Jam Animasi LED SMART Bersambung Web Dengan Panel Kawalan berasaskan Web, Pelayan Masa Diselaraskan: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Kisah jam ini sudah lama - lebih dari 30 tahun. Ayah saya mempelopori idea ini ketika saya baru berusia 10 tahun, jauh sebelum revolusi LED - kembali ketika LED di mana 1/1000 kecerahan cahaya mereka yang membutakan semasa. Sebagai inovator sejati, dia membuat kod dalam bahasa perhimpunan dan menggunakan setiap LED LED (prestasi kesabaran dan kesungguhan yang mengagumkan)! Versi asalnya masih berfungsi hingga ke hari ini.

Saya ingin mengambilnya dari tempat dia berhenti dan memanfaatkan kemajuan teknologi untuk membuat jam yang indah yang bersambung dengan web, berwarna-warni, menyeronokkan untuk dimainkan dan penuh minat. Ini maju sehingga kita ingin melancarkan jam kepada orang ramai sebagai projek sumber terbuka tetapi juga menyediakan produk jadi kepada mereka yang berminat untuk membeli. Lihat kempen indiegogo kami sekiranya anda berminat untuk menyokong!

Jam seperti sekarang ini mempunyai pelbagai ciri dan merupakan produk yang siap dan berfungsi sepenuhnya. Kami sangat gembira dengan hasilnya dari segi kualiti dan fungsi tetapi juga dari segi set ciri dan kestabilan. Jam disegerakkan setiap minit dengan penjimat masa memastikan bahawa waktunya akan sentiasa sempurna. Pengguna hanya perlu menetapkan zon waktu sekali, mengaktifkan mod penjimatan siang dan mereka tidak perlu risau untuk mengatur jam lagi!

52 animasi berbeza dengan warna, kelajuan dan kecerahan yang dapat disesuaikan memberikan pengguna kawalan yang tepat dan variasi yang tidak terhingga. Mod kegemaran disimpan dalam memori. Pemasa ringan dan acara harian dapat diatur yang membolehkan pengguna diberitahu secara visual pada waktu yang dipilih. Mod percutian khas dapat menambahkan perayaan di rumah anda semasa Halloween, Tahun Baru atau Krismas. Kami bahkan mempunyai mod khas untuk hari pi di mana jam menghidupkan digit pi untuk 100 digit setiap jam.

Jam ini dikuasakan oleh Node MCU ESP8266 yang disambungkan ke web dan diprogramkan menggunakan bahasa arduino dan perpustakaan c ++ popular yang menjadi standard dalam platform arduino. Mahu membuatnya? Ini caranya:

Langkah 1: Susun Bahan

Berikut adalah senarai lengkap semua yang anda perlukan dengan harga dan pautan.

• Kosong kayu bulat tebal 18 "diameter 1" - $ 10.40 - Lowes
• Akrilik penyebar cahaya - $ 5.79 + $ 6.55 Penghantaran = $ 12.34 dari Amazon
• (2) Rentetan pra-kabel LED 50 - $ 11,67 x 2 = $ 23,34 dari eBay
• Pemancar sisi LED - $ 26.62 dari Adafruit
• ESP 8266 Node MCU - $ 8.39 dari Amazon
• Pigtail 2.5mm - $ 6.99 (pek 10) dari Amazon
• Papan Litar Prototaip 4cm x 6cm - $ 9,99 (pek 10 - anda memerlukan 1) dari Amazon
• Blok Terminal - $ 7.99 (pek 20 - anda memerlukan 5)
• 1x8 keping pinus - $ 4.79 dari Lowes
• 1/4 keping bahan lantai kayu keras (untuk pendirian) Nombor item 422633 - $ 10.48 dari Lowes
• (1) Bekalan kuasa 5v, 5a - $ 14,99 dari Amazon
• Bahan sokongan utiliti 2.7mm (Item 757295000023) - $ 10.98 dari Depot Rumah
• (20) Skru kayu hitam # 6 - $ 6.83 - Amazon
• Lapisan Noda dan Jernih. Penyelesaian Umum disyorkan! - kira-kira $ 20 dari Woodcraft
• (2) Kacang hitam 1/4-20 (Item 755801) - $ 1,38 dari Lowes
• (2) Skru kepala panci 1/4-20 hitam (Item 755806) - $ 1,49

