Relógio LED de 7 segmentos WiFi: 3 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Projeto: Relógio de LED de 7 segmentos WiFi

Data: novembro - dezembro 2019

O relógio de 7 segmentos usa uma alimentação comum de ânodo 5V por meio de resistores de 22 ohms com base no controle de Shift Register. O principal motivo para a construção deste relógio foi, em primeiro lugar, a reutilização de dois relógios de cabeceira, cada um com 4 X 7 Segment Displays, e o segundo motivo, a inclusão de uma placa Wemos R1 D2 conectada à qual é um aplicativo Android sob medida. O aplicativo Android usa comunicação WiFi para enviar e receber comandos de e para o relógio. O aplicativo Android pode “AJUSTAR” a hora e a data do relógio e “OBTER” a hora, data, temperatura, pressão e umidade atuais.

Além disso, e com a ajuda de David no Nixie Google Group, que gentilmente me forneceu um esquema de um registro de deslocamento 74HC595 SPI 16 adequado e um circuito de registro transceptor de estado triplo 74HC245 Octal para suportar os LEDs de 8 X 7 segmentos usando o multiplex método de exibição. Uma placa PCB simples foi construída usando dois chips IC 74HC595 de 20 pinos localizados em portadores de 20 pinos e dois chips IC 74HC595 de 16 pinos localizados em portadores de 16 pinos. A saída de um lado do circuito foi usada para suportar os ânodos de cada um dos LEDs de 8 x 7 segmentos e o outro lado do circuito foi usado para suportar os 7 segmentos, por meio de resistores de 22 ohms em série, mais o ponto decimal.

Suprimentos

Lista de equipamento

1. Placa WEMOS R1 D2 Arduino com módulo ESP8266 WiFi integrado

2. Resistor de detecção de luz mais resistor de 22 ohm

3. Chave de dois pólos, fios coloridos, plugues PCB fêmea, termorretrátil, placa PCB, suportes de plástico de 3 mm

4. LED mais resistor de 330 ohm

5. Sensor de temperatura BME280

6. Leitor MP3-TF-16P mais resistor de 22 ohms

7. Alto-falante 4 Ohm 5W

8. Tela LCD de 16 x 2 linhas usando comunicações IC2 (opcional, usado principalmente para teste)

9. RTC Clock DS3231

10. 2 X DC Step Down 12V - 5V

11. 2 X 74HC245 IC Chip mais 20 portador de chip

12. 2 X 74FC595 IC Chip mais 16 portador de chip

13. 8 X 22 ohm resistor

Etapa 1: CONSTRUÇÃO

Em anexo, estão os diagramas Fritzing da construção do relógio mostrando a placa WEMOS, display LCD, MP3 player, sensor BME280, duas fontes DC de redução, um relógio RTC DS3231 e, finalmente, o resistor de detecção de luz. O segundo diagrama de Fritzing mostra o circuito baseado em registro Shift e Octal e suas conexões com o WEMOS. Três acessórios cobrem o LED de 7 segmentos, chips 74HC245 e 74HC595 IC.

A caixa do relógio foi construída em mogno com 8 caixas simples construídas para envolver cada um dos LEDs de 7 segmentos. Cada caixa é conectada à seguinte por meio de um tubo de aço de 15 mm que passa por cada caixa e por uma caixa oca de mogno que conecta o tubo de aço horizontal a um tubo de aço vertical que suporta o mostrador do relógio. O tubo de aço é fixado à caixa oca abaixo que contém o equipamento de suporte do relógio. Os fios que conectam cada LED são alimentados através de cada caixa e através do tubo de aço até o sistema de relógio abaixo, um conjunto de oito fios de controle de segmento alimentados em uma direção e o segundo conjunto de oito fios, controle de ânodo, são alimentados na direção oposta.

As várias fotos mostram o layout dos componentes básicos na placa de base do relógio. O uso de uma placa de distribuição para comunicações I2C e alimentação de 5 V tem a vantagem de exigir apenas dois pinos na placa WeMOS e permite que duas fontes DC-DC de 12V a 5V sejam usadas. A primeira fonte para alimentar a placa, LCD, RTC, MP3 player etc., a segunda dedicada a alimentar o display do relógio e o circuito do driver do display.

