5 £* Pizza Box RGB hodiny: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Tento projekt začal, když jsem měl štěstí, že jsem ve stánku na trhu našel nějaké role pásky WS2811 RGB LED za 1 £/roli. Smlouvání bylo příliš dobré na to, aby se nepropáslo, a tak jsem musel najít důvod, proč použít mých nově získaných 25 m toho, co je v podstatě páska NeoPixel. V tomto projektu jsem použil asi 3 metry.

Inspirace přišla ve dvou formách od dvou velmi respektovaných jmen v komunitě tvůrců - ani jeden z nich v té době nestavěl hodiny. Mechanika krabice byla silně inspirována videem od Fran Blanche o výrobě obřího 7segmentového displeje a myšlenka použít NeoPixels, aby každý segment změnil barvu, pocházela z Unexpected Maker a jeho projektu Neo7Segment Display (YouTube & Tindie). Měli byste se podívat na oba - jsou úžasní.

Tento Instructable je krok za krokem průvodce vytvořením funkčního displeje a vložením základních hodin. Na konci je krok s názvem „Přizpůsobte si ho“s několika radami a tipy, kam dál. Pokud nějaký vytvoříte, pošlete prosím obrázek do komentářů - rád bych viděl, jak si ho lidé přizpůsobí.

Krok 1: Seznam dílů

Cena 5 GBP v názvu je skutečně to, co mě tento projekt stál. Zda je možné replikovat za tuto cenu, bude záviset na převládajících cenách v době nákupu požadovaných dílů. Dostal jsem výhodnou nabídku LED pásků a oceňuji, že ne každý bude mít takové štěstí. Do projektu jsem nezahrnul náklady na pizzu, protože krabice byly použity až poté, co byly snědeny:-)

Použil jsem následující zakoupené díly (kde jsou odkazy v této sekci označeny *, jedná se o odkazy na pobočky - to znamená, že za každý nákup vydělám pár pencí, ale nic víc neplatíte). Zde uvedené ceny jsou správné v den psaní:

• Wemos D1 Mini (https://s.click.aliexpress.com/e/eMzZNz3 *) [2,10 GBP]
• Wemos D1 Mini Prototype Sheild (https://s.click.aliexpress.com/e/cL0f39Su *) [1,90 GBP/5] - použil jsem to, abych mohl v budoucnu obnovit ESP pro jiný projekt, můžete pájet přímo pokud dáváte přednost Wemos D1 mini
• 3m 12V pásky WS2811 LED (https://s.click.aliexpress.com/e/EubEE27 *) [1,55 GBP/m v tomto seznamu, zaplatil jsem 1 £ za 5 mil., Takže mě to stálo 60 p]
• Převodník snižování napětí DC-DC (https://s.click.aliexpress.com/e/iuRRRzJ *) [31p]
• Napájecí konektor (https://s.click.aliexpress.com/e/fUJyNVF *) [58p]
• Tlačítko (https://s.click.aliexpress.com/e/by8JYjri *) [1,85 GBP/10]

*Celkové náklady na tento projekt pro mě = 4,15 GBP (8,20 GBP za ceny ve výše uvedených odkazech)

Také jsem použil následující materiály, které jsem měl kolem domu:

• 4 velké lepenkové krabice od mražené pizzy
• Oboustranné lepidlo v různých šířkách
• Kovová páska (i když to udělá gafferová páska nebo jakákoli páska, která přestane procházet světlem)
• Staniol
• Propojovací drát
• Šrot z desky
• Napájení 12V, zachráněno ze staré tiskárny

Použil jsem tyto nástroje:

• Ocelové pravítko
• Skalpel nebo ostrý nůž
• Nastavitelná řezačka otvorů na papír a karty
• 10 mm vrták
• Páječka a pájka

Velmi jsem použil to, co jsem měl po ruce, mohou existovat různé nebo lepší způsoby, jak dosáhnout stejných výsledků. Pokud se rozhodnete změnit jednu část (například LED pásek), budete možná muset vyměnit i další (například napájecí zdroj).

Krok 2: Vytvořte krabici

Horní část krabice je vyrobena z jedné krabice na pizzu a spodní část z druhé. Rozměry, které jsem použil, byly nehodou velikosti krabic na pizzu, které jsem měl, ale fungovaly docela dobře. Rozměry pro horní a dolní část po oříznutí byly 632 mm x 297 mm. A konečné hodiny jsou 562 mm x 227 mm x 40 mm hluboké (včetně tlačítka).

