Budget Arduino RGB Word Clock!: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Γεια σε όλους, εδώ είναι ο οδηγός μου για το πώς να φτιάξετε το δικό σας απλό και φθηνό ρολόι λέξεων!

Εργαλεία που θα χρειαστείτε για αυτό το έργο

1. Συγκολλητικό σίδερο & συγκολλητικό
2. Σύρματα (Ιδανικά τουλάχιστον 3 διαφορετικά χρώματα)
3. Τρισδιάστατος εκτυπωτής (access πρόσβαση σε έναν, μπορείτε επίσης να στείλετε τα αρχεία.stl σε τυπογραφείο εάν δεν έχετε δικό σας εκτυπωτή)
4. Βασικά εργαλεία (προγράμματα οδήγησης βιδών, κοπτικό σύρματος, αρχείο, κ.λπ.)

Όλο το μέρος που θα χρειαστεί να παραγγείλετε καλύπτεται στην ενότητα BOM αυτού του οδηγού!

Ελπίζω να σας άρεσε, τώρα ας ξεκινήσουμε!

Βήμα 1: Πρόταση έργου

Εδώ και πολύ καιρό ήθελα να φτιάξω ένα ρολόι γραφείου RBG σύμφωνα με τις γραμμές του έργου Adafruit εδώ LINK

Τα βασικά πράγματα που με σταματούσαν ήταν το κόστος των εξαρτημάτων & η ανάγκη για ανταλλακτικά με λέιζερ!

Έτσι, ο στόχος αυτού του έργου ήταν να φτιάξει μια φθηνή και απλή έκδοση χρησιμοποιώντας έναν προϋπολογισμό RBG Matrix & ένα Arduino Nano, και στη συνέχεια να εκτυπώσει 3D ένα προσαρμοσμένο περίβλημα παρακάμπτοντας την ανάγκη για τμήματα κοπής με λέιζερ.

Βήμα 2: BOM - Ηλεκτρονικά & Μηχανικά

Το Bill of Materials (BOM) για αυτό το έργο θα πρέπει να φτάσει τις 13,21 £ για 1 πλήρες ρολόγια λέξεων.

Το συνολικό κόστος παραγγελίας (Συμπεριλαμβανομένων των ταχυδρομικών αποστολών για το Ηνωμένο Βασίλειο) θα πρέπει να ανέλθει σε 51,34 £ αν υποτεθεί ότι πρέπει να αγοράσετε κάθε εξάρτημα, συμπεριλαμβανομένων πλήρων καρουλιών 1KG PLA για το περίβλημα.

(Κόστος παραγγελίας - Κόστος BOM)

1. 42 6,42-6,42 £-8x8 WS2812B Matrix-https://www.ebay.co.uk/itm/8x8-64-LED-Matrix-WS28…
2. 8 1.83- 8 1.83- Arduino Nano V3-
3. 1,75 - - 1,75 £ - RTC Module DS1307 -
4. 25 1,25 - 13 0,13 - Power Micro USB -
5. 4,31 - - 1,44 - - Protoboard -
6. £ 1.05-11 0.11-M3 35mm Βίδα x20-https://www.aliexpress.com/item/M3-x-35mm-Alloy-S…
7. 13 4.13 - 8 0.82 - 4mm Rubber Feet x4 -
8. 12,99 - - 1,20 £ - BQ 1,75mm PLA - Μαύρο άνθρακα -
9. 19,99 - - 0,28 £ - AMZ3D 1,75mm PLA - Natural -

Οι υπολογισμοί PLA μπορούν να εμφανιστούν παραπάνω στον πίνακα PLA Calc. Έχω υποθέσει ότι ο όγκος του PLA είναι περίπου 800 cm^3/kg, πράγμα που σημαίνει ότι ένα καρούλι 1 κιλού πρέπει να έχει περίπου 330 μέτρα πλαστικό. Στη συνέχεια χρησιμοποίησα το προβλεπόμενο ποσό PLA που απαιτείται για την εκτύπωση κάθε μέρους για τον υπολογισμό του κόστους.

Βήμα 3: Τμήματα εκτυπωμένων 3D

Τα μοντέλα τρισδιάστατης εκτύπωσης μπορείτε να τα βρείτε στο Thingiverse εδώ -

Μπορείτε να βρείτε οδηγίες εκτύπωσης στη σελίδα Thingiverse που συνδέεται παραπάνω

Σχεδίασα αυτό το μοντέλο στο Fusion 360 χρησιμοποιώντας το περίβλημα του Adafruit Laser Cut ως πρότυπο (Σύνδεσμος).

