Budjetti Arduino RGB Word Clock!: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Hei kaikki, tässä on oppaani kuinka tehdä oma yksinkertainen ja halpa sanakello!

Työkalut, joita tarvitset tähän projektiin

1. Juotin & juote
2. Johdot (mieluiten vähintään 3 eri väriä)
3. 3D -tulostin (tai pääsy johonkin, voit myös lähettää.stl -tiedostot painotalolle, jos sinulla ei ole omaa tulostinta)
4. Perustyökalut (ruuvimeisselit, langanleikkuri, viila, jne.)

Kaikki tilaamasi osat kuuluvat tämän oppaan BOM -osioon!

Toivottavasti nautit, nyt päästään alkuun!

Vaihe 1: Hanke -ehdotus

Olen jo pitkään halunnut tehdä RBG -työpöytäkellon Adafruit -projektin mukaisesti täällä LINKKI

Keskeiset asiat, jotka pysäyttivät minut, olivat osien hinta ja laserleikattujen osien tarve!

Joten tämän projektin tavoitteena oli tehdä halpa ja yksinkertainen versio käyttämällä budjetti RBG Matrixia ja Arduino Nano -laitetta ja sitten tulostaa 3D -kotelo, joka ohittaa laserleikattujen osien tarpeen.

Vaihe 2: BOM - Elektroniikka ja mekaaninen

Tämän projektin materiaaliluettelon (BOM) pitäisi olla 13,21 puntaa yhdestä täydestä sanakellosta.

Tilauksen kokonaiskustannusten (mukaan lukien postikulut Yhdistyneelle kuningaskunnalle) pitäisi olla 51,34 puntaa olettaen, että sinun on ostettava kaikki osat, mukaan lukien täydet 1 kg: n PLA -kelat kotelolle.

(Tilauskustannukset - BOM Cost)

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 -moduuli DS1307 -
4. 1,25 £ - 0,13 £ - Power Micro USB -
5. 4,31 £ - 1,44 £ - Protoboard -
6. 1,05 £-0,11 €-M3 35mm ruuvi x20-https://www.aliexpress.com/item/M3-x-35mm-Alloy-S…
7. 4,13 £ - 0,82 £ - 4 mm kumijalat x4 -
8. 12,99 £ - 1,20 € - BQ 1,75 mm PLA - Hiili musta -
9. 19,99 £ - 0,28 € - AMZ3D 1,75 mm PLA - Luonnollinen -

PLA -laskelmat voidaan näyttää edellä PLA Calc -taulukossa. Olen olettanut, että PLA: n tilavuus on noin 800 cm^3/kg, mikä tarkoittaa, että 1 kg: n kelassa on oltava noin 330 metriä muovia. Käytin sitten kustannusten laskemiseen kunkin osan tulostamiseen tarvittavaa ennustettua PLA -määrää.

Vaihe 3: 3D -tulostetut osat

Kaikki 3D -tulostusmallit löytyvät Thingiversestä täältä -

Tulostusohjeet löytyvät yllä linkitetyltä Thingiverse -sivulta

Suunnittelin tämän mallin Fusion 360: ssä käyttäen mallina Adafruit Laser Cut -kotelon mallia (linkki).

Pidin etupaneelin kirjaimet samoina, koska käytämme samaa koodia, jota Adafruit -projekti käyttää.

Kotelo kallisti kelloa 10 °: ssa, jotta se saisi paremman katselukulman. Kirjeen asettelun on oltava hieman suurempi kuin Adafruit -version, koska valitsemani 8x8 RGB -LED -matriisi on noin 64 mm x 64 mm Adafruit NeoMatrixin 60 mm x 60 mm: n sijasta.

Kotelossa on 6 osaa,

1. Etupaneeli - Tässä on kirjaimet LED -matriisin edessä.
2. Keskipaneeli (kulma) - Tämä pitää matriisin paikallaan ja muodostaa yhteyden etu- ja takapaneeliin. Tämä osa on 10 °.
3. Takapaneeli (kulma) - Tässä paneelissa on verkkolaite ja se liitetään keskipaneeliin.
4. Verkkolaitteen lukko - Tämä on pieni osa, joka pitää sovittimen paikallaan.
5. Jakajaverkko - Tätä käytetään eristämään valo jokaisesta LEDistä vähentäen valon vuotamista viereisiin kirjaimiin.
6. LED -hajotin - Tämä on selkeä PLA -osa, joka auttaa sekoittamaan RGB -led -valot, mikä auttaa myös kirjainten ymmärrettävyydessä (Huomaa, että sinun on tulostettava 64 tätä osaa, yksi matriisin jokaiselle LEDille).

