างนาฬิกานี้คือ ประการแรกคือการนำนาฬิกาข้างเตียงสองข้างกลับมาใช้ใหม่ โดยแต่ละตัวมีจอแสดงผล 4 X 7 Segment และเหตุผลที่สองที่มีการรวมบอร์ด Wemos R1 D2 เข้าด้วยกันซึ่งเป็นแอปพลิเคชัน Android ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ แอปพลิเคชัน Android ใช้การสื่อสาร WiFi เพื่อส่งและรับคำสั่งเข้าและออกจากนาฬิกา แอปพลิเคชัน Android สามารถ "ตั้งค่า" เวลาและวันที่ของนาฬิกา และ "GET" เวลาปัจจุบัน วันที่ อุณหภูมิ ความดัน และความชื้นได้

นอกจากนี้และความช่วยเหลือจาก David ที่ Nixie Google Group ที่กรุณาให้แผนผังของการลงทะเบียนกะ 74HC595 SPI 16 ที่เหมาะสมและวงจรลงทะเบียนรับส่งสัญญาณสามสถานะ Octal 74HC245 เพื่อรองรับ LED 8 X 7 เซ็กเมนต์โดยใช้มัลติเพล็กซ์ วิธีการแสดง บอร์ด PCB แบบง่ายถูกสร้างขึ้นโดยใช้ชิป IC 20 พิน 74HC595 20 พินที่อยู่บนพาหะ 20 พินและชิปไอซี 74HC595 16 พินสองตัวที่อยู่บนตัวพา 16 พิน เอาต์พุตของด้านหนึ่งของวงจรใช้เพื่อรองรับแอโนดของไฟ LED ส่วน 8 x 7 แต่ละตัว และอีกด้านหนึ่งของวงจรใช้เพื่อรองรับ 7 เซ็กเมนต์ ผ่านตัวต้านทาน 22 โอห์มในซีรีส์ บวกกับจุดทศนิยม

เสบียง

รายการอุปกรณ์

1. การ์ด WEMOS R1 D2 Arduino พร้อมโมดูล WiFi ESP8266 บนบอร์ด

2. ตัวต้านทานตรวจจับแสงบวกตัวต้านทาน 22ohm

3. สวิตช์สองขั้ว, สายสี, ปลั๊กตัวเมีย PCB, ฮีทซิงค์, บอร์ด PCB, รองรับพลาสติก 3 มม

4. LED plus ตัวต้านทาน 330ohm

5. เซ็นเซอร์อุณหภูมิ BME280

6. เครื่องเล่น MP3-TF-16P พร้อมตัวต้านทาน 22ohm

7. ลำโพง 4 โอห์ม 5W

8. หน้าจอ LCD ขนาด 16 X 2 เส้น โดยใช้การสื่อสารแบบ IC2 (ตัวเลือก ใช้สำหรับการทดสอบเป็นหลัก)

9. นาฬิกา RTC DS3231

10. สเต็ปดาวน์ DC 2 X 12V – 5V

11. 2 X 74HC245 ชิป IC พร้อมตัวพา 20 ชิป

12. 2 X 74FC595 ชิป IC บวก 16 ชิปผู้ให้บริการ

13. 8 X 22ohm ตัวต้านทาน

ขั้นตอนที่ 1: การก่อสร้าง

สิ่งที่แนบมาด้วยคือไดอะแกรม Fritzing ของการสร้างนาฬิกาที่แสดงการ์ด WEMOS, จอ LCD, เครื่องเล่น MP3, เซ็นเซอร์ BME280, อุปกรณ์ DC แบบสเต็ปดาวน์สองชิ้น, นาฬิกา RTC DS3231 และสุดท้าย Light Detecting Resistor แผนภาพ Fritzing ที่สองแสดงวงจร Shift และ Octal register-based และการเชื่อมต่อกับ WEMOS สิ่งที่แนบมาสามรายการครอบคลุมชิปไอซี 7 ส่วน, 74HC245 และ 74HC595

