WiFi-gestuurde LED-strip Matrix Display Klokverlichting - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Tinkercad-projecten »

Programmeerbare LED-strips, b.v. gebaseerd op WS2812, zijn fascinerend. De toepassingen zijn legio en u kunt snel indrukwekkende resultaten behalen. En op de een of andere manier lijkt het bouwen van klokken een ander domein waar ik veel over nadenk. Beginnend met enige ervaring in het bouwen van een wordclock op basis van enkele LED's, een Arduino en een digitale klokmodule, ben ik overgestapt op webgebaseerde NTP-tijd, wat een mooi onderdeel is van een WLAN-geïntegreerde nodemcu (ESP8622) -module. Vandaar dat het bouwen van een led-matrix-displayklok uit een LED-strip en een nodemcu-controller allesbehalve voor de hand liggend is. En naast het weergeven van een klok kan men allerlei fancy lichteffecten doen met een meerkleurige pixelmatrix van 42 x 7 ledstrippixels. Bekijk de demo.

Naast een LED-strip, een voeding, de node MCU, heb je nog wat andere benodigdheden nodig zoals een grondplaat, een transparante voorplaat, wat schroeven en afstandsmoeren. Soldeer- en houtbewerkingsvaardigheden (de laatste heb ik niet …) zijn erg nuttig. Een 3D-printer is een slimme keuze om de standaard en de elektronicahoes te printen.

Benodigdheden:

6 x HSeaMall 180-delig M3 Nylon Wit Hex Spacer-schroefmoer Messing Spacer Afstandsschroefmoer Assortimentsset voor montage van polystyrolplaat op houten plaat

1 x Polystyrolplaat 80x20 cm transparant, wit 2, 5mm als frontplaat

1 x Houten plank 80 x 20 cm, wit, 1, 6 cm als basisplaat voor LED-strip en elektronica

20 x Industrie 15 mm x 3,9 mm Zelftappende schroeven met schroefdraad Boorbouten om dingen te repareren

1 x NodeMCU Lua Amica Module V2 ESP8266 ESP-12F -Wifi voor LED-klokbesturing

1 x Voeding VOOR 300 led - 230V tot 5V, 8A MSKU artikel: MeanWell Serie LPV-60. [Energieklasse A] - om tot 300 LED's van stroom te voorzien

1 x LED-strip, 5m 300 LED, WS2811 IC Ingebouwde 5050SMD, 256 helderheid - LED-pixelmatrix

1 x lichtgevoelige weerstand voor automatische aanpassing van de helderheid

elektronica en elektrische onderdelen, kabels, printklemmen 2-polig, een geschikte printplaat

Stap 1: Bouw de bodemplaat en deksel

Eerst moeten de bevestigingen voor de afdekplaat worden uitgelijnd. De gedetailleerde lay-out van het bord staat in de PDF. Een afstandsschroefmoer in elke hoek wordt in elke hoek geplaatst met het midden op 1 cm van de buitenrand. In het midden van de lange rand zijn twee schroeven gemonteerd om de afdekplaat te stabiliseren.

De LED-strip wordt in zeven lijnen van elk 42 LED gesneden om de matrix te bouwen. De LED-lijnen zijn symmetrisch op het bord bevestigd, zoals weergegeven in de PDF-indeling van het bord. BELANGRIJK: de richting van de gegevensstroom van de regels is van links naar rechts voor de bovenste regel, van rechts naar links voor de volgende regel, weer van links naar rechts voor de volgende regel enzovoort voor alle zeven regels.

De datalijn en stroomkabels (GND, +5V) zijn aangesloten (gesoldeerd) voor elke lijn van de bovenste naar de onderste lijn. Dus lijn één en twee zijn verbonden aan de rechterkant, twee en drie aan de linkerkant, drie en vier aan de rechterkant, enzovoort. Deze strategie houdt de gesoldeerde lijnen kort.

De voedingskabels naar de voeding zijn in het midden van de lijn gesoldeerd om te voorkomen dat de voeding naar de laatste LED te lang is.

Een gat van 3 mm voor de lichtgevoelige weerstand in het linker bovenste deel van het bord (zal de onderkant van de lamp zijn) ondersteunt de weerstand die naar buiten wijst (naar de achterkant van de lamp om niet te veel licht van de LED-matrix te krijgen). De weerstand wijst naar buiten, verbindingslijnen worden gezamenlijk door een ander geboord gat naar de achterkant van de lamp geleid.

De afdekplaat kreeg boorgaten op de symmetrische posities ten opzichte van de montagegaten in de basisplaat. De schroeven met kunststof afstandsringen bevestigen de afdekplaat aan de plint.

Voor een standaard heb ik twee witte stukken geprint die moeten worden bevestigd met M4x20mm-schroeven om een stabiele standaard mogelijk te maken.

Stap 2: Voeding en elektronica

Nu heb ik wat stroom en een controller nodig voor de LED-stripmatrix. In eerste instantie de controller nodeMCU. Een zeer eenvoudige printplaat maakt het mogelijk om de nodemcu afneembaar te monteren, niets vervelender dan een vernield elektronisch apparaat met veel gesoldeerde pinnen te desolderen. Hieronder worden de aansluitingen beschreven:

NodeMCU-verbinding (A0 lichtweerstand pin 1

3, 3V lichtweerstand pin 2

D2 DIN van ledstrip

Vin 5V van voeding

GND GND van voeding

De voeding is aan de achterkant van het basisbord gemonteerd. Ik heb ervoor gekozen om de relatief grote voeding langs de lange kant richting vast te zetten met de 5V/GND aansluiting aan de onderkant waar de connectoren van voren door het geboorde geheel komen. De montagegaten van de voeding worden samen gebruikt met de 3D-geprinte elektronica en de voedingsconnectorafdekkingen. Het ontwerp is in een oogwenk gedaan - achteraf zou ik alles in één behuizing naast de voeding combineren - nou, dit is waar prototypes voor zijn …

De 3D-onderdelen zijn gemaakt met tinkercad (wat gewoon geweldig is voor snelle ontwerpen) en geprint / gesneden met Cura.

Link naar het tinkercad project: Tinkercad LED strip matrix componenten

Stap 3: Software

Het voordeel van een nodemcu is zeker dat er geen digitale klokmodule nodig is, en evenmin heb je een aparte besturingsinterface nodig omdat men de webserver kan gebruiken voor het besturen van de nodemcu.

Het aantal effecten is onbeperkt aangezien de matrix gebruikt kan worden als messaging board, lamp, Tetris zoals gamestation, sneeuwlicht, …

Gelukkig is het programmeren van de nodeMCU heel, heel dicht bij het programmeren van Arduino's. De Arduino IDE kan worden gebruikt. Er zijn talloze goede beschrijvingen hoe u de Arduino IDE kunt installeren en laten werken met de nodeMCU ESP8622. En je krijgt ze ook op instructables - Quick Start to Nodemcu (ESP8266) op Arduino IDE door Magesh Jayakumar

Er moeten een aantal bibliotheken worden geïnstalleerd en aan de software wordt nog gewerkt. Klokweergave, scrollende tekst en enkele effecten zijn inbegrepen.

De klok en effecten kunnen worden bediend via een webpagina. Dit is nog steeds erg basaal en ik moet begrijpen hoe de webpagina kan worden geüpgraded naar een echt mooie gebruikersinterface met allerlei handige functies.

Er moet nog veel gebeuren.