Luz do relógio com tela de matriz de tira LED controlada por Wi-Fi: 3 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

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Tiras de LED programáveis, por ex. com base no WS2812, são fascinantes. As aplicações são múltiplas e você pode obter resultados impressionantes rapidamente. E de alguma forma construir relógios parece ser outro domínio no qual penso muito. Começando com alguma experiência na construção de um word clock baseado em LEDs únicos, um Arduino e um módulo de relógio digital, mudei para o tempo NTP baseado na web, que é um componente interessante de um módulo nodemcu integrado WLAN (ESP8622). Portanto, construir um relógio de display de matriz de led a partir de uma faixa de LED e um controlador nodemcu é quase óbvio. E além de exibir um relógio, pode-se fazer todos os tipos de efeitos de luz extravagantes com uma matriz de pixel multicolor de 42 x 7 pixels de faixa de LED. Veja a demonstração.

Ao lado de uma faixa de LED, uma fonte de alimentação, o nó MCU, você precisa de algumas fontes adicionais como uma placa de base, uma placa frontal transparente, alguns parafusos e porcas distanciadoras. Habilidades de soldagem e fabricação de madeira (a última das quais eu não tenho …) são muito úteis. Uma impressora 3D é uma escolha inteligente para imprimir o suporte e a tampa dos componentes eletrônicos.

Suprimentos:

6 x HSeaMall 180 peças M3 Nylon Branco Hex Spacer Parafuso Porca de Latão Spacer Distância Parafuso Porca Conjunto de sortimento para montagem de placa de poliestirol em placa de madeira

1 x Polystyrolplate 80x20 cm transparente, branco 2, 5mm como placa frontal

1 x prateleira de madeira 80 x 20 cm, branca, 1, 6 cm como placa de base para faixa de LED e eletrônica

20 x Indústria 15 mm x 3,9 mm Parafusos auto-roscantes roscados Parafusos de perfuração para consertar coisas

1 x NodeMCU Lua Amica Módulo V2 ESP8266 ESP-12F -Wifi para controle de relógio LED

1 x Fonte de alimentação para 300 led - 230V a 5V, 8A item MSKU: Série MeanWell LPV-60. [Classe energética A] - para alimentar até 300 LEDs

1 x tira de LED, 5m 300 LED, WS2811 IC integrado 5050SMD, 256 de brilho - matriz de pixel de LED

1 x resistor sensível à luz para ajuste automático de brilho

componentes eletrônicos e elétricos, cabos, terminais de PCB de 2 pólos, uma placa de circuito adequada

Etapa 1: construir a placa de base e a tampa

A princípio, as fixações da placa de cobertura precisam ser alinhadas. O layout detalhado do quadro é mostrado no PDF. Uma porca de parafuso distanciador em cada canto é posicionada em cada canto com centro a 1 cm da borda externa. Dois parafusos são montados no meio da borda longa para estabilizar a placa de cobertura.

A faixa de LED é cortada em sete linhas @ 42 LED cada para construir a matriz. As linhas de LED são fixadas na placa simetricamente, conforme mostrado no PDF do layout da placa. IMPORTANTE: a direção do fluxo de dados das linhas é da esquerda para a direita para a linha superior, da direita para a esquerda para a próxima linha, da esquerda para a direita novamente para a próxima linha e assim por diante para todas as sete linhas.

A linha de dados e as linhas de energia (GND, + 5V) são conectadas (soldadas) para cada linha da linha superior para a inferior. Assim, as linhas um e dois estão conectadas no lado direito, dois e três no lado esquerdo, três e quatro no lado direito novamente e assim por diante. Esta estratégia mantém as linhas soldadas curtas.

As linhas de força da fonte de alimentação são soldadas no meio da linha para evitar um comprimento muito longo para a fonte de alimentação até o último LED.

Um orifício de 3 mm para o resistor sensível à luz na parte superior esquerda da placa (será a parte inferior da lâmpada) apóia o resistor apontando para fora (para a parte traseira da lâmpada para não receber muita luz da matriz de LED). O resistor aponta para fora, as linhas do conector são direcionadas em conjunto através de outro orifício perfurado na parte de trás da lâmpada.

A placa de cobertura recebeu furos nas posições simétricas aos furos de montagem na placa de base. Os parafusos com anéis distanciadores de plástico fixam a placa de cobertura à placa de base.

Para um suporte eu imprimi duas peças brancas que precisam ser fixadas com parafusos M4x20mm para permitir um suporte estável.

Etapa 2: Fonte de alimentação e eletrônicos

Agora eu preciso de alguma energia e algum controlador para a matriz de tira de LED. No início, o controlador nodeMCU. Uma placa de circuito muito simples permite montar o nodemcu removível, nada mais irritante do que dessoldar um dispositivo eletrônico danificado com muitos pinos soldados. As conexões são descritas abaixo:

Conexão NodeMCU (Pino 1 do resistor de luz A0

3, resistor de luz de 3 V pino 2

D2 DIn da tira de LED

Vin 5V de fonte de alimentação

GND GND da fonte de alimentação

A fonte de alimentação é montada na parte traseira da placa base. Decidi consertar o fornecimento relativamente grande ao longo da direção da borda longa com a conexão 5V / GND na parte inferior, onde os conectores da frente passam pelo todo perfurado. Os orifícios de montagem da fonte de alimentação são usados juntamente com a eletrônica impressa em 3D e as tampas dos conectores de alimentação. O design foi feito na hora - em retrospecto, eu combinaria tudo em uma tampa ao lado da fonte de alimentação - bem, é para isso que servem os protótipos …

As peças 3D foram criadas com tinkercad (que é ótimo para designs rápidos) e impressas / fatiadas com Cura.

Link para o projeto tinkercad: Componentes da matriz de tira LED Tinkercad

Etapa 3: Software

A vantagem de um nodemcu é definitivamente que não há nenhum módulo de relógio digital necessário, nem você precisa de uma interface de controle separada, pois pode-se usar o servidor web para controlar o nodemcu.

O número de efeitos é ilimitado, pois a matriz pode ser usada como quadro de mensagens, lâmpada, Tetris como gamestation, luz nevando, …

Felizmente, programar o nodeMCU está muito, muito perto de programar arduinos. O IDE Arduino pode ser usado. Existem toneladas de boas descrições de como você pode instalar o IDE do Arduino e trabalhar com o nodeMCU ESP8622. E você os obtém no instructables também - Quick Start to Nodemcu (ESP8266) no Arduino IDE por Magesh Jayakumar

Algumas bibliotecas precisam ser instaladas e o software ainda está em andamento. Exibição do relógio, texto de rolagem e alguns efeitos estão incluídos.

O relógio e os efeitos podem ser controlados por meio de uma página da web. Isso ainda é muito básico e eu preciso aprender como a página da web pode ser atualizada para uma interface de usuário realmente boa com todos os tipos de funções legais.

Muito mais a ser feito.