Prie interneto prijungtas SMART LED animacijos laikrodis su žiniatinklio valdymo skydeliu, sinchronizuotas laiko serveris: 11 žingsnių (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šio laikrodžio istorija siekia ilgą kelią - daugiau nei 30 metų. Mano tėvas pradėjo šią idėją, kai man buvo vos 10 metų, gerokai prieš LED revoliuciją - dar tada, kai šviesos diodai yra 1/1000 jų akinančio blizgesio. Tikras novatorius, jis kodavo surinkimo kalba ir ranka prijungė kiekvieną atskirą šviesos diodą (įspūdingas kantrybės ir ryžto žygdarbis)! Jo originali versija vis dar veikia iki šiol.

Norėjau jį pradėti ten, kur jis baigė, ir pasinaudoti technologijų pažanga, kad sukurtų gražų laikrodį, kuris būtų prijungtas prie interneto, spalvingas, įdomus žaisti ir kupinas susidomėjimo. Tai pasiekė tiek, kad norėtume visuomenei išleisti laikrodį kaip atviro kodo projektą, bet ir parūpinti gatavų produktų tiems, kurie nori pirkti. Peržiūrėkite mūsų „indiegogo“kampaniją, jei manote, kad norite padėti!

Dabartinis laikrodis turi daugybę funkcijų ir yra visiškai baigtas bei veikiantis produktas. Esame labai patenkinti, kaip tai pavyko tiek kokybės ir funkcionalumo, tiek funkcijų rinkinio ir stabilumo požiūriu. Laikrodis kiekvieną minutę sinchronizuojamas su laiko serveriu, užtikrinančiu, kad laikas visada bus tobulas. Vartotojams reikia tik vieną kartą nustatyti laiko juostą, įjungti vasaros laiko režimą ir jiems niekada nereikės nerimauti dėl laikrodžio nustatymo!

52 skirtingos animacijos su reguliuojama spalva, greičiu ir ryškumu suteikia vartotojui tikslų valdymą ir neribotą variaciją. Mėgstamiausi režimai išsaugomi atmintyje. Galima nustatyti šviesos laikmačius ir dienos įvykius, kurie leidžia vartotojams vizualiai pranešti pasirinktu laiku. Specialūs atostogų režimai gali suteikti jūsų namams šventės Helovino, Naujųjų metų ar Kalėdų metu. Mes netgi turime specialų pi dienos režimą, kai laikrodis kas valandą animuoja pi skaitmenis 100 skaitmenų.

Laikrodis maitinamas iš interneto prijungto mazgo MCU ESP8266 ir yra užprogramuotas naudojant arduino kalbą ir populiarias c ++ bibliotekas, kurios yra standartinės arduino platformoje. Norite padaryti vieną? Štai kaip:

1 žingsnis: Surinkite medžiagas

Čia yra visas sąrašas visko, ko jums reikės su kainomis ir nuorodomis.

• 18 "skersmens 1" storio apskrito medžio ruošinys - 10,40 USD - Lowes
• Šviesą skleidžiantis akrilas - 5,79 USD + 6,55 USD pristatymas = 12,34 USD iš „Amazon“
• (2) Šviesos diodų 50 laidų eilutės - 11,67 USD x 2 = 23,34 USD iš „eBay“
• LED šoninis spinduliavimas - 26,62 USD iš „Adafruit“
• ESP 8266 mazgas MCU - 8,39 USD iš „Amazon“
• 2,5 mm Pigtail - 6,99 USD (pakuotė po 10) iš „Amazon“
• 4 cm x 6 cm prototipų grandinės plokštė - 9,99 USD (pakuotėje 10 - jums reikės 1) iš „Amazon“
• Gnybtų blokai - 7,99 USD (pakuotėje 20 - jums reikės 5)
• 1x8 pušies gabalas - 4,79 USD iš Lowes
• 1/4 kietmedžio grindų medžiagos (stovui) Prekės numeris 422633 - 10,48 USD iš „Lowes“
• (1) 5v, 5a maitinimo šaltinis - 14,99 USD iš „Amazon“
• 2,7 mm pagrindinė medžiaga (prekė 757295000023) - 10,98 USD iš „Home Depot“
• (20) Juodieji mediniai varžtai #6 - 6,83 USD - „Amazon“
• Dėmės ir skaidrus kailis. Rekomenduojama atlikti bendrą apdailą! - maždaug 20 USD iš „Woodcraft“
• (2) Juodos 1/4-20 veržlės (755801 prekė) - 1,38 USD iš Lowes
• (2) Juodi 1/4-20 keptuvės galvutės varžtai (755806 punktas) - 1,49 USD

