£ 5 * Jam Kotak RGB Kotak Pizza: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Projek ini dimulakan ketika saya bernasib baik kerana menemui beberapa gulungan pita LED WS2811 RGB seharga £ 1 / gulungan di gerai pasar. Tawaran itu terlalu baik untuk dilewatkan dan oleh itu saya harus mencari alasan untuk menggunakan 25m saya yang baru diperoleh dari apa yang pada dasarnya adalah pita NeoPixel. Saya menggunakan kira-kira 3m dalam projek ini.

Inspirasi datang dalam dua bentuk dari dua nama yang sangat disegani dalam komuniti pembuat - tidak ada yang pada masa itu membina jam. Mekanik kotak itu sangat diilhami oleh video dari Fran Blanche mengenai membuat paparan segmen 7 gergasi dan idea menggunakan NeoPixels untuk menjadikan setiap segmen berubah warna datang dari Pembuat Tidak Duga dan projek Paparan Neo7Segment (YouTube & Tindie). Anda mesti melihat kedua-duanya - mereka hebat.

Instructable ini adalah panduan langkah demi langkah untuk membuat paparan berfungsi dan meletakkan jam asas di atasnya. Pada akhir ada langkah berjudul "Jadikannya milik anda sendiri" dengan beberapa petunjuk dan petua untuk pergi ke mana seterusnya. Sekiranya anda membuatnya, sila hantarkan gambar di dalam komen - Saya ingin melihat bagaimana orang membuatnya sendiri.

Langkah 1: Senarai Bahagian

Tanda harga £ 5 dalam tajuk adalah benar-benar kos projek ini untuk saya buat. Sama ada ia dapat ditiru pada harga itu akan bergantung pada harga yang berlaku pada saat anda membeli bahagian yang diperlukan. Saya mendapat tawaran dengan jalur LED dan saya menghargai bahawa tidak semua orang akan bernasib baik. Saya belum memasukkan kos pizza dalam projek kerana kotak itu hanya digunakan setelah ia dimakan:-)

Saya menggunakan bahagian yang dibeli berikut (di mana pautan di bahagian ini ditandai dengan * mereka adalah pautan afiliasi - ini bermakna saya memperoleh beberapa pence untuk setiap pembelian, tetapi anda tidak membayar apa-apa lagi). Harga yang ditunjukkan di sini adalah betul pada hari penulisan:

• Wemos D1 Mini (https://s.click.aliexpress.com/e/eMzZNz3 *) [£ 2.10]
• Wemos D1 Mini Prototaip Sheild (https://s.click.aliexpress.com/e/cL0f39Su *) [£ 1.90 / 5] - Saya menggunakan ini supaya saya dapat memulihkan ESP untuk projek lain pada masa akan datang, anda boleh membuat solder secara langsung ke Wemos D1 mini jika anda mahu
• 3m pita LED 12V WS2811 LED (https://s.click.aliexpress.com/e/EubEE27 *) [£ 1,55 / m dalam senarai ini, saya membayar £ 1 untuk 5 juta jadi ini berharga 60p]
• Penukar turun voltan DC-DC (https://s.click.aliexpress.com/e/iuRRRzJ *) [31p]
• Palam kuasa (https://s.click.aliexpress.com/e/fUJyNVF *) [58p]
• Butang (https://s.click.aliexpress.com/e/by8JYjri *) [£ 1.85 / 10]

* Jumlah kos untuk saya untuk projek ini = £ 4,15 (£ 8,20 dengan harga di pautan di atas)

Saya juga menggunakan bahan berikut di rumah:

• 4 kotak kadbod besar dari pizza beku
• Pelekat dua sisi dalam pelbagai lebar
• Pita Metalik (walaupun pita gaffer atau pita apa pun yang akan menghentikan cahaya yang dapat dilakukan)
• Kerajang timah
• Kawat cangkuk
• Baki papan proto
• Bekalan kuasa 12V, diselamatkan dari pencetak lama

Alat yang saya gunakan adalah:

• Pembaris keluli
• Pisau bedah atau pisau tajam
• Pemotong lubang boleh laras untuk kertas dan kad
• Gerudi 10mm
• Pateri dan pateri

Saya sangat menggunakan apa yang harus saya tangani, mungkin ada cara yang berbeza atau lebih baik untuk mencapai hasil yang sama. Sekiranya anda memilih untuk menukar satu bahagian (seperti jalur LED misalnya) maka anda mungkin juga perlu menukar bahagian lain (seperti bekalan kuasa).

