WiFi 7-Segment-LED-Uhr - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Projekt: WiFi 7-Segment-LED-Uhr

Datum: November - Dezember 2019

Die 7-Segment-Uhr verwendet eine gemeinsame Anoden-5-V-Versorgung über 22-Ohm-Widerstände basierend auf einer Schieberegistersteuerung. Der Hauptgrund für den Bau dieser Uhr war erstens die Wiederverwendung von zwei Nachttischuhren mit jeweils 4 x 7-Segment-Anzeigen und der zweite Grund die Aufnahme einer Wemos R1 D2-Platine, mit der eine maßgeschneiderte Android-Anwendung verbunden ist. Die Android-Anwendung verwendet die WLAN-Kommunikation, um Befehle an und von der Uhr zu senden und zu empfangen. Die Android-Anwendung kann die Uhrzeit und das Datum der Uhr „SET“und die aktuelle Uhrzeit, das Datum, die Temperatur, den Druck und die Luftfeuchtigkeit „GET“.

Darüber hinaus und die Hilfe von David von der Nixie Google Group, der mir freundlicherweise einen Schaltplan eines geeigneten 74HC595 SPI 16-Schieberegisters und einer 74HC245 Octal Tri-State-Transceiver-Register-basierten Schaltung zur Verfügung gestellt hat, um die 8 x 7-Segment-LEDs mit dem Multiplex zu unterstützen Methode der Anzeige. Eine einfache Leiterplatte wurde unter Verwendung von zwei 74HC595 20-Pin-IC-Chips auf 20-Pin-Trägern und zwei 74HC595 16-Pin-IC-Chips auf 16-Pin-Trägern konstruiert. Der Ausgang einer Seite der Schaltung wurde verwendet, um die Anoden jeder der 8 x 7-Segment-LEDs zu unterstützen, und die andere Seite der Schaltung wurde verwendet, um die 7 Segmente über 22 Ohm-Widerstände in Reihe plus den Dezimalpunkt zu unterstützen.

Lieferungen

Ausrüstungsliste

1. WEMOS R1 D2 Arduino-Karte mit integriertem ESP8266-WLAN-Modul

2. Lichterkennungswiderstand plus 22 Ohm Widerstand

3. Zweipoliger Schalter, farbige Drähte, PCB-Buchsenstecker, Schrumpfschlauch, PCB-Platine, 3 mm Kunststoffhalterungen

4. LED plus 330 Ohm Widerstand

5. BME280 Temperatursensor

6. MP3-TF-16P-Player plus 22 Ohm Widerstand

7. 4 Ohm 5W Lautsprecher

8. 16 x 2-zeiliger LCD-Bildschirm mit IC2-Kommunikation (optional, hauptsächlich zum Testen verwendet)

9. RTC-Uhr DS3231

10. 2 X DC-Abwärtsschritt 12V – 5V

11. 2 X 74HC245 IC Chip plus 20 Chipträger

12. 2 X 74FC595 IC Chip plus 16 Chipträger

13. 8 X 22 Ohm Widerstand

Schritt 1: KONSTRUKTION

Anbei sind Fritzing-Diagramme des Uhrenaufbaus mit der WEMOS-Karte, dem LCD-Display, dem MP3-Player, dem BME280-Sensor, zwei Abwärts-DC-Versorgungen, einer RTC DS3231-Uhr und schließlich dem Lichterkennungswiderstand. Das zweite Fritzing-Diagramm zeigt die Shift- und Octal-Register-basierte Schaltung und ihre Verbindungen mit dem WEMOS. Drei Aufsätze decken die 7 Segmente LED, 74HC245 und 74HC595 IC-Chips ab.

Das Uhrengehäuse wurde aus Mahagoni mit 8 einfachen Kästen konstruiert, die jede der 7 Segment-LEDs umgeben. Jede Box ist mit der nächsten über ein 15-mm-Stahlrohr verbunden, das durch jede Box verläuft, und über eine hohle Mahagoni-Box, die das horizontale Stahlrohr mit einem vertikalen Stahlrohr verbindet, das die Uhranzeige trägt. Das Stahlrohr ist an dem darunter liegenden Hohlkasten befestigt, der die Uhrenhalterung enthält. Die Drähte, die jede LED verbinden, werden durch jede Box und über das Stahlrohr nach unten zum Uhrensystem geführt, ein Satz von acht Segmentsteuerdrähten wird in eine Richtung geführt und der zweite Satz von acht Drähten, die Anodensteuerung, wird in die entgegengesetzte Richtung gespeist.

Die verschiedenen Fotos zeigen die Anordnung der Grundkomponenten auf der Grundplatine der Uhr. Die Verwendung einer Verteilerplatine sowohl für die I2C-Kommunikation als auch für die 5V-Stromversorgung hat den Vorteil, dass nur zwei Pins auf der WeMOS-Platine benötigt werden und zwei DC-DC-Abwärtsversorgungen von 12V auf 5V verwendet werden können. Das erste Netzteil versorgt die Platine, LCD, RTC, MP3-Player usw. mit Strom, das zweite dient der Stromversorgung der Uhranzeige und der Display-Treiberschaltung.

