Orologio LED WiFi a 7 segmenti: 3 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Progetto: orologio LED a 7 segmenti WiFi

Data: novembre - dicembre 2019

L'orologio a 7 segmenti utilizza un'alimentazione ad anodo comune da 5 V tramite il controllo Shift Register basato su resistori da 22 ohm. Il motivo principale per la costruzione di questo orologio è stato in primo luogo il riutilizzo di due orologi da comodino ciascuno con display a segmenti 4 X 7 e il secondo motivo l'inclusione di una scheda Wemos R1 D2 collegata a cui è un'applicazione Android su misura. L'applicazione Android utilizza la comunicazione WiFi per inviare e ricevere comandi da e verso l'orologio. L'applicazione Android può "IMPOSTARE" l'ora e la data dell'orologio e "OTTENERE" l'ora, la data, la temperatura, la pressione e l'umidità correnti.

Inoltre, e l'aiuto di David del Nixie Google Group che mi ha gentilmente fornito uno schema di un registro a scorrimento SPI 16 74HC595 adatto e un circuito basato su registro transceiver tri-stato 74HC245 Octal per supportare i LED a segmenti 8 X 7 utilizzando il multiplex metodo di visualizzazione. Una semplice scheda PCB è stata costruita utilizzando due chip IC a 20 pin 74HC595 situati su supporti a 20 pin e due chip IC a 16 pin 74HC595 situati su supporti a 16 pin. L'uscita di un lato del circuito è stata utilizzata per supportare gli anodi di ciascuno dei LED a 8 x 7 segmenti e l'altro lato del circuito è stato utilizzato per supportare i 7 segmenti, tramite resistori da 22 ohm in serie, più il punto decimale.

Forniture

Elenco attrezzature

1. Scheda Arduino WEMOS R1 D2 con modulo WiFi ESP8266 integrato

2. Resistenza di rilevamento della luce più resistenza da 22 ohm

3. Interruttore bipolare, fili colorati, spine femmina PCB, termoretraibile, scheda PCB, supporti in plastica da 3 mm

4. LED più resistenza da 330 ohm

5. Sensore di temperatura BME280

6. Lettore MP3-TF-16P più resistore da 22 ohm

7. Altoparlante da 4 Ohm 5W

8. Schermo LCD a 16 x 2 righe che utilizza comunicazioni IC2 (opzionale, utilizzato principalmente per i test)

9. Orologio RTC DS3231

10. 2 X DC Step Down 12V – 5V

11. 2 chip IC 74HC245 più 20 chip carrier

12. 2 chip IC 74FC595 più 16 chip carrier

13. Resistenza da 8 X 22 ohm

Fase 1: COSTRUZIONE

In allegato sono riportati i diagrammi di Fritzing della costruzione dell'orologio che mostrano la scheda WEMOS, il display LCD, il lettore MP3, il sensore BME280, due alimentatori DC step-down, un orologio RTC DS3231 e infine il resistore di rilevamento della luce. Il secondo diagramma di Fritzing mostra il circuito basato sui registri Shift e Octal e le sue connessioni con il WEMOS. Tre accessori coprono i 7 segmenti LED, 74HC245 e 74HC595 IC Chip.

La cassa dell'orologio è stata costruita in mogano con 8 semplici scatole costruite per circondare ciascuno dei LED a 7 segmenti. Ogni scatola è collegata alla successiva tramite un tubo in acciaio da 15 mm che passa attraverso ciascuna scatola e tramite una scatola cava in mogano che collega il tubo orizzontale in acciaio a un tubo verticale in acciaio che sostiene il display dell'orologio. Il tubo di acciaio è fissato alla scatola cava sottostante la quale contiene l'attrezzatura di supporto dell'orologio. I fili che collegano ciascun LED vengono alimentati attraverso ciascuna scatola e attraverso il tubo di acciaio fino al sistema di clock sottostante, un set di fili di controllo a otto segmenti alimentati in una direzione e il secondo set di fili, controllo dell'anodo, vengono alimentati nella direzione opposta.

Le varie foto mostrano la disposizione dei componenti di base sulla base dell'orologio. L'uso di una scheda di distribuzione sia per le comunicazioni I2C che per l'alimentazione a 5 V ha il vantaggio di richiedere solo due pin sulla scheda WeMOS e consente l'utilizzo di due alimentatori DC-DC step-down da 12 V a 5 V. Il primo alimentatore per alimentare la scheda, LCD, RTC, lettore MP3 ecc., il secondo dedicato all'alimentazione del display dell'orologio e del circuito driver del display.