Jumlah Harga Item Tersenarai di sini: $ 177.38

Alat yang diperlukan:

1. Mesin CNC
2. Senapang Gam Panas
3. Besi pematerian
4. Fail dremel atau tangan
5. Pelucut wayar

Langkah 2: Biasakan Diri Dengan Halaman Web

Bahagian inilah yang menjadikan jam menyenangkan dan sejuk. Halaman web dibahagikan kepada empat bahagian: Tetapan Umum, Warna, Animasi Cincin dan Animasi Nombor.

• Tetapan umum - Bahagian ini merangkumi penyesuaian seperti penjimatan siang, zon waktu, dll. Juga terdapat di halaman ini adalah pilihan untuk menyimpan dan mengingat tiga konfigurasi jam yang berbeza. Ini membolehkan pengguna menyimpan pemandangan kegemaran. Semua tetapan disimpan dalam eeprom (memori tidak menentu); Selain itu, tetapan semasa sentiasa disimpan sehingga sekiranya berlaku gangguan kuasa, jam akan pulih di mana ia berhenti.
• Pilihan warna - Setiap aspek jam boleh disesuaikan. Untuk menukar warna elemen apa pun, cukup klik pada butang yang sesuai dengan elemen yang ingin anda ubah dan kemudian klik roda warna. Di dalam roda warna berwarna putih tulen. Di luar roda warna mematikan LED.
• Animasi Ring - Animasi cincin adalah peristiwa yang berlaku setiap minit (iaitu animasi yang memajukan minit tangan) atau aktiviti menarik seperti bandul. Pilih dari pelbagai pilihan di sini
• Angka Animasi - Animasi nombor adalah paparan cahaya yang tidak dihubungkan dengan peristiwa waktu. Sebaliknya mereka menimbulkan mood atau minat. Terdapat 52 pilihan yang berbeza di sini dan mereka boleh dibuat lebih menarik dengan menyesuaikan kecerahan atau kelajuan menggunakan bar gelangsar.

Html dan javascript untuk halaman ini disertakan dalam kod sumber yang dihoskan di github. Kita akan sampai sebentar lagi.

Langkah 3: Sediakan Fail CNC

Kerja pembinaan mesin CNC menekan mesin CNC anda. Tetapi seperti yang diketahui oleh semua orang, kerja CNC adalah penyediaan 95% dan pemotongan 5%! Beberapa perkataan mengenai persediaan penting di sini.

Pertama, mendapatkan perlawanan yang kukuh adalah mustahak. Saya memilih untuk menahan kayu kosong dengan pengapit cam ini. Mereka berfungsi hebat dan sangat kuat! Agar mereka tidak merosakkan kayu, saya meletakkan beberapa kepingan getah kecil di antara kawasan hubungan dan kayu (ini tidak akan mengurangkan daya penjepit). Selain kuat, kelebihan utama pengapit ini adalah hakikat bahawa ketinggian penjepit berada di bawah permukaan kerja sehingga tidak ada bahaya perlanggaran. Sekiranya anda tidak mempunyai pengapit ini, pita dua sisi boleh berfungsi. Apa pun kaedah anda, pastikan penahan kuat dan penjajaran butiran yang betul.

Nota Penting: Anda perlu membalikkan jam dan CNC di kedua sisi mesin, jadi pastikan anda mengindeks kepingan kayu anda. Pastikan anda boleh membalikkannya dan TEPAT di tempat yang sama. Ini penting untuk memotong jam yang baik!

Sekarang untuk beberapa nota mengenai kerja CAD dan CAM.

Cad File (ProductionClockMaster.3dm) adalah fail Rhino3d dan mempunyai semua lapisan CAD yang diperlukan untuk jam. Sekiranya anda memerlukan format yang lebih generik, saya juga menyertakan * dxf eksport lapisan depan dan belakang jam. Ini mestilah semua maklumat yang anda perlukan.

