Biudžeto „Arduino RGB Word Clock“!: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Sveiki visi, čia yra mano vadovas, kaip pasigaminti paprastą ir pigų žodinį laikrodį!

Įrankiai, kurių jums reikės šiam projektui

1. Lituoklis ir lydmetalis
2. Laidai (idealiu atveju - bent 3 skirtingos spalvos)
3. 3D spausdintuvas (arba prieigą prie vieno, taip pat galite nusiųsti.stl failus į spaustuvę, jei neturite savo spausdintuvo)
4. Pagrindiniai įrankiai (atsuktuvai, vielos pjaustytuvas, failas ir kt.)

Visos dalys, kurias turėsite užsisakyti, pateikiamos šio vadovo skiltyje BOM!

Tikiuosi, kad jums patiks, dabar pradėkime!

1 žingsnis: projekto pasiūlymas

Ilgą laiką norėjau sukurti RBG stalo žodinį laikrodį pagal „Adafruit“projektą čia LINK

Pagrindiniai mane stabdantys dalykai buvo dalių kaina ir lazeriu pjaustytų dalių poreikis!

Taigi šio projekto tikslas buvo sukurti pigią ir paprastą versiją naudojant biudžetinę „RBG Matrix“ir „Arduino Nano“, tada 3D spausdinti pasirinktinį korpusą, apeinant lazeriu supjaustytų dalių poreikį.

2 žingsnis: BOM - elektronika ir mechanika

Šio projekto medžiagų sąrašas (BOM) turėtų sudaryti 13,21 svaro sterlingų už vieną visą žodžių laikrodį.

Bendros užsakymo išlaidos (įskaitant pašto išlaidas JK) turėtų sudaryti 51,34 svaro, darant prielaidą, kad jums reikia nusipirkti kiekvieną dalį, įskaitant visas 1 kg ritinėlių PLA ritinių.

(Užsakymo kaina - BOM kaina)

1. £ 6.42-£ 6.42- 8x8 WS2812B Matrix-https://www.ebay.co.uk/itm/8x8-64-LED-Matrix-WS28…
2. 1,83 £- 1,83 £- "Arduino Nano V3"-
3. 1,75 £ - 1,75 £ - RTC modulis DS1307 -
4. 1,25 £ - 0,13 £ - „Micro Micro USB“-
5. 4,31 £ - 1,44 £ - Protoboard -
6. 1,05 svaro sterlingų-0,11 svaro-M3 35 mm varžtas x20-https://www.aliexpress.com/item/M3-x-35mm-Lydinys-S…
7. 4,13 £ - 0,82 £ - 4 mm guminės pėdos x4 -
8. 12,99 £ - 1,20 £ - BQ 1,75 mm PLA - anglis juoda -
9. 19,99 £ - 0,28 £ - AMZ3D 1,75 mm PLA - natūralus -

PLA skaičiavimus galima parodyti aukščiau esančioje PLA Calc lentelėje. Aš padariau prielaidą, kad PLA tūris yra maždaug 800 cm^3/kg, o tai reiškia, kad 1 kg ritė turėtų turėti maždaug 330 metrų plastiko. Tada apskaičiuodama išlaidas panaudojau numatytą PLA kiekį, reikalingą kiekvienai daliai atspausdinti.

3 žingsnis: 3D spausdintos dalys

Visus 3D spausdinimo modelius rasite „Thingiverse“čia -

Spausdinimo instrukcijas rasite aukščiau esančiame „Thingiverse“puslapyje

Aš sukūriau šį modelį „Fusion 360“, naudodamas „Adafruit Laser Cut“korpuso dizainą kaip šabloną (nuoroda).

Priekinio skydelio raides palikau tas pačias, nes naudosime tą patį kodą, kurį naudoja „Adafruit“projektas.

Korpusas pakreipė laikrodį 10 ° kampu, kad būtų geresnis žiūrėjimo kampas. Raidžių išdėstymas turi būti šiek tiek didesnis nei „Adafruit“versijos, nes pasirinkta naudoti 8x8 RGB LED matrica yra maždaug 64 mm x 64 mm, o ne „Adafruit NeoMatrix“60 mm x 60 mm.

Korpusą sudaro 6 dalys,

1. Priekinis skydelis - raidės yra priešais LED matricą.
2. Vidutinis skydas (kampuotas) - tai laiko matricą vietoje, taip pat jungiasi prie priekinio ir galinio skydo. Šis skyrius yra 10 ° kampu.
3. Galinis skydelis (kampuotas) - šiame skydelyje yra maitinimo adapteris ir jis jungiamas prie vidurinio skydelio.
4. Maitinimo adapterio užraktas - tai maža dalis, laikanti adapterį vietoje.
5. Skirstytuvo tinklelis - tai naudojama siekiant atskirti šviesą nuo kiekvieno šviesos diodo, sumažinant šviesos srautą į gretimas raides.
6. Šviesos diodų difuzorius - tai aiški PLA dalis, padedanti sumaišyti RGB šviesos diodus, tai taip pat padeda suprasti raides (atkreipkite dėmesį, kad jums reikės atspausdinti 64 šios dalies po vieną kiekvienai matricos šviesos diodui).