Passaggio 2: SOFTWARE

I file allegati includono il file sorgente ICO Arduino e l'app Android. Il primo file ICO contiene il codice che consente a WEMOS di controllare il BME280, l'orologio RTC e lo schermo LCD. Questo progetto mi ha dato l'opportunità di costruire su un progetto di Robot Wifi originale. Il software WEMOS D1 R2 Arduino era basato su un orologio precedente in cui era stato aggiunto un pacchetto di comunicazione Wi-Fi utilizzando semplici comandi host "GET" e "SET" per ottenere in primo luogo i valori dell'orologio correnti e in secondo luogo impostare la data e l'ora dell'orologio correnti, come visualizzato sull'App., serve per aggiornare l'orologio da remoto. Il secondo file ICO, "WifiAccessPoint" è una semplice routine di test per stabilire che le stringhe di invio e di ritorno corrette funzionino correttamente.

NOTA: Attualmente non riesco a caricare il seguente file "app-release.apk". Sto aspettando che il team di supporto risolva questo problema

Va notato che è stata utilizzata la versione 1.8.10 Arduino IDE e la scheda selezionata era "LOLIN(WEMOS) D1 R2 & Mini". Sono state scaricate le seguenti librerie speciali: Wire.h, LiquidCrystal_I2C.h, SoftwareSerial.h, DFRobotDFPlayerMini.h, SparkFunBME280.h, RTClib.h, ESP8266WiFi. H, WiFiClient.h e ESP8266WebSErver.h Il punto di accesso Wifi creato dal Il chip WEMOS ESP8266 si chiama "WifiClock" e ha una password di "password". È possibile aggiornare l'orologio non utilizzando l'app Android personalizzata, piuttosto utilizzando un visualizzatore di pagine Web standard, con il punto di accesso "Wificlock" selezionato e inserendo il comando https come segue:

Per il comando SET:

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

Dove l'ora e la data vengono immesse utilizzando il formato standard e "VV" è il volume del segnale acustico 0-30, la prima "Y" accanto a PARA4 è "Y" o "N" per selezionare l'opzione dei segnali acustici da riprodurre e il secondo "Y ' accanto a PARA5 è "Y" o "N" per selezionare l'opzione Night Save che chiude il display durante le ore di buio.

Per il comando GET:

"https://192.168.4.1/GET"

Questo restituisce una stringa di dati dall'orologio nel seguente formato:

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

Dove "HHH, HH" è la lettura dell'umidità, "PPP, PP" è la lettura della pressione, "CC, CC" è la temperatura in gradi centigradi, "FF, FF" è la temperatura in Fahrenheit, "VV" è il volume del segnale acustico, "Y, " è richiesto per i carillon e il secondo "Y, " è richiesto per il risparmio notturno.

Si precisa che i Servizi di Localizzazione dei Tablet devono essere abilitati altrimenti il pulsante di scansione WiFi non restituirà nessuna rete disponibile compresa ovviamente la rete WiFiClock

Fase 3: PANORAMICA DEL PROGETTO

Questo è stato un progetto molto interessante in quanto ha unito due nuovi elementi, ovvero l'uso del Wifi come metodo per aggiornare l'orologio, piuttosto che l'uso di una tastiera. In secondo luogo l'uso di un circuito di controllo basato su registri Shift e Octal per i display a 7 segmenti. Trovo di grande soddisfazione poter riutilizzare vecchie apparecchiature ridondanti e riportarle in vita. Lo sviluppo di un'Applicazione basata su Android consente di visualizzare l'orologio da remoto, anche se un limite di portata di 20 metri, è tutto ciò che può essere atteso dal chip WeMOS ESP8266 e dalla sua potenza limitata. Un'alternativa al driver del display basato su turni che ho utilizzato è quella che utilizza il chip del driver del display IC MAX7219, progettato per fornire l'alimentazione a 5 V a display basati su 7 segmenti.

Sono arrivati i componenti del mio prossimo progetto, tra cui i vecchi tubi russi Nixie IN-4 e i tubi neon INS-1. Intendo tornare alla gamma MAXIM di chip driver IC e mettere insieme quattro di questi chip per pilotare i display IN-4 e Neon.