ตัวเรือนนาฬิกาทำจากไม้มะฮอกกานีพร้อมกล่องเรียบง่าย 8 กล่องที่สร้างขึ้นเพื่อล้อมรอบ LED ทั้ง 7 ส่วนแต่ละดวง แต่ละกล่องเชื่อมต่อกับกล่องถัดไปโดยใช้ท่อเหล็กขนาด 15 มม. ซึ่งผ่านแต่ละกล่องผ่านกล่องไม้มะฮอกกานีกลวงซึ่งเชื่อมต่อท่อเหล็กแนวนอนกับท่อเหล็กแนวตั้งที่รองรับการแสดงนาฬิกา ท่อเหล็กยึดติดกับกล่องกลวงด้านล่างซึ่งมีอุปกรณ์รองรับนาฬิกา สายไฟที่เชื่อมต่อแต่ละ LED จะถูกป้อนผ่านแต่ละกล่องและผ่านทางท่อเหล็กลงไปที่ระบบนาฬิกาด้านล่าง สายควบคุมแปดส่วนหนึ่งชุดถูกป้อนในทิศทางเดียว และชุดที่สองที่มีแปดสายควบคุมขั้วบวก จะถูกป้อนไปในทิศทางตรงกันข้าม.

ภาพถ่ายต่างๆ แสดงเลย์เอาต์ของส่วนประกอบพื้นฐานบนกระดานฐานของนาฬิกา การใช้บอร์ดจ่ายไฟสำหรับทั้งการสื่อสาร I2C และกำลังไฟ 5V มีข้อดีตรงที่ต้องใช้พินสองตัวบนบอร์ด WeMOS เท่านั้น และอนุญาตให้ใช้ DC-DC สองตัวลดระดับ 12V เป็น 5V อุปกรณ์สิ้นเปลืองได้ แหล่งจ่ายแรกสำหรับจ่ายไฟให้กับบอร์ด, LCD, RTC, เครื่องเล่น MP3 เป็นต้น ตัวที่สองใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับจอแสดงผลนาฬิกาและวงจรไดรเวอร์การแสดงผล

ขั้นตอนที่ 2: ซอฟต์แวร์

ไฟล์แนบประกอบด้วยไฟล์ต้นทาง ICO Arduino และแอพ Android ไฟล์ ICO ไฟล์แรกมีรหัสที่อนุญาตให้ WEMOS ควบคุม BME280, นาฬิกา RTC และหน้าจอ LCD โปรเจ็กต์นี้ทำให้ฉันมีโอกาสสร้างโปรเจ็กต์ Wifi Robot ดั้งเดิม ซอฟต์แวร์ WEMOS D1 R2 Arduino อิงตามนาฬิกาก่อนหน้าซึ่งมีการเพิ่มแพ็คเกจการสื่อสาร Wifi โดยใช้คำสั่งโฮสต์ "GET" และ "SET" อย่างง่ายเพื่อรับค่านาฬิกาปัจจุบันในตอนแรกและตั้งค่าวันที่และเวลาของนาฬิกาปัจจุบันเป็นครั้งที่สองตามที่แสดง บน App. ใช้เพื่ออัปเดตนาฬิกาจากระยะไกล ไฟล์ ICO ไฟล์ที่สอง "WifiAccesPoint" เป็นรูทีนการทดสอบง่ายๆ เพื่อตรวจสอบว่าสตริงการส่งและส่งคืนที่ถูกต้องทำงานอย่างถูกต้อง

หมายเหตุ: ขณะนี้ฉันไม่สามารถอัปโหลดไฟล์ต่อไปนี้ "app-release.apk" ได้ ฉันกำลังรอทีมสนับสนุนเพื่อแก้ไขปัญหานี้

