Webverbinde SMART LED-animasieklok Met webgebaseerde bedieningspaneel, tydbediener gesinkroniseer: 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Die verhaal van hierdie horlosie gaan ver terug - meer as 30 jaar. My pa was 'n pionier in hierdie idee toe ek net 10 jaar oud was, lank voor die LED -omwenteling - toe LED's 1/1000 die helderheid van hul huidige verblindende glans was. Hy was 'n ware vernuwer en het die monteringstaal gekodeer en elke individuele LED met die hand bedraad ('n indrukwekkende prestasie van geduld en vasberadenheid)! Sy oorspronklike weergawe werk tot vandag toe.

Ek wou dit opneem waar hy opgehou het en die vooruitgang op die gebied van tegnologie gebruik om 'n pragtige horlosie te maak wat gekoppel was aan die internet, kleurvol, pret om mee te speel en vol belangstelling. Dit is so ver dat ons die horlosie aan die publiek wil openbaar as 'n open source -projek, maar ook voltooide produkte aan diegene wat belangstel om te koop, wil voorsien. Kyk na ons indiegogo -veldtog as u belangstel om dit te ondersteun!

Die horlosie soos dit vandag is, het 'n magdom funksies en is 'n volledig afgewerkte en funksionerende produk. Ons is baie tevrede met hoe dit ten opsigte van kwaliteit en funksionaliteit gekom het, maar ook wat die funksies en stabiliteit betref. Die klok sinchroniseer elke minuut met 'n tydserver en verseker dat die tyd altyd perfek sal wees. Gebruikers hoef slegs die tydsone een keer in te stel, die sombesparingsmodus te aktiveer, en hulle hoef nooit weer bekommerd te wees oor die klok nie!

52 verskillende animasies met verstelbare kleur, spoed en helderheid gee die gebruiker presiese beheer en oneindige variasie. Gunsteling -modusse word in die geheue gestoor. Ligte timers en daaglikse geleenthede kan ingestel word wat gebruikers in staat stel om op die geselekteerde tyd visueel in kennis gestel te word. Spesiale vakansiemodusse kan u huis tydens Halloween, nuwe jaar of Kersfees feestelik maak. Ons het selfs 'n spesiale modus vir pi -dag, waar die klok elke 100 uur die syfers van pi animeer.

Die klok word aangedryf deur 'n met die internet gekoppelde Node MCU ESP8266 en is geprogrammeer met behulp van die arduino -taal en gewilde c ++ biblioteke wat standaard op die arduino -platform voorkom. Wil jy een maak? Hier is hoe:

Stap 1: Monteer die materiaal

Hier is 'n volledige lys van alles wat u benodig met pryse en skakels.

• 18 "deursnee 1" dik sirkelvormige houtblank - $ 10.40 - Lowes
• Ligte verspreidende akriel - $ 5,79 + $ 6,55 aflewering = $ 12,34 van Amazon
• (2) LED -voorbedrade snare van 50 - $ 11,67 x 2 = $ 23,34 van eBay
• LED -uitstraling - $ 26,62 van Adafruit
• ESP 8266 Node MCU - $ 8,39 van Amazon
• 2,5 mm varkstaart - $ 6,99 (10 stuks) van Amazon
• 4 x 6 cm prototipe printplaat - $ 9,99 (10 stuks - u benodig 1) van Amazon
• Terminalblokke - $ 7,99 (pak van 20 - u benodig 5)
• 1x8 stuk denne - $ 4,79 van Lowes
• 1/4 stuk hardehoutvloermateriaal (vir die staander) Artikelnommer 422633 - $ 10,48 van Lowes
• (1) 5v, 5a kragtoevoer - $ 14,99 van Amazon
• 2.7 mm rugsteunmateriaal (item 757295000023) - $ 10,98 van Home Depot
• (20) Swart houtskroewe #6 - $ 6,83 - Amazon
• Vlek en deursigtige jas. Algemene afwerkings aanbeveel! - ongeveer $ 20 van Woodcraft
• (2) Swart 1/4-20 neute (artikel 755801) - $ 1,38 van Lowes
• (2) Swart 1/4-20 panskopskroewe (artikel 755806) - $ 1,49

Totale prys van genoteerde items hier: $ 177,38

Gereedskap benodig:

1. CNC masjien
2. Warm gom geweer
3. Soldeerbout
4. Dremel of handlêer
5. Draadstroppers

Stap 2: Maak u vertroud met die webblad

Hierdie deel is wat die horlosie lekker en koel maak. Die webblad is in vier afdelings verdeel: algemene instellings, kleur, ringanimasies en nommeranimasies.