Visas korpusas montuojamas kartu naudojant M3 35 mm ir M3 15 mm varžtus.

4 žingsnis: kodas

Gauti „Arduino IDE“

Šiam projektui pirmiausia reikės „Arduino IDE“, kurį galite atsisiųsti čia - nuoroda

Kodo bazės gavimas

Šiems projektams kodą sukūrė „Adafruit“ir jį galite rasti „GIT Hub“čia - nuoroda

Visiems, kurie anksčiau nesinaudojo „GIT Hub“, tai tikrai paprasta! Norėdami atsisiųsti kodą į „Arduino IDE“, atlikite šiuos veiksmus.

1. Spustelėkite nuorodą į GIT repą
2. Spustelėkite mygtuką „Klonuoti arba atsisiųsti“(žalia), tada pasirinkite Atsisiųsti ZIP
3. Kažkur ištraukite atsisiųstą ZIP
4. Atidarykite „Arduino IDE“
5. „Arduino IDE“eikite į „File Open“
6. Tada eikite į „WordClock_NeoMatrix8x8.ino“, esantį neišpakuotame aplanke (katalogo pavyzdys-C: / Users / xxxxxx / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock_NeoMatrix8x8.ino)

Dabar jūs atidarėte kodą!

Kodekso pakeitimas

Tada turime atlikti labai nedidelį „Adafruit“pateikto kodo pakeitimą, nes mes naudojame kitą pirminio projekto mikrovaldiklį.

„WordClock_NeoMatrix8x8.ino“norime pakeisti kai kuriuos // apibrėžimo kaiščius, Turime pakeisti RTCGND į A4 ir RTCPWR į A5, tai nurodo kodą, kuriame yra „Arduino Nano“SDA ir SCL jungtys.

Taip pat turėsime pakeisti NEOPIN į D3, kad jis žinotų, kur yra prijungtas 8x8 RBG Matrix Din.

Jei nesate tikri, kad tai padarėte teisingai, galite atsisiųsti pridėtą „Modified WordClock_NeoMatrix8x8.ino“ir pakeisti tą, kuris yra jūsų kataloge.

Kaip gauti reikiamą biblioteką

Galiausiai prieš programavimą turėsite atsisiųsti visą reikalingą biblioteką, „Adafruit“komentaruose įtraukė nuorodas į visa tai

Arba galite spustelėti juos čia,

1. RTClib
2. DST_RTC
3. „Adafruit_GFX“https://github.com/andydoro/DST_RTC
4. „Adafruit_NeoPixel“https://github.com/andydoro/DST_RTC
5. „Adafruit_NeoMatrix“https://github.com/andydoro/DST_RTC

Visiems, kurie anksčiau neįdiegė „Arduino IDE“bibliotekos, atlikite šiuos veiksmus,

1. Visos aukščiau pateiktos nuorodos yra nukreiptos į „GIT Hub“saugyklas, turėsite spustelėti mygtuką „Klonuoti arba atsisiųsti“
2. Pasirinkite atsisiuntimo ZIP
3. Dabar atidarykite „Arduino IDE“
4. Viršutiniame meniu spustelėkite skirtuką „Eskizas“
5. Užveskite pelės žymeklį virš Įtraukti biblioteką, tada pasirinkite „Add. ZIP Library…“
6. Eikite į vietą, į kurią atsisiuntėte. ZIP biblioteką, ir pasirinkite ją
7. Dabar biblioteka buvo įdiegta, turėsite pakartoti šiuos veiksmus kiekvienai iš 5 aukščiau susietų bibliotekų.

„Arduino Nano“programavimas

Dabar IDE aplinka yra paruošta ir laikas jums užprogramuoti „Arduino Nano“!

Įsitikinkite, kad „Arduino IDE“buvo sukonfigūruotas „Arduino Nano“plokštei surinkti, kad tai patikrintumėte,

1. Spustelėkite skirtuką „Įrankiai“
2. Užveskite pelės žymeklį virš parinkties „Lentos:“ir pasirinkite „Arduino Nano“
3. Prijunkite „Arduino Nano“prie kompiuterio ir pasirinkite tinkamą COM prievadą

Atlikę aukščiau nurodytus veiksmus, galite paspausti įkėlimo mygtuką, kad užprogramuotumėte „Arduno Nano“!

5 žingsnis: Elektronika

Dabar turite užprogramuotą „Arduino Nano“, kad laikas nustatyti elektroniką!

