Web Tabanlı Kontrol Panelli Web Bağlantılı SMART LED Animasyon Saati, Zaman Sunucusu Senkronize: 11 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu saatin hikayesi çok eskilere dayanıyor - 30 yıldan fazla. Babam bu fikre ben 10 yaşımdayken öncülük etti, LED devriminden çok önce - LED'lerin parlaklığının mevcut göz kamaştırıcı parlaklığının 1/1000 olduğu zamanlarda. Gerçek bir yenilikçi, montaj dilinde kodladı ve her bir LED'i elle bağladı (etkileyici bir sabır ve kararlılık başarısı)! Orijinal versiyonu hala bu güne kadar çalışıyor.

Onu bıraktığı yerden almak ve internete bağlı, renkli, oynaması eğlenceli ve ilgi dolu güzel bir saat yapmak için teknolojideki gelişmelerden yararlanmak istedim. Saati açık kaynaklı bir proje olarak halka sunmak istediğimiz, aynı zamanda satın almak isteyenlere bitmiş ürünler sunacağımız noktaya kadar ilerledi. Kendinizi desteklemekle ilgileniyorsanız, indiegogo kampanyamıza bakın!

Bugünkü haliyle saatin birçok özelliği vardır ve tamamen bitmiş ve çalışır durumda bir üründür. Hem kalite hem de işlevsellik açısından olduğu kadar özellik seti ve kararlılık açısından da ortaya çıkmasından çok memnunuz. Saat her dakika bir zaman sunucusuyla senkronize olur ve zamanın her zaman mükemmel olmasını sağlar. Kullanıcıların saat dilimini yalnızca bir kez ayarlaması, gün ışığından yararlanma modunu etkinleştirmesi yeterlidir ve bir daha saati ayarlama konusunda endişelenmelerine gerek kalmayacak!

Ayarlanabilir renk, hız ve parlaklık ile 52 farklı animasyon, kullanıcıya hassas kontrol ve sonsuz çeşitlilik sağlar. Favori modlar belleğe kaydedilir. Kullanıcıların seçilen zamanda görsel olarak bilgilendirilmelerini sağlayan ışık zamanlayıcıları ve günlük olaylar ayarlanabilir. Özel tatil modları, Cadılar Bayramı, Yeni Yıl veya Noel sırasında evinize şenlik katabilir. Pi günü için saatin her saat 100 basamak için pi rakamlarını canlandırdığı özel bir modumuz bile var.

Saat, web bağlantılı bir Node MCU ESP8266 tarafından desteklenmektedir ve arduino dili ve arduino platformunda standart olarak gelen popüler c++ kütüphaneleri kullanılarak programlanmıştır. Bir tane yapmak ister misin? İşte nasıl:

Adım 1: Malzemeleri Birleştirin

Fiyatlar ve bağlantılarla birlikte ihtiyacınız olan her şeyin tam listesi.

• 18 "çap 1" kalın dairesel ahşap boş - 10,40 $ - Lowes
• Işık yayıcı akrilik - 5,79 ABD doları + 6,55 ABD doları Kargo = 12,34 ABD doları Amazon'dan
• (2) eBay'den 50 - 11,67 $ x 2 = 23,34 $'lık önceden kablolanmış LED dizileri
• LED yan yayan - Adafruit'ten 26,62 $
• ESP 8266 Düğüm MCU - Amazon'dan 8,39 ABD doları
• 2.5mm Pigtail - Amazon'dan 6.99 $ (10'lu paket)
• 4cm x 6cm Prototip Devre Kartı - Amazon'dan 9,99 $ (10'lu paket - 1'e ihtiyacınız olacak)
• Terminal Blokları - 7,99 $ (20'lik paket - 5'e ihtiyacınız olacak)
• 1x8 parça çam - Lowes'dan 4,79$
• 1/4 parça parke döşeme malzemesi (stand için) Ürün numarası 422633 - Lowes'dan 10.48$
• (1) 5v, 5a güç kaynağı - Amazon'dan 14,99 ABD doları
• 2,7 mm yardımcı destek malzemesi (Ürün 757295000023) - Home Depot'tan 10,98 USD
• (20) Siyah ağaç vidaları #6 - 6,83 $ - Amazon
• Leke ve Şeffaf Kaplama. Genel Yüzeyler önerilir! - Woodcraft'tan yaklaşık 20 $
• (2) Siyah 1/4-20 fındık (Ürün 755801) - Lowes'dan 1,38$
• (2) Siyah 1/4-20 yuvarlak başlı vidalar (Ürün 755806) - 1,49 $

Burada Listelenen Öğelerin Toplam Fiyatı: $177.38

Gerekli araçlar:

1. Cnc makinesi
2. Sıcak yapıştırıcı tabancası
3. Havya
4. Dremel veya el eğesi
5. Tel striptizci

2. Adım: Web Sayfasını Tanıyın

Bu kısım saati hem eğlenceli hem de havalı yapan şeydir. Web sayfası dört bölüme ayrılmıştır: Genel Ayarlar, Renk, Halka Animasyonları ve Sayı Animasyonları.