Otevřete první krabici naplocho tak, že prstem opatrně propracujete všechny lepené hrany a poté oříznete boky po celém obvodu, takže máte dva velké čtvercové kusy připevněné úzkým proužkem. Opakujte to s druhým políčkem a ujistěte se, že mají oba stejnou velikost. Uprostřed každého políčka by měly být pouze bodové značky.

Pomocí skórovacího nástroje (pokud ho máte) nebo tupého nože nebo biro skórujte po všech stranách každé krabice. Oddělovací čáry by měly být 37 mm od všech okrajů na jednom (toto bude spodní) a 35 mm od všech okrajů na druhém (horním). Rozdíl zde zajišťuje, že po dokončení projektu budou dva kusy sedět jeden přes druhý.

Skóre tvoří čáru v každém rohu. Řez podél strany čtverce na dlouhém okraji ponechte kratší okraje se záložkami na každém konci, poté odřízněte malý trojúhelník ze čtverce vedle čáry řezu tak, aby se poutko vešlo do dokončené poloviny pole. Na šedou stranu těchto jazýčků naneste oboustranné lepidlo. Udělejte to pro horní i dolní část. Na obrázcích znázorňujících šablonu připevněnou nahoře můžete vidět detail záložek a kde vystřihnout.

Příště budeme pracovat na dně. Na druhém obrázku (omlouvám se za problém zaostření - nevšiml jsem si, dokud nebylo příliš pozdě) vidíte, kam by měla alobal směřovat - vše označené písmenem „X“je místo, kde nechcete fólii celou odpočinek by měl být zakryt. Ponechte podklad na místě, kde je X, položte fólii a opatrně ořízněte tyto oblasti. Dávejte pozor, abyste do dvou středních částí, kam půjde elektronika, neumisťovali fólii. V zásadě musíte ponechat oblasti pro elektroniku (viz obrázky v závěrečné části) a každé z míst, kde budou zaseknuté záložky, aby se krabice vyplnila a aby se vešly děliče.

Spodní krabici pak lze doplnit sklopením okrajů nahoru a přilepením 4 malých jazýčků dolů. Potom lze přidat 4 děliče, jeden na každou stranu malé centrální části a jeden uprostřed každého výsledného čtverce. Mohou být vyrobeny ze 3. krabice na pizzu a měly by mít stejnou šířku jako horní a spodní část a měly na každém konci 37 mm. Ty dva, které se vejdou doprostřed, musí být celé potaženy fólií na straně, která směřuje od střední části, a pouze pro střed 120 mm na straně, která směřuje do středu. Další dva lze zcela zakrýt.

Nahoře vytiskněte přiložený SVG (upravte jej tak, aby odpovídal krabici, pokud má jinou velikost) a poté vystřihněte bílé části na vnitřní stranu každé černé čáry. Aplikujte tuto šablonu na začátek a protáhněte ji tak, aby vytvořila 4 číslice, 2 na každé straně od středu. Nejjednodušší může být začít dvěma středními číslicemi, každou na jedné straně středové části, a poté dvěma vnějšími číslicemi lemujícími okraj šablony s rýhami. Opatrně je prořízněte skalpelem nebo ostrým řemeslným nožem. Pomocí sady vyřezávačů otvorů ořízněte šířku řezů odstraněných ze šablony a vyřízněte ve střední části dva otvory pro dvojtečku. Měly by být od sebe přibližně stejně daleko jako dva protilehlé segmenty na stejné číslici. Nakonec otočte horní část, zvedněte všechny čtyři hrany na rýhách a držte záložky, abyste krabici dokončili. Horní část je nyní hotová a lze ji odložit až do posledního kroku.

Nakonec vytvořte dva malé kusy ve tvaru U a jeden kus mostu, jak je znázorněno na obrázcích. První dva mají posílit oblasti, kde bude umístěna elektronika, a ten druhý drží LED diody pro dvojtečku uprostřed hodin.

Krok 3: Vytvořte číslice

Tato sekce je mnohem jednodušší, než se zdá!

Jednoduše vystřihněte 32 tvarů zobrazených na prvním obrázku (pomocí rozměrů na 2. obrázku) a spojte je dohromady, jak ukazuje třetí obrázek. Pokud jste použili krabici jiné velikosti, budete muset použít jiná měření. V zásadě sledují černé čáry na šabloně nahoře, ale zasahují ven do rohů a okrajů každé ze čtyřmístných částí.

