Veebiühendusega SMART LED-animatsioonikell veebipõhise juhtpaneeliga, sünkroonitud ajaserver: 11 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Selle kella lugu ulatub kaugele - rohkem kui 30 aastat. Minu isa oli selle idee eestvedaja, kui olin vaid 10 -aastane, kaua enne LED -i revolutsiooni - tagasi, kui LED -id on 1/1000 nende praeguse pimestava sära heledusest. Tõeline uuendaja, ta kodeeris montaažikeeles ja ühendas käsitsi iga LED -i (muljetavaldav kannatlikkuse ja sihikindluse saavutus)! Tema esialgne versioon töötab siiani.

Tahtsin jätkata sealt, kus ta pooleli jäi, ja kasutada tehnoloogia edusamme, et teha ilus kell, mis oleks veebiga ühendatud, värvikas, lõbus mängida ja täis huvi. See on jõudnud nii kaugele, et soovime kella avalikkusele avalikustada avatud lähtekoodiga projektina, kuid pakume ostutootmise huvilistele ka valmistooteid. Vaadake meie indiegogo kampaaniat, kui leiate, et olete huvitatud toetamisest!

Praegusel kellal on palju funktsioone ja see on täielikult valmis ja toimiv toode. Meil on väga hea meel selle üle, kuidas see nii kvaliteedi ja funktsionaalsuse, vaid ka funktsioonide ja stabiilsuse osas välja tuli. Kell sünkroonib iga minut ajaserveriga, tagades, et aeg on alati täiuslik. Kasutajad peavad ajavööndi seadistama vaid üks kord, lubama suveaja režiimi ja nad ei pea enam kella seadmise pärast muretsema!

52 erinevat animatsiooni koos reguleeritava värvi, kiiruse ja heledusega annavad kasutajale täpse kontrolli ja lõpmatu variatsiooni. Lemmikrežiimid salvestatakse mällu. Võimalik on seada valgustaimerid ja päevasündmused, mis võimaldavad kasutajatel valitud ajal visuaalselt märku anda. Spetsiaalsed puhkuserežiimid võivad teie majale pidulikkust lisada Halloweeni, uusaasta või jõulude ajal. Meil on isegi pi päeva jaoks spetsiaalne režiim, kus kell animeerib iga tunni jooksul 100 numbri jaoks pi numbreid.

Kella toiteallikaks on veebiga ühendatud sõlme MCU ESP8266 ja see on programmeeritud arduino keele ja populaarsete c ++ raamatukogude abil, mis on arduino platvormil standardvarustuses. Kas soovite seda teha? Selleks toimige järgmiselt.

Samm: materjalide kokkupanek

Siin on täielik nimekiri kõigest, mida vajate koos hindade ja linkidega.

• 18 "läbimõõduga 1" paksune ümmargune puidust toorik - 10,40 dollarit - Lowes
• Valgust hajutav akrüül - 5,79 dollarit + 6,55 dollarit saatmine = 12,34 dollarit Amazonilt
• (2) LED -i eeljuhtmega stringid 50 - 11,67 dollarit x 2 = 23,34 dollarit eBayst
• LED -poolne kiirgus - 26,62 dollarit Adafruitilt
• 8266 ESP sõlme MCU - 8,39 dollarit Amazonilt
• 2,5 mm pats - 6,99 dollarit (10 tk) Amazonist
• 4 cm x 6 cm prototüüpide trükkplaat - 9,99 dollarit (pakendis 10 - vajate 1) Amazonist
• Terminaliplokid - 7,99 dollarit (pakk 20 tükki - vajate 5)
• 1x8 männitükk - 4,79 dollarit Lowesilt
• 1/4 lehtpuidust põrandakattematerjali (aluse jaoks) Toote number 422633 - 10,48 dollarit Loweselt
• (1) 5v, 5a toiteallikas - 14,99 dollarit Amazonilt
• 2,7 mm kasuliku alusmaterjal (kaup 757295000023) - 10,98 dollarit Home Depotist
• (20) Mustad puidukruvid #6 - 6,83 dollarit - Amazon
• Peits ja läbipaistev mantel. Üldine viimistlus soovitatav! - umbes 20 dollarit Woodcraftilt
• (2) Mustad 1/4-20 pähklid (kaup 755801) - 1,38 dollarit Lowesilt
• (2) Mustad 1/4-20 pannipea kruvid (kirje 755806) - 1,49 dollarit

Siin loetletud esemete koguhind: 177,38 dollarit

Vajalikud tööriistad:

1. CNC masin
2. Kuum liimipüstol
3. Jootekolb
4. Dremel või käsiviil
5. Traadi eemaldajad

2. samm: tutvuge veebilehega

See osa muudab kella lõbusaks ja lahedaks. Veebileht on jagatud nelja ossa: Üldseaded, Värv, Helinaanimatsioonid ja Numbrianimatsioonid.

