Luz de reloj con pantalla de matriz de tira de LED controlada por WiFi: 3 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

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Tiras de LED programables, p. Ej. basados en WS2812, son fascinantes. Las aplicaciones son múltiples y rápidamente puede obtener resultados impresionantes. Y de alguna manera la construcción de relojes parece ser otro dominio en el que pienso mucho. Comenzando con algo de experiencia en la construcción de un reloj de palabras basado en LED individuales, un Arduino y un módulo de reloj digital, pasé a la hora NTP basada en la web, que es un componente ordenado de un módulo nodemcu (ESP8622) integrado en WLAN. Por lo tanto, construir un reloj de pantalla de matriz de LED a partir de una tira de LED y un controlador nodemcu es casi obvio. Y además de mostrar un reloj, uno puede hacer todo tipo de efectos de luz elegantes con una matriz de píxeles de varios colores de 42 x 7 píxeles de tira de LED. Mira la demostración.

Además de una tira de LED, una fuente de alimentación, el nodo MCU, necesita algunos suministros adicionales como una placa base, una placa frontal transparente, algunos tornillos y tuercas distanciadoras. Las habilidades de soldadura y artesanía en madera (la última de las cuales no tengo …) son muy útiles. Una impresora 3D es una opción inteligente para imprimir el soporte y la cubierta de la electrónica.

Suministros:

6 x HSeaMall 180 piezas M3 Nylon Blanco Hexagonal Espaciador Tuerca de tornillo Espaciador de latón Juego de surtido de tuercas de tornillo de distancia para montaje de placa de poliestireno en placa de madera

1 x Placa de poliestireno 80x20 cm transparente, blanco 2, 5 mm como placa frontal

1 x Estante de madera 80 x 20 cm, blanco, 1, 6 cm como placa base para tira de LED y electrónica

20 x Industry 15 mm x 3,9 mm Tornillos autorroscantes roscados Pernos de perforación para arreglar cosas

1 x Módulo NodeMCU Lua Amica V2 ESP8266 ESP-12F -Wifi para control de reloj LED

1 x Fuente de alimentación PARA 300 led - 230V a 5V, 8A MSKU Artículo: Serie MeanWell LPV-60. [Clase energética A]: para alimentar hasta 300 LED

1 x tira de LED, 5m 300 LED, WS2811 IC Incorporado 5050SMD, 256 brillo - Matriz de píxeles LED

1 x resistencia sensible a la luz para el ajuste automático del brillo

componentes electrónicos y eléctricos, cables, terminales de PCB de 2 polos, una placa de circuito adecuada

Paso 1: construya la placa base y la cubierta

Al principio, es necesario alinear los soportes de la placa de cubierta. El diseño detallado del tablero se muestra en el PDF. Una tuerca de tornillo de distancia en cada esquina se coloca en cada esquina con el centro a 1 cm del borde exterior. Se montan dos tornillos en el medio del borde largo para estabilizar la placa de cubierta.

La tira de LED se corta en siete líneas con 42 LED cada una para construir la matriz. Las líneas de LED se fijan a la placa simétricamente como se muestra en el PDF de diseño de la placa. IMPORTANTE: la dirección del flujo de datos de las líneas es de izquierda a derecha para la línea superior, de derecha a izquierda para la siguiente línea, de izquierda a derecha nuevamente para la siguiente línea y así sucesivamente para las siete líneas.

La línea de datos y las líneas eléctricas (GND, + 5V) están conectadas (soldadas) para cada línea desde la línea superior a la inferior. Entonces, las líneas uno y dos están conectadas en el lado derecho, dos y tres en el lado izquierdo, tres y cuatro en el lado derecho nuevamente y así sucesivamente. Esta estrategia mantiene cortas las líneas soldadas.

Las líneas eléctricas a la fuente de alimentación se sueldan en el medio de la línea para evitar tener una longitud demasiado larga para la fuente de alimentación al último LED.

Un orificio de 3 mm para el resistor sensible a la luz en la parte superior izquierda de la placa (será la parte inferior de la lámpara) soporta el resistor apuntando hacia afuera (hacia la parte posterior de la lámpara para no recibir demasiada luz de la matriz de LED). La resistencia apunta hacia afuera, las líneas de conexión se dirigen conjuntamente a través de otro orificio perforado hacia la parte posterior de la lámpara.

La placa de cubierta recibió orificios en las posiciones simétricas de los orificios de montaje en la placa base. Los tornillos con anillos distanciadores de plástico fijan la placa de cubierta a la placa base.

Para un soporte, imprimí dos piezas blancas que deben fijarse con tornillos M4x20 mm para permitir un soporte estable.

Paso 2: Fuente de alimentación y electrónica

Ahora necesito algo de energía y un controlador para la matriz de tiras de LED. Al principio, el controlador nodeMCU. Una placa de circuito muy simple permite montar el nodemcu desmontable, nada más molesto que desoldar un dispositivo electrónico averiado con una gran cantidad de pines soldados. Las conexiones se describen a continuación:

Conexión NodeMCU (Pin 1 de la resistencia de luz A0

3, pin 2 de resistencia de luz de 3 V

D2 DIn de tira de LED

Vin 5V de fuente de alimentación

GND GND de la fuente de alimentación

La fuente de alimentación está montada en la parte posterior de la placa base. Decidí arreglar el suministro relativamente grande a lo largo de la dirección del borde largo con la conexión 5V / GND en la parte inferior, donde los conectores de la parte frontal atraviesan el conjunto perforado. Los orificios de montaje de la fuente de alimentación se utilizan junto con la electrónica impresa en 3D y las cubiertas de los conectores de alimentación. El diseño se realizó sobre la marcha; en retrospectiva, combinaría todo en una sola cubierta al lado de la fuente de alimentación; bueno, para esto están los prototipos …

Las partes 3D se han creado con tinkercad (que es ideal para diseños rápidos) y se han impreso / cortado con Cura.

Enlace al proyecto tinkercad: componentes de matriz de tiras LED Tinkercad

Paso 3: software

La ventaja de un nodemcu es definitivamente que no se requiere un módulo de reloj digital, ni tampoco una interfaz de control separada, ya que se puede usar el servidor web para controlar el nodemcu.

El número de efectos es ilimitado ya que la matriz se puede utilizar como tablero de mensajes, lámpara, Tetris como estación de juegos, luz nevada, …

Afortunadamente, programar el nodeMCU está muy, muy cerca de programar arduinos. Se puede utilizar el IDE de Arduino. Hay toneladas de buenas descripciones sobre cómo puede instalar el IDE de Arduino y trabajar con el nodeMCU ESP8622. Y también los obtienes en instructables: inicio rápido de Nodemcu (ESP8266) en Arduino IDE por Magesh Jayakumar

Es necesario instalar un par de bibliotecas y el software aún está en proceso. Se incluyen la visualización del reloj, el texto que se desplaza y algunos efectos.

El reloj y los efectos se pueden controlar a través de una página web. Esto sigue siendo muy básico y necesito aprender cómo se puede actualizar la página web a una interfaz de usuario realmente agradable con todo tipo de funciones interesantes.

Mucho más por hacer.