Prieš prijungdami viską, atjunkite „Arduino Nano“nuo USB jungties.

Projekto elektronika yra labai paprasta, todėl ją labai lengva surinkti net pradedantiesiems, Sujungimai

1. TP4056 - Lituokite raudoną laidą prie „ +“jungties, esančios šalia „micro USB“jungties (parodyta aukščiau). Tada prijunkite juodą laidą prie jungties (vėl parodyta aukščiau).
2. 8x8 RGB matrica - prijunkite „Din“prie „Arduino Nano Pin D3“, tada „Vcc“prie 5V ir GND prie GND.
3. DS1307 - Prijunkite SDA prie „Arduino Nano Pin A4“(tai yra „Nano“SDA jungtis), tada prijunkite SCL prie „Arduino Nano Pin A5“(tai yra „Nano“SCL jungtis, žr. Aukščiau pateiktą „Nano Pin“). Tada Vcc į 5V ir GND į GND.
4. „Arduino Nano“- belieka įjungti „Arduino Nano“maitinimą. Norėdami tai padaryti, prijunkite 5 V prie „Vin & GND“prie GND, esančio šalia „Vin“kaiščio.

Atlikus visus aukščiau išvardintus veiksmus, grandinė baigta! ir laikas programuoti, kad patikrintų, ar viskas veikia!

Prieš lituojant visas aukščiau išvardytas jungtis, tikriausiai gera idėja patikrinti, ar viskas veikia, naudojant duonos lentą ir kai kurias jungtis. Aukščiau parodžiau keletą savo elektronikos patvirtinimo nuotraukų!

Netinkamas laikrodžių laikas?

Jei žodžių laikrodis nerodo tinkamo laiko, pabandykite perprogramuoti „Arduino Nano“, kai esate prijungtas prie RTC modulio. Jei tai vis tiek nepadeda, išimkite elemento bateriją iš RTC modulio ir vėl įdėkite, atlikę bandymą perprogramuoti „Arduino“dar kartą.

6 žingsnis: Surinkimas

Dabar, kai turite 3D dalis, „Code & Electronics“paruošė savo laiką surinkti žodinį laikrodį.

1. Padėkite standartinį priekinį plokštumą ant stalo ir įdėkite 64 LED difuzorius.
2. Įsitikinkite, kad visi difuzoriai buvo įstatyti plokščiai.
3. Įdėkite skirstytuvo tinklelį į standartinį priekinį mazgą.
4. Paruoškite ankstesniame žingsnyje aptartą elektroniką.
5. Padėkite kampuotą nugarą ant stalo
6. Įdėkite USB įkroviklio modulį į angą, esančią kampinėje nugaros dalyje
7. Įsitikinkite, kad USB prievadas yra sulygiuotas per galinę kampo išlenktą dalį
8. Padėkite kampuotą vidurį virš elektronikos ir sulygiuokite su kampine nugara, tada įdėkite elektroniką
9. Padėkite šviesos diodų matricą ant elektronikos, skydas turi būti suderintas su kampuotų vidurių angomis.
10. Įdėkite kampinį mazgą ant standartinio priekio ir įkiškite M3 35 mm varžtus
11. Priveržkite varžtus ir padėkite 4 gumines kojeles ant pagrindo
12. Sveikiname, kad baigėte surinkimą, laikas jį įjungti ir pamatyti laiką!

7 žingsnis: išmoktos pamokos ir išvados

Apskritai esu patenkintas šio projekto rezultatais, bet, žinoma, yra keletas dalykų, kuriuos būtų galima padaryti, kad jį pagerintume.

1 klausimas

RTC DS1307 moduliai yra gana varginantys sąrankai ir pastebimai greitai išsijungia, o tai reiškia, kad turite perprogramuoti įrenginį, kad jį sinchronizuotumėte iš naujo.

2 klausimas

CAD, aš tikriausiai suprojektuosiu korpusą šiek tiek kitaip, kad pagerintų surinkimo procesą ir iš tikrųjų būtų kur pritvirtinti „Arduino“.

3 klausimas

Kodėl neturite „Wi-Fi“? Tai būtų puikus 1 problemos sprendimas!

Kai pradėjau šį projektą, neturėjau patirties su ESP8266 / ESP32, bet jei vėl pradėčiau šį projektą arba atlikčiau „Rev2“, labai apsvarstyčiau galimybę pritaikyti kodą, kad būtų naudojamas „Wifi“, kad būtų gautas dabartinis laikas, o ne DS1307.

Tai taip pat galėtų įgalinti daugybę kitų funkcijų, pvz., Ekrano spalvos koregavimą pagal orų prognozę ar tokius vėsius dalykus.

Ačiū visiems, kad pasiekėte mano vadovo pabaigą, jei turite klausimų, nedvejodami komentuokite arba parašykite man žinutę!