WiFi-gesteuertes LED-Streifen-Matrix-Display-Uhrlicht - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Tinkercad-Projekte »

Programmierbare LED-Streifen, z. B. basierend auf WS2812, sind faszinierend. Die Anwendungen sind vielfältig und Sie können schnell beeindruckende Ergebnisse erzielen. Und irgendwie scheint das Bauen von Uhren eine andere Domäne zu sein, über die ich viel nachdenke. Angefangen mit etwas Erfahrung im Aufbau einer Wordclock basierend auf einzelnen LEDs, einem Arduino und einem digitalen Clock-Modul, wechselte ich zu webbasierter NTP-Zeit, die eine nette Komponente eines WLAN-integrierten Nodemcu-Moduls (ESP8622) ist. Daher ist es fast offensichtlich, eine LED-Matrix-Display-Uhr aus einem LED-Streifen und einem Nodemcu-Controller zu bauen. Und neben der Anzeige einer Uhr kann man mit einer mehrfarbigen Pixelmatrix von 42 x 7 LED-Streifenpixeln alle möglichen ausgefallenen Lichteffekte erzielen. Sehen Sie sich die Demo an.

Neben einem LED-Streifen, einem Netzteil, der Node-MCU, benötigen Sie noch einiges an Zubehör wie eine Grundplatte, eine transparente Frontplatte, einige Schrauben und Distanzmuttern. Löt- und Holzhandwerkskenntnisse (die letzteren habe ich nicht …) sind sehr hilfreich. Ein 3D-Drucker ist eine kluge Wahl, um den Ständer und die Elektronikabdeckung zu drucken.

Lieferungen:

6 x HSeaMall 180 Stück M3 Nylon Weiß Sechskant Distanzschraube Mutter Messing Distanzschraube Mutter Sortimentssatz für Polystyrolplattenmontage auf Holzplatte

1 x Polystyrolplatte 80x20 cm transparent, weiß 2,5mm als Frontplatte

1 x Holzregal 80 x 20 cm, weiß, 1, 6 cm als Grundplatte für LED-Strip und Elektronik

20 x Industrie 15 mm x 3,9 mm Gewindeschneidschrauben Bohrschrauben zum Befestigen von Dingen

1 x NodeMCU Lua Amica Modul V2 ESP8266 ESP-12F -Wifi für LED-Uhrsteuerung

1 x Netzteil für 300 LED - 230V bis 5V, 8A MSKU Artikel: MeanWell Serie LPV-60. [Energieklasse A] - zur Stromversorgung von bis zu 300 LEDs

1 x LED-Streifen, 5m 300 LED, WS2811 IC Eingebaut in 5050SMD, 256 Helligkeit - LED-Pixelmatrix

1 x lichtempfindlicher Widerstand zur automatischen Anpassung der Helligkeit

Elektronik- und Elektroteile, Kabel, Leiterplattenklemmen 2-polig, eine passende Platine

Schritt 1: Bauen Sie die Grundplatte und Abdeckung

Zuerst müssen die Aufnahmen für die Abdeckplatte ausgerichtet werden. Das detaillierte Layout des Boards ist im PDF dargestellt. Eine Distanzschraubenmutter in jeder Ecke wird in jeder Ecke positioniert, wobei die Mitte 1 cm von der Außenkante entfernt ist. Zur Stabilisierung der Abdeckplatte sind in der Mitte der Längskante zwei Schrauben angebracht.

Der LED-Streifen wird in sieben Linien @ 42 LED jeweils geschnitten, um die Matrix aufzubauen. Die LED-Linien werden symmetrisch auf der Platine befestigt, wie im Platinen-Layout-PDF dargestellt. WICHTIG: Die Richtung des Datenflusses der Zeilen ist von links nach rechts für die obere Zeile, von rechts nach links für die nächste Zeile, von links nach rechts für die nächste Zeile und so weiter für alle sieben Zeilen.

Die Datenleitung und die Stromleitungen (GND, +5V) werden für jede Leitung von der oberen zur unteren Leitung verbunden (gelötet). Also werden Linie eins und zwei auf der rechten Seite verbunden, zwei und drei auf der linken Seite, drei und vier auf der rechten Seite wieder und so weiter. Diese Strategie hält die Lötleitungen kurz.