Koko kotelo asennetaan yhteen käyttämällä M3 35mm & M3 15mm ruuveja.

Vaihe 4: Koodi

Arduino IDE: n hankkiminen

Tätä projektia varten tarvitset ensin Arduino IDE: n, jonka voit ladata täältä - Linkki

Koodikannan hankkiminen

Nämä projektit koodin on tehnyt Adafruit ja se löytyy GIT Hubista täältä - Linkki

Kaikille, jotka eivät ole aiemmin käyttäneet GIT Hubia, se on todella yksinkertaista! Saat koodin ladatuksi ja Arduino IDE: hen seuraavasti.

1. Napsauta GIT -repon linkkiä
2. Napsauta 'Kloona tai lataa' -painiketta (vihreä) ja valitse sitten Lataa ZIP
3. Pura ladattu ZIP jonnekin
4. Avaa Arduino IDE
5. Siirry Arduino IDE: ssä Tiedosto auki
6. Siirry sitten WordClock_NeoMatrix8x8.ino-tiedostoon, joka löytyy puretusta kansiosta (Esimerkkihakemisto-C: / Users / xxxxxx / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock_NeoMatrix8x8.ino)

Nyt olet avannut koodin!

Koodin muuttaminen

Sitten meidän on tehtävä hyvin pieni muutos Adafruit -koodiin, koska käytämme eri mikro -ohjainta kuin alkuperäinen projekti.

WordClock_NeoMatrix8x8.ino -ohjelmassa haluamme muokata joitakin // -määritystappeja, Meidän on muutettava RTCGND -asetukseksi A4 ja RTCPWR -asetukseksi A5, mikä kertoo koodin, jossa SDA- ja SCL -yhteydet ovat Arduino Nanossa.

Meidän on myös muutettava NEOPIN D3: ksi, jotta se tietää, mihin 8x8 RBG Matrix Din on kytketty.

Jos et ole varma, teitkö tämän oikein, voit ladata liitteenä olevan Modified WordClock_NeoMatrix8x8.ino -ohjelman ja korvata hakemistossasi olevan.

Tarvittavan kirjaston hankkiminen

Ennen ohjelmointia sinun on ladattava kaikki tarvittavat kirjastot, Adafruit on lisännyt linkit kaikkiin näihin kommentteihin

Tai voit napsauttaa niitä tästä,

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

Jos et ole vielä asentanut Arduino IDE -kirjastoa, noudata seuraavia ohjeita:

1. Kaikki yllä olevat linkit ovat GIT Hub -varastoihin, sinun on napsautettava Kloonaa tai lataa -painiketta
2. Valitse lataus ZIP
3. Avaa nyt Arduino IDE
4. Napsauta ylävalikon Luonnos -välilehteä
5. Vie hiiri Sisällytä kirjasto -kohdan päälle ja valitse sitten Lisää. ZIP -kirjasto…
6. Siirry sijaintiin, johon lataat. ZIP -kirjaston, ja valitse se
7. Kirjasto on nyt asennettu, sinun on toistettava nämä vaiheet kullekin yllä olevasta viidestä kirjastosta.

Arduino Nanon ohjelmointi

Nyt IDE -ympäristö on valmis ja sinun on aika ohjelmoida Arduino Nano!

Varmista, että Arduino IDE on asetettu käännettäväksi Arduino Nano -levylle, varmistaaksesi tämän,

1. Napsauta Työkalut -välilehteä
2. Vie hiiri "Taulut:" -vaihtoehdon päälle ja valitse "Arduino Nano"
3. Liitä Arduino Nano tietokoneeseen ja valitse oikea COM -portti

Kun yllä olevat vaiheet on suoritettu, voit ladata Arduno Nano painamalla latauspainiketta!

Vaihe 5: Elektroniikka

Nyt sinulla on ohjelmoitu Arduino Nano, sen aika asettaa elektroniikka!

Irrota Arduino Nano USB -liittimestä ennen johdotusta.