Bendra išvardytų daiktų kaina čia: 177,38 USD

Reikalingi įrankiai:

1. CNC staklės
2. Karšto klijų pistoletas
3. Lituoklis
4. Dremel arba rankinis failas
5. Vielos nuėmikliai

2 žingsnis: Susipažinkite su tinklalapiu

Ši dalis daro laikrodį ir linksmą, ir šaunų. Tinklalapis suskirstytas į keturias dalis: Bendrieji nustatymai, Spalvota, Skambėjimo animacija ir Skaičių animacija.

• Bendrieji nustatymai - Šiame skyriuje pateikiami koregavimai, pvz., Vasaros laikas, laiko juosta ir tt Taip pat šiame puslapyje pateikiama galimybė išsaugoti ir atkurti tris skirtingas laikrodžio konfigūracijas. Tai leidžia vartotojui išsaugoti mėgstamas scenas. Visi nustatymai išsaugomi eeprom (nepastovioje atmintyje); Be to, dabartiniai nustatymai visada išsaugomi, kad nutrūkus elektros tiekimui, laikrodis atsistatytų ten, kur baigė.
• Spalvų parinktys - kiekvienas laikrodžio aspektas yra pritaikomas. Norėdami pakeisti bet kurio elemento spalvą, tiesiog spustelėkite mygtuką, atitinkantį norimą pakeisti elementą, tada spustelėkite spalvų ratą. Spalvų rato viduje yra grynai balta. Spalvų ratas užgesina šviesos diodą.
• Skambėjimo animacijos - žiedinės animacijos yra įvykiai, kurie vyksta kiekvieną minutę (ty animacija, perkelianti minutės rodyklę) arba įdomi veikla, tokia kaip švytuoklė. Čia pasirinkite iš įvairių variantų
• Skaičių animacijos - skaičių animacijos yra šviesūs ekranai, nesusieti su laiko įvykiu. Greičiau jie sukuria nuotaiką ar susidomėjimą. Čia yra 52 skirtingos parinktys ir jas galima padaryti dar įdomesnes, reguliuojant ryškumą arba greitį naudojant slankiklius.

Šio puslapio html ir „JavaScript“yra įtraukti į „github“priglobtą šaltinio kodą. Prie to pasieksime akimirksniu.

3 žingsnis: Paruoškite CNC failus

CNC staklės statybos darbai spaudžia jūsų CNC mašiną. Bet kaip visi žino, CNC darbas yra 95% sąranka ir 5% pjovimas! Čia svarbūs keli žodžiai apie sąranką.

Pirma, būtina įsigyti tvirtą armatūrą. Aš renkuosi laikyti medinį ruošinį šiais kumšteliniais spaustukais. Jie veikia nuostabiai ir yra labai stiprūs! Kad jie nepažeistų medienos, tarp kontaktinės vietos ir medienos įdėjau keletą mažų gumos gabalėlių (tai nesumažins prispaudimo jėgos). Be to, kad šie spaustukai yra neįtikėtinai tvirti, jie turi ir tai, kad visas spaustuko aukštis yra žemiau darbinio paviršiaus, todėl niekada nekyla susidūrimo pavojus. Jei neturite šių spaustukų, gali veikti dvipusė juosta. Nepriklausomai nuo jūsų metodo, užtikrinkite stiprų sulaikymą ir tinkamą grūdų derinimą.

Svarbi pastaba: turėsite apversti laikrodį ir CNC abiejose mašinos pusėse, todėl būtinai nurodykite savo medžio gabalą. Įsitikinkite, kad galite jį apversti ir būti TIKRAI toje pačioje vietoje. Tai būtina norint iškirpti gerą laikrodį!

Dabar keletas pastabų apie CAD ir CAM darbą.

