Budżetowy zegar słowny Arduino RGB!: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Witam wszystkich, oto mój przewodnik, jak zrobić własny prosty i tani zegar słowny!

Narzędzia, których będziesz potrzebować do tego projektu

1. Lutownica i lutownica
2. Przewody (najlepiej co najmniej 3 różne kolory)
3. Drukarka 3D (Lub dostęp do jednej, możesz również wysłać pliki.stl do drukarni, jeśli nie masz własnej drukarki)
4. Podstawowe narzędzia (śrubokręty, przecinak do drutu, pilnik itp.)

Wszystkie części, które musisz zamówić, są opisane w sekcji BOM tego przewodnika!

Mam nadzieję, że Ci się spodoba, teraz zaczynamy!

Krok 1: Propozycja projektu

Od dawna chciałem zrobić zegar na biurko RBG na wzór projektu Adafruit tutaj LINK

Kluczowe rzeczy, które mnie powstrzymały, to koszt części i potrzeba części wycinanych laserowo!

Tak więc celem tego projektu było stworzenie taniej i prostej wersji przy użyciu budżetowej matrycy RBG i Arduino Nano, a następnie wydrukowanie w 3D niestandardowej obudowy z pominięciem potrzeby części wycinanych laserowo.

Krok 2: Zestawienie komponentów - elektronika i mechanika

Zestawienie materiałów (BOM) dla tego projektu powinno wynieść 13,21 GBP za 1 kompletny zegar słowny.

Całkowity koszt zamówienia (w tym opłata pocztowa dla Wielkiej Brytanii) powinien wynieść 51,34 GBP, zakładając, że musisz kupić każdą część, w tym pełne szpule PLA 1 kg do obudowy.

(Koszt zamówienia - Koszt BOM)

1. 6,42 £ - 6,42 £ - Matryca 8x8 WS2812B -
2. 1,83 GBP - 1,83 GBP - Arduino Nano V3 -
3. 1,75 £ - 1,75 £ - Moduł RTC DS1307 -
4. 1,25 £ - 0,13 £ - Zasilanie Micro USB -
5. 4,31 £ - 1,44 £ - Protoboard -
6. 1,05 £ - 0,11 £ - Śruba M3 35mm x20 -
7. 4,13 £ - 0,82 £ - 4 mm gumowe nóżki x4 -
8. 12,99 GBP - 1,20 GBP - BQ 1,75 mm PLA - Czarny węgiel -
9. 19,99 £ - 0,28 £ - AMZ3D 1,75 mm PLA - Naturalny -

Obliczenia PLA można wyświetlić powyżej w tabeli PLA Calc. Założyłem, że objętość PLA wynosi około 800 cm^3/kg, co oznacza, że 1kg szpula powinna mieć około 330 metrów plastiku. Następnie użyłem przewidywanej ilości PLA wymaganej do wydrukowania każdej części, aby obliczyć koszt.

Krok 3: Części drukowane 3D

Wszystkie modele druku 3D można znaleźć na Thingiverse tutaj -

Instrukcje dotyczące drukowania można znaleźć na stronie Thingiverse, do której link znajduje się powyżej

Zaprojektowałem ten model w Fusion 360 używając jako szablonu projektu obudowy Adafruit Laser Cut (Link).

Zachowałem te same litery na panelu przednim, ponieważ będziemy używać tego samego kodu, którego używa projekt Adafruit.

Obudowa ustawiła zegar pod kątem 10°, aby zapewnić mu lepszy kąt widzenia. Układ liter musi być nieco większy niż w wersji Adafruit, ponieważ matryca LED 8x8 RGB, którą wybrałem, ma z grubsza 64 mm x 64 mm zamiast 60 mm x 60 mm Adafruit NeoMatrix.

Obudowa składa się z 6 części,

1. Panel przedni - ma litery umieszczone przed matrycą LED.
2. Panel środkowy (pod kątem) - utrzymuje matrycę na miejscu, a także łączy się z panelem przednim i panelem tylnym. Ta sekcja jest na 10°.
3. Panel tylny (pod kątem) - ten panel mieści zasilacz i łączy się z panelem środkowym.
4. Blokada zasilacza - to niewielka część, która przytrzymuje zasilacz na miejscu.
5. Siatka rozdzielająca - służy do izolowania światła od każdej diody LED, zmniejszając rozchodzenie się światła na sąsiednie litery.
6. Dyfuzor LED - Jest to przezroczysta część PLA, która pomaga mieszać światło diod LED RGB, pomaga to również w zrozumiałości liter (pamiętaj, że będziesz musiał wydrukować 64 z tej części, po jednej dla każdej diody LED matrycy).

