¡Reloj Word Arduino RGB económico !: 7 pasos (con imágenes)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-23 14:39

Hola a todos, ¡aquí está mi guía sobre cómo hacer su propio reloj de palabras simple y barato!

Herramientas que necesitará para este proyecto

1. Soldador y soldadura
2. Cables (idealmente al menos 3 colores diferentes)
3. Impresora 3D (o acceso a una, también puede enviar los archivos.stl a una imprenta si no tiene su propia impresora)
4. Herramientas básicas (destornilladores, cortador de alambre, lima, etc.)

¡Todas las piezas que necesitará pedir están cubiertas en la sección BOM de esta guía!

Espero que lo disfrutes, ¡ahora comencemos!

Paso 1: propuesta de proyecto

Durante mucho tiempo he querido hacer un word clock de escritorio RBG en la línea del proyecto Adafruit aquí ENLACE

¡Las cosas clave que me detuvieron fueron el costo de las piezas y la necesidad de piezas cortadas con láser!

Entonces, el objetivo de este proyecto era hacer una versión barata y simple usando una matriz RBG económica y un Arduino Nano, luego imprimir en 3D un gabinete personalizado sin pasar por la necesidad de las piezas cortadas con láser.

Paso 2: BOM - Electrónica y mecánica

La lista de materiales (BOM) para este proyecto debería ascender a £ 13.21 por relojes completos de 1 palabra.

El costo total del pedido (incluido el franqueo para el Reino Unido) debería ascender a £ 51.34, asumiendo que necesita comprar todas las piezas, incluidos los carretes completos de PLA de 1 kg para el gabinete.

(Coste del pedido - Coste de la lista de materiales)

1. £ 6.42 - £ 6.42- Matriz 8x8 WS2812B -
2. £ 1.83 - £ 1.83- Arduino Nano V3 -
3. 1,75 € - 1,75 € - Módulo RTC DS1307 -
4. 1,25 € - 0,13 € - Micro USB de alimentación -
5. £ 4.31 - £ 1.44 - Protoboard -
6. £ 1.05 - £ 0.11 - Tornillo M3 de 35 mm x20 -
7. £ 4.13 - £ 0.82 - Pies de goma de 4 mm x4 -
8. £ 12.99 - £ 1.20 - PLA BQ 1.75mm - Negro carbón -
9. £ 19.99 - £ 0.28 - AMZ3D 1.75mm PLA - Natural -

Los cálculos de PLA se pueden mostrar arriba en la tabla PLA Calc. Supuse que el volumen de PLA es de aproximadamente 800 cm ^ 3 / kg, lo que significa que un carrete de 1 kg debería tener aproximadamente 330 metros de plástico. Luego utilicé la cantidad prevista de PLA necesaria para imprimir cada parte para calcular el costo.

Paso 3: Piezas impresas en 3D

Todos los modelos de impresión 3D se pueden encontrar en Thingiverse aquí:

Las instrucciones de impresión se pueden encontrar en la página de Thingiverse vinculada arriba

Diseñé este modelo en Fusion 360 usando el diseño del gabinete Adafruit Laser Cut como plantilla (Enlace).

Mantuve las letras del panel frontal iguales ya que usaremos el mismo código que usa el proyecto Adafruit.

El gabinete inclinó el reloj a 10 ° para darle un mejor ángulo de visión. El diseño de las letras tiene que ser un poco más grande que la versión de Adafruit, ya que la matriz LED RGB 8x8 que elegí usar es de aproximadamente 64 mm x 64 mm en lugar de los 60 mm x 60 mm de Adafruit NeoMatrix.

El recinto tiene 6 partes,

1. Panel frontal: tiene las letras colocadas frente a la matriz de LED.
2. Panel medio (en ángulo): mantiene la matriz en su lugar y se conecta al panel frontal y al panel posterior. Esta sección está a 10 °.
3. Panel trasero (en ángulo): este panel aloja el adaptador de corriente y se conecta al panel del medio.
4. Bloqueo del adaptador de corriente: esta es una pieza pequeña que mantiene el adaptador en su lugar.
5. Cuadrícula divisoria: se utiliza para ayudar a aislar la luz de cada LED, reduciendo el sangrado de luz en letras adyacentes.
6. Difusor de LED: esta es una parte de PLA transparente que ayuda a mezclar la luz de los leds RGB, esto también ayuda a la inteligibilidad de las letras (tenga en cuenta que deberá imprimir 64 de esta parte, una para cada LED de la matriz).