„Cad“failas („ProductionClockMaster.3dm“) yra „Rhino3d“failas ir turi visus laikrodžiui reikalingus CAD sluoksnius. Jei jums reikia bendresnio formato, aš taip pat įtraukiau *dxf priekinio ir galinio laikrodžio sluoksnių eksportą. Tai turėtų būti visa reikalinga informacija.

CNC CAM darbas suskirstytas į 9 atskiras CNC operacijas. Tikrieji „Mach3 gcode“failai yra įtraukti į „GitHub“saugyklą, taip pat į juos sukūrusius „VCarve“failus (jei reikia juos atidaryti ir eksportuoti naudojant kitą pašto procesorių).

Visi projekto failai yra prieinami „GItHub“. Štai kaip interpretuoti failus. Jie yra gana savaime suprantami, tačiau čia yra papildoma pagalba, padedanti išsiaiškinti galimą painiavą. Pirmieji penki failai yra išvardyti pjovimo operacijos tvarka. Failo pavadinimas baigiasi skliausteliuose su pjovimo įrankio dydžiu. Pavyzdžiui, 01_Rear Pockets_v1.8_ (1-2 coliai)

• Šis failo pavadinimas prasideda 01, todėl tai yra pirmoji operacija.
• Tai iškirps galines kišenes.
• Tai yra 1.8 versija (aš pradėjau nuo 0.0, kad parodytų, kiek klaidų padariau!)
• Naudokite 1/2 colio pjovimo įrankį

Be šių penkių medžio blokų operacijų, yra dvi stovo operacijos, akrilo elemento operacija ir galinio dangčio plokštės operacija.

Viena unikali operacija yra T-lizdo CNC operacija. Tai suteikia kanalą, į kurį galima stumti stalinio stovo varžtus. Jums reikės T formos angos, kaip parodyta aukščiau esančioje nuotraukoje.

Vėlgi, jei jums reikia kažko kito, nei standartinio „Mach3“pašto procesoriaus, atidarykite „VCarve“failus ir eksportuokite vietiniu formatu. Kitame žingsnyje mes iš tikrųjų pereisime pjovimo šerdį ir žingsnis po žingsnio parodysime, kaip laikrodis turėtų atrodyti kiekviename etape.

4 žingsnis: supjaustykite laikrodžio šerdį, stalinį stovą, akrilo plyteles ir pagrindo medžiagą

Čia yra keletas nuotraukų iš kiekvieno užbaigto kūrinio, kai jie nukrenta nuo mašinos. Akrilas yra sudėtingiausias kirpimas, nes akrilas linkęs tirpti, jei per daug įkaista, taip pat plepa ir pakyla, jei nėra tvirtai laikomas. Lazerinis pjoviklis būtų idealus, jei tokį turite. Kaip matote nuotraukoje, aš padariau specialų stendą, tvirtai laikantį visas keturias puses. Dvipusė juosta tikriausiai būtų geriausia šiai operacijai, tačiau ją nuimti prireiktų šiek tiek daugiau laiko.

5 veiksmas: tinkinkite naudodami laikrodžio veido piešinį ir užbaikite

Be šio veiksmo laikrodis gali būti naudojamas puikiai, tačiau smagu jį pritaikyti pagal savo poreikius ar skonį. Mes išbandėme daugybę skirtingų dizainų, o dangus čia yra riba. Mes norėtume pamatyti jūsų sugalvotų dalykų pavyzdžius!

Kalbant apie apdailą, mes išbandėme daug įvairių dalykų, tačiau mėgstame dažymo paprastumą ir paprastumą. Mes taip pat mėgstame „General Finishes“viršutinį sluoksnį, nes jis yra ypač lengvai montuojamas, patvarus ir puikiai atrodo! Dabar atėjo laikas tai padaryti prieš pradedant diegti elektroniką.

Patarimas: Nepamirškite tuo pat metu nudažyti stalinio stovo, galinės plokštės kištuko ir galinės plokštės. Nesunku susigaudyti ir pamiršti šiuos aksesuarus!

