5 € * Reloj Pizza Box RGB: 8 pasos

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

Este proyecto comenzó cuando tuve la suerte de encontrar algunos rollos de cinta LED RGB WS2811 por £ 1 / rollo en un puesto del mercado. El trato era demasiado bueno para perderlo, por lo que tuve que encontrar una razón para usar mis 25 m recién adquiridos de lo que esencialmente es la cinta NeoPixel. Usé unos 3 m en este proyecto.

La inspiración llegó en dos formas de dos nombres muy respetados en la comunidad de fabricantes, ninguno de los cuales, en ese momento, estaba construyendo relojes. La mecánica de la caja se inspiró en gran medida en un video de Fran Blanche sobre cómo hacer una pantalla gigante de 7 segmentos y la idea de usar los NeoPixels para hacer que cada segmento cambie de color provino de Unexpected Maker y su proyecto Neo7Segment Display (YouTube y Tindie). Deberías echarle un vistazo a ambos, son increíbles.

Este Instructable es una guía paso a paso para crear una pantalla funcional y ponerle un reloj básico. Al final hay un paso titulado "Hazlo tuyo" con algunos consejos y sugerencias sobre dónde ir a continuación. Si crea uno, publique una imagen en los comentarios; me encantaría ver cómo la gente lo hace suyo.

Paso 1: Lista de piezas

El precio de £ 5 en el título es realmente lo que me costó hacer este proyecto. Si se puede replicar a ese precio dependerá de los precios vigentes en el momento de comprar las piezas necesarias. Conseguí una ganga con las tiras de LED y aprecio que no todos tengan tanta suerte. No he incluido el costo de la pizza en el proyecto ya que las cajas solo se usaron después de que se comió:-)

Usé las siguientes partes compradas (donde los enlaces en esta sección están marcados con un * son enlaces de afiliados; esto significa que gano unos centavos por cada compra, pero usted no paga nada más). Los precios que se muestran aquí son correctos el día de la escritura:

• Wemos D1 Mini (https://s.click.aliexpress.com/e/eMzZNz3 *) [2,10 €]
• Wemos D1 Mini Prototype Sheild (https://s.click.aliexpress.com/e/cL0f39Su *) [£ 1.90 / 5] - Usé esto para poder recuperar el ESP para otro proyecto en el futuro, puedes soldar directamente al Wemos D1 mini si lo prefiere
• 3 m de cinta LED 12V WS2811 (https://s.click.aliexpress.com/e/EubEE27 *) [£ 1.55 / m en este listado, pagué £ 1 por 5m, así que esto me costó 60p]
• Convertidor reductor de voltaje CC-CC (https://s.click.aliexpress.com/e/iuRRRzJ *) [31p]
• Toma de corriente (https://s.click.aliexpress.com/e/fUJyNVF *) [58p]
• Botón (https://s.click.aliexpress.com/e/by8JYjri *) [£ 1.85 / 10]

* Costo total para mí para este proyecto = £ 4.15 (£ 8.20 a los precios en los enlaces de arriba)

También utilicé los siguientes materiales que tenía en casa:

• 4 cajas de cartón grandes de pizzas congeladas
• Adhesivo de doble cara en varios anchos
• Cinta metálica (aunque la cinta aislante o cualquier cinta que impida el paso de la luz servirá)
• Papel de aluminio
• Conectar cable
• Trozo de proto-tablero
• Fuente de alimentación de 12 V, recuperada de una impresora vieja

Las herramientas que utilicé fueron:

• Regla de acero
• Bisturí o cuchillo afilado
• Cortador de agujeros ajustable para papel y cartón
• Taladro de 10 mm
• Soldador y soldadura

Utilicé mucho lo que tenía a mano, es posible que haya formas diferentes o mejores de lograr los mismos resultados. Si elige cambiar una parte (como la tira de LED, por ejemplo), es posible que también deba cambiar otras (como la fuente de alimentación).

Paso 2: haz la caja

La parte superior de la caja está hecha de una caja de pizza y la parte inferior de otra. Las dimensiones que usé fueron un accidente del tamaño de las cajas de pizza que tenía, pero funcionaron bastante bien. Las dimensiones de la parte superior e inferior después del recorte fueron 632 mm x 297 mm. Y el reloj final tiene 562 mm x 227 mm x 40 mm de profundidad (incluido el botón).