ควรสังเกตว่ามีการใช้ Arduino IDE เวอร์ชัน 1.8.10 และบอร์ดที่เลือกคือ "LOLIN(WEMOS) D1 R2 & Mini" ดาวน์โหลดไลบรารีพิเศษต่อไปนี้แล้ว: Wire.h, LiquidCrystal_I2C.h, SoftwareSerial.h, DFRobotDFPlayerMini.h, SparkFunBME280.h, RTClib.h, ESP8266WiFi. H, WiFiClient.h และ ESP8266WebSErver.h จุดเชื่อมต่อ Wifi ที่สร้างโดย ชิป WEMOS ESP8266 เรียกว่า "WifiClock" และมีรหัสผ่านเป็น "รหัสผ่าน" เป็นไปได้ที่จะอัปเดตนาฬิกาโดยไม่ใช้ Android App.ค่อนข้างโดยใช้โปรแกรมดูหน้าเว็บมาตรฐาน โดยเลือกจุดเข้าใช้งาน "Wificlock" และป้อนคำสั่ง https ดังนี้:

สำหรับคำสั่ง SET:

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

เมื่อป้อนเวลาและวันที่โดยใช้รูปแบบมาตรฐานและ "VV" คือระดับเสียงกริ่ง 0-30 ตัว "Y" ตัวแรกที่อยู่ถัดจาก PARA4 คือ "Y" หรือ "N" เพื่อเลือกตัวเลือกเสียงกริ่งที่จะเล่น และตัว "Y" ตัวที่สอง ' ถัดจาก PARA5 คือ "Y" หรือ "N" เพื่อเลือกตัวเลือก Night Save ซึ่งจะปิดจอแสดงผลในช่วงเวลามืด

สำหรับคำสั่ง GET:

"https://192.168.4.1/GET"

ส่งคืนสตริงข้อมูลจากนาฬิกาในรูปแบบต่อไปนี้:

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

โดยที่ "HHH, HH" คือการอ่านค่าความชื้น "PPP, PP" คือการอ่านค่าความดัน "CC, CC" คืออุณหภูมิในหน่วยเซนติเกรด "FF, FF" คืออุณหภูมิในหน่วยฟาเรนไฮต์ "VV" คือปริมาตรของเสียงกริ่ง "Y" คือต้องใช้เสียงกริ่ง และ "Y" ตัวที่สองคือต้องใช้ Night Saving

ควรสังเกตว่าต้องเปิดใช้งานบริการตำแหน่งของแท็บเล็ต มิฉะนั้นปุ่มสแกน WiFi จะไม่ส่งคืนเครือข่ายใด ๆ ที่มีอยู่รวมถึงเครือข่าย WiFiClock

ขั้นตอนที่ 3: ภาพรวมโครงการ

นี่เป็นโครงการที่น่าสนใจมาก เนื่องจากได้นำองค์ประกอบใหม่สองอย่างมารวมกัน คือ การใช้ Wifi เป็นวิธีอัปเดตนาฬิกา แทนที่จะใช้แป้นพิมพ์ ประการที่สอง การใช้วงจรควบคุมที่ใช้ Shift และ Octal register สำหรับการแสดงผล 7 ส่วน ฉันพบว่ามันน่าพอใจมากที่สามารถนำอุปกรณ์ซ้ำซ้อนเก่ากลับมาใช้ใหม่ได้ การพัฒนาแอปพลิเคชันบน Android ช่วยให้สามารถดูนาฬิกาจากระยะไกลได้ แม้ว่าจะจำกัดช่วง 20 เมตร แต่ก็สามารถทำได้ คาดหวังจากชิป WeMOS ESP8266 และกำลังที่จำกัด อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับไดรเวอร์การแสดงผลตามกะที่ฉันใช้คือตัวหนึ่งที่ใช้ชิปไดรเวอร์การแสดงผล MAX7219 IC ซึ่งออกแบบมาเพื่อจ่ายไฟ 5V ให้กับจอแสดงผลแบบ 7 เซ็กเมนต์

ส่วนประกอบของโครงการต่อไปของฉันมาถึงแล้ว ได้แก่ หลอด Russian Nixie สต็อกเก่าและหลอดนีออน INS-1 ฉันตั้งใจจะกลับไปที่ช่วง MAXIM ของชิปไดรเวอร์ IC และร้อยชิปเหล่านี้สี่ตัวเข้าด้วยกันเพื่อขับเคลื่อนจอแสดงผลแบบ IN-4 และ Neon