• Algemene instellings - Hierdie afdeling bevat aanpassings soos dagligbesparing, tydsone, ens. Op hierdie bladsy is ook 'n opsie om drie verskillende klokkonfigurasies op te slaan en te onthou. Hiermee kan die gebruiker gunsteling tonele stoor. Alle instellings word in eeprom (nie -vlugtige geheue) gestoor; Boonop word die huidige instelling altyd gestoor sodat die klok in die geval van 'n kragonderbreking herstel waar dit opgehou het.
• Kleuropsies - Elke aspek van die klok kan aanpas. Om die kleur van enige element te verander, klik eenvoudig op die knoppie wat ooreenstem met die element wat u wil verander en klik dan op die kleurwiel. Binne -in die kleurwiel is spierwit. Buite skakel die kleurwiel die LED af.
• Ringanimasies - Ringanimasies is gebeure wat elke minuut gebeur (dws animasies wat die minuut wys) of interessante aktiwiteite soos 'n slinger. Kies hier uit 'n verskeidenheid opsies
• Getalanimasies - Die getalanimasies is ligte skerms wat nie aan 'n tydgebeurtenis gekoppel is nie. Dit skep eerder buie of belangstelling. Daar is 52 verskillende opsies, en dit kan nog interessanter gemaak word deur óf die helderheid óf die snelheid aan te pas met behulp van die skuifbalkies.

Die html en javascript vir hierdie bladsy is ingesluit in die bronkode wat op github aangebied word. Ons kom binne 'n oomblik daarby.

Stap 3: Berei die CNC -lêers voor

Die konstruksiewerk van die CNC -masjien druk op u CNC -masjien. Maar soos almal weet, is CNC -werk 95% opstelling en 5% sny! 'N Paar woorde oor die opstelling is hier belangrik.

Eerstens is dit noodsaaklik om 'n stewige houer te kry. Ek kies om die hout leeg te hou met hierdie nokklemme. Hulle werk ongelooflik en is baie sterk! Om die hout nie te beskadig nie, plaas ek 'n paar stukkies rubber tussen die kontakarea en die hout (dit verminder nie die klemkrag nie). Behalwe dat dit ongelooflik sterk is, is 'n ander groot voordeel van hierdie klemme die feit dat die totale hoogte van die klem onder die werkoppervlak is, sodat daar nooit 'n botsingsgevaar is nie. As u nie hierdie klampe het nie, kan dubbelzijdige band werk. Maak nie saak wat u metode is nie, sorg vir 'n sterk houvas en korrekte korrelbelyning.

Belangrike opmerking: u moet die klok en die CNC aan beide kante van die masjien draai, dus maak seker dat u u stuk hout indekseer. Maak seker dat u dit kan omdraai en presies op dieselfde plek is. Dit is noodsaaklik om 'n goeie horlosie te sny!

Nou 'n paar aantekeninge oor die CAD- en CAM -werk.

Die Cad File (ProductionClockMaster.3dm) is 'n Rhino3d -lêer en het al die nodige CAD -lae vir die klok. As u 'n meer algemene formaat benodig, het ek ook 'n *dxf -uitvoer van die voor- en agterste lae van die klok ingesluit. Dit behoort al die inligting te wees wat u benodig.

Die CNC CAM -werk is verdeel in 9 afsonderlike CNC -bewerkings. Die werklike Mach3 gcode -lêers is ingesluit in die GitHub -bewaarplek sowel as die VCarve -lêers wat dit vervaardig het (as u dit moet oopmaak en uitvoer met 'n ander na -verwerker).

Alle lêers vir die projek is beskikbaar op GItHub. Hier is hoe u die lêers moet interpreteer. Dit is relatief selfverduidelikend, maar hier is 'n paar ekstra hulp om moontlike verwarring op te klaar. Die eerste vyf lêers word gelys in volgorde van sny. Die lêernaam eindig tussen hakies met die grootte van die snyhulpmiddel. So byvoorbeeld - 01_Rear Pockets_v1.8_ (1-2 duim)

• Hierdie lêernaam begin met 01, dus dit is die eerste operasie.
• Dit sal die agterste sakke uitknip.
• Dit is weergawe 1.8 (ek het met 0.0 begin, wat u vertel hoeveel foute ek gemaak het!)
• Gebruik 'n 1/2 duim snywerktuig

Benewens hierdie vyf houtblokbedrywighede, bestaan daar ook twee standoperasies, 'n akriel-elementbediening en 'n agterbladplaatbediening.