• Üldseaded - see jaotis sisaldab kohandusi, nagu suveaeg, ajavöönd jne. Sellel lehel on ka võimalus salvestada ja meelde tuletada kolme erinevat kella konfiguratsiooni. See võimaldab kasutajal lemmikstseene salvestada. Kõik seaded salvestatakse eepromi (püsimälu); Lisaks salvestatakse praegune seadistus alati nii, et voolukatkestuse korral taastub kell sealt, kus see pooleli jäi.
• Värvivalikud - kella kõiki aspekte saab kohandada. Mis tahes elemendi värvi muutmiseks klõpsake lihtsalt muudetavale elemendile vastavat nuppu ja seejärel värviratast. Värviratta sees on puhas valge. Väljaspool värviratast lülitub LED välja.
• Helinaanimatsioonid - helinaanimatsioonid on sündmused, mis toimuvad iga minut (st animatsioonid, mis liigutavad minutikätt) või huvitav tegevus nagu pendel. Siin saate valida erinevate võimaluste hulgast
• Numbrianimatsioonid - numbrianimatsioonid on heledad kuvarid, mis pole aja sündmusega seotud. Pigem tekitavad nad meeleolu või huvi. Siin on 52 erinevat võimalust ja neid saab veelgi huvitavamaks muuta, reguleerides liugribade abil kas heledust või kiirust.

Selle lehe html ja javascript sisalduvad lähtekoodis, mida hostitakse githubis. Selleni jõuame hetkega.

Samm: valmistage ette CNC -failid

CNC -masina ehitustööd vajutavad teie CNC -masinale. Kuid nagu keegi teab, on CNC töö 95% seadistamine ja 5% lõikamine! Siin on paar sõna seadistamise kohta oluline.

Esiteks on hädavajalik saada kindel kinnitus. Ma valin nende nukk -klambritega puidust tooriku all hoidmiseks. Nad töötavad hämmastavalt ja on väga tugevad! Et need puitu ei kahjustaks, panin kontaktpinna ja puidu vahele mõned väikesed kummitükid (see ei vähenda kinnitusjõudu). Lisaks sellele, et need klambrid on uskumatult tugevad, on nende klambrite teine eelis asjaolu, et klambri kogukõrgus jääb tööpinnast allapoole, nii et kokkupõrkeohtu pole kunagi. Kui teil neid klambreid pole, võib kahepoolne teip töötada. Ükskõik, milline on teie meetod, tagage tugev kinnipidamine ja terade õige joondamine.

Oluline märkus: peate pöörama kella ja CNC -d mõlemal pool masinat, nii et veenduge, et indekseerite oma puutüki. Veenduge, et saate selle ümber pöörata ja olla täpselt samas kohas. See on hea kella lõikamiseks hädavajalik!

Nüüd mõned märkmed CAD ja CAM töö kohta.

Cad -fail (ProductionClockMaster.3dm) on Rhino3d -fail ja sellel on kella jaoks kõik vajalikud CAD -kihid. Kui vajate üldisemat vormingut, olen lisanud ka kella esi- ja tagakihi *dxf ekspordi. See peaks olema kogu vajalik teave.

CNC CAM -i töö on jagatud üheksaks eraldi CNC -operatsiooniks. Tegelikud Mach3 gcode -failid sisalduvad GitHubi hoidlas ja neid tootnud VCarve -failides (kui teil on vaja need avada ja eksportida mõne muu postprotsessori abil).

Kõik projekti failid on saadaval GItHubis. Siin on, kuidas faile tõlgendada. Need on suhteliselt iseenesestmõistetavad, kuid siin on täiendav abi võimalike segaduste kõrvaldamiseks. Esimesed viis faili on loetletud lõikamisoperatsiooni järjekorras. Faili nimi lõpeb sulgudes lõikevahendi suurusega. Nii näiteks - 01_Taga taskud_v1.8_ (1-2 tolli)

• See failinimi algab tähega 01, seega on see esimene toiming.
• See lõikab välja tagumised taskud.
• See on versioon 1.8 (alustasin 0.0 -ga, mis ütleb teile, kui palju vigu ma tegin!)
• Kasutage 1/2 tolli lõikeriista

Lisaks nendele viiele puitplokk-toimingule on kaks stenditoimingut, akrüülelemendiga toimimine ja tagakaane plaat.