Kerja CNC CAM dipecah menjadi 9 Operasi CNC berasingan. Fail gcode Mach3 yang sebenarnya disertakan dalam repositori GitHub dan juga VCarve Files yang menghasilkannya (jika anda perlu membukanya dan mengeksport menggunakan pemproses pos yang berbeza).

Semua fail untuk projek boleh didapati di GItHub. Inilah cara mentafsirkan fail. Mereka agak jelas tetapi inilah beberapa pertolongan tambahan untuk menghilangkan kekeliruan yang mungkin berlaku. Lima fail pertama disenaraikan mengikut urutan operasi pemotongan. Nama fail berakhir dengan tanda kurung dengan ukuran alat pemotong. Jadi sebagai contoh - 01_Rear Pockets_v1.8_ (1-2 inci)

• Nama fail ini bermula dengan 01 jadi ini adalah operasi pertama.
• Ia akan memotong poket belakang.
• Ini adalah versi 1.8 (saya mulakan dengan 0,0 sehingga memberitahu anda berapa banyak kesalahan yang saya buat!)
• Gunakan alat pemotong 1/2 inci

Sebagai tambahan kepada lima operasi blok kayu ini, terdapat dua operasi pendirian, operasi elemen akrilik dan operasi plat penutup belakang.

Satu operasi yang unik adalah operasi CNC T-slot. Ini menyediakan saluran untuk baut pada dudukan desktop untuk masuk. Anda memerlukan bit T-slot seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas.

Sekali lagi jika anda memerlukan sesuatu selain pemproses pos Mach3 standard, buka fail VCarve dan eksport dalam format tempatan anda. Langkah seterusnya kita sebenarnya akan melalui memotong inti dan menggambarkan langkah demi langkah seperti apa jam pada setiap tahap.

Langkah 4: Potong Core Clock, Desktop Stand, Acrylic Tiles dan Backing Material

Berikut adalah beberapa gambar setiap kepingan yang telah dilengkapkan ketika keluar dari mesin. Akrilik adalah potongan paling mencabar kerana akrilik cenderung mencair jika terlalu panas dan juga bergetar dan terangkat jika tidak dipegang dengan selamat. Pemotong laser akan sesuai jika anda memilikinya. Seperti yang anda lihat dalam foto, saya membuat jig khas yang menahan keempat-empat sisi dengan erat. Pita dua sisi mungkin akan menjadi yang terbaik untuk operasi ini tetapi memerlukan lebih banyak masa untuk dikeluarkan.

Langkah 5: Sesuaikan Dengan Jam Wajah dan Selesaikan

Jam boleh digunakan dengan baik tanpa langkah ini tetapi menyenangkan untuk menyesuaikannya mengikut keperluan atau citarasa anda. Kami telah mencuba banyak reka bentuk yang berbeza dan langit adalah hadnya di sini. Kami ingin melihat contoh perkara yang anda buat!

Dari segi penamat, kami telah mencuba pelbagai perkara tetapi suka kesederhanaan dan kemudahan pewarnaan. Kami juga menyukai mantel General Finishes kerana ia sangat mudah dipasang, tahan lama dan kelihatan hebat! Sekarang masanya untuk melakukannya sebelum kita mula memasang elektronik.

Petua: Jangan lupa juga mengotorkan pendirian desktop, palam plat belakang dan plat belakang pada masa yang sama. Sangat mudah untuk terbawa-bawa dan melupakan kepingan aksesori ini!

Langkah 6: Jubin Akrilik dan Pemasangan Berdiri

Setelah anda meletakkan kemasan pada kepingan kayu, sudah tiba masanya untuk menekan jubin akrilik dan memasang dudukan. Jubin akrilik adalah toleransi tekan dan tidak memerlukan pelekat secara amnya. Sebilangan daripada jubin mungkin memerlukan pengamplasan atau pemfailan dalam jumlah kecil tetapi secara amnya, ini hanya perlu dipasang dan anda boleh pergi. Sekiranya anda mendapati sebilangan besar terlalu longgar dan jatuh, kami menggunakan beberapa tetes gam sekolah Elmers putih kerana ini mudah digunakan, kering dengan sempurna dan memberikan lekatan yang banyak. Bahagian depan jam anda kini SELESAI! Berdirilah dan nikmati.