Abra la primera caja de forma plana pasando el dedo con cuidado a través de todos los bordes pegados y luego recorte los lados alrededor para que tenga dos piezas grandes cuadradas unidas por una tira estrecha. Repita esto con el segundo cuadro asegurándose de que ambos sean del mismo tamaño. Solo debe haber marcas de puntuación en el medio de cada casilla.

Con una herramienta de puntuación (si tiene una) o un cuchillo sin filo o bolígrafo, marque todos los lados de cada caja. Las líneas marcadas deben tener 37 mm hacia adentro desde todos los bordes en una (esto se convertirá en la parte inferior) y 35 mm hacia adentro desde todos los bordes en la otra (la parte superior). La diferencia aquí asegura que las dos piezas se asentarán una sobre la otra cuando el proyecto esté terminado.

Las líneas de puntuación forman un cuadrado en cada esquina. Corte a lo largo del lado del cuadrado en el borde largo para dejar los bordes más cortos con pestañas en cada extremo, luego corte un pequeño triángulo del cuadrado al lado de la línea de corte para que la pestaña quepa dentro de la mitad de la caja completa. Aplique adhesivo de doble cara al lado gris de estas pestañas. Haga esto tanto para arriba como para abajo. Puedes ver el detalle de las pestañas y dónde cortar en la imagen que muestra la plantilla adjunta en la parte superior.

Trabajaremos en la parte inferior a continuación. En la segunda imagen (disculpas por el problema de enfoque, no me di cuenta hasta que fue demasiado tarde) puedes ver dónde debe ir la hoja de estaño: todo lo marcado con una 'X' es donde no quieres que se frote todo el el resto debe estar cubierto. Deje el respaldo en el lugar donde hay una X, coloque el papel de aluminio y recorte con cuidado alrededor de esas áreas. Tenga cuidado de no colocar papel de aluminio en las dos secciones intermedias donde irán los componentes electrónicos. Esencialmente, debe dejar las áreas para la electrónica (vea las imágenes en la sección final) y cada uno de los lugares donde se pegarán las pestañas para completar la caja y colocar los divisores.

La caja inferior se puede formar doblando los bordes hacia arriba y pegando las 4 pestañas pequeñas. Luego se pueden agregar 4 divisores, uno a cada lado de la pequeña sección central y uno en el medio de cada cuadrado resultante. Estos se pueden hacer a partir de la tercera caja de pizza y deben tener el mismo ancho que la parte superior e inferior y marcar 37 mm desde cada extremo. Los dos que encajan en el medio deben cubrirse con papel de aluminio en todo el lado que apunta hacia afuera de la sección central y solo para el centro 120 mm en el lado que apunta hacia el medio. Los otros dos se pueden cubrir completamente.

Para la parte superior, imprima el SVG adjunto (escale para que se ajuste a su caja si es de un tamaño diferente) y luego corte las partes blancas en el interior de cada línea negra. Aplique esta plantilla en la parte superior y dibuje hasta formar 4 dígitos, 2 a cada lado del centro. Puede que le resulte más fácil comenzar con los dos dígitos centrales, uno a cada lado de la sección central y luego los dos dígitos externos que recubren el borde de la plantilla con las líneas de puntuación. Córtelos con cuidado con un bisturí o un cuchillo afilado. Con un juego de cortadores de agujeros para cortar el ancho de las secciones retiradas de la plantilla, corte dos agujeros en la sección central para el colon. Estos deben estar tan separados como dos segmentos opuestos en el mismo dígito. Finalmente, voltee la parte superior, levante los cuatro bordes en las líneas de puntuación y pegue las pestañas para completar el cuadro. La parte superior ya está lista y se puede dejar a un lado hasta el último paso.

Por último, haga dos piezas pequeñas en forma de U y una pieza de puente como se muestra en las imágenes. Los dos primeros son para fortalecer las áreas donde se alojarán los componentes electrónicos y el segundo sostiene los LED para los dos puntos en el centro del reloj.

Paso 3: crea los dígitos

¡Esta sección es mucho más fácil de lo que parece!