Langkah 2: Buat Kotak

Bahagian atas kotak dibuat dari satu kotak pizza dan bahagian bawah dari kotak yang lain. Dimensi yang saya gunakan adalah kecelakaan ukuran kotak pizza yang saya ada, tetapi berfungsi dengan baik. Dimensi untuk bahagian atas dan bawah setelah pemangkasan adalah 632mm x 297mm. Dan jam terakhir adalah kedalaman 562mm x 227mm x 40mm (termasuk butang).

Buka kotak pertama rata dengan menggerakkan jari anda dengan hati-hati di semua tepi yang terpaku kemudian potong sisi sepanjang bulat sehingga anda mempunyai dua kepingan persegi besar yang dilekatkan dengan jalur sempit. Ulangi ini dengan kotak kedua memastikan keduanya sama saiz. Hanya terdapat markah yang tertinggal di tengah-tengah setiap kotak.

Dengan alat pemarkahan (jika ada) atau pisau tumpul atau skor biro di semua sisi setiap kotak. Garis skor hendaklah 37mm masuk dari semua tepi pada satu (ini akan menjadi bahagian bawah) dan 35mm dari semua tepi yang lain (bahagian atas). Perbezaan di sini memastikan bahawa kedua-dua kepingan akan duduk satu sama lain ketika projek selesai.

Garis skor membentuk segi empat di setiap sudut. Potong di sepanjang sisi segiempat di tepi panjang untuk meninggalkan tepi yang lebih pendek dengan tab di setiap hujungnya, kemudian potong segitiga kecil dari alun-alun di sebelah garis potong anda sehingga tab akan masuk di dalam kotak yang sudah siap separuh. Sapukan pelekat dua sisi pada sisi kelabu tab ini. Lakukan ini untuk bahagian atas dan bawah. Anda dapat melihat perincian tab dan tempat memotong gambar yang menunjukkan templat yang melekat di bahagian atas.

Kami akan berusaha di bahagian bawah seterusnya. Dalam gambar kedua (maaf atas masalah fokus - saya tidak menyedarinya sehingga terlambat) anda dapat melihat ke mana perginya kerajang timah - semua yang bertanda 'X' adalah di mana anda tidak mahu kerajang semua rehat mesti dilindungi. Tinggalkan sandaran di mana terdapat X, letakkan kerajang dan potong dengan berhati-hati di sekitar kawasan tersebut. Berhati-hati untuk mengelakkan meletakkan kerajang di dua bahagian tengah di mana elektronik akan pergi. Pada dasarnya anda perlu meninggalkan kawasan untuk elektronik (lihat gambar di bahagian akhir) dan setiap tempat di mana tab akan tersekat untuk melengkapkan kotak dan sesuai dengan pembahagi.

Kotak bawah kemudian boleh dibuat dengan melipat tepi ke atas dan melekatkan 4 tab kecil. 4 pembahagi kemudian boleh ditambahkan satu di kedua-dua bahagian bahagian tengah kecil dan satu di tengah setiap petak yang dihasilkan. Ini boleh dibuat dari kotak pizza ke-3 dan selebarnya sama dengan bahagian atas dan bawah dan dicetak 37mm dari setiap hujungnya. Kedua-dua yang sesuai di tengah perlu ditutup dengan kerajang di sisi yang menunjuk dari bahagian tengah dan hanya untuk pusat 120mm di sisi yang menunjuk ke tengah. Dua yang lain boleh ditutup sepenuhnya.

