Budget Arduino RGB Word Clock !: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Hej alla, här är min guide om hur du gör din egen enkla och billiga ordklocka!

Verktyg du behöver för detta projekt

1. Lödkolv och löd
2. Trådar (helst minst 3 olika färger)
3. 3D -skrivare (Eller tillgång till en, du kan också skicka.stl -filerna till ett tryckeri om du inte har en egen skrivare)
4. Grundläggande verktyg (skruvdragare, trådskärare, fil, ect …)

Allt du behöver beställa omfattas av avsnittet BOM i denna guide!

Hoppas du trivs, nu kan vi börja!

Steg 1: Projektförslag

Jag har länge velat göra en RBG -ordklocka i linje med Adafruit -projektet här LINK

De viktigaste sakerna som stoppade mig var kostnaden för delarna och behovet av laserskurna delar!

Så målet med detta projekt var att göra en billig och enkel version med hjälp av en budget -RBG Matrix och en Arduino Nano, för att sedan 3D -skriva ut ett anpassat hölje som kringgår behovet av laserskurna delar.

Steg 2: BOM - Elektronik och mekanik

Materialräkningen (BOM) för detta projekt bör uppgå till £ 13,21 för 1 komplett ordklocka.

Den totala beställningskostnaden (inklusive porto för Storbritannien) bör uppgå till £ 51,34 förutsatt att du behöver köpa varje del inklusive hela 1KG spolar PLA för höljet.

(Beställningskostnad - BOM -kostnad)

1. £ 6,42-£ 6,42- 8x8 WS2812B Matrix-https://www.ebay.co.uk/itm/8x8-64-LED-Matrix-WS28…
2. £ 1.83- £ 1.83- Arduino Nano V3-
3. 1,75 £ - 1,75 £ - RTC -modul DS1307 -
4. 1,25 £ - 0,13 £ - Power Micro USB -
5. £ 4,31 - £ 1,44 - Protoboard -
6. £ 1,05-£ 0,11-M3 35mm skruv x20-https://www.aliexpress.com/item/M3-x-35mm-Alloy-S…
7. £ 4,13 - £ 0,82 - 4 mm gummifötter x4 -
8. £ 12.99 - £ 1.20 - BQ 1.75mm PLA - Coal Black -
9. £ 19,99 - £ 0,28 - AMZ3D 1,75 mm PLA - Natural -

PLA -beräkningarna kan visas ovan i tabellen PLA Calc. Jag har antagit att volymen av PLA är ungefär 800 cm^3/kg, vilket betyder att en spole på 1 kg ska ha cirka 330 meter plast. Jag använde sedan den förutsagda mängden PLA som krävs för att skriva ut varje del för att beräkna kostnaden.

Steg 3: 3D -tryckta delar

3D -utskriftsmodellerna finns alla på Thingiverse här -

Utskriftsinstruktioner finns på sidan Thingiverse som är länkad ovan

Jag designade den här modellen i Fusion 360 med hjälp av Adafruit Laser Cut -höljesdesign som mall (länk).

Jag behöll bokstäverna på frontpanelen som vi använder samma kod som Adafruit -projektet använder.

Höljet vinklade klockan vid 10 ° för att ge den en bättre betraktningsvinkel. Bokstavslayouten måste vara något större än Adafruit -versionen eftersom 8x8 RGB LED -matrisen jag valde att använda är ungefär 64 mm x 64 mm istället för 60 mm x 60 mm på Adafruit NeoMatrix.

Skåpet har 6 delar,

1. Frontpanel - Detta har bokstäverna placerade framför LED -matrisen.
2. Mittpanel (vinklad) - Detta håller matrisen på plats och ansluter till frontpanelen och bakpanelen. Detta avsnitt är vid 10 °.
3. Bakpanel (vinklad) - Denna panel rymmer nätadaptern och ansluts till mittpanelen.
4. Strömadapterlås - Detta är en liten del som håller adaptern på plats.
5. Divider Grid - Detta används för att isolera ljuset från varje LED, vilket minskar ljusblödningen till angränsande bokstäver.
6. LED -diffusor - Detta är en tydlig PLA -del som hjälper till att blanda RGB -lysdioderna, detta hjälper också bokstävernas förståelse (Observera att du måste skriva ut 64 av denna del, en för varje LED i matrisen).