Projektin elektroniikka on erittäin yksinkertaista, joten se on todella helppo koota jopa aloittelijoille, Liitännät

1. TP4056 - Juotettava punainen johto + -liitäntään mikro -USB -liittimen vieressä (näkyy yllä), tämä on 5 V (tarkista monimetrillä, jos et ole varma). Kytke sitten musta johto - liittimeen (jälleen yllä).
2. 8x8 RGB -matriisi - Kytke Din Arduino Nano Pin D3 -liitäntään, sitten Vcc 5V: een ja GND GND: hen.
3. DS1307 - Liitä SDA Arduino Nano Pin A4 -laitteeseen (tämä on Nanon SDA -liitäntä) ja liitä sitten SCL Arduino Nano Pin A5 -liitäntään (tämä on nanon SCL -liitäntä, katso yllä oleva nano -nasta). Sitten Vcc 5V: lle ja GND GND: lle.
4. Arduino Nano - Jäljellä on vain Arduino Nano -laitteen virran kytkeminen, jotta voit tehdä tämän kytkemällä 5 V: n Vin & GND: hen Vin -nastan vieressä olevaan GND: hen.

Kun kaikki edellä mainitut on noudatettu, piiri on valmis! ja on aika ohjelmoida se tarkistamaan, että kaikki toimii!

Ennen kaikkien juotosten juottamista on luultavasti hyvä tarkistaa, että kaikki toimii leipälevyn ja joidenkin liittimien avulla. Olen näyttänyt joitain valokuvia elektroniikan vahvistuksestani yllä!

Kellonaika ei ole oikea?

Jos sanakello ei näytä oikeaa aikaa, yritä ohjelmoida Arduino Nano uudelleen, kun se on kytketty RTC -moduuliin. Jos tämä ei vieläkään toimi, poista kennoakku RTC -moduulista ja lisää se takaisin sen jälkeen, kun olet yrittänyt ohjelmoida Arduinon uudelleen.

Vaihe 6: Kokoonpano

Nyt kun sinulla on 3D -osat, Code & Electronics on valmis koottamaan sanakellon.

1. Aseta Vakio -etulevy pöydälle ja aseta 64 LED -hajotinta paikalleen.
2. Varmista, että kaikki hajottimet on asetettu paikalleen.
3. Aseta jakolaita verkkoon vakiokokoonpanoon.
4. Valmistele edellisessä vaiheessa käsitelty elektroniikka.
5. Aseta kulmikas selkälevy pöydälle
6. Aseta USB -laturimoduuli kulmaisen takaosan aukkoon
7. Varmista, että USB-portti on kohdistettu kulman takana olevan takaosan aukon kautta
8. Aseta kulmikas puoliväli elektroniikan päälle ja kohdista kulmikas takaosa ja aseta sitten elektroniikka
9. Aseta LED -matriisi elektroniikan päälle, paneelin tulee kohdistua kulma -keskipaikkoihin.
10. Aseta kulmikokoonpano vakio -etuosaan ja kiinnitä 35 mm: n M3 -ruuvit
11. Kiristä ruuvit ja aseta 4 kumijalkaa alustalle
12. Onnittelut, että olet suorittanut kokoonpanon, aika käynnistää se nähdä aika!

Vaihe 7: Oppiaiheet ja johtopäätös

Kaiken kaikkiaan olen tyytyväinen tämän projektin tulokseen, mutta tietysti on olemassa muutamia asioita, joita olisi voitu tehdä sen parantamiseksi.

Numero 1

RTC DS1307 -moduulit ovat melko turhauttavia asentaa ja ajautuvat pois synkronoinnista nopeasti, joten sinun on ohjelmoitava laite uudelleen synkronoidaksesi sen.

Numero 2

CAD, luultavasti suunnittelisin kotelon hieman eri tavalla kokoonpanoprosessin parantamiseksi ja minulla olisi todellakin paikka asentaa Arduino.

Numero 3

Miksi sinulla ei ole Wi-Fi-yhteyttä? Tämä olisi loistava ratkaisu numeroon 1!

Kun aloitin tämän projektin, minulla ei ollut kokemusta ESP8266 / ESP32: sta, mutta jos aloittaisin tämän projektin uudelleen tai tekisin Rev2: n, harkitsisin vahvasti koodin mukauttamista Wifin käyttämiseksi nykyisen ajan saamiseksi DS1307: n sijaan.

Tämä voi myös mahdollistaa monia muita ominaisuuksia, kuten näytön värin säätämisen sääennusteen perusteella tai tällaisia viileitä asioita.

Kiitos kaikille oppaani loppuun, jos sinulla on kysyttävää, kommentoi tai lähetä minulle viesti!