WiFi 7 segment LED -klocka: 3 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Projekt: WiFi 7 -segment LED -klocka

Datum: november - december 2019

7 -segmentsklockan använder en vanlig Anode 5V -strömförsörjning via 22ohm -resistorer baserade skiftregisterkontroll. Huvudorsaken till att bygga den här klockan var först och främst återanvändning av två sängklockor var och en med 4 X 7 segmentdisplayer och den andra anledningen till att ett Wemos R1 D2 -kort ansluts till vilket är en skräddarsydd Android -applikation. Android -applikationen använder WiFi -kommunikation för att skicka och ta emot kommandon till och från klockan. Android -applikationen kan "SET" tid och datum för klockan och "Hämta" aktuell tid, datum, temperatur, tryck och luftfuktighet.

Dessutom, och hjälpen från David vid Nixie Google Group som vänligt försåg mig med en schema över ett lämpligt 74HC595 SPI 16 skiftregister och ett 74HC245 Octal tri-state transceiver register baserat krets för att stödja 8 X 7 segment LED med multiplex visningsmetod. Ett enkelt kretskort konstruerades med två 74HC595 20 -stifts IC -chips som finns på 20 -stifts bärare och två 74HC595 16 -stifts IC -chips på 16 -stifts bärare. Utsignalen från ena sidan av kretsen användes för att stödja anoderna för var och en av de 8 x 7 segment -lysdioderna och den andra sidan av kretsen användes för att stödja de 7 segmenten, via 22ohm -motstånd i serie, plus decimalpunkten.

Tillbehör

Utrustningslista

1. WEMOS R1 D2 Arduino -kort med inbyggd ESP8266 WiFi -modul

2. Ljusdetekterande motstånd plus 22ohm motstånd

3. Tvåpolig brytare, färgade trådar, PCB -honkontakter, värmekrymp, kretskort, 3 mm plaststöd

4. LED plus 330ohm motstånd

5. BME280 temperaturgivare

6. MP3-TF-16P-spelare plus 22ohm motstånd

7. 4 Ohm 5W högtalare

8. 16 X 2 -radig LCD -skärm med IC2 -kommunikation (tillval, används främst för testning)

9. RTC -klocka DS3231

10. 2 X DC Steg ner 12V - 5V

11. 2 X 74HC245 IC Chip plus 20 chip -bärare

12. 2 X 74FC595 IC Chip plus 16 -chips bärare

13. 8 X 22ohm motstånd

Steg 1: KONSTRUKTION

Bifogade är Fritzing-diagram över klockkonstruktionen som visar WEMOS-kortet, LCD-displayen, MP3-spelaren, BME280-sensorn, två stegvisa DC-tillbehör, en RTC DS3231-klocka och slutligen ljusdetekterande motstånd. Det andra Fritzing-diagrammet visar den Shift- och Octal-registerbaserade kretsen och dess anslutningar till WEMOS. Tre tillbehör täcker de 7 segmenten LED, 74HC245 och 74HC595 IC -chips.

Klockfodralet var konstruerat av mahogny med 8 enkla lådor konstruerade för att omge var och en av de 7 segment -lysdioderna. Varje låda är ansluten till nästa med ett 15 mm stålrör som passerar genom varje låda och via en ihålig mahognylåda som ansluter det horisontella stålröret till ett vertikalt stålrör som stöder klockdisplayen. Stålröret är fixerat på den ihåliga lådan nedanför som innehåller klockstödsutrustningen. Ledningarna som ansluter varje lysdiod matas genom varje låda och via stålröret ner till klocksystemet nedan, en uppsättning med åtta segmentstyrningstrådar matas i en riktning och den andra uppsättningen med åtta ledningar, anodstyrning, matas i motsatt riktning.

De olika fotona visar layouten av grundkomponenterna på klockans baskort. Användningen av ett distributionskort för både I2C-kommunikation och 5V-ström har fördelen att det bara krävs två stift på WeMOS-kortet och gör att två DC-DC-steg ner 12V till 5V-förbrukningsmaterial kan användas. Den första strömförsörjningen för att driva kortet, LCD, RTC, MP3 -spelare etc., den andra är avsedd för att driva klockdisplayen och skärmdrivkretsen.