Potištěnou stranu karty jsem zakryl bílým lepivým zadním papírem, aby byla větší pravděpodobnost odrazu světla a skrytí obrázků pizzy před pohledem.

Krok 4: Připojte LED diody

Celý tento proces je docela chabý a je moudré jej brát pomalu a trpělivě. Pás je poměrně pružný, ale může být poškozen, pokud jej ohnete příliš tvrdě nebo příliš mnohokrát. Obrázky ukazují, na co míříte (první má první segment vlevo a druhý ho má nahoře).

LED pásek, který jsem použil, je vyroben tak, že 1 pixel se skládá ze 3 LED diod. Takže jsem použil 3 LED pro každý segment každé číslice. Pokud však používáte jednotlivé diody LED NeoPixel, můžete stejně snadno použít 1 LED na segment.

Pokud jste si zakoupili LED pásek, na kterém je samolepicí páska - dobře udělané, právě jste si ušetřili hodinu bolesti. Pokud, stejně jako já, vaše páska nemá lepivou podložku - vezměte si oboustrannou lepicí pásku a přilepte ji k zadní části proužku. Zjistil jsem, že nejjednodušší je zarovnat jednu hranu nahoru a poté přeseknout nůž přesahem z opačné strany.

Aby byl maximalizován pozorovací úhel displeje, musí být LED pásek namontován co nejblíže k vrcholům segmentových boxů, čím vyšší je, tím menší je šance vidět samotné LED při pohledu na displej. Pokud používáte jednotlivé NeoPixely, měly by být ze stejného důvodu namontovány tak daleko do „středových rohů“každého segmentu.

LED diody musí mít jeden „pixel“na sekci. V každé číslici začínají v horním segmentu a procházejí kolem okrajových segmentů ve směru hodinových ručiček. Šipky na pásu musí také vždy směřovat tímto směrem. Poslední pixel jde do středního segmentu. Vyzkoušel jsem několik způsobů, jak to udělat, a obrázky ukazují nejjednodušší způsob. Možná zjistíte (jako jsem to udělal na začátku), že nemůžete sekce pásky zarovnat se segmenty číslice - nebojte se, odstřihněte pásku v místě oříznutí a začněte novou sekci v dalším segmentu kolem.

Jakmile jsou LED diody vloženy do jednoho segmentu, vyřízněte štěrbinu v segmentovém děličce, aby páska mohla procházet, aniž by propouštělo světlo, a poté pásku jemně složte, aby se zasunula do dalšího segmentu podle obrázku.

Rozhodl jsem se připojit LED diody k děličům segmentů, ale bylo by stejně možné je připojit k krabičkovým a digitálním děličům (ačkoli pokud to máte v úmyslu, nezakrývejte tyto kousky fólií při výrobě krabice, zakryjte místo toho dělí segmenty.

Jakmile do každého segmentu nalepíte veškerou pásku LED, budete muset spojit všechny sekce (přinejmenším střední) dohromady. Datová linka musí být jedna souvislá cesta kolem každé číslice počínaje nahoře, postupující ve směru hodinových ručiček kolem okraje a poté přes střed. O to se obvykle postará proužek tím, že jste jej ořízli, jednoduše připojte „Dout“na konci jedné sekce k „Din“na začátku dalšího.

Nyní máte datovou linku, připojte napájení. Jediným požadavkem zde je, že jedno připojení „12 V“na každé sekci a jedno připojení „GND“na každé sekci musí být připojeno buď k jiné sekci, nebo k napájení. Nemusí to být na konci nebo dokonce na stejném místě. Vše, co je požadováno, je, aby všechny části pásky v číslici byly nějakým způsobem spojeny dohromady. V dalším kroku připojíme číslice k elektrickému vedení a navzájem.

Krok 5: Spojte to všechno dohromady

Nikdy byste tomu nevěřili vzhledem k velikosti, ale tohle je ta nejhloupější část celého projektu. Cíl je velmi jednoduchý, spojit všechny části dohromady a sejmout je páskou, aby bylo zajištěno, že se ze světelného pole jednoho segmentu do druhého dostane co nejméně světla.

Nejprve přilepte malé rozpěrné kusy v horní a dolní části malých středových částí - konce s výřezy pro dráty by měly směřovat doprostřed. Vyvrtejte 10 mm otvor skrz každý do zadní části krabice (ten nahoře pro tlačítko a dole pro napájecí konektor).