Die Stromleitungen zum Netzteil werden in der Mitte der Leitung angelötet, um eine zu große Länge für die Stromversorgung der letzten LED zu vermeiden.

Ein 3mm Loch für den lichtempfindlichen Widerstand im linken oberen Teil der Platine (wird die Unterseite der Lampe sein) unterstützt den Widerstand nach außen (zur Rückseite der Lampe, um nicht zu viel Licht von der LED-Matrix zu bekommen). Der Widerstand zeigt nach außen, Anschlussleitungen werden gemeinsam durch eine weitere Bohrung zur Lampenrückseite geführt.

Die Abdeckplatte erhielt Bohrungen an den symmetrischen Positionen zu den Befestigungslöchern in der Grundplatte. Die Schrauben mit Kunststoff-Distanzringen fixieren die Abdeckplatte an der Grundplatte.

Für einen Ständer habe ich zwei weiße Teile gedruckt, die mit M4x20mm Schrauben befestigt werden müssen, um einen stabilen Stand zu ermöglichen.

Schritt 2: Stromversorgung und Elektronik

Jetzt brauche ich etwas Strom und einen Controller für die LED-Streifenmatrix. Zuerst die Controller-NodeMCU. Eine sehr einfache Platine ermöglicht es, den Nodemcu abnehmbar zu montieren, nichts ist ärgerlicher, als ein kaputtes elektronisches Gerät mit vielen angelöteten Pins zu entlöten. Nachfolgend werden die Anschlüsse beschrieben:

NodeMCU-Verbindung (A0 Lichtwiderstand Pin 1

3, 3V Lichtwiderstand Pin 2

D2 DIn des LED-Streifens

Vin 5V der Stromversorgung

GND GND des Netzteils

Das Netzteil ist auf der Rückseite des Basisboards montiert. Ich habe mich entschieden, die relativ große Versorgung entlang der Längskantenrichtung mit dem 5V / GND-Anschluss unten zu befestigen, wo die Anschlüsse von vorne durch das gebohrte Loch kommen. Die Befestigungslöcher des Netzteils werden zusammen mit der 3D-gedruckten Elektronik und den Abdeckungen der Stromanschlüsse verwendet. Das Design wurde im Handumdrehen erstellt - im Nachhinein würde ich alles in einer Abdeckung neben dem Netzteil kombinieren - naja, dafür sind Prototypen da …

Die 3D-Teile wurden mit Tinkercad erstellt (was einfach toll für schnelle Designs ist) und mit Cura gedruckt/geschnitten.

Link zum tinkercad Projekt: Tinkercad LED Strip Matrix Komponenten

Schritt 3: Software

Der Vorteil eines nodemcu ist definitiv, dass kein digitales Clock-Modul benötigt wird und man auch keine separate Steuerschnittstelle benötigt, da man den Webserver zur Steuerung des nodemcu verwenden kann.

Die Anzahl der Effekte ist unbegrenzt, da die Matrix als Messaging Board, Lampe, Tetris wie Gamestation, Schneelicht, …

Glücklicherweise ist die Programmierung der nodeMCU der Programmierung von Arduinos sehr, sehr ähnlich. Die Arduino-IDE kann verwendet werden. Es gibt jede Menge gute Beschreibungen, wie Sie die Arduino IDE installieren und mit der nodeMCU ESP8622 arbeiten können. Und Sie erhalten sie auch auf Instructables - Quick Start to Nodemcu (ESP8266) auf Arduino IDE von Magesh Jayakumar

Ein paar Bibliotheken müssen installiert werden und die Software ist noch in Arbeit. Uhranzeige, Lauftext und einige Effekte sind enthalten.

Clock und Effekte können über eine Webseite gesteuert werden. Dies ist immer noch sehr einfach und ich muss mir überlegen, wie die Webseite zu einer wirklich schönen Benutzeroberfläche mit allen möglichen netten Funktionen aufgerüstet werden kann.

Es ist noch viel zu tun.