Simplemente corte 32 de las formas que se muestran en la primera imagen (usando las dimensiones en la segunda) y colóquelas juntas como se muestra en la tercera imagen. Si ha usado una caja de diferente tamaño, deberá usar diferentes medidas. Básicamente, estos siguen las líneas negras en la plantilla para la parte superior, pero se extienden hacia las esquinas y bordes de cada una de las secciones de cuatro dígitos.

Cubrí el lado impreso de la tarjeta con papel adhesivo blanco para que fuera más probable que reflejaran la luz y ocultaran las imágenes de la pizza.

Paso 4: coloque los LED

Todo este proceso es bastante complicado y conviene tomarlo con paciencia y paciencia. La tira es bastante resistente, pero puede dañarse si la dobla con demasiada fuerza o demasiadas veces. Las fotos muestran lo que estás buscando (la primera tiene el primer segmento a la izquierda y el segundo lo tiene en la parte superior).

La tira de LED que utilicé está hecha de tal manera que 1 píxel se compone de 3 LED. Entonces he usado 3 LED para cada segmento de cada dígito. Sin embargo, podría, con la misma facilidad, usar 1 LED por segmento si usa LED NeoPixel individuales.

Si ha comprado una tira de LED que tiene cinta autoadhesiva, bien hecho, se ahorró una hora de dolor. Si, como yo, su cinta no tiene un respaldo adhesivo, tome un poco de cinta adhesiva de doble cara y péguela en la parte posterior de la tira. Encontré que la forma más fácil era alinear un borde y luego cortar el saliente del lado opuesto con un cuchillo afilado.

Para maximizar el ángulo de visión de la pantalla, la tira de LED debe montarse lo más cerca posible de la parte superior de las cajas de segmento, cuanto más alto esté montado, menos posibilidades hay de ver los LED mientras mira la pantalla.. Si está utilizando NeoPixels individuales, estos deben montarse hasta las "esquinas centrales" de cada segmento por la misma razón.

Los LED deben tener un "píxel" por sección. En cada dígito, comienzan en el segmento superior y recorren todos los segmentos del borde en el sentido de las agujas del reloj. Las flechas de la tira siempre deben apuntar también en esta dirección. El último píxel va en el segmento medio. Probé algunas formas de hacer esto y las imágenes muestran la forma más fácil. Puede encontrar (como hice yo al principio) que no puede hacer que las secciones de cinta se alineen con los segmentos del dígito; no se preocupe, corte la cinta en un punto de corte y comience una nueva sección en el siguiente segmento alrededor.

Una vez que los LED se colocan en un segmento, corte una hendidura en el divisor de segmento para que la cinta pueda pasar sin dejar pasar la luz y luego doble suavemente la cinta para que se adhiera al siguiente segmento según la imagen.

Elegí unir los LED a los divisores de segmento, pero sería lo más posible unirlos a la caja y a los divisores de dígitos (aunque si tiene la intención de hacerlo, no cubra estas piezas con papel de aluminio cuando haga la caja, cubra el en su lugar, divisores de segmento.

Una vez que tenga toda la cinta LED pegada en cada segmento, deberá conectar todas las secciones que corte (al menos la del medio). La línea de datos debe ser una ruta continua alrededor de cada dígito comenzando en la parte superior, avanzando en el sentido de las agujas del reloj alrededor del borde y luego a través del medio. Normalmente, la tira se encargará de esto por donde la ha cortado, simplemente únase "Dout" al final de una sección con "Din" al comienzo de la siguiente.

Ahora que tiene la línea de datos, conecte la energía. El único requisito aquí es que una conexión `12v` en cada sección y una conexión` GND` en cada sección deben estar conectadas a otra sección oa la alimentación. No tiene por qué estar al final o incluso en el mismo lugar. Todo lo que se requiere es que todas las secciones de cinta en un dígito estén conectadas entre sí de alguna manera. En el siguiente paso, conectaremos los dígitos a las líneas eléctricas y entre sí.

Paso 5: júntelo todo

Nunca lo creerías dado el tamaño, pero esta es la parte más complicada de todo el proyecto. El objetivo es muy simple, colocar todas las piezas juntas y pegarlas con cinta adhesiva para garantizar que la menor cantidad de luz posible pueda pasar de la caja de luz de un segmento al siguiente.