Steg 2: PROGRAMVARA

De bifogade filerna inkluderar källfilen ICO Arduino och Android -appen. Den första ICO -filen innehåller kod som gör att WEMOS kan styra BME280, RTC -klockan och LCD -skärmen. Detta projekt gav mig möjlighet att bygga vidare på ett original Wifi Robot -projekt. WEMOS D1 R2 Arduino -programvaran baserades på en tidigare klocka där ett Wifi -kommunikationspaket lades till med hjälp av ett enkelt "GET" och "SET" värdkommandon för att först få de aktuella klockvärdena och för det andra ställa in aktuellt klockdatum och tid, som visas på appen., används för att fjärruppdatera klockan. Den andra ICO -filen, "WifiAccesPoint" är en enkel testrutin för att fastställa att rätt sändnings- och retursträngar fungerar korrekt.

OBS: För närvarande kan jag inte ladda upp följande fil "app-release.apk". Jag väntar på att supportteamet ska lösa detta problem

Det bör noteras att version 1.8.10 Arduino IDE har använts och det valda kortet var "LOLIN (WEMOS) D1 R2 & Mini". Följande specialbibliotek laddades ner: Wire.h, LiquidCrystal_I2C.h, SoftwareSerial.h, DFRobotDFPlayerMini.h, SparkFunBME280.h, RTClib.h, ESP8266WiFi. H, WiFiClient.h och ESP8266WebSErver.h The Wifi WEMOS ESP8266 -chip heter "WifiClock" och har ett lösenord med "lösenord". Det är möjligt att uppdatera klockan utan att använda den skräddarsydda Android -appen. Snarare med en vanlig webbsidevisare, med "Wificlock" -åtkomstpunkten vald, och ange https -kommandot enligt följande:

För kommandot SET:

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

När tid och datum anges med standardformatet och "VV" är volymen 0-30, första "Y" bredvid PARA4 är "Y" eller "N" för att välja alternativet för klockspel som ska spelas och det andra "Y" 'bredvid PARA5 är "Y" eller "N" för att välja alternativet Night Save som stänger skärmen under mörker.

För kommandot GET:

"https://192.168.4.1/GET"

Detta returnerar en sträng med data från klockan i följande format:

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

Där "HHH, HH" är luftfuktighetsavläsningen, "PPP, PP" är tryckavläsningen, "CC, CC" är temperaturen i Celsius, "FF, FF" är temperaturen i Fahrenheit, "VV" är ljudvolym, "Y" krävs klockspel, och det andra "Y" är nattbesparing krävs.

Det bör noteras att surfplattornas platstjänster måste vara aktiverade annars kommer inte WiFi -skanningsknappen att återge några tillgängliga nätverk inklusive naturligtvis WiFiClock -nätverket

Steg 3: PROJEKTÖVERSIKT

Detta har varit ett mycket intressant projekt eftersom det har samlat två nya element, nämligen användningen av Wifi som en metod för att uppdatera klockan, snarare än att använda ett tangentbord. För det andra användningen av en Shift- och Octal -registerbaserad styrkrets för de 7 segmentdisplayerna. Jag tycker att det är mycket tillfredsställande att kunna återanvända gammal redundant utrustning och återuppliva den. Utvecklingen av en Android-baserad applikation gör att klockan kan ses på distans, även om en gräns på 20 meter är allt som kan göras förväntas av WeMOS ESP8266 -chipet och dess begränsade effekt. Ett alternativ till den skiftbaserade bildskärmsdrivrutinen jag har använt är en som använder MAX7219 IC -skärmdrivrutinschipet som är utformat för att ge 5V -matning till 7 segmentbaserade skärmar.

Mitt nästa projekts komponenter har kommit, dessa inkluderar gamla nya lager IN-4 ryska Nixie-rör och INS-1 neonrör. Jag tänker återgå till MAXIM-sortimentet av IC-drivrutinschips och stränga ihop fyra av dessa marker för att driva IN-4 och Neon-baserade skärmar.