Całość skręcana jest razem za pomocą śrub M3 35mm i M3 15mm.

Krok 4: Kod

Pobieranie Arduino IDE

Do tego projektu potrzebujesz najpierw Arduino IDE, które możesz pobrać tutaj - Link

Uzyskiwanie bazy kodu

Ten projekt został umieszczony przez Adafruit i można go znaleźć na GIT Hub tutaj - Link

Dla każdego, kto wcześniej nie korzystał z GIT Hub, jest to naprawdę proste! Aby pobrać kod pobrany do Arduino IDE, wykonaj następujące kroki.

1. Kliknij łącze do repozytorium GIT
2. Kliknij przycisk „Klonuj lub pobierz” (zielony), a następnie wybierz Pobierz ZIP
3. Wypakuj gdzieś pobrany plik ZIP
4. Otwórz Arduino IDE
5. W Arduino IDE przejdź do pliku Otwórz
6. Następnie przejdź do pliku WordClock_NeoMatrix8x8.ino znajdującego się w rozpakowanym folderze (Przykładowy katalog - C:\Users\xxxxxx\WordClock-NeoMatrix8x8-master\WordClock-NeoMatrix8x8-master\WordClock_NeoMatrix8x8.ino)

Teraz otworzyłeś kod!

Dokonywanie modyfikacji w Kodeksie

Następnie musimy dokonać bardzo drobnej modyfikacji w kodzie dostarczonym przez Adafruit, ponieważ używamy innego mikrokontrolera niż oryginalny projekt.

W WordClock_NeoMatrix8x8.ino chcemy zmodyfikować niektóre piny //definiuj, Musimy zmienić RTCGND na A4 i RTCPWR na A5, co oznacza kod, w którym znajdują się połączenia SDA i SCL na Arduino Nano.

Będziemy musieli również zmienić NEOPIN na D3, aby wiedział, gdzie jest podłączony 8x8 RBG Matrix Din.

Jeśli nie jesteś pewien, czy zrobiłeś to poprawnie, możesz pobrać załączony Modified WordClock_NeoMatrix8x8.ino i zastąpić ten w swoim katalogu.

Uzyskiwanie wymaganej biblioteki

Na koniec przed programowaniem będziesz musiał pobrać wszystkie wymagane Biblioteki, Adafruit umieścił linki do wszystkich tych elementów w komentarzach do

Lub możesz je kliknąć tutaj,

1. RTClib
2. DST_RTC
3. Adafruit_GFX
4. Adafruit_NeoPixel
5. Adafruit_NeoMatrix

Dla każdego, kto nie zainstalował biblioteki Arduino IDE przed wykonaniem tych kroków,

1. Wszystkie powyższe linki prowadzą do repozytoriów GIT Hub, musisz kliknąć przycisk „Klonuj lub pobierz”
2. Wybierz plik ZIP do pobrania
3. Teraz otwórz Arduino IDE
4. Kliknij zakładkę „Szkic” w górnym menu
5. Najedź na Uwzględnij bibliotekę, a następnie wybierz „Dodaj bibliotekę ZIP…”
6. Przejdź do lokalizacji, do której pobrałeś bibliotekę. ZIP i wybierz ją
7. Teraz, gdy biblioteka została zainstalowana, będziesz musiał powtórzyć te kroki dla każdej z 5 bibliotek połączonych powyżej.

Programowanie Arduino Nano

Teraz środowisko IDE jest gotowe i czas na zaprogramowanie Arduino Nano!

Upewnij się, że Arduino IDE zostało skonfigurowane do kompilacji dla płyty Arduino Nano, aby to zweryfikować,

1. Kliknij kartę „Narzędzia”
2. Najedź kursorem na opcję „Płyty:” i wybierz „Arduino Nano”
3. Podłącz Arduino Nano do komputera i wybierz odpowiedni port COM

Po wykonaniu powyższych kroków możesz nacisnąć przycisk przesyłania, aby zaprogramować Arduno Nano!

Krok 5: Elektronika

Teraz masz zaprogramowane Arduino Nano, czas na konfigurację elektroniki!

Przed podłączeniem wszystkiego odłącz Arduino Nano od złącza USB.