6 žingsnis: akrilo plytelės ir stovo surinkimas

Uždėję apdailą medienos gabalėliams, laikas įspausti akrilo plyteles ir surinkti stovą. Akrilo plytelės yra atsparios spaudimui ir paprastai nereikia klijų. Kai kurioms plytelėms gali prireikti nedidelio šlifavimo ar dildymo, tačiau paprastai jos tiesiog prispaudžiamos ir jums tinka. Jei pastebėsite, kad kai kurie iš jų yra per daug laisvi ir iškrenta, mes naudojame kelis lašus baltų „Elmers“mokyklinių klijų, nes juos lengva tepti, jie puikiai išdžiūsta ir suteikia daug sukibimo. Jūsų laikrodžio priekis dabar BAIGTAS! Atsistokite ir mėgaukitės.

Taip pat šiuo metu į stovą taip pat galite įspausti 1/4-20 veržles ir raištelius varžtuose, kurie slenka žemyn T formos angos kanalais. Įmeskite stovą į pagrindą šiek tiek klijų ir jūsų stalinis stendas dabar paruoštas!

7 žingsnis: Įdėkite iš anksto prijungtus šviesos diodus į laikrodžio šerdį

Gerai, mes artėjame! Turbūt daugiausiai laiko reikalaujanti laikrodžio dalis yra atskirų šviesos diodų paspaudimas. Iš viso šioje laikrodžio dalyje yra 100 šviesos diodų, o kadangi šviesos diodai yra 50 juostelių, jums reikės dviejų juostų, sujungtų iki galo. Šviesos diodų ertmių nuokrypiai yra tokie, kad jie iš esmės yra tinkami spaudai. Nors leistinos leistinos nuokrypiai laiko šviesos diodus, mes naudojame nedidelį karštą klijų gabalėlį (labai mažą), kad užtikrintume papildomą saugumą. Per daug klijų ir perteklius išspaus ir užblokuos šviesos diodus.

Po šio veiksmo turėsite daug kilpų, išspaudžiamų iš laikrodžio galo, kurias reikės nuspausti, kad galinis skydelis tilptų į vietą. Šiek tiek karšto oro iš plaukų džiovintuvo laidai tampa lankstesni ir lengviau sulenkiami. Vėlgi, naudojant karštus klijus, šie laidai yra apsaugoti.

Apskritai, šis procesas trunka nuo 45 minučių iki valandos. Žiūrėkite aukščiau esančias nuotraukas, kad pamatytumėte, kaip šis žingsnis turėtų atrodyti. Taip pat žiūrėkite linksmą „time-lapse“vaizdo įrašą! Jei tik galėtume taip greitai prisijungti!

8 žingsnis: Surinkite elektroniką

Elektros instaliacija yra gana paprasta, tačiau čia yra išsamus paaiškinimas. Mes nustatėme, kad paprasčiausias būdas prijungti laidą yra naudoti 4 cm x 6 cm dydžio plokštę (CNC ertmės dydis) ir įdiegti varžtus, kurie gaus LED juostas ir nuolatinės srovės adapterį. Mes bandėme lituoti tiesioginiu būdu ir tai ne tik sudėtinga ir sudėtinga, bet ir neįmanoma pašalinti ar pakeisti laikrodžio žarnų tuo atveju, jei ESP8266 sugenda arba jį reikia atnaujinti. Antraščių naudojimas yra lankstesnis ir, mūsų manymu, lengvesnis.

Sumontavę varžtus, tiesiog vadovaukitės elektros instaliacijos schema ir prijunkite gnybtus prie tinkamų kaiščių. PCB nėra faktinių komponentų, tik pėdsakai nuo antraščių iki atitinkamų ESP8266 kaiščių.

4 kaištis yra žiedo šviesos diodų kaištis, o 2 kaištis - skaičių kaištis. Teigiamas eina į VSS, o neigiamas - į žemę.

Vienintelis dalykas, kurio reikia, yra 300 omų rezistorius ant LED juostos duomenų kaiščio. Kiekvienoje WS2812b juostelėje, kurią aš kada nors mačiau (ir mačiau daug), tai yra centrinis kaištis. Šis rezistorius apsaugo juostą nuo pavojingų įtampos šuolių ir viršįtampių, kurie gali sukelti žalą arba nenuspėjamą elgesį. Aš pamiršau įdiegti šį rezistorių ir sudeginau pirmąjį šviesos diodą ant juostos (kitais atvejais nieko neįvyko ir jis veikė puikiai). Rezistorius turėtų būti pridėtas iš eilės, o tai reiškia, kad jis veikia kaip grandinės grandis, jungianti plokštę su laidu prie šviesos diodo. Kai kuriose LED juostelėse šie rezistoriai jau sumontuoti, o kai kuriuose - ne. Jei nesate tikri, ar jūsų LED juostelė turi vieną, eikite į priekį ir vis tiek pridėkite. Taip elgiantis nėra jokios žalos. Būtinai pridėkite šį rezistorių į eilę kuo arčiau jungiamojo laido šviesos diodų pusės, o ne PCB pusės.

