良许Linux教程网 干货合集 Nice,用ESP8266做一个高颜值的RGB时钟!

Nice,用ESP8266做一个高颜值的RGB时钟!

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以下是一个使用ESP8266制作高颜值RGB时钟的项目分享!

这个时钟不仅外观漂亮,还具备自动亮度控制功能,并且还配备了温度传感器。

材料准备

  • PCB电路板
  • ESP8266或Nodemcu模块
  • 跳线
  • 焊接工具

第1步: 准备工作

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Neo Pixel是可寻址的LED,我们可以通过编程,让它显示任何一种颜色或者数字。

Neo Pixel有不同的smd封装,这个项目使用的是Ws2812b-5050 mini RGB。

这种迷你LED的额定电压为3.0V到5.5V,电流为16mA(每个LED)。

NodeMCU有3.3V的稳压器,可以正常驱动所有的LED。

第2步:使用Neo Pixel Led制作7段显示器

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在这里,我们需要把所有的电源并联起来,把所有的数据连接串联起来,使用7段显示方法,如上图连接所有的LED。

每段有2个LED,整个面板总共有14个LED。

我们需要4个面板来显示时间(2个显示小时,2个显示分钟)。

当然还可以再连接两个面板来显示秒/任何其他数值,或者温度。

不管怎么连接,记住总是要把第一个面板的DOUT连接到第二个面板的DIN

第3步:连接仪表盘

640 (2)
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为了连接小时和分钟面板,在两面板之间有一个小的PCB板,名为Dash,包含了2个LED作为二进制数字,这2个LED灯每隔一秒就会发光一次。

第4步:NodeMCU/ESP8266介绍

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ESP8266集成了一个32位Tensilica处理器,标准的数字外围接口。

我们的ESP8266具有板载Wi-Fi支持,通过它我们可以连上互联网调整时间,而不需要任何RTC(实时时钟)模块。

这样子的话可以减少连接,使整个项目变得更简单一些。

第5步:代码中支持的功能

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如果使用本文提供的代码,那么我们可以在这个7段时钟中增加2个额外的功能:

  1. 使用触觉开关的温度和湿度显示

在13号针脚上添加一个DHT11传感器,在12号针脚上添加一个触觉按钮,可以在屏幕上获得摄氏或华氏的温度值。

用一个10k电阻将按钮的第12针脚连接到5V,另一端连接到GND。也就是说,当按钮针脚被拉到GND时,显示器将显示温度读数。如果没有这个温度传感器,代码也可以工作,所以如果你想让项目简单一点,也可以不需要这些连接。

  1. 使用引脚A0的LDR传感器进行亮度控制
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通过在A0引脚上做一个电阻分压器网络,添加一个带有10k电阻的LDR传感器,可以相应地改变亮度。

白天的亮度高,晚上的亮度低。如果你不想要可调节亮度,这部分代码也可以在没有这些传感器的情况下工作,它将会锁定在默认设置。

第6步:视频演示

第7步:7段时钟

640 (3)
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现在,我们有4个面板和一个Dash(仪表盘)。

根据上面GIF图来连接面板和仪表盘;将2个面板串联在一起。

然后使用上面给出的原理图连接NodeMCU。

第8步:代码

  1. 首先使用库来初始化代码:
#include 
#include 
#include 
#include 


#include 
#include 
#include 
  1. 定义所有像素、I/O引脚、传感器引脚:
#define PIXEL_PER_SEGMENT 2 // Number of LEDs in each Segment
#define PIXEL_DIGITS 4 
// Number of connected Digits
#define PIXEL_PIN 2 // GPIO Pin
#define PIXEL_DASH 1 
// Binary segment
#define LDR_PIN A0 // LDR pin
#define DHT_PIN 13 // DHT Sensor pin
#define BUTTON_PIN 12 
// Button pin

\3. 对于时间格式,使用Wi-Fi把ESP8266连接到互联网:

WiFi.begin(ssid, password);
Serial.print("Connecting.");
while ( WiFi.status() != WL_CONNECTED )
  1. 时间设置:
void disp_Time() {
clearDisplay();
writeDigit(0, Hour / 10);
writeDigit(1, Hour % 10);
writeDigit(2, Minute / 10);
writeDigit(3, Minute % 10);
writeDigit(4, Second / 10);
writeDigit(5, Second % 10);
disp_Dash();

\5. 面板上的颜色设置:

if (index == 0 || index == 1 ) color = strip.Color(0, Brightness, 0);
if (index == 2 || index == 3 ) color = strip.Color(0, Brightness, 0);
if (index == 4 || index == 5 ) color = strip.Color(Brightness, 0, 0);

这只是一个简单的介绍,同时代码还有温度和自动时间选项。

温度模式可以通过数字针脚12的开关来选择。

第9步:完整代码

#include 
#include 
#include 
#include 

#include 
#include 
#include 

#define PIXEL_PER_SEGMENT
 2     // Number of LEDs in each Segment
#define PIXEL_DIGITS       4   
  // Number of connected Digits 
#define PIXEL_PIN     
     2     // GPIO Pin
#define PIXEL_DASH         1    // Binary segment