Etapa 2: SOFTWARE

Os arquivos anexados incluem o arquivo de origem ICO Arduino e o aplicativo Android. O primeiro arquivo ICO contém o código que permite ao WEMOS controlar o BME280, o RTC Clock e a tela LCD. Este projeto me deu a oportunidade de desenvolver um projeto original do Wifi Robot. O software WEMOS D1 R2 Arduino foi baseado em um relógio anterior, onde um pacote de comunicações Wifi foi adicionado usando um simples comando de host "GET" e "SET" para primeiro obter os valores do relógio atual e, em segundo lugar, definir a data e hora do relógio atual, conforme exibido no aplicativo, é usado para atualizar o relógio remotamente. O segundo arquivo ICO, "WifiAccesPoint", é uma rotina de teste simples para estabelecer se as strings de envio e retorno corretas estão funcionando corretamente.

NOTA: Atualmente não consigo fazer upload do seguinte arquivo "app-release.apk". Estou esperando a equipe de suporte resolver esse problema

Deve-se notar que a versão 1.8.10 Arduino IDE foi usada e a placa selecionada foi "LOLIN (WEMOS) D1 R2 & Mini". As seguintes bibliotecas especiais foram baixadas: Wire.h, LiquidCrystal_I2C.h, SoftwareSerial.h, DFRobotDFPlayerMini.h, SparkFunBME280.h, RTClib.h, ESP8266WiFi. H, WiFiClient.h e ESP8266WebSErver.h O ponto de acesso Wifi criado pelo O chip WEMOS ESP8266 é denominado "WifiClock" e possui uma senha de "senha". É possível atualizar o relógio sem usar o Android App personalizado. Em vez disso, usando um visualizador de página da web padrão, com o ponto de acesso "Wificlock" selecionado e inserindo o comando https da seguinte maneira:

Para o comando SET:

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

Onde a hora e a data são inseridas usando o formato padrão e "VV" é o volume de campainha de 0-30, primeiro "Y" próximo a PARA4 é "Y" ou "N" para selecionar a opção de campainhas a serem tocadas e a segunda opção "Y 'ao lado de PARA5 é "Y" ou "N" para selecionar a opção Night Save que fecha o visor durante as horas de escuridão.

Para o comando GET:

"https://192.168.4.1/GET"

Isso retorna uma string de dados do relógio no seguinte formato:

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

Onde "HHH, HH" é a leitura de umidade, "PPP, PP" é a leitura de pressão, "CC, CC" é a temperatura em graus centígrados, "FF, FF" é a temperatura em Fahrenheit, "VV" é o volume do carrilhão, "Y," é o som obrigatório, e o segundo "Y" é o Night Saving obrigatório.

Deve-se notar que os serviços de localização dos tablets devem ser habilitados, caso contrário, o botão de varredura WiFi não retornará nenhuma rede disponível, incluindo, é claro, a rede WiFiClock

Etapa 3: VISÃO GERAL DO PROJETO

Este foi um projeto muito interessante, pois reuniu dois novos elementos, nomeadamente a utilização de Wifi como método de atualização do relógio, em vez da utilização de um teclado. Em segundo lugar, o uso de um circuito de controle baseado em registro Shift e Octal para os visores de 7 segmentos. Acho uma grande satisfação poder reutilizar equipamentos antigos redundantes e trazê-los de volta à vida. O desenvolvimento de um aplicativo baseado em Android permite que o relógio seja visualizado remotamente, embora um limite de alcance de 20 metros seja tudo o que pode ser esperado do chip WeMOS ESP8266 e seu poder limitado. Uma alternativa ao driver de vídeo baseado em turno que usei é aquele que usa o chip do driver de vídeo MAX7219 IC, que é projetado para fornecer alimentação de 5 V para monitores de 7 segmentos.

Os componentes do meu próximo projeto chegaram, incluindo os novos tubos Nixie Russos IN-4 e tubos Neon INS-1. Pretendo retornar à gama MAXIM de chips de driver de IC e juntar quatro desses chips para acionar os visores baseados em IN-4 e Neon.