Untuk bahagian atas, cetak SVG yang terpasang (skala agar sesuai dengan kotak anda jika ukurannya berbeza) dan kemudian potong bahagian putih ke bahagian dalam setiap garis hitam. Terapkan templat ini ke bahagian atas dan lukis hingga membentuk 4 digit, 2 setiap sisi pusat. Anda mungkin merasa paling mudah untuk memulakan dengan dua digit tengah satu setiap sisi bahagian tengah dan kemudian dua digit luar yang melapisi tepi templat dengan garis skor. Potong dengan berhati-hati dengan pisau bedah atau pisau kerajinan tajam. Menggunakan set pemotong lubang untuk memotong lebar bahagian yang dikeluarkan dari templat, potong dua lubang di bahagian tengah untuk usus besar. Ini harus berjauhan dengan dua segmen bertentangan dalam digit yang sama. Akhirnya, putar bahagian atas, bawa keempat-empat tepi pada garis skor dan tempelkan tab untuk melengkapkan kotak. Bahagian atas sudah selesai dan boleh diketepikan sehingga langkah terakhir.

Akhir sekali buat dua kepingan berbentuk U kecil dan satu bahagian jambatan seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Dua yang pertama adalah untuk memperkuat kawasan di mana elektronik akan ditempatkan dan yang terakhir memegang LED untuk usus besar di tengah-tengah jam.

Langkah 3: Buat Digit

Bahagian ini jauh lebih mudah daripada yang kelihatan!

Cukup potong 32 bentuk yang ditunjukkan pada gambar pertama (menggunakan dimensi pada 2) dan potong bersama seperti yang ditunjukkan pada gambar ketiga. Sekiranya anda telah menggunakan kotak ukuran yang berbeza, anda perlu menggunakan ukuran yang berbeza. Pada dasarnya ini mengikuti garis hitam pada templat untuk bahagian atas tetapi memanjang ke sudut dan tepi setiap bahagian empat digit.

Saya menutup bahagian kad yang dicetak dengan kertas belakang melekit putih untuk menjadikannya lebih cenderung memantulkan cahaya dan menyembunyikan gambar pizza dari pandangan.

Langkah 4: Pasang LED

Keseluruhan proses ini cukup mudah dan bijak untuk melakukannya dengan perlahan dan sabar. Jalurnya agak tahan lasak tetapi boleh rosak jika anda membengkokkannya terlalu keras atau berkali-kali. Gambar menunjukkan apa yang anda mahukan (yang pertama mempunyai segmen pertama di sebelah kiri dan yang kedua di bahagian atas).

Jalur LED yang saya gunakan dibuat sedemikian rupa sehingga 1 piksel terdiri daripada 3 LED. Oleh itu, saya telah menggunakan 3 LED untuk setiap segmen setiap digit. Anda boleh, dengan mudah, menggunakan 1 LED setiap segmen jika anda menggunakan LED NeoPixel individu.

Sekiranya anda membeli jalur LED yang mempunyai pita pelekat sendiri di atasnya - dilakukan dengan baik, anda hanya menyelamatkan diri selama satu jam kesakitan. Sekiranya, seperti saya, pita anda tidak mempunyai sokongan melekit - ambil pita melekit dua sisi dan pasangkannya ke bahagian belakang jalur anda. Saya dapati cara paling mudah adalah dengan meluruskan satu tepi ke atas dan kemudian memotong kepingan lekapan dari seberang dengan pisau tajam.

Untuk memaksimumkan sudut pandang paparan, jalur LED perlu dipasang sedekat mungkin dengan bahagian atas kotak segmen, semakin tinggi dipasang semakin kecil kemungkinan melihat LED itu sendiri ketika anda melihat paparan. Sekiranya anda menggunakan NeoPixels individu maka ini harus dipasang sejauh "sudut tengah" setiap segmen dengan alasan yang sama.

LED mestilah satu "piksel" setiap bahagian. Dalam setiap digit mereka bermula di segmen atas dan melintasi segmen tepi mengikut arah pusingan jam. Anak panah di jalur selalu perlu menunjuk ke arah ini juga. Piksel terakhir berada di segmen tengah. Saya mencuba beberapa cara untuk melakukan ini dan gambar menunjukkan cara paling mudah. Anda mungkin mendapati (seperti yang saya lakukan pada awalnya) bahawa bahagian pita tidak dapat diselaraskan dengan segmen digit - jangan risau, potong pita pada titik potong dan mulakan bahagian baru di segmen seterusnya di sekitar.