Laikrodžio gale esanti ertmė skirta dviem tikslams. Jis gali gauti 5V transformatoriaus korpusą, skirtą tvirtinti prie sienos, arba gali laikyti papildomą akumuliatorių. Čia pavaizduota įprasta 5 V baterija, naudojama belaidžių įrenginių asortimentui išplėsti. Tiesiog įsigykite USB į 2,5 mm adapterį ir jūsų laikrodis dabar maitinamas baterijomis!

Jums reikės išgręžti skylę nuo centrinės ertmės iki PCB, kad gautumėte DC patelę. Tai lengva padaryti tiesiog sukant grąžtą. Būtinai būkite seklūs, kad nesigręžtumėte per laikrodžio rodyklę! Parodyta baigta gręžimo operacija, kai ertmėje tvarkingai suvyniotas kojelė.

9 veiksmas: įkelkite kodą

Laikrodžio kodą rasite „Brightlightart Github“puslapyje. Kodas nuolat tobulinamas ir gerai komentuojamas. Jei nesate susipažinę su *.ino failais, tai yra „Arduino“failo formatas ir jį reikia surinkti naudojant „arduino IDE“. Surinkę įkelsite per standartinį ESP8266 „microUSB“lizdą. Jei jums reikia pagalbos, kaip tai padaryti naudojant ESP 8266, čia yra puiki pamoka, kaip ją programuoti naudojant šią populiarią sąsają. Tai gana arti dėžutės, bet ne visai!

Ką daro šie skirtingi failai? Pateikiame šių failų struktūros ir to, ką jie daro, vaizdą.

Tinklalapio serverio aplankas

Index.htm -Kai kodas iš pradžių įkeliamas į ESP8266, jums bus pateiktas įkėlimo puslapis, kuriame prašoma įkelti failą. Įkelkite failą index.htm. Šis failas aptarnauja tinklalapį - kiti aplanke esantys failai yra priglobti „brightlightart.com“, tačiau čia yra jūsų nuoroda, jei norite pakeisti stiliaus lapus/„javascript“ir patys juos priglobti

Pagrindinis aplankas

• enLIGHTen-LED-Clock.ino-Tai pirminis failas ir kilęs iš puikaus „McLighting“projekto. Scenarijus buvo smarkiai pakeistas iš pradinės būsenos, tačiau esame skolingi šiam projektui kaip puikiam mūsų projekto atspirties taškui.
• colormodes.h - tvarko daugumą žiedo šviesos animacijų. Taip pat tvarko laiko funkcijas.
• apibrėžimai.h - apibrėžia daugumą pasaulinių kintamųjų.
• request_handlers.h - Tai bendrauja su ESP8266 ir tvarko gaunamas užklausas bei siunčia informaciją į ESP8266.
• spiffs_webserver.h - padeda aptarnauti ir interpretuoti tinklalapį. Tai vienintelis „McLighting“projekto failas be jokių pakeitimų.
• WS2812FX.cpp - tvarko šviesias animacijas ant skaičių. Tai beveik visiškai paimta iš puikios kiturferio WS2812B bibliotekos. Pagrindinis pakeitimas čia yra funkcionalumas, kad valandinė rodyklė liktų apšviesta
• WS2812FX.h - antraštės failas, esantis kartu su WS2812fx biblioteka. Tai iš esmės nesikeičia.

Papildomi įtraukti failai

Be čia esančių failų, jums reikės šių bibliotekų. Tai yra standartinės bibliotekos ir lengvai įtraukiamos ieškant IDE.

• NtpClientLib.h
• DNS serveris.h
• FS.h
• ESP8266mDNS.h
• EEPROM.h
• „WiFiClient.h“
• Tikeris.h
• „WiFiUdp.h“
• „WiFiManager.h“
• WebSocketsServer.h
• WebSockets.h
• ESP8266WiFi.h
• ESP8266WebServer.