Elektronika w projekcie jest niezwykle prosta, dzięki czemu jest naprawdę łatwa w montażu nawet dla początkujących, Znajomości

1. TP4056 - Przylutuj czerwony przewód do + podłącz obok złącza micro USB (pokazane powyżej) to jest 5V (zweryfikuj za pomocą multimetru, jeśli nie masz pewności). Następnie podłącz czarny przewód do złącza - (ponownie pokazanego powyżej).
2. Matryca 8x8 RGB - Podłącz Din do Arduino Nano Pin D3, a następnie Vcc do 5 V i GND do GND.
3. DS1307 - Podłącz SDA do Arduino Nano Pin A4 (jest to połączenie SDA Nano), a następnie podłącz SCL do Arduino Nano Pin A5 (jest to połączenie SCL Nano, patrz Nano Pin powyżej). Następnie Vcc do 5 V i GND do GND.
4. Arduino Nano - Pozostało tylko zasilanie Arduino Nano, w tym celu podłącz 5V do Vin i GND do GND obok pinu Vin.

Po wykonaniu wszystkich powyższych czynności obwód jest kompletny! i nadszedł czas, aby go zaprogramować, aby sprawdzić, czy działa!

Przed przylutowaniem wszystkich powyższych połączeń prawdopodobnie dobrym pomysłem jest sprawdzenie, czy wszystko działa za pomocą płytki stykowej i niektórych złączy. Powyżej pokazałem kilka zdjęć weryfikacji mojej elektroniki!

Zegary nie zgadzają się?

Jeśli zegar słowny nie wyświetla prawidłowego czasu, spróbuj przeprogramować Arduino Nano, gdy jest podłączony do modułu RTC. Jeśli to nadal nie działa, wyjmij baterię ogniwa z modułu RTC, a następnie dodaj ją z powrotem, po wykonaniu tej próby ponownie przeprogramuj Arduino.

Krok 6: Montaż

Teraz, gdy masz już części 3D, firma Code & Electronics przygotowała swój czas na montaż zegara.

1. Umieść Front Standardowy płasko na biurku i włóż 64 dyfuzory LED.
2. Upewnij się, że wszystkie dyfuzory zostały włożone płasko.
3. Umieść siatkę rozdzielającą w standardowym zespole przednim.
4. Przygotuj elektronikę omówioną w poprzednim kroku.
5. Umieść ukośne oparcie płaskie na biurku
6. Włóż moduł ładowarki USB do gniazda w wygiętej części tylnej
7. Upewnij się, że port USB jest dopasowany do tylnego wycięcia w odchylonej tylnej ściance
8. Umieść Angled Mid nad elektroniką i wyrównaj z Angled Back, a następnie włóż elektronikę
9. Umieść matrycę LED nad elektroniką, panel powinien zrównać się z gniazdami Angled Mids.
10. Umieść zespół kątowy na standardowym przodzie i włóż śruby M3 35mm
11. Dokręć śruby i umieść 4 gumowe nóżki na podstawie
12. Gratulujemy ukończenia montażu, czas na zasilenie, zobacz czas!

Krok 7: Wyciągnięte wnioski i wnioski

Ogólnie jestem zadowolony z wyniku tego projektu, ale oczywiście jest kilka rzeczy, które można było zrobić, aby go ulepszyć.

Problem 1

Moduły RTC DS1307 są dość frustrujące w konfiguracji i zauważalnie szybko tracą synchronizację, co oznacza, że musisz przeprogramować urządzenie, aby je ponownie zsynchronizować.

Wydanie 2

CAD, prawdopodobnie zaprojektowałbym obudowę trochę inaczej, aby usprawnić proces montażu i faktycznie mieć gdzie zamontować Arduino.

Wydanie 3

Dlaczego nie mieć Wi-Fi? Byłoby to świetne rozwiązanie problemu 1!

Kiedy zaczynałem ten projekt, nie miałem doświadczenia z ESP8266 / ESP32, ale gdybym miał ponownie rozpocząć ten projekt lub zrobić Rev2, zdecydowanie rozważyłbym dostosowanie kodu do korzystania z Wifi, aby uzyskać aktualny czas zamiast DS1307.

Może to również umożliwić wiele innych funkcji, takich jak dostosowywanie koloru wyświetlacza na podstawie prognozy pogody lub takich fajnych rzeczy.

Dziękuję wszystkim za dotarcie do końca mojego przewodnika, jeśli masz jakieś pytania, śmiało możesz skomentować lub napisać do mnie bezpośrednio!