Een operasie wat uniek is, is die T-slot CNC-operasie. Dit bied 'n kanaal vir die boute op die tafelblad om in te skuif. U benodig 'n T-gleuf soos die op die foto hierbo.

As u iets anders as die standaard Mach3 -na -verwerker nodig het, maak die VCarve -lêers oop en voer dit uit in u plaaslike formaat. Die volgende stap sal ons eintlik deur die kern sny en stap vir stap illustreer hoe die klok in elke fase moet lyk.

Stap 4: Sny die klokkern, tafelblad, akrielteëls en agtergrondmateriaal

Hier is 'n paar foto's van elk van die voltooide stukke terwyl hulle uit die masjien kom. Die akriel is die mees uitdagende snit, aangesien akriel die neiging het om te smelt as dit te warm word, en dit klets en lig ook as dit nie veilig gehou word nie. 'N Lasersnyer sal ideaal wees as u een het. Soos u op die foto kan sien, het ek 'n spesiale mal gemaak wat al vier kante styf vas hou. Dubbelzijdige band sal waarskynlik die beste vir hierdie operasie wees, maar dit sal 'n bietjie langer neem om dit te verwyder.

Stap 5: Pas aan met die wyserwerk en voltooi

Die klok kan baie goed gebruik word sonder hierdie stap, maar dit is lekker om dit aan te pas volgens u behoeftes of smaak. Ons het baie verskillende ontwerpe probeer en die lug is hier die perk. Ons sien graag voorbeelde van dinge waarmee u vorendag kom!

Wat die afwerking betref, het ons baie verskillende dinge probeer, maar hou van die eenvoud en gemak van vlekke. Ons is ook dol oor General Coatings topcoat, aangesien dit besonder maklik is om te installeer, duursaam en pragtig lyk! Dit is tyd om dit te doen voordat ons begin met die installering van elektronika.

Wenk: moenie vergeet om terselfdertyd ook die tafelblad, die agterplug en die agterblad te vlek nie. Dit is maklik om meegevoer te raak en hierdie bykomstighede te vergeet!

Stap 6: Akriel teëls en staander

Nadat u die afwerking op die houtstukke aangebring het, is dit tyd om die akrielteëls in te druk en die staander te monteer. Die akriel teëls is bestand teen perspassing en benodig in die algemeen geen gom nie. 'N Paar van die teëls benodig moontlik klein hoeveelhede skuur of vyl, maar in die algemeen word dit net ingedruk en dit is goed om te begin. As u agterkom dat sommige van hulle te los is en uitval, gebruik ons 'n paar druppels wit Elmers -skoolgom, want dit is maklik om aan te bring, droog heeltemal en sorg vir baie kleefmiddels. Die voorkant van u horlosie is nou VOLTOOI! Staan terug en geniet.

Op hierdie tydstip kan u ook die 1/4-20 moere en kant in die boute wat teen die T-gleufkanale gly, in die staander druk. Gooi die voetstuk met 'n bietjie gom in die basis, en u tafelblad is nou gereed!

Stap 7: Installeer die vooraf bedrade LED's in die klokkern

Goed, ons kom naby! Die individuele LED's is waarskynlik die mees tydrowende deel van die horlosie. Daar is 'n totaal van 100 LED's in hierdie deel van die klok, en aangesien die LED's in stroke van 50 kom, benodig u twee stroke wat van kant tot kant verbind is. Die toleransies van die LED -holtes is sodanig dat dit basies pers pas. Alhoewel die pers -pas -toleransies die LED's in plek hou, gebruik ons 'n klein bietjie warm gom om ekstra veiligheid te bied. Te veel gom en die oormaat druk die LED's uit en blokkeer dit.

Na hierdie stap sal daar baie lusse uit die agterkant van die horlosie kom wat moet ingedruk word sodat die agterpaneel in plek kan kom. 'N Bietjie warm lug uit 'n haardroër maak die drade buigsamer en buigbaarder. Weereens, met behulp van warm gom, hou hierdie drade vas.

Alles in ag genome, duur hierdie proses ongeveer 45 minute tot 'n uur. Sien die foto's hierbo om te sien hoe hierdie stap moet lyk. Kyk ook na die prettige time-lapse video! As ons net so vinnig kon dra!

Stap 8: Monteer die elektronika

Die elektriese bedrading is amper maklik, maar hier is 'n gedetailleerde verduideliking. Ons het gevind dat die maklikste manier om 'n draad te maak, is om 'n protobord van 4 x 6 cm (die grootte van die CNC -holte) te gebruik en skroefaansluitings te installeer wat die LED -stroke sowel as die DC -kragadapter sal ontvang. Ons het op 'n meer direkte manier probeer soldeer, en dit is nie net omslagtig en moeilik nie, maar dit maak dit ook onmoontlik om die ingewande van die klok te verwyder of te vervang as die ESP8266 breek of opgradeer moet word. Die gebruik van opskrifte is meer buigsaam en ons dink makliker.