Primero pegue las pequeñas piezas espaciadoras en la parte superior e inferior de las pequeñas secciones centrales; los extremos con los cortes para cables deben mirar hacia el medio. Taladre un orificio de 10 mm a través de cada uno hasta la parte posterior de la caja (el que está en la parte superior para el botón y en la parte inferior para el conector de alimentación).

En el dígito más a la izquierda hecho anteriormente, conecte dos colas de alimentación largas (de unos 40 cm de largo) a la esquina inferior derecha de las conexiones. Para el siguiente dígito, haz lo mismo con colas más cortas (unos 20 cm). Repita con los dígitos 3 y 4 agregando las colas en las esquinas inferiores izquierdas con las colas cortas en el dígito 3 y las largas en el dígito 4.

Coloque el primero de los dígitos en el primer espacio, coloque sus colas de energía debajo de los divisores en la parte inferior hasta que salgan en la sección central. Conecte un cable al primer `Din` y alimente este de la misma manera a la sección media superior (la verde en las imágenes). Repita con la siguiente sección y luego conecte el último `Dout` (segmento medio) del primer dígito con el primer` Din` (segmento superior del segundo dígito.

Repita con los dígitos de la derecha asegurándose de que el "Dout" de un dígito siempre esté conectado al "Din" del siguiente, de modo que, en efecto, haya una longitud continua de tira de LED

Una vez que los 4 estén ajustados, aplique cinta a los 4 bordes internos del diamante central de cada dígito y la parte posterior de la caja, repita esto para los triángulos inferior y superior y también a lo largo del lado izquierdo de cada uno de los divisores verticales (lo hice esto en dos secciones para dejar un espacio para que el cable que conecta los segmentos pase por el medio. Es difícil describir exactamente dónde va la cinta, pero debería ser bastante obvio en la imagen.

Una vez que los cuatro dígitos estén en su lugar, conecte los cables de alimentación y conexión a la pequeña sección central de LED en el extremo inferior y un cable de datos al `Din` en la parte superior. Pase estos a través de los espacios apropiados y coloque el espaciador en el centro de la sección central.

Paso 6: Conéctelo

Comience soldando las colas a la toma de corriente y al botón y agregue un poco de cinta adhesiva o termorretráctil para evitar que los contactos se pongan en cortocircuito. Colóquelos en sus agujeros y atorníllelos.

Si usa el escudo de creación de prototipos, agregue encabezados adecuados al escudo y al Wemos (estos generalmente se suministran con el Wemos y un juego adicional se proporcionó con los escudos que compré también).

Tome un pequeño trozo de proto-placa de desecho y suelde el convertidor DC-DC en el medio (como en la imagen).

Primero trabajemos en la parte inferior de la sección central. Tome todas las conexiones positivas (debe haber 6 cables en total: uno de cada dígito, uno de los dos puntos en el medio y uno de la toma de corriente). Suelde todos estos a la proto-placa en los orificios adyacentes al "+ in" del convertidor CC-CC. Luego doble cada uno y suéldelo al siguiente para que todos ellos y el "+ in" del convertidor estén conectados entre sí.

Ahora tome todas las conexiones GND y repita lo anterior conectándolas todas a la proto-placa y al "-in" del convertidor DC-DC. El modelo de convertidor que tengo conecta la tierra con la tierra en el PCB, si el tuyo no lo hace, haz esto también.

La primera foto muestra la proto-placa con todas las colas de los LED y la alimentación conectada junto con el convertidor DC-DC y uno de los cables para alimentar el Wemos.

Conecte dos cables largos desde la salida del convertidor DC-DC (nuevamente suéldelos a los orificios adyacentes en la proto-placa y dóblelos para tocar los pines del convertidor) y conéctelos a un conjunto de multímetros en `Vdc`, aplique 12VCC al conector de alimentación y mida el voltaje en la salida del convertidor. Ajuste el convertidor hasta que lea 3.3v. Desconecte las colas del multímetro y colóquelas en la parte superior de la sección central.

Conecte estas colas al escudo de creación de prototipos (o directamente al ESP si no usa el escudo) en las posiciones marcadas con "3v3" y "GND". Conecte también un lado del botón a 'GND'. En la imagen, verá un pequeño interruptor en la proto-placa, esto fue para permitir la prueba de deshabilitar la alimentación del convertidor CC-CC cuando tenía el ESP conectado al USB. No es necesario para un funcionamiento normal.