Juga pada masa ini anda juga dapat menekan ke dalam kait 1 / 4-20 mur dan renda di selak yang meluncur ke bawah saluran T-slot. Jatuhkan dudukan ke pangkal dengan sedikit gam dan dudukan desktop anda sudah siap!

Langkah 7: Pasang LED Pra-Wired Ke Inti Jam

Baiklah, kita semakin hampir! Mungkin bahagian jam yang paling memakan masa menekan pada LED individu. Terdapat sejumlah 100 LED di bahagian jam ini dan sejak LED masuk dalam jalur 50, anda akan memerlukan dua jalur yang disambungkan dari hujung ke hujung. Toleransi rongga LED sedemikian rupa sehingga pada dasarnya sesuai. Walaupun toleransi pemasangan tekan menahan LED di tempatnya, kami menggunakan pelekat panas (tetes sangat kecil) untuk memberikan keselamatan tambahan. Terlalu banyak gam dan lebihan akan mengeluarkan dan menyekat LED.

Selepas langkah ini, anda akan mempunyai banyak gelung yang keluar dari belakang jam yang perlu ditekan ke bawah agar panel belakang sesuai di tempatnya. Sedikit udara panas dari pengering rambut menjadikan wayar lebih lentur dan mudah dibengkokkan. Sekali lagi, menggunakan gam panas memastikan wayar ini terjaga.

Semua diberitahu, proses ini memakan masa sekitar 45 minit hingga satu jam. Lihat gambar di atas untuk melihat seperti apa langkah ini. Tonton juga video selang masa yang menyeronokkan! Kalaulah kita dapat menyambung dengan cepat!

Langkah 8: Pasang Elektronik

Pendawaian elektrik hampir mudah berlaku tetapi inilah penjelasan terperinci. Kami mendapati cara termudah untuk memasang wayar adalah dengan menggunakan papan proto 4cm x 6cm (ukuran rongga CNC) dan memasang terminal skru yang akan menerima jalur LED dan juga penyesuai kuasa DC. Kami mencuba pematerian dengan cara yang lebih langsung dan ini bukan sahaja membebankan dan sukar, tetapi menjadikannya mustahil untuk mengeluarkan atau mengganti keberanian jam sekiranya ESP8266 pecah atau perlu ditingkatkan. Menggunakan tajuk lebih fleksibel dan, menurut kami, lebih mudah.

Setelah terminal skru dipasang, ikuti rajah pendawaian untuk menyambungkan terminal ke pin yang betul. Tidak ada komponen sebenar pada PCB, hanya jejak dari tajuk ke pin ESP8266 yang sesuai.

Pin 4 adalah pin untuk LED cincin dan Pin 2 adalah pin untuk nombor. Positif menuju VSS dan Negatif menuju ke landasan.

Satu-satunya perkara lain yang diperlukan adalah reses 300ohm pada pin data dari LEDstrip. Di setiap jalur WS2812b yang pernah saya lihat (dan saya telah melihat banyak) ini adalah pin tengah. Perintang ini melindungi jalur dari lonjakan dan lonjakan voltan bahaya yang boleh menyebabkan kerosakan atau tingkah laku yang tidak dapat diramalkan. Saya telah lupa memasang perintang ini dan telah memadamkan LED pertama pada jalur (lain kali tidak ada yang berlaku dan ia berfungsi dengan sempurna). Perintang harus ditambahkan sebaris yang bermaksud berfungsi seperti pautan dalam rantai yang menghubungkan papan ke wayar ke LED. Beberapa jalur LED mempunyai perintang ini sudah terpasang dan ada yang tidak. Sekiranya anda tidak pasti sama ada jalur LED anda mempunyai satu, teruskan dan tambahkan satu lagi. Tidak ada salahnya melakukannya. Pastikan untuk menambahkan perintang ini sebaris sedekat mungkin ke bahagian LED wayar penyambung BUKAN bahagian PCB.

