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
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PCB电路板 -
ESP8266或Nodemcu模块 -
跳线 -
焊接工具
第1步: 准备工作
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
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
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
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
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:
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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。
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使用引脚A0的LDR传感器进行亮度控制
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
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
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首先使用库来初始化代码:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
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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 )
-
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)
第11步:PCB设计(面板部分)
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)
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
希望大家喜欢这个项目!
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