Nalevo od dříve vytvořené číslice připojte dva dlouhé napájecí koncovky (asi 40 cm dlouhé) k přípojkám v pravém dolním rohu. Do další číslice proveďte totéž s kratšími ocasy (asi 20 cm). Opakujte s číslicemi 3 a 4 a přidejte ocasy do dolních levých rohů s krátkými ocasy na číslici 3 a dlouhými na číslici 4.

Umístěte první z číslic do prvního prostoru, veďte její napájecí ocasy pod děliče ve spodní části, dokud nevystoupí ve střední části. Připojte vodič k prvnímu `Din 'a stejným způsobem jej zapojte do horní střední části (zelené na obrázcích). Opakujte s další částí v a poté připojte poslední `Dout` (střední segment) první číslice k první` Din` (horní segment druhé číslice).

Opakujte s pravostrannými číslicemi, aby bylo zajištěno, že „Dout“jedné číslice je vždy spojen s „Din“dalšího tak, že ve skutečnosti existuje jedna souvislá délka LED pásku

Jakmile jsou všechny 4 připevněny, naneste pásku na 4 vnitřní okraje středního kosočtverce každé číslice a zadní stranu krabice, opakujte to pro spodní a horní trojúhelníky a také podél levé strany každého ze svislých děličů (udělal jsem to ve dvou sekcích, aby prostor pro drát, který spojuje segmenty, procházel středem. Je těžké přesně popsat, kam jde páska, ale na obrázku by to mělo být docela zřejmé.

Jakmile jsou všechny čtyři číslice na svém místě, připojte napájecí a uzemňovací vodiče k malé centrální části LED diod na dolním konci a datový vodič k „Din“v horní části. Protáhněte je příslušnými mezerami a umístěte rozpěrku do středu středové části.

Krok 6: Připojte jej

Začněte připájením koncovek k napájecí zásuvce a tlačítku a přidáním malé pásky nebo tepelného smrštění, aby nedošlo ke zkratu kontaktů. Umístěte je do jejich otvorů a zašroubujte je.

Pokud používáte prototypový štít, přidejte ke štítu a Wemos vhodné záhlaví (ty se obvykle dodávají s Wemos a ke štítům, které jsem koupil, byla dodána i další sada).

Vezměte malý kousek šrotu proto-board a připájejte DC-DC převodník do jeho středu (jako na obrázku).

Pojďme nejprve pracovat ve spodní části střední části. Vezměte všechna kladná spojení (celkem by mělo být 6 vodičů - jeden z každé číslice, jeden z dvojtečky uprostřed a jeden z napájecího konektoru). Všechny tyto součásti připájejte na desku proto v otvorech sousedících s "+in" převodníku DC-DC. Poté každý ohněte a připájejte k dalšímu tak, aby byly všechny a „+in“převodníku spojeny dohromady.

Nyní vezměte všechna připojení GND a opakujte výše uvedené a připojte je všechny k protokolové desce a k „-in“převodníku DC-DC. Model převaděče, který mám, spojuje uzemnění se zemí na desce plošných spojů, pokud váš ne, udělejte to také.

První fotografie ukazuje proto-board se všemi ocasy LED a napájením spojeným s DC-DC převodníkem a jedním z vodičů pro napájení Wemos.

Připojte dva dlouhé vodiče z výstupu měniče DC-DC (opět je připájejte k sousedním otvorům na desce proto a ohněte je tak, aby se dotýkaly kolíků převodníku) a připojte je k multimetrové sadě na `Vdc`, na napájecí konektor aplikujte 12VDC a změřte napětí na výstupu převodníku. Upravte převodník tak, aby ukazoval 3,3 V. Odpojte ocasy od mutimetrů a přiveďte je do horní části středové části.

Připojte tyto koncovky k prototypovému štítu (nebo přímo k ESP, pokud štít nepoužíváte) v polohách označených `3v3` a` GND`. Připojte také jednu stranu tlačítka k `GND`. Na obrázku uvidíte malý přepínač na protokolové desce, který měl umožnit testování při deaktivaci napájení z převodníku DC-DC, když jsem měl ESP připojené k USB. Pro normální běh to není potřeba.