Rongga di bahagian belakang jam dirancang untuk dua tujuan. Sama ada ia boleh menerima badan pengubah 5v untuk pemasangan di dinding atau dapat menahan bateri pilihan. Di sini digambarkan adalah pek bateri 5v yang biasa digunakan untuk memperluaskan rangkaian peranti tanpa wayar. Cukup beli penyesuai USB hingga 2.5mm dan jam anda kini bertenaga bateri!

Anda perlu menggerudi lubang dari rongga tengah ke PCB untuk menerima kuncir wanita DC. Ini mudah dilakukan dengan hanya memancing sedikit gerudi anda. Pastikan anda tetap cetek sehingga anda tidak meneliti muka jam! Telah ditunjukkan operasi penggerudian yang selesai dengan kuncir dibungkus rapi di rongga.

Langkah 9: Muat naik Kod

Kod untuk jam boleh didapati di halaman github brightlightart. Kodnya sentiasa diperbaiki dan dikomentari dengan baik. Sekiranya anda tidak biasa dengan fail *.ino, ini adalah format fail Arduino dan perlu dikompilasi dengan arduino IDE. Setelah disusun, anda memuat naik melalui bicu microUSB standard pada ESP8266. Sekiranya anda memerlukan pertolongan dengan cara melakukannya dengan menggunakan ESP 8266, berikut adalah tutorial yang sangat baik untuk memprogramkannya dengan antara muka yang popular ini. Cukup dekat dari luar kotak tetapi tidak cukup!

Apa yang dilakukan oleh fail yang berbeza ini? Berikut adalah susunan struktur fail ini dan apa yang mereka lakukan dalam gambaran besar.

Folder Pelayan Web

Index.htm -Ketika kod pada mulanya dimuat naik ke ESP8266, anda akan diberi halaman muat naik yang meminta anda memuat naik fail. Muat naik fail index.htm. Fail ini menyajikan laman web - fail lain dalam folder dihoskan di brightlightart.com tetapi ada di sini untuk rujukan anda sekiranya anda ingin menukar helaian gaya / javascript dan menghostingnya sendiri

Folder Utama

• enLIGHTen-LED-Clock.ino - Ini adalah fail induk dan berasal dari projek McLighting yang sangat baik. Skrip telah banyak diubah dari keadaan asalnya tetapi kami berhutang dengan projek ini sebagai titik permulaan yang sangat baik untuk projek kami.
• colormodes.h - Mengendalikan sebahagian besar animasi cahaya di gelanggang. Juga mengendalikan fungsi masa.
• definisi.h - Mendefinisikan sebahagian besar pemboleh ubah global.
• request_handlers.h - Ini berkomunikasi dengan ESP8266 dan menangani permintaan masuk dan menghantar maklumat ke ESP8266.
• spiffs_webserver.h - Membantu penyampaian dan penafsiran laman web. Ini adalah satu-satunya fail tanpa perubahan dari projek McLighting.
• WS2812FX.cpp - Mengendalikan animasi cahaya pada nombor. Ini hampir keseluruhannya diambil dari perpustakaan kitsurfer WS2812B yang sangat baik. Perubahan utama di sini adalah menambahkan fungsi agar jam tangan tetap menyala
• WS2812FX.h - fail tajuk yang sesuai dengan perpustakaan WS2812fx. Ini sebahagian besarnya tidak berubah.

Fail Sertakan Tambahan

Sebagai tambahan kepada fail yang disertakan di sini, anda memerlukan perpustakaan berikut. Ini adalah perpustakaan standard dan mudah disertakan dengan mencari di dalam IDE.

• NtpClientLib.h
• DNSServer.h
• FS.h
• ESP8266mDNS.h
• EEPROM.h
• WiFiClient.h
• Ticker.h
• WiFiUdp.h
• WiFiManager.h
• WebSocketsServer.h
• WebSockets.h
• ESP8266WiFi.h
• Pelayan ESP8266Web.