Hela höljet monteras ihop med M3 35 mm & M3 15 mm skruvar.

Steg 4: Kod

Skaffa Arduino IDE

För detta projekt behöver du först Arduino IDE som kan laddas ner här - länk

Skaffa kodbasen

Detta projekt koden har gjorts av Adafruit och finns på GIT Hub här - Länk

För alla som inte har använt GIT Hub tidigare är det riktigt enkelt! För att hämta koden och till Arduino IDE, följ dessa steg.

1. Klicka på länken till GIT Repo
2. Klicka på knappen "Klona eller ladda ner" (grön) och välj sedan Ladda ner ZIP
3. Extrahera den nedladdade ZIP någonstans
4. Öppna Arduino IDE
5. I Arduino IDE går du till File Open
6. Navigera sedan till WordClock_NeoMatrix8x8.ino som finns i den uppackade mappen (Exempelkatalog-C: / Users / xxxxxx / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock_NeoMatrix8x8.ino)

Nu har du öppnat koden!

Ändring av koden

Vi måste sedan göra en mycket liten ändring av koden Adafruit som tillhandahålls eftersom vi använder en annan mikrokontroller än det ursprungliga projektet.

I WordClock_NeoMatrix8x8.ino vill vi ändra några av // definiera stiften, Vi måste ändra RTCGND till A4 & RTCPWR till A5 detta berättar koden där SDA & SCL -anslutningarna är på Arduino Nano.

Vi kommer också att behöva ändra NEOPIN till D3 så att det vet var 8x8 RBG Matrix Din är ansluten.

Om du inte är säker på att du gjorde detta korrekt kan du ladda ner den bifogade Modified WordClock_NeoMatrix8x8.ino och ersätta den i din katalog.

Skaffa det obligatoriska biblioteket

Slutligen innan du programmerar måste du ladda ner alla nödvändiga bibliotek, Adafruit har inkluderat länkar till alla dessa i kommentarerna till

Eller så kan du klicka på dem här,

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

För alla som inte har installerat Arduino IDE -biblioteket innan du följer dessa steg,

1. Alla länkarna ovan är till GIT Hub -arkiv, du måste klicka på knappen "Klona eller ladda ner"
2. Välj nedladdning ZIP
3. Öppna nu Arduino IDE
4. Klicka på fliken "Skiss" i toppmenyn
5. Håll muspekaren över Inkludera bibliotek, välj sedan "Lägg till. ZIP -bibliotek …"
6. Navigera till den plats där du laddar ner. ZIP -biblioteket och välj det
7. Nu när biblioteket har installerats måste du upprepa dessa steg för vart och ett av de fem bibliotek som är länkade ovan.

Programmering av Arduino Nano

Nu är IDE -miljön klar och det är dags för dig att programmera Arduino Nano!

Se till att Arduino IDE har konfigurerats för att kompilera för Arduino Nano -kortet, för att verifiera detta,

1. Klicka på fliken "Verktyg"
2. Håll muspekaren över alternativet "Boards:" och välj "Arduino Nano"
3. Anslut Arduino Nano till din dator och välj rätt COM -port

När ovanstående steg har följts kan du trycka på uppladdningsknappen för att programmera Arduno Nano!

Steg 5: Elektronik

Nu har du en programmerad Arduino Nano, det är dags att konfigurera elektroniken!

Innan du kopplar upp allt kopplar du bort Arduino Nano från USB -kontakten.