Todo el gabinete se monta junto con los tornillos M3 de 35 mm y M3 de 15 mm.

Paso 4: Código

Obtener Arduino IDE

Para este proyecto, primero necesitará el IDE de Arduino que se puede descargar aquí - Enlace

Obtener el código base

Esto proyecta que el código ha sido creado por Adafruit y se puede encontrar en GIT Hub aquí - Enlace

Para cualquiera que no haya usado GIT Hub antes, ¡es realmente simple! Para descargar el código y acceder al IDE de Arduino, siga estos pasos.

1. Haga clic en el enlace al repositorio de GIT
2. Haga clic en el botón 'Clonar o descargar' (verde) y luego seleccione Descargar ZIP
3. Extraiga el ZIP descargado en algún lugar
4. Abra el IDE de Arduino
5. En el IDE de Arduino, vaya a Archivo Abrir
6. Luego navegue hasta WordClock_NeoMatrix8x8.ino que se encuentra en la carpeta descomprimida (Directorio de ejemplo - C: / Users / xxxxxx / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock_NeoMatrix8x8.ino)

¡Ahora ha abierto el código!

Realización de la modificación al código

Luego, necesitamos hacer una modificación muy pequeña al código que Adafruit proporcionó, ya que estamos usando un microcontrolador diferente al del proyecto original.

En WordClock_NeoMatrix8x8.ino queremos modificar algunos de los // definir pines, Necesitamos cambiar RTCGND a A4 y RTCPWR a A5, esto le dice al código dónde están las conexiones SDA y SCL en el Arduino Nano.

También necesitaremos cambiar NEOPIN a D3 para que sepa dónde está conectado el 8x8 RBG Matrix Din.

Si no está seguro de haberlo hecho correctamente, puede descargar el WordClock_NeoMatrix8x8.ino modificado adjunto y reemplazar el que está en su directorio.

Obtener la biblioteca requerida

Finalmente, antes de programar, deberá descargar todas las bibliotecas necesarias, Adafruit ha incluido enlaces a todos estos en los comentarios de la

O puede hacer clic en ellos aquí,

1. RTClib
2. DST_RTC
3. Adafruit_GFX
4. Adafruit_NeoPixel
5. Adafruit_NeoMatrix

Para cualquiera que no haya instalado Arduino IDE Library antes, siga estos pasos,

1. Todos los enlaces anteriores son a los repositorios de GIT Hub, deberá hacer clic en el botón 'Clonar o descargar'
2. Seleccione descargar ZIP
3. Ahora abre el IDE de Arduino
4. Haga clic en la pestaña 'Bosquejo' en el menú superior
5. Coloca el cursor sobre Incluir biblioteca y, luego, selecciona "Agregar biblioteca ZIP …"
6. Navegue hasta la ubicación donde descargó la biblioteca. ZIP y selecciónela
7. Ahora que se ha instalado la biblioteca, deberá repetir estos pasos para cada una de las 5 bibliotecas vinculadas anteriormente.

Programando el Arduino Nano

¡Ahora el entorno IDE está listo y es hora de que programes el Arduino Nano!

Asegúrese de que el IDE de Arduino se haya configurado para compilar para la placa Arduino Nano, para verificar esto,

1. Haga clic en la pestaña 'Herramientas'
2. Coloca el cursor sobre la opción 'Tableros:' y selecciona "Arduino Nano"
3. Conecte el Arduino Nano a su PC y seleccione el puerto COM correcto

Una vez que se hayan seguido los pasos anteriores, puede presionar el botón de carga para programar el Arduno Nano.

Paso 5: Electrónica

Ahora que tiene un Arduino Nano programado, es hora de configurar la electrónica.