Por último, los dos conjuntos de NeoPixels (la tira larga para los dígitos y los dos puntos en el medio) y el otro lado del botón deben conectarse de la siguiente manera:

• Tira de dígitos - D2
• Tira de Colon - D3
• Botón - D7

Simplemente suelde los tres cables al blindaje (o ESP) y ya está todo conectado. Use una almohadilla adhesiva de espuma o similar para asegurar el protoboard en su lugar y el protector o ESP también.

Paso 7: agregue el código

En primer lugar, si nunca antes ha usado el ESP8266, consulte este video de Brian Lough para obtener detalles sobre cómo configurarlo.

El mayor problema al construir un reloj es crear la interfaz de usuario para configurarlo. Para evitar esto, he usado un ESP8266 y el reloj se configura con NTP. De esta forma, la hora siempre debe ser la correcta.

No voy a repasar el boceto línea por línea para explicar cómo funciona, ya que este no es un tutorial de codificación Arduino / ESP y ya es lo suficientemente largo. Hay algunos comentarios allí para aquellos interesados en cómo funciona.

El boceto adjunto es muy simple para mostrar las características básicas del reloj. El boceto depende de una serie de bibliotecas para que funcione (algunas están instaladas de forma predeterminada, algunas están disponibles en el administrador de bibliotecas, algunas solo en GitHub):

• Cable
• ESP8266WiFi
• Adafruit_NeoPixel [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel]
• TimeLib [https://github.com/PaulStoffregen/Time]
• NtpClientLib [https://github.com/gmag11/NtpClient]
• RGBDigit * [https://github.com/ralphcrutzen/RGBDigit]
• Corazón
• OneButton [https://github.com/mathertel/OneButton]

* Mi agradecimiento a Ralph Crützen por fusionar los cambios necesarios en su biblioteca RGBDigit para poder ofrecer este proyecto sin mantener una segunda versión del mismo.

Actualmente se implementan las siguientes características:

• Muestra la hora en el color establecido en el código.
• Los dos puntos del medio parpadean en verde donde hay una conexión a Internet y en rojo si no la hay.
• Alterna entre mostrar la hora (HH: MM) y la fecha (DD: MM) cada vez que se presiona el botón.

En última instancia, son posibles muchas más cosas tanto en términos de manipulación de color utilizando la biblioteca RGBDigit como en términos de obtener información para mostrar desde Internet (después de todo, esto usa un ESP8266).

Tengo la intención de seguir mejorando el código y las versiones futuras estarán disponibles en la página de GitHub. Si crea esto y agrega características al código usted mismo, no dude en enviar una solicitud de extracción.

Paso 8: Hágalo suyo …

Ahora tiene un reloj de caja de pizza completamente funcional. ¡La pregunta ahora es qué haces con él!

Por el momento, mi reloj todavía está en su color de tablero gris "brutalista". Sin embargo, eventualmente se transformará en algo bastante más suave a la vista. Tengo un par de ideas de cómo podría mejorarlo en última instancia y estas están en una lista a continuación:

• He pensado en cubrir el frente con vinilo de efecto madera y luego simplemente cortarlo con un cuchillo afilado donde están los espacios de luz. Se vería mucho más distinguido de lo que creo.
• También he considerado seguir esta guía (pagado, no afiliado) y decorar el frente en un estilo steampunk / dieselpunk.

Realmente me gustaría ver lo que otras personas hacen con sus relojes también.

Lo mismo se aplica al código. La pantalla fue concebida como un reloj, pero hay mil y una formas de agregar funcionalidad adicional. Mi lista de tareas pendientes para llevar este proyecto al siguiente nivel se encuentra a continuación, ¿qué agregarías?

• Agregue temperatura, humedad, conteo de polen del pronóstico del tiempo en un patrón de ciclo o con solo presionar un botón.
• Cambie el brillo según la hora del día (atenuado o apagado por la noche).
• Cambiar el color de la visualización de la hora según los eventos de mi calendario de Google.

No puse todas estas cosas aquí porque era lo suficientemente largo detallando cómo crear la pantalla. Tal vez escriba un seguimiento con más código en el futuro.

Si ha leído hasta aquí, ¡gracias! Disfruta tu reloj si haces uno.