Светодиодная лента с матричным дисплеем с контролем Wi-Fi: 3 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Проекты Tinkercad »

Программируемые светодиодные ленты, например основанные на WS2812, завораживают. Применения разнообразны, и вы быстро можете получить впечатляющие результаты. И почему-то создание часов кажется еще одной областью, о которой я много думаю. Начав с некоторого опыта создания словарных часов на основе одиночных светодиодов, Arduino и модуля цифровых часов, я перешел на веб-время NTP, которое является изящным компонентом интегрированного в WLAN модуля nodemcu (ESP8622). Следовательно, создание часов светодиодного матричного дисплея из светодиодной ленты и контроллера nodemcu почти очевидно. И помимо отображения часов, можно создавать всевозможные причудливые световые эффекты с многоцветной пиксельной матрицей из 42 x 7 пикселей светодиодной ленты. Смотрите демо.

Помимо светодиодной ленты, источника питания, узлового микроконтроллера, вам понадобятся дополнительные материалы, такие как опорная пластина, прозрачная лицевая пластина, несколько винтов и распорных гаек. Навыки пайки и обработки дерева (более поздние из которых у меня нет…) очень полезны. 3D-принтер - разумный выбор для печати подставки и крышки электроники.

Запасы:

6 x HSeaMall 180 штук M3 Нейлоновая белая шестигранная распорная втулка, гайка, латунная распорная втулка, дистанционный винт, гайка, Ассортимент Набор для крепления полистироловой плиты к деревянной плите

1 x Пенополистирол 80x20 см прозрачный, белый 2,5 мм в качестве лицевой панели

1 x Деревянная полка 80 x 20 см, белая, 1, 6 см в качестве опорной пластины для светодиодной ленты и электроники

20 x Industry 15 мм x 3,9 мм Самонарезающие винты с резьбой Сверление болтов для фиксации предметов

1 x NodeMCU Lua Amica Module V2 ESP8266 ESP-12F -Wifi для управления светодиодными часами

1 x Блок питания ДЛЯ 300 светодиодов - 230В до 5В, 8А Артикул МСКУ: MeanWell Series LPV-60. [Энергетический класс A] - для питания до 300 светодиодов.

1 светодиодная лента, 5 м 300 светодиодов, WS2811 IC Встроенный 5050SMD, яркость 256 - светодиодная пиксельная матрица

1 светочувствительный резистор для автоматической регулировки яркости

электроника и электрические детали, кабели, клеммы для печатных плат 2-полюсные, подходящая печатная плата

Шаг 1. Соберите опорную пластину и крышку

Сначала необходимо выровнять крепления крышки. Подробный макет платы представлен в PDF. Гайка распорного винта в каждом углу расположена в каждом углу с центром в 1 см от внешнего края. В середине длинной кромки закреплены два винта для стабилизации крышки.

Светодиодная лента разрезана на семь линий по 42 светодиода в каждой для построения матрицы. Светодиодные линии прикреплены к плате симметрично, как показано на макете платы в формате PDF. ВАЖНО: направление потока данных в строках - слева направо для верхней строки, справа налево для следующей строки, снова слева направо для следующей строки и так далее для всех семи строк.

Линия передачи данных и линии питания (GND, + 5V) подключены (припаяны) для каждой линии от верхней к нижней линии. Итак, первая и вторая линии соединены с правой стороны, вторая и третья с левой стороны, три и четыре снова с правой стороны и так далее. Эта стратегия позволяет сократить длину паяных линий.

Линии питания к источнику питания припаяны посередине линии, чтобы избежать слишком большой длины для подачи питания к последнему светодиоду.

Отверстие 3 мм для светочувствительного резистора в левой верхней части платы (будет нижней частью лампы) поддерживает резистор, направленный наружу (к задней части лампы, чтобы не попадало слишком много света от светодиодной матрицы). Резистор направлен наружу, соединительные линии вместе проходят через другое просверленное отверстие в задней части лампы.

В крышке просверлены отверстия в местах, симметричных монтажным отверстиям в базовой плате. Винты с пластмассовыми распорными кольцами крепят крышку к основанию.

Для подставки я напечатал две белые детали, которые необходимо закрепить винтами M4x20 мм, чтобы подставка была устойчивой.

Шаг 2: Блок питания и электроника

Теперь мне нужно немного питания и какой-то контроллер для матрицы светодиодной ленты. Сначала контроллер nodeMCU. Очень простая печатная плата позволяет монтировать узел nodemcu съемным, ничего более неприятного, чем распаять сломанное электронное устройство с большим количеством припаянных контактов. Подключения описаны ниже:

Подключение к NodeMCU (Контакт 1 светового резистора A0

3, контакт 2 светового резистора 3 В

D2 DIn светодиодной ленты

Vin 5V блока питания

GND GND источника питания

Блок питания установлен на задней части базовой платы. Я решил закрепить относительно большой источник питания вдоль длинного края с помощью соединения 5V / GND внизу, где разъемы спереди проходят через просверленное целое. Монтажные отверстия блока питания используются вместе с крышками для электроники и разъемов питания, напечатанных на 3D-принтере. Дизайн был разработан на лету - оглядываясь назад, я бы объединил все в одну крышку рядом с блоком питания - ну, это то, для чего нужны прототипы …

3D-детали были созданы с помощью tinkercad (который отлично подходит для быстрого проектирования) и распечатаны / нарезаны с помощью Cura.

Ссылка на проект tinkercad: Компоненты матрицы светодиодной ленты Tinkercad

Шаг 3: Программное обеспечение

Преимущество nodemcu определенно состоит в том, что не требуется ни модуля цифровых часов, ни отдельного интерфейса управления, поскольку для управления nodemcu можно использовать веб-сервер.

Количество эффектов не ограничено, так как матрицу можно использовать как доску сообщений, лампу, тетрис как игровую приставку, снежный свет и т. Д.

К счастью, программирование nodeMCU очень и очень близко к программированию Arduinos. Можно использовать IDE Arduino. Существует множество хороших описаний того, как установить Arduino IDE и работать с nodeMCU ESP8622. И вы также получите их в инструкциях - Quick Start to Nodemcu (ESP8266) на Arduino IDE от Магеша Джаякумара.

Необходимо установить пару библиотек, а программное обеспечение все еще находится в стадии разработки. Включены отображение часов, прокрутка текста и некоторые эффекты.

Часы и эффекты можно контролировать через веб-страницу. Это все еще очень просто, и мне нужно понять, как можно обновить веб-страницу до действительно приятного пользовательского интерфейса со всеми видами изящных функций.

Многое еще предстоит сделать.