Διατήρησα τα γράμματα του μπροστινού πίνακα το ίδιο καθώς θα χρησιμοποιούσαμε τον ίδιο κώδικα που χρησιμοποιεί το έργο Adafruit.

Το περίβλημα γωνία του ρολογιού στις 10 ° για να του δώσει μια καλύτερη γωνία θέασης. Η διάταξη των γραμμάτων πρέπει να είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από την έκδοση Adafruit, καθώς η μήτρα LED 8x8 RGB που επέλεξα να χρησιμοποιήσω είναι περίπου 64 mm x 64 mm αντί των 60 mm x 60 mm του Adafruit NeoMatrix.

Το περίβλημα έχει 6 μέρη,

1. Μπροστινός πίνακας - Έχει τα γράμματα τοποθετημένα μπροστά από τη μήτρα LED.
2. Mid Panel (Angled) - Αυτό κρατά τη μήτρα στη θέση της καθώς και συνδέεται με το Front Panel & Back Panel. Αυτό το τμήμα είναι στους 10 °.
3. Πίσω πίνακας (υπό γωνία) - Αυτός ο πίνακας φιλοξενεί τον προσαρμογέα ρεύματος και συνδέεται με τον μεσαίο πίνακα.
4. Κλείδωμα τροφοδοτικού - Αυτό είναι ένα μικρό μέρος που συγκρατεί τον προσαρμογέα στη θέση του.
5. Διαχωριστικό πλέγμα - Αυτό χρησιμοποιείται για να βοηθήσει στην απομόνωση του φωτός από κάθε LED, μειώνοντας την αιμορραγία φωτός σε παρακείμενα γράμματα.
6. LED Diffuser - Αυτό είναι ένα σαφές μέρος PLA που βοηθά στην ανάμειξη του φωτός led RGB, αυτό βοηθά επίσης στην ευκρίνεια των γραμμάτων (Σημειώστε ότι θα χρειαστεί να εκτυπώσετε 64 από αυτό το μέρος, ένα για κάθε LED της μήτρας).

Ολόκληρο το περίβλημα είναι τοποθετημένο μαζί χρησιμοποιώντας τις βίδες M3 35mm & M3 15mm.

Βήμα 4: Κωδικός

Λήψη του Arduino IDE

Για αυτό το έργο θα χρειαστείτε πρώτα το Arduino IDE το οποίο μπορείτε να κατεβάσετε εδώ - Σύνδεσμος

Λήψη της βάσης κώδικα

Αυτό το έργο ο κώδικας έχει δημιουργηθεί από την Adafruit και μπορείτε να το βρείτε στο GIT Hub εδώ - Σύνδεσμος

Για όποιον δεν έχει χρησιμοποιήσει το GIT Hub στο παρελθόν, είναι πραγματικά απλό! Για να κατεβάσετε τον κωδικό και στο Arduino IDE ακολουθήστε αυτά τα βήματα.

1. Κάντε κλικ στο σύνδεσμο προς το GIT Repo
2. Κάντε κλικ στο κουμπί «Κλωνοποίηση ή λήψη» (Πράσινο) και στη συνέχεια επιλέξτε Λήψη ταχυδρομείου
3. Αφαιρέστε το κατεβασμένο ZIP κάπου
4. Ανοίξτε το Arduino IDE
5. Στο Arduino IDE μεταβείτε στο Αρχείο Άνοιγμα
6. Στη συνέχεια, μεταβείτε στο WordClock_NeoMatrix8x8.ino που βρίσκεται στον αποσυμπιεσμένο φάκελο (Παράδειγμα καταλόγου-C: / Users / xxxxxx / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock_NeoMatrix8x8.ino)

Τώρα ανοίξατε τον κωδικό!

Πραγματοποίηση τροποποίησης του κώδικα

Στη συνέχεια, πρέπει να κάνουμε μια πολύ μικρή τροποποίηση του κωδικού Adafruit που παρέχεται καθώς χρησιμοποιούμε διαφορετικό μικροελεγκτή στο αρχικό έργο.

Στο WordClock_NeoMatrix8x8.ino θέλουμε να τροποποιήσουμε μερικές από τις // καθοριστικές ακίδες, Πρέπει να αλλάξουμε το RTCGND σε A4 και το RTCPWR σε A5 αυτό δείχνει τον κωδικό όπου βρίσκονται οι συνδέσεις SDA & SCL στο Arduino Nano.

Θα χρειαστεί επίσης να αλλάξουμε το NEOPIN σε D3, ώστε να γνωρίζει πού είναι συνδεδεμένο το 8x8 RBG Matrix Din.

Εάν δεν είστε βέβαιοι ότι το κάνατε σωστά, μπορείτε να κατεβάσετε το συνημμένο Modified WordClock_NeoMatrix8x8.ino και να αντικαταστήσετε αυτό στον κατάλογό σας.