Üks ainulaadne toiming on T-piluga CNC-operatsioon. See tagab kanali, kus lauaaluse poldid saavad sisse libiseda. Teil on vaja sellist T-pilu, nagu ülaltoodud fotol.

Jällegi, kui vajate midagi muud kui tavaline Mach3 postprotsessor, avage VCarve'i failid ja eksportige oma kohalikus vormingus. Järgmise sammuna läbime tegelikult südamiku lõikamise ja illustreerime samm -sammult, milline peaks kell igas etapis välja nägema.

Samm: lõigake kellasüdamik, töölaud, akrüülplaadid ja alusmaterjal

Siin on mõned fotod igast valminud tükist, kui need masinalt maha tulevad. Akrüül on kõige keerulisem lõige, kuna akrüülil on kalduvus sulada, kui see läheb liiga soojaks, ja see ka lobiseb ja tõuseb, kui seda kindlalt alla ei hoita. Laserlõikur oleks ideaalne, kui teil see on. Nagu fotol näha, tegin spetsiaalse jigi, mis hoiab kõik neli külge tihedalt all. Kahepoolne teip oleks selle toimingu jaoks ilmselt parim, kuid selle eemaldamine võtaks veidi rohkem aega.

Samm: kohandage kella näokunstiga ja lõpetage

Ilma selle sammuta saab kella suurepäraselt kasutada, kuid seda on lõbus kohandada vastavalt teie vajadustele või maitsele. Oleme proovinud palju erinevaid kujundusi ja siin on piiriks taevas. Tahaksime näha näiteid teie väljamõeldud asjadest!

Viimistluse osas oleme proovinud palju erinevaid asju, kuid armastame värvimise lihtsust ja lihtsust. Me armastame ka General Finishes pealislakki, kuna seda on eriti lihtne paigaldada, see on vastupidav ja näeb hea välja! Nüüd on aeg seda teha enne elektroonika paigaldamise alustamist.

Näpunäide. Ärge unustage üheaegselt värvida ka töölaua alust, tagaplaadi pistikut ja tagaplaati. Neid aksessuaaritükke on lihtne ära vedada ja unustada!

6. samm: akrüülplaadid ja aluse kokkupanek

Pärast viimistluse puidutükkidele kandmist on aeg akrüülplaadid sisse suruda ja alus kokku panna. Akrüülplaadid on pressimishälbed ja ei nõua üldiselt liimi. Mõni plaat võib vajada väikest kogust lihvimist või viilimist, kuid üldiselt vajutage need lihtsalt kohale ja teil on hea minna. Kui leiate, et mõned neist on liiga lahtised ja kukuvad välja, kasutame paar tilka valget Elmersi kooliliimi, kuna seda on lihtne peale kanda, see kuivab täiesti selge ja tagab palju nakkuvust. Teie kella esiosa on nüüd TÄIELIK! Seisa tagasi ja naudi.

Samuti saate sel ajal vajutada alusse 1/4-20 mutreid ja pitsid poltides, mis libisevad alla T-pilu kanalitest. Laske alus väikese liimiga alusele ja teie töölaua alus on nüüd valmis!

Samm 7: Paigaldage eeljuhtmega LED-id kella südamikku

Okei, läheme lähemale! Kella kõige aeganõudvam osa on ilmselt üksikute LED-ide vajutamine. Kella selles osas on kokku 100 LED -i ja kuna LED -id on saadaval 50 ribana, on teil vaja kahte riba, mis on üksteise otsa ühendatud. LED -õõnsuste tolerantsid on sellised, et need on põhimõtteliselt pressitud. Kuigi pressi sobivuse hälbed hoiavad LED -e paigal, kasutame lisaturvalisuse tagamiseks väikest (väga väikest) kuuma liimi. Liiga palju liimi ja ülejääk pigistab välja ja blokeerib LED -id.

Pärast seda sammu on teil kella tagaküljelt välja pressitud palju silmuseid, mis tuleb tagapaneeli paika kinnitamiseks alla vajutada. Föönist saadud kuum õhk muudab juhtmed elastsemaks ja kergemini painutatavaks. Jällegi hoiab kuuma liimi kasutamine need juhtmed kinni.

Kokkuvõttes võtab see protsess aega umbes 45 minutit kuni tund. Vaadake ülaltoodud pilte, et näha, kuidas see samm välja peaks nägema. Vaata ka lõbusat time-lapse videot! Kui me vaid saaksime nii kiiresti juhtmeid ühendada!