Setelah LED diletakkan dalam satu segmen, potong celah pada pembahagi segmen sehingga pita dapat dilewati tanpa membiarkan cahaya masuk dan kemudian lipat pita dengan lembut sehingga melekat ke segmen berikutnya seperti dalam gambar.

Saya memilih untuk melekatkan LED ke pembahagi segmen tetapi mungkin juga untuk memasangkannya ke pembahagi kotak dan digit (walaupun jika anda berniat melakukannya, jangan menutup kepingan ini dalam kerajang ketika anda membuat kotak, tutup pembahagi segmen sebaliknya.

Sebaik sahaja anda melekatkan semua pita LED ke setiap segmen, maka anda perlu menyambungkan semua bahagian yang anda potong (paling tidak bahagian tengahnya). Garis data perlu menjadi satu jalur berterusan di setiap digit bermula di atas, bergerak mengikut arah jam di sekitar tepi dan kemudian melintasi tengah. Ini biasanya akan dijaga oleh jalur di mana anda memotongnya hanya bergabung dengan `Dout` di hujung satu bahagian ke` Din` pada permulaan yang berikutnya.

Sekarang anda mempunyai garis data, sambungkan kuasa. Satu-satunya syarat di sini ialah satu sambungan `12v` pada setiap bahagian dan satu sambungan` GND` pada setiap bahagian perlu disambungkan sama ada ke bahagian lain atau ke kuasa. Tidak semestinya di hujung atau di tempat yang sama. Yang diperlukan adalah semua bahagian pita dalam satu digit dihubungkan bersama dalam beberapa cara. Pada langkah seterusnya kita akan menghubungkan digit ke talian kuasa dan satu sama lain.

Langkah 5: Bawa Bersama

Anda tidak akan pernah mempercayai ukurannya, tetapi ini adalah bahagian yang paling pantas dari keseluruhan projek. Tujuannya sangat mudah, untuk meletakkan semua bahagian bersama-sama dan menempelkannya ke bawah untuk memastikan bahawa sekecil mungkin cahaya dapat masuk dari kotak lampu satu segmen ke yang lain.

Mula-mula letakkan potongan spacer kecil di bahagian atas dan bawah bahagian tengah kecil - hujung dengan potongan wayar hendaklah menghadap ke tengah. Bor lubang 10mm melalui setiap bahagian ke belakang kotak (lubang di bahagian atas untuk butang dan di bahagian bawah untuk soket kuasa).

Di sebelah kiri paling banyak digit dibuat sebelumnya, sambungkan dua ekor kuasa panjang (panjang kira-kira 40cm) ke sambungan di sudut kanan bawah. Ke digit seterusnya lakukan perkara yang sama dengan ekor yang lebih pendek (kira-kira 20cm). Ulangi dengan digit 3 dan 4 sambil menambahkan ekor ke sudut kiri bawah dengan ekor pendek pada digit 3 dan panjang di digit 4.

Pasang digit pertama ke ruang pertama, masukkan ekor kuasa di bawah pembahagi di bahagian bawah sehingga keluar di bahagian tengah. Sambungkan wayar ke `Din` pertama dan beri ini dengan cara yang sama ke bahagian tengah atas (yang hijau dalam gambar). Ulangi dengan bahagian seterusnya dan kemudian sambungkan `Dout` (segmen tengah) terakhir digit pertama ke` Din` pertama (segmen atas digit kedua.

Ulangi dengan digit tangan kanan memastikan bahawa `Dout 'satu digit selalu disambungkan ke` Din` yang seterusnya sehingga, pada dasarnya, satu panjang jalur LED berterusan

Setelah semua 4 dipasang pita pada 4 tepi dalaman berlian tengah setiap digit dan bahagian belakang kotak, ulangi ini untuk segitiga bawah dan atas dan juga di sepanjang sisi kiri setiap pembahagi menegak (saya lakukan ini dalam dua bahagian untuk membolehkan ruang untuk wayar yang menghubungkan segmen melintasi bahagian tengah. Sukar untuk menerangkan dengan tepat di mana pita itu pergi tetapi harus jelas dalam gambar.