10 veiksmas: pradinė „EnLIGHTen“laikrodžio ir demonstravimo sąranka

Įkėlus šaltinio kodą ir pirmą kartą įjungus maitinimą, visos lemputės bus statiškai mėlynos. Tai rodo, kad laikrodis transliuoja prieigos tašką ir laukia, kol prisijungsite. Naudodami telefoną, nešiojamąjį kompiuterį ar bet kurį belaidį įrenginį nuskaitykite netoliese esančius tinklus (kaip tai darytumėte, jei bandytumėte prisijungti prie interneto kavinėje). Galimų tinklų sąraše turėtumėte pamatyti vieną pavadinimu „laikrodis“. Prisijunkite prie jo.

Kai prisijungsite prie to tinklo, jis automatiškai įkels tinklalapį (vėlgi, kaip peradresavimas, kurį patiriate kavinėje). Būkite kantrūs, nes kartais tai gali užtrukti iki 30 sekundžių. Tinklalapis paprašys nuskaityti netoliese esančius tinklus. Pasirinkite savo namų ar biuro tinklą ir pateikite jam „WiFi“slaptažodį. Spustelėjus „Pateikti“, vietinio tinklo belaidžio ryšio slaptažodis bus išsaugotas atmintyje. Tai turėsite padaryti tik vieną kartą. Laikrodis bus paleistas iš naujo.

Kai jis vėl prasidės, pamatysite, kad eilės tvarka rodoma skaičių serija. Joje rodomi skaičiai yra tinklalapio, prie kurio reikia prisijungti, IP adresas. Pavyzdžiui, gali būti rodomas 1, 9, 2,., 1, 6, 8,., 0,., 3, 1. Tai reiškia https://192.168.0.31. Įveskite šį adresą į tinklalapį ir dabar turėtumėte būti prisijungę prie savo laikrodžio. Konfigūruokite ir linksminkitės! Vėlgi, laikrodis naudoja „Websocket“technologiją, todėl bet koks jūsų atliktas pakeitimas turėtų būti nedelsiant atspindėtas, nereikia spausti išsaugoti ar atnaujinti tinklalapio. Šiuo atžvilgiu tai labai interaktyvu ir smagu!

Jei dėl kokių nors priežasčių nutrūksta ryšys, tiesiog atnaujinkite savo tinklalapį. Dauguma maršrutizatorių palaiko tą patį prijungtų įrenginių IP adresą, tačiau kartkartėmis jie linkę keistis, todėl atkreipkite dėmesį į paleidimą. Jei jums reikia priminti tinklalapio IP adresą, tiesiog iš naujo paleiskite laikrodį.

Kai kodas jums patiks, nepamirškite įdiegti pagrindo medžiagos! Iš anksto išgręžtos skylės leidžia lengvai sulygiuoti. Paspauskite visus išdidžius laidus ir dabar jūsų laidai yra saugūs, o laikrodis atrodo labai baigtas!

11 žingsnis: kurkite, kurkite, palaikykite ir mėgaukitės

Mes norėtume, kad kuo daugiau žmonių statytų ir mėgautųsi šiuo laikrodžiu. Mums patiko šis projektas ir norime, kad kiti pasidalintų patirtimi! Mums buvo labai smagu spręsti problemas, įveikti kliūtis, sutriuškinti klaidas ir būti apdovanoti linksma ir prasminga šviesa. Nauda, kurią gavome iš kūrybinės atvirojo kodo bendruomenės, yra neįkainojama ir paskatino mus išleisti šią šaltinio medžiagą bendram mokymuisi, nuolatiniam tobulėjimui ir techniniam malonumui. Mums būtų malonu išgirsti apie sėkmingus kūrimus ir būdus, kaip patobulinote „ENLIGHTen“laikrodį. Prašome parašyti mums eilutę ir pranešti!

Ne kiekvienas turi laiko, įgūdžių, įrankių ar išteklių, kad sukurtų vieną iš šių laikrodžių nuo nulio, todėl jei norite įsigyti gatavą laikrodį kaip gatavą produktą arba kaip tolesnio tobulinimo pagrindą, palaikykite mus „indiegogo“.