Langkah 10: Penyediaan Awal Jam dan Demonstrasi EnLIGHT

Setelah memuat naik kod sumber dan menghidupkan kuasa untuk pertama kalinya semua lampu akan berwarna biru statik. Ini adalah petunjuk anda bahawa jam menyiarkan titik akses dan menunggu anda menyambung. Dengan menggunakan telefon, komputer riba atau mana-mana peranti tanpa wayar, imbas rangkaian yang berdekatan (seperti yang anda lakukan sekiranya anda cuba menyambung ke internet di kedai kopi). Dalam senarai rangkaian yang tersedia, anda akan melihat satu yang berjudul "jam." Sambung dengannya.

Setelah anda menyambung ke rangkaian itu, laman web akan dimuat secara automatik (sekali lagi, seperti pengalihan yang akan anda alami di kedai kopi). Bersabar kerana ini kadang-kadang memerlukan masa hingga 30 saat. Halaman web akan meminta anda mengimbas rangkaian berdekatan. Pilih rangkaian rumah atau pejabat anda dan berikan kata laluan WiFi. Setelah anda klik hantar, kata laluan tanpa wayar untuk rangkaian tempatan anda akan disimpan dalam memori. Anda hanya perlu melakukannya sekali sahaja. Jam akan dihidupkan semula.

Apabila ia bermula semula, anda akan melihatnya memaparkan rangkaian nombor mengikut urutan. Nombor yang tertera adalah alamat IP halaman web yang perlu anda sambungkan. Jadi sebagai contoh, ia mungkin memaparkan 1, 9, 2,., 1, 6, 8,., 0,., 3, 1. Ini diterjemahkan ke https://192.168.0.31. Taipkan alamat ini ke laman web dan sekarang anda seharusnya dihubungkan dengan jam anda. Konfigurasi jauh dan bersenang-senang! Sekali lagi, jam menggunakan teknologi soket web sehingga setiap perubahan yang anda buat harus segera dilihat tanpa perlu menekan menyimpan atau mengemas kini laman web. Ini sangat interaktif dan menyeronokkan dalam hal ini!

Sekiranya atas sebab-sebab tertentu anda kehilangan sambungan, cukup muatkan semula laman web anda. Sebilangan besar penghala memastikan alamat ip sama untuk peranti yang disambungkan tetapi dari semasa ke semasa mereka cenderung berubah jadi perhatikan pada permulaan. Sekiranya anda perlu diingatkan tentang alamat ip halaman web, mulakan semula jam.

Setelah anda selesa dengan kod kerja, jangan lupa memasang bahan sokongan! Lubang-lubang yang dipraprilasi memudahkan penjajaran. Tekan mana-mana wayar yang bangga dan sekarang pendawaian anda selamat dan jam kelihatan sangat siap!

Langkah 11: Bangun, Bangun, Sokong dan Nikmati

Kami ingin melihat sebanyak mungkin orang membina dan menikmati jam ini mungkin. Kami menyukai projek ini dan kami ingin orang lain berkongsi pengalamannya! Kami mempunyai banyak keseronokan untuk menyelesaikan masalah, mengatasi rintangan, meremas pepijat dan diberi penghargaan oleh cahaya yang menyeronokkan dan bermakna. Manfaat yang kami terima dari komuniti sumber terbuka yang kreatif tidak ternilai harganya dan telah mendorong kami untuk melepaskan bahan sumber ini untuk pembelajaran bersama, peningkatan berterusan, dan kesenangan teknikal. Kami ingin mendengar tentang kejayaan yang berjaya dan cara anda meningkatkan enLIGHTen jam. Tolong beritahu kami dan beritahu kami!

Tidak semua orang mempunyai masa, kemahiran, alat atau sumber untuk membina salah satu jam ini dari awal, jadi jika anda berminat untuk membeli jam siap sama ada sebagai produk siap atau sebagai asas untuk pengembangan yang berterusan, sila sokong kami di indiegogo.