Setelah keempat digit disambungkan, sambungkan wayar kuasa dan kabel ke bahagian pusat LED kecil di hujung bawah dan wayar data ke `Din` di bahagian atas. Umpan melalui jurang yang sesuai dan letakkan spacer di bahagian tengah bahagian tengah.

Langkah 6: Sambungkannya

Mulakan dengan memateri ekor ke soket kuasa dan butang dan menambah sedikit pita atau pengecutan haba untuk mengelakkan sesak hubungan. Letakkan ini di lubang mereka dan skru ke bawah.

Sekiranya menggunakan perisai prototaip, tambahkan header yang sesuai ke perisai dan Wemos (ini biasanya dibekalkan dengan Wemos dan satu set selanjutnya dibekalkan dengan perisai yang saya beli juga).

Ambil sekeping kecil proto-board sekerap dan pateri penukar DC-DC ke tengahnya (seperti dalam gambar).

Mari bekerja di bahagian bawah bahagian tengah terlebih dahulu. Ambil semua sambungan positif (harus ada 6 wayar keseluruhan - satu dari setiap digit, satu dari titik dua di tengah dan satu dari soket kuasa). Pateri semua ini ke papan proto di lubang yang berdekatan dengan `+ in` penukar DC-DC. Kemudian bengkokkan masing-masing dan pateri ke yang berikutnya sehingga semuanya dan `+ in` penukar disambungkan bersama.

Sekarang ambil semua sambungan GND dan ulangi perkara di atas yang menghubungkan semuanya ke papan proto dan ke `-in` penukar DC-DC. Model penukar yang saya ada menghubungkan tanah dengan tanah di luar PCB, jika tidak, lakukan ini juga.

Foto pertama menunjukkan papan proto dengan semua ekor dari LED dan kuasa yang disambungkan bersama dengan penukar DC-DC dan salah satu wayar untuk menghidupkan Wemos.

Sambungkan dua wayar panjang dari output penukar DC-DC (sekali lagi pasangkannya ke lubang bersebelahan pada papan proto dan bengkokkannya untuk menyentuh pin penukar) dan sambungkannya ke set berbilang meter ke `Vdc`, pasangkan 12VDC ke soket kuasa dan ukur voltan pada output penukar. Laraskan penukar sehingga ia membaca 3.3v. Putuskan ekor dari muti-meter dan beri mereka hingga bahagian atas bahagian tengah.

Sambungkan ekor ini ke pelindung prototaip (atau terus ke ESP jika tidak menggunakan perisai) pada kedudukan bertanda `3v3` dan` GND`. Sambungkan satu sisi butang ke `GND` juga. Dalam gambar, anda akan melihat suis kecil pada papan proto, ini memungkinkan dalam ujian untuk mematikan kuasa dari penukar DC-DC semasa saya menyambungkan ESP ke USB. Ia tidak diperlukan untuk berjalan normal.

Terakhir, dua set NeoPixels (jalur panjang untuk digit, dan titik dua di tengah) dan bahagian lain butang perlu disambungkan seperti berikut:

• Jalur Digit - D2
• Jalur Kolon - D3
• Butang - D7

Padankan ketiga-tiga wayar ke perisai (atau ESP) dan semua itu bersambung. Gunakan pelekap busa atau serupa untuk menahan protoboard di tempatnya dan juga pelindung atau ESP.

Langkah 7: Tambahkan Kod

Pertama, jika anda belum pernah menggunakan ESP8266 sebelumnya, lihat video ini oleh Brian Lough untuk mendapatkan maklumat mengenai cara menyiapkannya.

Masalah terbesar ketika membuat jam adalah membuat antara muka pengguna untuk mengaturnya. Untuk menyelesaikan ini, saya telah menggunakan ESP8266 dan jam disetel dengan NTP. Dengan cara ini masa harus selalu betul.