Elektroniken i projektet är extremt enkel, så det är väldigt enkelt att montera även för nybörjare, Anslutningar

1. TP4056 - Löd röd ledning till + -anslutningen bredvid mikro -USB -kontakten (visas ovan) detta är 5V (Verifiera med en multimeter om det inte är säkert). Anslut sedan den svarta ledningen till - kontakten (visas igen ovan).
2. 8x8 RGB Matrix - Anslut Din till Arduino Nano Pin D3, sedan Vcc till 5V & GND till GND.
3. DS1307 - Anslut SDA till Arduino Nano Pin A4 (Detta är Nanos SDA -anslutning), anslut sedan SCL till Arduino Nano Pin A5 (Detta är Nanos SCL -anslutning se Nano Pin ut ovan). Sedan Vcc till 5V & GND till GND.
4. Arduino Nano - Allt som återstår är att driva Arduino Nano, för att göra detta, anslut 5V till Vin & GND till GND bredvid Vin -stiftet.

När allt ovanstående har följts är kretsen klar! och det är dags att programmera det för att kontrollera att allt fungerar!

Innan du lödar alla ovanstående anslutningar är det förmodligen en bra idé att verifiera att allt fungerar med hjälp av en brödbräda och några kontakter. Jag har visat några bilder på min elektroniska verifiering ovan!

Klockan är inte korrekt?

Om din ordklocka inte visar rätt tid, försök omprogrammera Arduino Nano medan den är ansluten till RTC -modulen. Om detta fortfarande inte fungerar tar du bort cellbatteriet från RTC -modulen och lägger sedan till det igen efter att ha gjort detta försök att omprogrammera Arduino igen.

Steg 6: Montering

Nu när du har 3D -delarna är Code & Electronics redo att montera ordet klocka.

1. Placera Standard Front -plattan på ett skrivbord och sätt in de 64 LED -diffusorerna.
2. Se till att alla spridare har satts in platta.
3. Placera avdelningsgallret i standardfrontenheten.
4. Förbered elektroniken som diskuterades i föregående steg.
5. Placera den vinklade ryggplattan på skrivbordet
6. Sätt i USB -laddarmodulen i facket i den vinklade bakdelen
7. Se till att USB-porten är inriktad genom den bakre utskärningen på vinklad baksida
8. Placera Vinklad mitten över elektroniken och rikta in den med Vinklad rygg, sätt sedan in elektroniken
9. Placera LED -matrisen över elektroniken, panelen ska riktas in på de vinklade mids -facken.
10. Placera den vinklade enheten på standardfronten och sätt i M3 35 mm -skruvarna
11. Dra åt skruvarna och placera de 4 gummifötterna på basen
12. Grattis att du har slutfört monteringen, dags att starta upp det, se tiden!

Steg 7: Lärdomar och slutsatser

Sammantaget är jag nöjd med resultatet av detta projekt men det finns naturligtvis några saker som kunde ha gjorts för att förbättra det.

Utgåva 1

RTC DS1307-modulerna är ganska frustrerande att installera och glida märkbart ur synkronisering, vilket betyder att du måste programmera om enheten för att synkronisera den igen.

Utgåva 2

CAD, jag skulle nog designa höljet lite annorlunda för att förbättra monteringsprocessen och faktiskt ha någonstans att montera Arduino.

Utgåva 3

Varför inte ha Wi-Fi? Detta skulle vara en bra lösning på nummer 1!

När jag startade detta projekt hade jag ingen erfarenhet av ESP8266 / ESP32 men om jag skulle starta detta projekt igen eller göra en Rev2 skulle jag starkt överväga att anpassa koden för att använda Wifi för att få aktuell tid istället för DS1307.

Detta kan också möjliggöra många andra funktioner som att justera skärmfärgen baserat på väderprognoser eller coola saker som detta.

Tack alla för att du kom till slutet av min guide, om du har några frågor får du gärna kommentera eller skicka ett direktmeddelande till mig!