Samm: pange elektroonika kokku

Elektrijuhtmestik on üsna lihtne, kuid siin on üksikasjalik selgitus. Leidsime, et lihtsaim viis juhtmestamiseks on kasutada 4 cm x 6 cm protoplaati (CNC õõnsuse suurus) ja paigaldada kruviklemmid, mis võtavad vastu LED -ribasid ja alalisvooluadapterit. Proovisime jootmist otsesemalt ja see pole mitte ainult tülikas ja keeruline, vaid muudab võimatuks kella sisikondade eemaldamise või asendamise juhuks, kui ESP8266 puruneb või vajab uuendamist. Päiste kasutamine on paindlikum ja meie arvates lihtsam.

Kui kruviklemmid on paigaldatud, järgige lihtsalt ühendusskeemi, et ühendada klemmid õigete tihvtidega. PCB -l pole tegelikke komponente, on ainult jäljed päistest kuni sobivate ESP8266 tihvtideni.

Tihvt 4 on sõrmuse LED -ide tihvt ja tihvt 2 on numbrite tihvt. Positiivne läheb VSS -ile ja negatiivne läheb maapinnale.

Ainus muu asi, mida vaja on, on LED -riba andmestikul olev 300 oomi takistus. Igas WS2812b ribas, mida ma kunagi näinud olen (ja olen palju näinud), on see keskne tihvt. See takisti kaitseb riba ohtlike pingetõusude ja -pingete eest, mis võivad põhjustada kahjustusi või ettearvamatut käitumist. Ma jätsin selle takisti paigaldamise tähelepanuta ja põletasin ribal esimese LED -i (muul ajal ei juhtunud midagi ja see töötas ideaalselt). Takisti tuleks lisada reas, mis tähendab, et see toimib nagu ahela lüli, mis ühendab plaadi juhtmega LED -iga. Mõnel LED -ribal on need takistid juba paigaldatud ja mõnel mitte. Kui te pole kindel, kas teie LED -ribal on üks, jätkake ja lisage see ikkagi. Sellest ei ole kahju. Lisage see takisti kindlasti inline võimalikult lähedale ühendusjuhtme LED -poolele, MITTE trükkplaadi poolele.

Kella tagaküljel olev õõnsus on mõeldud kahel otstarbel. See võib seinale kinnitamiseks vastu võtta 5 V trafo korpuse või hoida valikulist akut tagasi. Siin on illustreeritud tavaline 5v aku, mida kasutatakse traadita seadmete hulga laiendamiseks. Ostke USB -2,5 mm adapter ja teie kell on nüüd patareitoitega!

Peate puurima augu keskmisest õõnsusest PCB -le, et saada DC emane pats. Seda saab hõlpsalt teha, kui lihtsalt puurida nurga alla. Kindlasti jääge pinnapealseks, et te ei puuriks läbi kella näo! Näidatud on lõpule viidud puurimisoperatsioon, kus pats on korralikult õõnsusse pakitud.

Samm: laadige kood üles

Kella koodi leiate Brightlightart githubi lehelt. Koodi täiustatakse pidevalt ja seda kommenteeritakse hästi. Kui te ei tunne *.ino faile, on see Arduino failivorming ja see tuleb kompileerida arduino IDE abil. Pärast koostamist laadite üles ESP8266 standardse microUSB -pesa kaudu. Kui vajate abi, kuidas seda ESP 8266 abil teha, on siin suurepärane õpetus selle populaarse liidese abil programmeerimiseks. See on karbist üsna lähedal, kuid mitte päris!

Mida need erinevad failid teevad? Siin on jaotus nende failide struktuuri ja nende tegevuse kohta suures pildis.

Veebiserveri kaust

Index.htm -Kui kood on esmalt ESP8266 -sse üles laaditud, kuvatakse teile üleslaadimisleht, mis palub teil faili üles laadida. Laadige fail index.htm üles. See fail teenib veebilehte - teised kausta failid on hostitud saidil brightlightart.com, kuid on siin teie jaoks viitamiseks juhuks, kui soovite muuta stiililehti/javascripti ja neid ise hostida

Peamine kaust

• etLIGHTen-LED-Clock.ino-See on emafail ja pärineb suurepärasest McLighting projektist. Skripti on algsest olekust oluliselt muudetud, kuid oleme selle projekti eest tänu võlgu, mis on meie projekti suurepärane lähtepunkt.
• colormodes.h - tegeleb enamiku rõnga heledate animatsioonidega. Tegeleb ka ajafunktsioonidega.
• definitions.h - määratleb enamiku globaalsetest muutujatest.
• request_handlers.h - see suhtleb ESP8266 -ga ja käsitleb sissetulevaid päringuid ning saadab teavet ESP8266 -le.
• spiffs_webserver.h - aitab veebilehte üles teenida ja tõlgendada. See on ainus McLightingi projektiga võrreldes muutumatu fail.
• WS2812FX.cpp - tegeleb numbrite heledate animatsioonidega. See on peaaegu täielikult võetud suurepärasest kiturferi WS2812B raamatukogust. Peamine muudatus on funktsionaalsuse lisamine, et tunnikell jääks põlema
• WS2812FX.h - päisefail, mis läheb koos WS2812fx koguga. See on suures osas muutumatu.