Λήψη της απαιτούμενης βιβλιοθήκης

Τέλος, πριν από τον προγραμματισμό θα χρειαστεί να κατεβάσετε όλες τις απαιτούμενες Βιβλιοθήκες, Το Adafruit έχει συμπεριλάβει συνδέσμους προς όλα αυτά στα σχόλια του

Or μπορείτε να τα κάνετε κλικ εδώ,

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

Για όποιον δεν έχει εγκαταστήσει το Arduino IDE Library πριν, ακολουθήστε αυτά τα βήματα,

1. Όλοι οι παραπάνω σύνδεσμοι είναι προς αποθετήρια GIT Hub, θα πρέπει να κάνετε κλικ στο κουμπί "Κλωνοποίηση ή λήψη"
2. Επιλέξτε λήψη ZIP
3. Τώρα ανοίξτε το Arduino IDE
4. Κάντε κλικ στην καρτέλα "Σκίτσο" στο επάνω μενού
5. Τοποθετήστε το δείκτη του ποντικιού πάνω από τη Συμπερίληψη βιβλιοθήκης και, στη συνέχεια, επιλέξτε "Προσθήκη. ZIP Library …"
6. Μεταβείτε στη θέση στην οποία κάνετε λήψη της βιβλιοθήκης. ZIP και επιλέξτε την
7. Τώρα η Βιβλιοθήκη έχει εγκατασταθεί, θα πρέπει να επαναλάβετε αυτά τα βήματα για καθένα από τα 5 Βιβλιοθήκη που συνδέονται παραπάνω.

Προγραμματισμός του Arduino Nano

Τώρα το περιβάλλον IDE είναι έτοιμο και ήρθε η ώρα να προγραμματίσετε το Arduino Nano!

Βεβαιωθείτε ότι το Arduino IDE έχει ρυθμιστεί για μεταγλώττιση για τον πίνακα Arduino Nano, για να το επαληθεύσετε,

1. Κάντε κλικ στην καρτέλα "Εργαλεία"
2. Τοποθετήστε το δείκτη του ποντικιού πάνω από την επιλογή "Πίνακες:" και επιλέξτε το "Arduino Nano"
3. Συνδέστε το Arduino Nano στον υπολογιστή σας και επιλέξτε τη σωστή θύρα COM

Αφού ακολουθήσετε τα παραπάνω βήματα, μπορείτε να πατήσετε το κουμπί αποστολής για να προγραμματίσετε το Arduno Nano!

Βήμα 5: Ηλεκτρονικά

Τώρα έχετε προγραμματίσει το Arduino Nano να έρθει η ώρα να ρυθμίσει τα ηλεκτρονικά!

Πριν συνδέσετε τα πάντα, αποσυνδέστε το Arduino Nano από την υποδοχή USB.

Τα ηλεκτρονικά στο έργο είναι εξαιρετικά απλά, επομένως είναι πολύ εύκολο να συναρμολογηθούν ακόμη και για αρχάριους, Συνδέσεις

1. TP4056 - Συγκολλήστε κόκκινο καλώδιο στη σύνδεση + δίπλα στην υποδοχή micro USB (εμφανίζεται παραπάνω) αυτό είναι 5V (Επαληθεύστε με πολύμετρο εάν δεν είναι σίγουρο). Στη συνέχεια, συνδέστε μαύρο καλώδιο στην υποδοχή - (εμφανίζεται ξανά παραπάνω).
2. 8x8 RGB Matrix - Συνδέστε το Din στο Arduino Nano Pin D3 και μετά Vcc σε 5V & GND στο GND.
3. DS1307 - Συνδέστε το SDA με το Arduino Nano Pin A4 (Αυτή είναι η σύνδεση SDA του Nano) και, στη συνέχεια, συνδέστε το SCL με το Arduino Nano Pin A5 (Αυτή είναι η σύνδεση SCL του Nano, δείτε το Nano Pin παραπάνω). Στη συνέχεια Vcc σε 5V & GND σε GND.
4. Arduino Nano - Το μόνο που απομένει είναι να τροφοδοτήσετε το Arduino Nano, για να το κάνετε αυτό συνδέστε 5V στο Vin & GND στο GND δίπλα στην καρφίτσα Vin.

Μόλις τηρηθούν όλα τα παραπάνω, το κύκλωμα έχει ολοκληρωθεί! και ήρθε η ώρα να το προγραμματίσουμε για να ελέγξει ότι λειτουργεί!

