Orologio con grafico a barre IOT (ESP8266 + custodia stampata in 3D): 5 passaggi (con immagini)

2025 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2025-01-23 14:49

Ciao, In questo Instructables ti spiegherò come costruire un orologio grafico a barre IOT 256 LED.

Questo orologio non è molto difficile da realizzare, non è molto costoso ma dovrai avere pazienza per dire l'ora ^^ ma è piacevole da realizzare e pieno di insegnamento.

Per realizzare questo orologio, i passaggi principali saranno:

• Crea una scatola con clip
• Trova l'ora esatta con il protocollo WiFi e NTP
• Programma una matrice di LED 8x32 che rappresenta 256 LED

Forniture

• Led Matrix WS2812B 8x32 11€ su Aliexpress

  La matrice LED 8x32 WS2812B è anche chiamata NeoMatrix dalla società Adafruit

• Una scheda Nodemcu ESP8266 da 3 a 4 € su Aliexpress (Nodemcu è più fine di Wemos)
• Alcuni filamenti per stampante 3D (≈ 120 g)
• 2 viti o chiodi
• Un cavo USB (da USB di tipo A a Micro USB di tipo B)
• Un adattatore da parete USB

Strumenti richiesti

• Una stampante 3D, la mia è una Creality CR-10
• una pinza
• Un saldatore

Strumenti opzionali

• Un po' di colla a caldo
• Un tester di tensione CC USB (piuttosto utile in molti progetti)

Passaggio 1: come leggere l'ora?

L'immagine 1 e il file "Explanation_Clock.pdf" ti spiegheranno come leggere questo orologio. Fondamentalmente, devi contare i punti in ogni colonna RGB (rosso = ore / verde = minuti / blu = secondi).

Ad esempio, l'orologio mostra 17h50m44s nell'immagine 2.

Passaggio 2: progettazione dell'involucro ritagliabile stampato in 3D utilizzando Fusion 360

Volevo che questa scatola fosse completamente a clip, quindi l'ho progettata in modo da non dover usare la colla.

I clip-on sono ispirati a questi due tutorial (clip laterale) (clip centrale)

Dimensioni della matrice:

300 mm di altezza x 80 mm di lunghezza x 2 mm di larghezza

Dimensioni della scatola:

323 mm di altezza x 85 mm di lunghezza x 9,2 mm di larghezza

Stampa cifre chiave:

• 180 g di filamento
• 16h30 (orario di stampa)

Di seguito, ci sono 4 file:

• Box_Bottom_ws (con supporto)
• Box_Top_ws (con supporto)
• Cover_Bottom_Matrix
• Cover Top_Matrix

Avrai bisogno di questi 4 pezzi per realizzare la custodia completa.

I file sono disponibili anche su Thingiverse, ecco il link:

Passaggio 3: assemblare la custodia stampata in 3D + ESP8266

Dopo aver stampato i 4 pezzi, segui questi passaggi:

1. Dissaldare tutti i cavi dalla Matrix tranne 5V, GND e DIN
2. Saldare i 3 fili rimanenti alla scheda ESP8266 (vedi schema)
3. Assemblare "Box_Bottom_ws" e "Box_Top_ws"
4. Inserisci il cavo USB attraverso "Box_Bottom_ws"
5. Fissare l'ESP8266 con nastro biadesivo o colla a caldo
6. Collega il cavo USB all'ESP8266
7. Fai scorrere la matrice LED attraverso "Cover_Bottom_Matrix"
8. Ritaglia "Cover_Bottom_Matrix" su "Box_Bottom_ws"
9. Ripeti i passaggi 7 e 8 con "Cover_Top_Matrix"
10. Inizia a programmare

Passaggio 4: programmazione utilizzando Arduino IDE

Questo programma ha tre funzioni principali:

• Wifi
• NTP (Network Time Protocol) (wikipedia)
• Matrice realizzata con 256 LED WS2812B (vedi come funziona)

Prerequisiti:

Per il dirigente del consiglio:

Aggiungi la scheda ESP8266 su Arduino IDE (nuovo metodo)

Per la Biblioteca:

Per guidare la matrice, utilizzare:

• "Adafruit GFX Library" realizzata da Adafuit
• "Adafuit NeoMatrix" prodotto da Adafruit
• "Adafuit NeoPixel" realizzato da Adafruit

Per connetterti al Wi-Fi, usa:

• "WiFi" integrato realizzato da Arduino
• Build-In "ESP8266WiFi" disponibile aggiungendo la scheda

Scarica il codice, cambia l'ssid WiFi e la password (righe 54 e 55) e caricalo sulla tua scheda ESP8266.

Opzionale:

• Cambia i colori (riga 52) (puoi usare questo strumento: codice da colore a RGB)
• Modificare il fuso orario (riga 59)
• Modificare la luminosità per ogni LED (riga 92)
• Cambia il modo di visualizzare il secondo (dalla riga 101 alla 104) (ti lascio provare)
• Codifica il tuo modo di visualizzare ^^.

/!\ La matrice è alimentata dalla scheda di interfaccia USB, quindi il consumo di energia deve essere limitato a 500 mA (sorgenti). Per rimanere al di sotto dei 500 mA, mantieni la variabile di luminosità tra 0 e 10 (verifica con il tuo tester USB se ne hai uno).

Se vuoi maggiori dettagli su:

• come funziona NTP guarda questo video realizzato da Andreas Spiess.
• come funziona NeoMatrix guarda di nuovo questo video realizzato da Andreas Spiess.
• come funziona la libreria Adafuit guarda questo tutorial

Passaggio 5: appendilo, guardalo e inizia a contare - Sii paziente

Sono contento del risultato, la scatola a clip è bella e facile da montare e l'orologio funziona come un incantesimo.

Ammetto che non è il modo più veloce per leggere l'ora, ma è un modo piuttosto divertente.

Buona giornata !