Nadat die skroefklemme geïnstalleer is, volg die skakeldiagram om die terminale aan die regte penne te koppel. Daar is geen werklike komponente op die PCB nie, slegs spore van die kopstukke na die toepaslike ESP8266 -penne.

Speld 4 is die pen vir die ring -LED's en pen 2 is die pen vir die getalle. Positief gaan na VSS en negatief gaan grond toe.

Die enigste ander ding wat nodig is, is 'n weerstand van 300ohm op die data -pen van die LEDstrip. In elke WS2812b -strook wat ek ooit gesien het (en ek het baie gesien) is dit die middelste pen. Hierdie weerstand beskerm die strook teen gevaarlike spanningspieke en stuwings wat skade of onvoorspelbare gedrag kan veroorsaak. Ek het nagelaat om hierdie weerstand te installeer en die eerste LED op die strook uitgebrand (ander kere het niks gebeur nie en dit het perfek gewerk). Die weerstand moet inlyn bygevoeg word, wat beteken dat dit funksioneer soos 'n skakel in die ketting wat die bord met die draad met die LED verbind. By sommige LED -stroke is hierdie weerstande reeds geïnstalleer, en ander nie. As u nie seker is of u LED -strook een het nie, voeg dan tog een by. Daar is geen kwaad om dit te doen nie. Maak seker dat u hierdie weerstand so naby as moontlik aan die LED -kant van die verbindingsdraad voeg, NIE aan die PCB -kant nie.

Die holte aan die agterkant van die klok is ontwerp vir twee doeleindes. Of dit kan die liggaam van 'n 5V -transformator ontvang vir muurmontering, of dit kan 'n opsionele battery terughou. Hier word 'n algemene 5V -battery geïllustreer wat gebruik word om die reeks draadlose toestelle uit te brei. Koop eenvoudig 'n USB -na -2,5 mm -adapter en u horlosie werk nou op batterye!

U moet 'n gat van die middelholte na die printplaat boor om die DC -vroulike varkstaart te ontvang. Dit word maklik gedoen deur eenvoudig u boorpunt te laat hoek. Maak seker dat u vlak bly sodat u nie deur die horlosie van die horlosie boor nie! Die voltooide boorwerk word getoon met varkstert wat netjies in die holte toegedraai is.

Stap 9: Laai die kode op

Die kode vir die klok kan gevind word op die brightlightart github -bladsy. Die kode word voortdurend verbeter en daar word goeie kommentaar gelewer. As u nie die *.ino -lêers ken nie, is dit 'n Arduino -lêerformaat en moet dit saamgestel word met die arduino IDE. Nadat u dit saamgestel het, laai u op via die standaard microUSB -aansluiting op die ESP8266. As u hulp nodig het om dit met die ESP 8266 te doen, is hier 'n uitstekende handleiding oor hoe u dit met hierdie gewilde koppelvlak kan programmeer. Dit is redelik naby buite die boks, maar nie heeltemal nie!

Wat doen hierdie verskillende lêers? Hier is 'n uiteensetting van die struktuur van hierdie lêers en wat hulle in die geheel sien.

Webbedienergids

Index.htm -Wanneer die kode aanvanklik na die ESP8266 opgelaai word, sal u 'n oplaai -bladsy kry waarin u gevra word om 'n lêer op te laai. Laai die index.htm -lêer op. Hierdie lêer bedien die webblad - die ander lêers in die vouer word op brightlightart.com gehuisves, maar is hier vir u verwysing as u die stylblaaie/javascript wil verander en dit self wil huisves

Hoofvouer

• enLIGHTen-LED-Clock.ino-Dit is die ouerlêer en is afkomstig van die uitstekende McLighting-projek. Die draaiboek is sterk aangepas vanaf die oorspronklike toestand, maar ons is hierdie projek verskuldig as 'n uitstekende beginpunt vir ons projek.
• colormodes.h - hanteer die meeste ligte animasies op die ring. Hanteer ook tydfunksies.
• definitions.h - Definieer die meeste van die globale veranderlikes.
• request_handlers.h - Dit kommunikeer met die ESP8266 en hanteer inkomende versoeke en stuur inligting na die ESP8266.
• spiffs_webserver.h - Help om die webblad te bedien en te interpreteer. Dit is die enigste lêer sonder enige verandering van die McLighting -projek.
• WS2812FX.cpp - Hanteer die ligte animasies op die getalle. Dit kom byna geheel en al uit die uitstekende kitsurfer WS2812B -biblioteek. Die belangrikste verandering hier is die toevoeging van funksies vir die uurwyser om aangesteek te bly
• WS2812FX.h - koplêer wat by die WS2812fx -biblioteek pas. Dit is grootliks onveranderd.