Nakonec je třeba dvě sady NeoPixelů (dlouhý pruh pro číslice a dvojtečka uprostřed) a druhou stranu tlačítka propojit následovně:

• Pruh číslic - D2
• Colon Strip - D3
• Tlačítko - D7

Jednoduše připájejte tři vodiče ke štítu (nebo ESP) a vše je připojeno. Pomocí pěnové lepicí podložky nebo podobné podložky zajistěte protoboard na místě a štít nebo ESP také.

Krok 7: Přidejte kód

Za prvé, pokud jste ještě nikdy nepoužívali ESP8266, podívejte se na toto video od Briana Lougha, kde najdete podrobnosti o jeho nastavení.

Největší problém při stavbě hodin je vytvoření uživatelského rozhraní pro jejich nastavení. Abych to obešel, použil jsem ESP8266 a hodiny se samy nastavují pomocí NTP. Tímto způsobem by měl být čas vždy správný.

Nebudu procházet skicu řádek po řádku, abych vysvětlil, jak to funguje, protože to není tutoriál pro kódování Arduino/ESP a už je dostatečně dlouhý. Existuje několik komentářů pro ty, kteří se zajímají o to, jak to funguje.

Přiložený náčrt je velmi jednoduchý a ukazuje základní funkce hodin. Aby skica fungovala, závisí na řadě knihoven (některé jsou nainstalovány ve výchozím nastavení, některé jsou k dispozici ve správci knihoven, některé pouze na GitHubu):

• Drát
• ESP8266 Wi -Fi
• Adafruit_NeoPixel [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel]
• TimeLib [https://github.com/PaulStoffregen/Time]
• NtpClientLib [https://github.com/gmag11/NtpClient]
• RGBDigit* [https://github.com/ralphcrutzen/RGBDigit]
• Ticker
• OneButton [https://github.com/mathertel/OneButton]

*Děkuji Ralphovi Crützenovi za sloučení nezbytných změn do jeho knihovny RGBDigit, abych mohl tento projekt nabídnout bez zachování jeho druhé verze.

V současné době jsou implementovány následující funkce:

• Zobrazuje čas v barvě nastavené v kódu
• Bliká dvojtečka uprostřed zeleně, kde je připojení k internetu, a červeně, pokud není.
• Přepíná mezi zobrazením času (HH: MM) a data (DD: MM) při každém stisknutí tlačítka.

Nakonec je možné mnohem více věcí, a to jak z hlediska manipulace s barvami pomocí knihovny RGBDigit, tak také z hlediska načítání informací k zobrazení z internetu (koneckonců to používá ESP8266).

Hodlám pokračovat ve zlepšování kódu a budoucí verze budou k dispozici na stránce GitHub. Pokud to vytvoříte a přidáte do kódu funkce sami, neváhejte odeslat žádost o stažení.

Krok 8: Vytvořte si vlastní…

Nyní máte plně funkční hodiny s boxem na pizzu. Otázkou nyní je, co s tím uděláte!

V tuto chvíli jsou moje hodiny stále v „brutalistické“šedé barvě desky. Nakonec se však promění v něco mnohem šetrnějšího k oku. Mám několik nápadů, jak bych to nakonec mohl zlepšit, a jsou uvedeny v následujícím seznamu:

• Přemýšlel jsem o zakrytí přední části vinylem s efektem dřeva a následném prostém krájení ostrým nožem tam, kde jsou světelné mezery. Myslím, že by to vypadalo mnohem výstižněji.
• Také jsem zvažoval dodržování této příručky (placené - ne affiliate) a zdobení přední strany ve stylu steampunk/dieselpunk.

Opravdu bych rád viděl, co dělají ostatní s jejich hodinami.

Totéž platí pro kód. Displej byl koncipován jako hodiny, ale existuje tisíc a jeden způsob, jak přidat další funkce. Můj seznam úkolů, jak tento projekt posunout na další úroveň, je níže, co byste přidali?

• Přidejte teplotu, vlhkost, počet pylů z předpovědi počasí v cyklovém vzoru nebo stisknutím tlačítka.
• Změňte jas podle denní doby (v noci je ztlumený nebo vypnutý).
• Změňte barvu zobrazení času na základě událostí v mém kalendáři Google.

Nedal jsem sem všechny tyto věci, protože to bylo dost dlouhé na to, jak vytvořit displej. Možná v budoucnu napíšu pokračování s nějakým dalším kódem.

Pokud jste dočetli až sem, děkuji! Užijte si hodiny, pokud je vyrobíte.