Πριν από τη συγκόλληση όλων των παραπάνω συνδέσεων, είναι πιθανώς μια καλή ιδέα να επαληθεύσετε ότι όλα λειτουργούν χρησιμοποιώντας ένα breadboard και μερικούς συνδετήρες. Έδειξα μερικές φωτογραφίες της επαλήθευσης των ηλεκτρονικών μου παραπάνω!

Ο χρόνος των ρολογιών δεν είναι σωστός;

Εάν το ρολόι λέξεων δεν εμφανίζει τη σωστή ώρα, δοκιμάστε να επαναπρογραμματίσετε το Arduino Nano ενώ είστε συνδεδεμένοι με τη μονάδα RTC. Εάν αυτό εξακολουθεί να μην λειτουργεί, αφαιρέστε την μπαταρία κυψέλης από τη μονάδα RTC και, στη συνέχεια, προσθέστε την ξανά, αφού κάνετε αυτήν την προσπάθεια επαναπρογραμματισμού του Arduino ξανά.

Βήμα 6: Συναρμολόγηση

Τώρα που έχετε τα τρισδιάστατα μέρη, το Code & Electronics είναι έτοιμο για να συναρμολογήσει τη λέξη ρολόι.

1. Τοποθετήστε το Standard Front επίπεδο σε ένα γραφείο και τοποθετήστε τα 64 LED Diffusers.
2. Βεβαιωθείτε ότι όλοι οι διαχύτες έχουν τοποθετηθεί επίπεδη.
3. Τοποθετήστε το διαχωριστικό πλέγμα στην τυπική μπροστινή διάταξη.
4. Προετοιμάστε τα ηλεκτρονικά που συζητήθηκαν στο προηγούμενο βήμα.
5. Τοποθετήστε το Angled Back Flat στο γραφείο
6. Τοποθετήστε τη μονάδα φόρτισης USB στην υποδοχή στο τμήμα Angled Back
7. Βεβαιωθείτε ότι η θύρα USB είναι ευθυγραμμισμένη μέσω της πίσω αποκοπής στο Angled Back
8. Τοποθετήστε το Angled Mid πάνω από τα ηλεκτρονικά και ευθυγραμμίστε με το Angled Back και, στη συνέχεια, τοποθετήστε τα ηλεκτρονικά
9. Τοποθετήστε τη μήτρα LED πάνω από τα ηλεκτρονικά, ο πίνακας θα πρέπει να ευθυγραμμιστεί στις υποδοχές Angled Mids.
10. Τοποθετήστε το γωνιακό συγκρότημα στο Standard Front και τοποθετήστε τις βίδες M3 35mm
11. Σφίξτε τις βίδες και τοποθετήστε τα 4 ελαστικά πόδια στη βάση
12. Συγχαρητήρια που ολοκληρώσατε τη συναρμολόγηση, ώρα για να την ενεργοποιήσετε δείτε την ώρα!

Βήμα 7: Διδάγματα και συμπέρασμα

Συνολικά είμαι ευχαριστημένος με το αποτέλεσμα αυτού του έργου, αλλά φυσικά υπάρχουν μερικά πράγματα που θα μπορούσαν να γίνουν για να βελτιωθεί.

Τεύχος 1

Οι μονάδες RTC DS1307 είναι αρκετά απογοητευτικές για τη ρύθμιση και παρασύρονται σημαντικά εκτός συγχρονισμού, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να επαναπρογραμματίσετε τη συσκευή για να την επανασυγχρονίσετε.

Τεύχος 2

CAD, μάλλον θα σχεδίαζα το περίβλημα λίγο διαφορετικά για να βελτιώσω τη διαδικασία συναρμολόγησης και να έχω κάπου να τοποθετήσω το Arduino.

Τεύχος 3

Γιατί να μην έχετε Wi-Fi; Αυτή θα ήταν μια εξαιρετική λύση στο Τεύχος 1!

Όταν ξεκίνησα αυτό το έργο δεν είχα εμπειρία με το ESP8266 / ESP32, αλλά αν ξεκινούσα ξανά αυτό το έργο ή έκανα Rev2, θα σκεφτόμουν αποφασιστικά να προσαρμόσω τον κώδικα για να χρησιμοποιήσω το Wifi για να λάβω την τρέχουσα ώρα αντί για το DS1307.

Αυτό θα μπορούσε επίσης να ενεργοποιήσει πολλές άλλες δυνατότητες, όπως προσαρμογή του χρώματος της οθόνης με βάση την πρόγνωση του καιρού ή δροσερά πράγματα όπως αυτό.

Σας ευχαριστώ όλους που φτάσατε στο τέλος του οδηγού μου, αν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, μη διστάσετε να μου σχολιάσετε ή να μου στείλετε μήνυμα!