Schritt 2: SOFTWARE

Die angehängten Dateien enthalten die ICO Arduino-Quelldatei und die Android-App. Die erste ICO-Datei enthält Code, der es WEMOS ermöglicht, das BME280, die RTC-Uhr und den LCD-Bildschirm zu steuern. Dieses Projekt gab mir die Möglichkeit, auf einem ursprünglichen Wifi-Roboter-Projekt aufzubauen. Die Arduino-Software WEMOS D1 R2 basierte auf einer früheren Uhr, bei der ein Wifi-Kommunikationspaket mit einfachen „GET“- und „SET“-Hostbefehlen hinzugefügt wurde, um erstens die aktuellen Uhrzeitwerte abzurufen und zweitens das aktuelle Datum und die aktuelle Uhrzeit wie angezeigt einzustellen auf der App., wird verwendet, um die Uhr aus der Ferne zu aktualisieren. Die zweite ICO-Datei "WifiAccesPoint" ist eine einfache Testroutine, um festzustellen, ob die richtigen Sende- und Rückgabestrings korrekt funktionieren.

HINWEIS: Derzeit kann ich die folgende Datei "app-release.apk" nicht hochladen. Ich warte darauf, dass das Support-Team dieses Problem behebt

Es sei darauf hingewiesen, dass die Version 1.8.10 Arduino IDE verwendet wurde und das ausgewählte Board "LOLIN(WEMOS) D1 R2 & Mini" war. Folgende Spezialbibliotheken wurden heruntergeladen: Wire.h, LiquidCrystal_I2C.h, SoftwareSerial.h, DFRobotDFPlayerMini.h, SparkFunBME280.h, RTClib.h, ESP8266WiFi. H, WiFiClient.h und ESP8266WebSErver.h Der vom Der WEMOS ESP8266-Chip heißt "WifiClock" und hat das Passwort "password". Es ist möglich, die Uhr ohne die maßgeschneiderte Android-App zu aktualisieren, sondern mit einem Standard-Webseiten-Viewer, mit ausgewähltem Zugangspunkt "Wificlock" und Eingabe des https-Befehls wie folgt:

Für den SET-Befehl:

"https://192.168.4.1/SET?PARA1=HH-MM-SS&PARA2=DD-MM-YY&PARA3=VV&PARA4=Y&PARA5=Y"

Wenn Uhrzeit und Datum im Standardformat eingegeben werden und "VV" die Lautstärke des Gongs von 0-30 ist, ist das erste "Y" neben PARA4 "Y" oder "N", um die abzuspielende Gong-Option auszuwählen, und das zweite "Y ' neben PARA5 ist "Y" oder "N", um die Nachtspeicheroption auszuwählen, die das Display während der Dunkelheit schließt.

Für den GET-Befehl:

"https://192.168.4.1/GET"

Dies gibt einen Datenstring von der Uhr im folgenden Format zurück:

HH, MM, SS, DD, MM, 20, YY, HHH, HH, PPP, PP, CC, CC, FF, FF, VV, Y, Y

Dabei ist "HHH, HH" der Luftfeuchtigkeitswert, "PPP, PP" ist der Druckwert, "CC, CC" ist die Temperatur in Celsius, "FF, FF" ist die Temperatur in Fahrenheit, "VV" ist die Lautstärke des Glockenspiels, „Y“ist erforderlich, und das zweite „Y“ist erforderlich für Nachtsparmodus.

Es ist zu beachten, dass die Ortungsdienste der Tablets aktiviert sein müssen, da sonst die WiFi-Scan-Schaltfläche keine verfügbaren Netzwerke zurückgibt, einschließlich natürlich des WiFiClock-Netzwerks

Schritt 3: PROJEKTÜBERSICHT

Dies war ein sehr interessantes Projekt, da es zwei neue Elemente zusammengebracht hat, nämlich die Verwendung von Wifi als Methode zur Aktualisierung der Uhr anstelle einer Tastatur. Zweitens die Verwendung einer Shift- und Oktalregister-basierten Steuerschaltung für die 7-Segment-Anzeigen. Ich finde es sehr befriedigend, alte, redundante Geräte wiederverwenden und wieder zum Leben erwecken zu können. Die Entwicklung einer Android-basierten Anwendung ermöglicht es, die Uhr aus der Ferne anzuzeigen, obwohl eine Reichweitenbegrenzung von 20 Metern alles ist, was möglich ist vom WeMOS ESP8266-Chip und seiner begrenzten Leistung erwartet. Eine Alternative zu dem von mir verwendeten verschiebungsbasierten Anzeigetreiber ist einer, der den MAX7219-IC-Anzeigetreiberchip verwendet, der die 5-V-Versorgung für 7-Segment-basierte Anzeigen bereitstellt.

Die Komponenten meines nächsten Projekts sind eingetroffen, darunter alte neue russische IN-4 Nixie-Röhren und INS-1 Neon-Röhren. Ich beabsichtige, zur MAXIM-Reihe von IC-Treiberchips zurückzukehren und vier dieser Chips aneinanderzureihen, um die Displays auf IN-4- und Neon-Basis anzusteuern.