Täiendavad kaasamisfailid

Lisaks siin sisalduvatele failidele vajate järgmisi teeke. Need on tavalised teegid ja hõlpsasti IDE -s otsides kaasatavad.

• NtpClientLib.h
• DNS -server.h
• FS.h
• ESP8266mDNS.h
• EEPROM.h
• WiFiClient.h
• Ticker.h
• WiFiUdp.h
• WiFiManager.h
• WebSocketsServer.h
• WebSockets.h
• ESP8266WiFi.h
• ESP8266WebServer.

10. samm: EnLIGHTen Clock ja Demonstration esmane seadistamine

Pärast lähtekoodi üleslaadimist ja esmakordset toite sisselülitamist muutuvad kõik tuled staatiliselt siniseks. See näitab, et kell edastab pääsupunkti ja ootab ühenduse loomist. Telefoni, sülearvuti või mis tahes traadita seadme abil skaneerige läheduses asuvaid võrke (nagu teeksite seda, kui prooviksite kohvikus Interneti -ühendust luua). Saadaolevate võrkude loendis peaksite nägema ühte pealkirjaga "kell". Ühendage sellega.

Kui olete selle võrguga ühenduse loonud, laadib see automaatselt veebilehe (nagu uuesti suunamine, mida kogeksite kohvikus). Ole kannatlik, sest mõnikord võib see kesta kuni 30 sekundit. Veebileht palub teil läheduses asuvaid võrke otsida. Valige oma kodu- või kontorivõrk ja andke sellele WiFi -parool. Kui klõpsate käsul Esita, salvestatakse teie kohaliku võrgu traadita ühenduse parool mällu. Peate seda tegema ainult üks kord. Kell taaskäivitub.

Kui see uuesti käivitub, näete, et see kuvab järjekorras numbriseeria. Selle kuvatavad numbrid on selle veebilehe IP -aadress, millega peate ühenduse looma. Näiteks võib see kuvada 1, 9, 2,., 1, 6, 8,., 0,., 3, 1. See tähendab https://192.168.0.31. Sisestage see aadress veebilehele ja nüüd peaksite olema oma kellaga ühendatud. Seadistage ära ja nautige! Jällegi kasutab kell veebipesa tehnoloogiat, nii et kõik teie tehtud muudatused peaksid kohe kajastuma, ilma et oleks vaja vajutada nuppu Salvesta või veebilehte värskendada. Selles osas on see väga interaktiivne ja lõbus!

Kui teil mingil põhjusel ühendus katkeb, värskendage lihtsalt oma veebilehte. Enamik ruutereid hoiab ühendatud seadmete IP -aadressi samaks, kuid aeg -ajalt kipuvad need muutuma, nii et pöörake tähelepanu käivitamisel. Kui teil tuleb veebilehe ip -aadressi meelde tuletada, taaskäivitage kell lihtsalt.

Kui olete koodi töötamisega rahul, ärge unustage alusmaterjali paigaldada! Eelpuuritud augud hõlbustavad joondamist. Vajutage kõik juhtmed, mis on uhked, ja nüüd on teie juhtmestik turvaline ning kell näeb väga valmis!

Samm: ehitage, arendage, toetage ja nautige

Meile meeldiks näha, kui palju inimesi seda kella ehitaks ja seda naudiks. Meile on see projekt meeldinud ja soovime, et ka teised jagaksid seda kogemust! Meil on olnud nii lõbus probleeme lahendada, tõkkeid ületada, vigu kokku lüüa ja lõbusa ja sisuka valgusega premeerida. Loovalt avatud lähtekoodiga kogukonnalt saadud kasu on hindamatu ja on julgustanud meid avaldama seda allikmaterjali ühiseks õppimiseks, jätkuvaks täiustamiseks ja tehniliseks naudinguks. Meile meeldiks kuulda edukatest ehitustest ja viisidest, kuidas olete valgustuse kella täiustanud. Palun jätke meile liin ja andke meile sellest teada!

Kõigil pole aega, oskusi, tööriistu ega ressursse ühe sellise kella loomiseks nullist, nii et kui olete huvitatud valminud kella ostmisest valmistootena või jätkuva arengu alusena, siis palun toetage meid indiegogos.