#define LDR_PIN     
  A0    // LDR pin
#define DHT_PIN       13    // DHT Sensor pin
#define BUTTON_PIN    12  
  // Button pin

// Uncomment the type of sensor in use
#define DHT_TYPE    DHT11     // DHT 11
//#define DHT_TYPE    DHT22     // DHT 22 (AM2302)
//#define DHT_TYPE    DHT21     // DHT 21 (AM2301)

#define TIME_FORMAT      
  12    // 12 = 12 hours format || 24 = 24 hours format 

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel((PIXEL_PER_SEGMENT * 7 * PIXEL_DIGITS) + 
(PIXEL_DASH * 2), PIXEL_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);

// set Wi-Fi SSID and password
const char *ssid     = "Hackster";
const char *password = "Sainisagar7294";

WiFiUDP ntpUDP;
// 'time.nist.gov' is used (default server) with +1 hour offset (3600 seconds) 60 seconds 
(60000 milliseconds) update interval
NTPClient timeClient(ntpUDP, "time.nist.gov", 19800, 60000); //GMT+5:30 : 5*3600+30*60=19800

int period = 2000;   //Update frequency
unsigned long time_now = 0;
int Second, Minute, Hour;

// set default brightness
int Brightness = 40;
// current temperature, updated in loop()
int Temperature;

bool Show_Temp = false;

//Digits array
byte digits[12] = {
  //abcdefg
  0b1111110,     // 0
  0b0110000,     // 1
  0b1101101,     // 2
  0b1111001,     // 3
  0b0110011,     // 4
  0b1011011,     // 5
  0b1011111,     // 6
  0b1110000,     // 7
  0b1111111,     // 8
  0b1110011,      // 9
  0b1001110,     // C
  0b1000111,     // F
};

//Clear all the Pixels
void clearDisplay() {
  for (int i = 0; i setup() {
  Serial.begin(115200);
  strip.begin();
  strip.show();

  dht.begin();
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT);

  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.print("Connecting.");
  while ( WiFi.status() != WL_CONNECTED ) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("connected");
  timeClient.begin();
  delay(10);
}

void loop() {
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) { // check WiFi connection status
    int sensor_val = analogRead(LDR_PIN);
    Brightness =40;
    timeClient.update();
    int Hours;
    unsigned long unix_epoch = timeClient.getEpochTime();   // get UNIX Epoch time
    Second = second(unix_epoch);                            // get seconds
    Minute = minute(unix_epoch);                            // get minutes
    Hours  = hour(unix_epoch);                              // get hours

    if (TIME_FORMAT == 12) {
      if (Hours > 12) {
        Hour = Hours - 12;
      }
      else
        Hour = Hours;
    }
    else
      Hour = Hours;
  }

  if (digitalRead(BUTTON_PIN) == LOW) {
    Show_Temp = true;
  }
  else
    Show_Temp = false;

  if (Show_Temp) {
    Temperature = dht.readTemperature();
    Serial.println(Temperature);
    clearDisplay();
    writeDigit(0, Temperature / 10);
    writeDigit(1, Temperature % 10);
    writeDigit(2, 10);
    strip.setPixelColor(28, strip.Color(Brightness, Brightness,  Brightness));
    strip.show();
    delay(3000);
    clearDisplay();
    Show_Temp = false;
  }
  while (millis() > time_now + period) {
    time_now = millis();
    disp_Time();     // Show Time
  }
}

void disp_Time() {
  clearDisplay();
  writeDigit(0, Hour / 10);
  writeDigit(1, Hour % 10);
  writeDigit(2, Minute / 10);
  writeDigit(3, Minute % 10);
  writeDigit(4, Second / 10);
  writeDigit(5, Second % 10);
  disp_Dash();
  strip.show();
}

void disp_Dash() {
  int dot, dash;
  for (int i = 0; i for (int j = 0; j if (index == 0 || index == 1 ) margin = 0;
  if (index == 2 || index == 3 ) margin = 1;
  if (index == 4 || index == 5 ) margin = 2;
  for (int i = 6; i >= 0; i--) {
    int offset = index * (PIXEL_PER_SEGMENT * 7) + i * PIXEL_PER_SEGMENT + margin * 2;
    uint32_t color;
    if (digit & 0x01 != 0) {
      if (index == 0 || index == 1 ) color = strip.Color(Brightness, 0,  Brightness);
      if (index == 2 || index == 3 ) color = strip.Color(Brightness, 0,Brightness);
      if (index == 4 || index == 5 ) color = strip.Color(Brightness, 0,  0);
    }
    else
      color = strip.Color(0, 0, 0);

    for (int j = offset; j > 1;
  }
}

第10步:完整电路图(高清版本文末下载)

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第11步:PCB设计(面板部分)

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主要的PCB设计,用于显示数字和其他字母。

第12步:PCB设计(Dash部分)

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第13步:故障排除

  • DIN总是与DOUT串联在一起,如果接反了或从任何地方断开了,整个装置就会停止工作;
  • 按上面的图连接Dash;
  • 确保所有的连接都焊接好,干焊会导致数据值和颜色的改变;
  • 在焊接时,不要把印刷电路板加热太多,温度保持在300度。

第14步:完整展示

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希望大家喜欢这个项目!

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良许

作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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