Addisionele lêers insluit

Benewens die lêers wat hier ingesluit is, benodig u die volgende biblioteke. Dit is standaardbiblioteke en word maklik ingesluit deur binne die IDE te soek.

• NtpClientLib.h
• DNSServer.h
• FS.h
• ESP8266mDNS.h
• EEPROM.h
• WiFiClient.h
• Ticker.h
• WiFiUdp.h
• WiFiManager.h
• WebSocketsServer.h
• WebSockets.h
• ESP8266WiFi.h
• ESP8266WebServer.

Stap 10: Aanvanklike opstelling van EnLIGHTen klok en demonstrasie

Nadat die bronkode opgelaai is en die krag vir die eerste keer aangeskakel is, is al die ligte staties blou. Dit is 'n aanduiding dat die horlosie 'n toegangspunt uitsaai en wag vir u om aan te sluit. Gebruik 'n telefoon, skootrekenaar of enige ander draadlose toestel en skandeer die nabygeleë netwerke (soos u sou doen as u by 'n koffiewinkel aan die internet wou skakel). In die lys met beskikbare netwerke moet u een met die titel "klok" sien. Koppel daarby.

Sodra u met die netwerk gekoppel is, laai dit outomaties 'n webbladsy (weer, soos 'n herleiding wat u by 'n koffiewinkel sou ondervind). Wees geduldig, aangesien dit soms tot 30 sekondes kan neem. Die webblad sal u vra om na nabygeleë netwerke te soek. Kies u tuis- of kantoornetwerk en voorsien dit van die WiFi -wagwoord. Sodra u op stuur klik, word die draadlose wagwoord vir u plaaslike netwerk in die geheue gestoor. U sal dit slegs een keer moet doen. Die klok sal herlaai.

As dit weer begin, sal u 'n reeks getalle in volgorde sien. Die getalle wat dit vertoon, is die IP -adres van die webblad waarmee u moet koppel. So byvoorbeeld kan dit 1, 9, 2,., 1, 6, 8,., 0,., 3, 1. vertoon. Dit vertaal na https://192.168.0.31. Tik hierdie adres op die webblad en u moet nou aan u horlosie gekoppel wees. Stel weg en geniet dit! Weereens, die klok gebruik websocket -tegnologie, sodat die veranderinge wat u aanbring onmiddellik weerspieël moet word sonder dat u op stoor hoef te druk of die webblad op te dateer. Dit is baie interaktief en lekker in hierdie verband!

As u die verbinding om een of ander rede verbreek, verfris eenvoudig u webblad. Die meeste routers hou die IP -adres dieselfde vir gekoppelde toestelle, maar dit is van tyd tot tyd geneig om te verander, dus let op by die aanvang. As u aan die ip -adres van die webwerf herinner moet word, moet u die horlosie weer begin.

Sodra u gemaklik is met die kode, vergeet dan nie om die agterste materiaal te installeer nie! Die voorgeboorde gate maak die belyning maklik. Druk enige drade wat trots is op, en nou is u bedrading veilig en die klok lyk baie klaar!

Stap 11: Bou, ontwikkel, ondersteun en geniet

Ons sal graag wil sien dat soveel mense hierdie klok bou en geniet. Ons was mal oor hierdie projek en wil hê dat ander die ervaring moet deel! Ons het soveel plesier gehad om probleme op te los, hindernisse te oorkom, goggas te stamp en beloon te word deur pret en betekenisvolle lig. Die voordeel wat ons uit die kreatiewe open-source gemeenskap gekry het, is van onskatbare waarde en het ons aangemoedig om hierdie bronmateriaal vry te stel vir gedeelde leer, voortgesette verbetering en tegniese genot. Ons hoor graag van suksesvolle bouwerk en hoe u die enLIGHTen -klok verbeter het. Skakel ons gerus en laat weet ons!

Nie almal het tyd, vaardigheid, gereedskap of hulpbronne om een van hierdie horlosies van nuuts af te bou nie, so as u geïnteresseerd is in die aankoop van 'n voltooide horlosie as 'n voltooide produk of as 'n basis vir voortgesette ontwikkeling, ondersteun ons dan op indiegogo.