Lumière d'horloge à affichage matriciel à bande LED contrôlée par WiFi : 3 étapes (avec images)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

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Bandes LED programmables, par ex. basé sur WS2812, sont fascinants. Les applications sont multiples et vous pouvez rapidement obtenir des résultats impressionnants. Et d'une certaine manière, la construction d'horloges semble être un autre domaine auquel je pense beaucoup. En commençant par une certaine expérience dans la construction d'une horloge de mots basée sur des LED simples, un Arduino et un module d'horloge numérique, je suis passé à l'heure NTP basée sur le Web, qui est un composant soigné d'un module nodemcu intégré WLAN (ESP8622). Par conséquent, la construction d'une horloge d'affichage matriciel à LED à partir d'une bande LED et d'un contrôleur nodemcu est tout sauf évidente. Et en plus d'afficher une horloge, on peut faire toutes sortes d'effets de lumière fantaisie avec une matrice de pixels multicolores de 42 x 7 pixels de bande LED. Regardez la démo.

Outre une bande LED, une alimentation, le nœud MCU, vous avez besoin d'autres fournitures comme une plaque de base, une plaque frontale transparente, des vis et des écrous d'écartement. Les compétences en soudure et en artisanat du bois (les dernières que je n'ai pas…) sont très utiles. Une imprimante 3D est un choix judicieux pour imprimer le support et le capot électronique.

Fournitures:

6 x HSeaMall 180 pièces M3 Nylon Blanc Hex Spacer Vis Écrou Laiton Spacer Distance Vis Écrou Assortiment Kit pour plaque de polystyrol montage sur plaque de bois

1 x Plaque polystyrol 80x20 cm transparent, blanc 2, 5mm comme plaque frontale

1 x étagère en bois 80 x 20 cm, blanche, 1, 6 cm comme plaque de base pour bande LED et électronique

20 x vis autotaraudeuses filetées industrielles 15 mm x 3,9 mm boulons de perçage pour réparer les choses

1 x module NodeMCU Lua Amica V2 ESP8266 ESP-12F -Wifi pour le contrôle de l'horloge LED

1 x Alimentation pour 300 led - 230V à 5V, 8A Article MSKU: MeanWell Series LPV-60. [Classe énergétique A] - pour alimenter jusqu'à 300 LED

1 x bande LED, 5m 300 LED, WS2811 IC Intégré 5050SMD, 256 luminosité - Matrice de pixels LED

1 x résistance sensible à la lumière pour le réglage automatique de la luminosité

pièces électroniques et électriques, câbles, bornes PCB 2 pôles, un circuit imprimé approprié

Étape 1: Construisez la plaque de base et le couvercle

Dans un premier temps, les fixations de la plaque de recouvrement doivent être alignées. La disposition détaillée du tableau est montrée dans le PDF. Un écrou de vis de distance dans chaque coin est positionné dans chaque coin avec un centre à 1 cm du bord extérieur. Deux vis sont montées au milieu du bord long pour stabiliser la plaque de recouvrement.

La bande LED est découpée en sept lignes @42 LED chacune pour construire la matrice. Les lignes LED sont fixées à la carte de manière symétrique comme indiqué dans le PDF de mise en page de la carte. IMPORTANT: le sens du flux de données des lignes est de gauche à droite pour la ligne supérieure, de droite à gauche pour la ligne suivante, de gauche à droite pour la ligne suivante et ainsi de suite pour les sept lignes.

La ligne de données et les lignes électriques (GND, +5V) sont connectées (soudées) pour chaque ligne de la ligne supérieure à la ligne inférieure. Ainsi, les lignes un et deux sont connectées du côté droit, deux et trois du côté gauche, trois et quatre du côté droit et ainsi de suite. Cette stratégie maintient les lignes soudées courtes.

Les lignes d'alimentation vers l'alimentation sont soudées au milieu de la ligne pour éviter d'avoir une longueur trop importante pour l'alimentation de la dernière LED.

Un trou de 3 mm pour la résistance sensible à la lumière dans la partie supérieure gauche de la carte (sera le bas de la lampe) supporte la résistance pointant vers l'extérieur (vers l'arrière de la lampe pour ne pas obtenir trop de lumière de la matrice LED). La résistance pointe vers l'extérieur, les lignes de connexion sont dirigées conjointement à travers un autre trou percé à l'arrière de la lampe.

La plaque de couverture a reçu des trous de perçage aux positions symétriques par rapport aux trous de montage dans la carte de base. Les vis avec bagues d'écartement en plastique fixent la plaque de recouvrement à la plaque de base.

Pour un support, j'ai imprimé deux pièces blanches qui doivent être fixées par des vis M4x20mm pour permettre un support stable.

Étape 2: Alimentation et électronique

Maintenant, j'ai besoin d'un peu d'énergie et d'un contrôleur pour la matrice de bande LED. Au début, le contrôleur nodeMCU. Un circuit imprimé très simple permet de monter le nodemcu de manière détachable, rien de plus embêtant que de dessouder un appareil électronique détruit avec beaucoup de broches soudées. Les connexions sont décrites ci-dessous:

Connexion NodeMCU (A0 résistance de lumière broche 1

3, 3V résistance de lumière broche 2

D2 DIN de bande LED

Vin 5V d'alimentation

GND GND de l'alimentation

L'alimentation est montée à l'arrière de la carte de base. J'ai décidé de fixer l'alimentation relativement importante dans le sens du bord long avec la connexion 5V/GND en bas où les connecteurs de l'avant passent à travers l'ensemble percé. Les trous de montage de l'alimentation sont utilisés conjointement avec l'électronique imprimée en 3D et les couvercles des connecteurs d'alimentation. …

Les pièces 3D ont été créées avec tinkercad (ce qui est tout simplement génial pour les conceptions rapides) et imprimées/tranchées avec Cura.

Lien vers le projet tinkercad: Composants de matrice de bande LED Tinkercad

Étape 3: Logiciel

L'avantage d'un nodemcu est certainement qu'il n'y a pas de module d'horloge numérique requis, ni d'interface de contrôle séparée car on peut utiliser le serveur Web pour contrôler le nodemcu.

Le nombre d'effets est illimité car la matrice peut être utilisée comme messagerie, lampe, Tetris comme gamestation, lumière neige, …

Heureusement, la programmation du nodeMCU est très, très proche de la programmation des arduinos. L'IDE Arduino peut être utilisé. Il existe des tonnes de bonnes descriptions sur la façon d'installer l'IDE Arduino et de l'utiliser avec le nodeMCU ESP8622. Et vous les obtenez aussi sur instructables - Quick Start to Nodemcu (ESP8266) sur Arduino IDE par Magesh Jayakumar

Quelques bibliothèques doivent être installées et le logiciel est toujours en cours de développement. L'affichage de l'horloge, le texte défilant et certains effets sont inclus.

L'horloge et les effets peuvent être contrôlés via une page Web. C'est encore très basique et j'ai besoin de comprendre comment la page Web peut être mise à niveau vers une interface utilisateur vraiment agréable avec toutes sortes de fonctions intéressantes.

Beaucoup plus à faire.