Antes de conectar todo, desconecte el Arduino Nano del conector USB.

La electrónica del proyecto es extremadamente simple, por lo que es realmente fácil de ensamblar incluso para principiantes.

Conexiones

1. TP4056 - Suelde el cable rojo al conector + junto al conector micro USB (se muestra arriba), esto es 5V (verifique con un multímetro si no está seguro). Luego conecte el cable negro al conector - (nuevamente se muestra arriba).
2. Matriz RGB 8x8: conecte Din al Arduino Nano Pin D3, luego Vcc a 5V y GND a GND.
3. DS1307 - Conecte SDA al Arduino Nano Pin A4 (Esta es la conexión SDA del Nano), luego conecte SCL al Arduino Nano Pin A5 (Esta es la conexión SCL del Nano, vea el Nano Pin arriba). Luego Vcc a 5V y GND a GND.
4. Arduino Nano: todo lo que queda es alimentar el Arduino Nano, para hacer esto, conecte 5V a Vin y GND a GND al lado del pin Vin.

Una vez que se ha seguido todo lo anterior, ¡el circuito está completo! y es hora de programarlo para comprobar que todo funciona.

Antes de soldar todas las conexiones anteriores, probablemente sea una buena idea verificar que todo funciona usando una placa de pruebas y algunos conectores. ¡He mostrado algunas fotos de mi verificación electrónica arriba!

¿La hora de los relojes no es correcta?

Si su word clock no muestra la hora correcta, intente reprogramar el Arduino Nano mientras está conectado al módulo RTC. Si esto aún no funciona, retire la batería de la celda del módulo RTC y luego vuelva a agregarla, después de hacer este intento de reprogramar el Arduino nuevamente.

Paso 6: Montaje

Ahora que tiene las piezas 3D, Code & Electronics está listo, es hora de ensamblar el word clock.

1. Coloque el frente estándar plano sobre un escritorio e inserte los difusores de 64 LED.
2. Asegúrese de que todos los difusores se hayan insertado planos.
3. Coloque la rejilla divisora en el conjunto frontal estándar.
4. Prepare la electrónica discutida en el paso anterior.
5. Coloque el respaldo plano en ángulo sobre el escritorio
6. Inserte el módulo del cargador USB en la ranura en la parte posterior en ángulo
7. Asegúrese de que el puerto USB esté alineado a través del corte trasero en la parte posterior en ángulo
8. Coloque Angled Mid sobre la electrónica y alinee con Angled Back, luego inserte la electrónica
9. Coloque la matriz de LED sobre la electrónica, el panel debe alinearse en las ranuras de medios en ángulo.
10. Coloque el conjunto en ángulo en el frente estándar e inserte los tornillos M3 de 35 mm
11. Apriete los tornillos y coloque los 4 pies de goma en la base
12. ¡Felicitaciones, ha completado el ensamblaje, es hora de encenderlo, vea la hora!

Paso 7: lecciones aprendidas y conclusión

En general, estoy contento con el resultado de este proyecto, pero, por supuesto, hay algunas cosas que podrían haberse hecho para mejorarlo.

Número 1

Los módulos RTC DS1307 son bastante frustrantes de configurar y se desvían notablemente de la sincronización rápidamente, lo que significa que debe reprogramar el dispositivo para volver a sincronizarlo.

Número 2

CAD, probablemente diseñaría el gabinete de manera un poco diferente para mejorar el proceso de ensamblaje y, de hecho, tendría un lugar para montar el Arduino.

Número 3

¿Por qué no tener Wi-Fi? ¡Esta sería una gran solución para el problema 1!

Cuando comencé este proyecto, no tenía experiencia con el ESP8266 / ESP32, pero si tuviera que comenzar este proyecto nuevamente o hacer un Rev2, consideraría seriamente adaptar el código para usar Wifi para obtener la hora actual en lugar del DS1307.

Esto también podría habilitar muchas otras funciones, como ajustar el color de la pantalla según el pronóstico del tiempo o cosas interesantes como esta.

Gracias a todos por llegar al final de mi guía, si tienen alguna pregunta, no dude en comentarme o enviarme un mensaje directo.