Saya tidak akan melalui garis sketsa demi baris menerangkan bagaimana ia berfungsi kerana ini bukan tutorial pengekodan Arduino / ESP dan sudah cukup lama. Terdapat beberapa komen di sana bagi mereka yang berminat dengan cara kerjanya.

Lakaran yang dilampirkan adalah sangat mudah untuk menunjukkan ciri asas jam. Sketsa bergantung pada sebilangan perpustakaan untuk membuatnya berfungsi (ada yang dipasang secara lalai, ada yang tersedia di pengurus perpustakaan, beberapa hanya di GitHub):

• Kawat
• ESP8266WiFi
• Adafruit_NeoPixel [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel]
• TimeLib [https://github.com/PaulStoffregen/Time]
• NtpClientLib [https://github.com/gmag11/NtpClient]
• RGBDigit * [https://github.com/ralphcrutzen/RGBDigit]
• Ticker
• OneButton [https://github.com/mathertel/OneButton]

* Terima kasih saya kepada Ralph Crützen kerana menggabungkan perubahan yang diperlukan ke perpustakaan RGBDigitnya supaya saya dapat menawarkan projek ini tanpa mengekalkan versi kedua daripadanya.

Pada masa ini ciri berikut dilaksanakan:

• Memaparkan waktu dalam warna yang ditetapkan dalam kod
• Berkelip titik tengah di tengah hijau di mana terdapat sambungan internet dan merah jika tidak ada.
• Beralih antara menunjukkan waktu (HH: MM) dan tarikh (DD: MM) setiap kali butang ditekan.

Akhirnya banyak lagi perkara yang dapat dilakukan baik dari segi manipulasi warna menggunakan perpustakaan RGBDigit dan juga dari segi pengambilan maklumat untuk dipaparkan dari internet (setelah semua ini menggunakan ESP8266).

Saya berhasrat untuk terus meningkatkan kod dan versi yang akan datang akan tersedia di halaman GitHub. Sekiranya anda membuat ini dan menambahkan ciri pada kod itu sendiri, jangan ragu untuk mengemukakan permintaan tarik.

Langkah 8: Jadikannya Sendiri…

Anda kini mempunyai Jam Kotak Pizza yang berfungsi sepenuhnya. Persoalannya sekarang ialah apa yang anda lakukan dengannya!

Buat masa ini jam saya masih dalam warna papan kelabu "brutalist". Walau bagaimanapun ia akhirnya akan berubah menjadi sesuatu yang lebih lembut pada mata. Saya mempunyai beberapa idea bagaimana saya akhirnya menjadikannya lebih baik dan ini ada dalam senarai di bawah:

• Saya telah memikirkan untuk menutup bahagian depan dalam vinil kayu kesan dan kemudian hanya memotongnya dengan pisau tajam di mana jurang cahaya berada. Ia akan kelihatan lebih jelas daripada saya.
• Saya juga telah mempertimbangkan untuk mengikuti panduan ini (dibayar - bukan ahli gabungan) dan menghias bahagian depan dengan gaya steampunk / dieselpunk.

Saya juga ingin melihat apa yang dilakukan oleh orang lain dengan jam mereka.

Perkara yang sama berlaku dengan kod. Paparan ini disusun sebagai jam tetapi ada seribu satu cara untuk menambahkan fungsi tambahan. Senarai tugas saya untuk membawa projek ini ke tahap seterusnya adalah di bawah, apa yang akan anda tambah?

• Tambahkan suhu, kelembapan, jumlah debunga dari ramalan cuaca dalam corak berbasikal atau dengan menekan butang.
• Tukar kecerahan berdasarkan waktu siang (redup atau mati pada waktu malam).
• Tukar warna paparan waktu berdasarkan peristiwa dalam kalendar Google saya.

Saya tidak meletakkan semua perkara ini di sini kerana ini cukup panjang mengenai cara membuat paparan. Mungkin saya akan menulis susulan dengan beberapa lagi kod pada masa akan datang.

Sekiranya anda membaca sejauh ini, terima kasih! Nikmati jam anda jika anda membuatnya.