• Genel ayarlar - Bu bölüm gün ışığından yararlanma saati, saat dilimi vb. gibi ayarlamaları içerir. Bu sayfada ayrıca üç farklı saat konfigürasyonunu kaydetme ve geri çağırma seçeneği bulunur. Bu, kullanıcının favori sahneleri kaydetmesini sağlar. Tüm ayarlar eeprom'a (geçici olmayan bellek) kaydedilir; ek olarak, mevcut ayar her zaman kaydedilir, böylece bir elektrik kesintisi durumunda saat kaldığı yerden devam eder.
• Renk seçenekleri - Saatin her yönü özelleştirilebilir. Herhangi bir elementin rengini değiştirmek için değiştirmek istediğiniz elemente karşılık gelen butona tıklayın ve ardından renk tekerleğine tıklayın. Renk çarkının içi saf beyazdır. Renk tekerleğinin dışında LED'i kapatır.
• Halka Animasyonları - Halka animasyonları, her dakika gerçekleşen olaylardır (yani, yelkovanı ilerleten animasyonlar) veya bir sarkaç gibi ilginç etkinliklerdir. Burada çeşitli seçenekler arasından seçim yapın
• Sayı Animasyonları - Sayı animasyonları, bir zaman olayına bağlı olmayan hafif ekranlardır. Bunun yerine ruh halleri veya ilgi yaratırlar. Burada 52 farklı seçenek vardır ve kaydırma çubukları kullanılarak parlaklık veya hız ayarlanarak bunlar daha da ilginç hale getirilebilir.

Bu sayfanın html ve javascript'i, github'da barındırılan kaynak koduna dahil edilmiştir. Buna birazdan geleceğiz.

Adım 3: CNC Dosyalarını Hazırlayın

CNC makinesinin yapım işi, CNC makinenizde devam düğmesine basmaktır. Ama herkesin bildiği gibi CNC işi %95 kurulum ve %5 kesimdir! Kurulumla ilgili birkaç kelime burada önemlidir.

İlk olarak, sağlam bir fikstür almak esastır. Bu kam kıskaçlarıyla ahşabı boş tutmayı seçiyorum. Harika çalışıyorlar ve çok güçlüler! Ahşaba zarar vermemeleri için temas alanı ile ahşabın arasına birkaç küçük lastik parçası koydum (bu kenetleme kuvvetini azaltmaz). İnanılmaz derecede güçlü olmanın ötesinde, bu kelepçelerin bir diğer önemli avantajı, kelepçenin toplam yüksekliğinin çalışma yüzeyinin altında olması ve bu nedenle hiçbir zaman çarpışma tehlikesi olmamasıdır. Elinizde bu kıskaçlar yoksa çift taraflı bant kullanılabilir. Yönteminiz ne olursa olsun, güçlü baskılar ve düzgün tane hizalaması sağlayın.

Önemli Not: Saati ve CNC'yi makinenin her iki tarafından çevirmeniz gerekecek, bu nedenle tahta parçanızı indekslediğinizden emin olun. Çevirebildiğinizden ve TAM aynı yerde olduğunuzdan emin olun. Bu, iyi bir saat kesmek için gereklidir!

Şimdi CAD ve CAM çalışmasıyla ilgili bazı notlar için.

Cad Dosyası (ProductionClockMaster.3dm) bir Rhino3d dosyasıdır ve saat için gerekli tüm CAD katmanlarına sahiptir. Daha genel bir biçime ihtiyacınız varsa, saatin ön ve arka katmanlarının *dxf dışa aktarımını da ekledim. İhtiyacınız olan tüm bilgiler bu olmalıdır.

CNC CAM işi 9 ayrı CNC İşlemine bölünmüştür. Gerçek Mach3 gcode dosyaları GitHub deposunda ve bunları üreten VCarve Dosyalarında bulunur (bunları açmanız ve farklı bir son işlemci kullanarak dışa aktarmanız gerekiyorsa).

Proje için tüm dosyalar GItHub'da mevcuttur. Dosyaları nasıl yorumlayacağınız aşağıda açıklanmıştır. Nispeten açıklayıcıdırlar, ancak olası bir karışıklığı gidermek için bazı ek yardımlar burada. İlk beş dosya kesme işlemi sırasına göre listelenir. Dosya adı, kesme aletinin boyutuyla birlikte parantez içinde biter. Örneğin - 01_Arka Cepler_v1.8_(1-2 inç)

• Bu dosya adı 01 ile başladığı için ilk işlemdir.
• Arka cepleri kesecek.
• Bu 1.8 sürümüdür (0.0 ile başladım, bu size kaç tane hata yaptığımı söyler!)
• 1/2 inçlik bir kesme aleti kullanın

Bu beş ahşap blok işlemine ek olarak, iki stant işlemi, akrilik eleman işlemi ve arka kapak plakası işlemi vardır.

Benzersiz bir işlem, T-yuvalı CNC işlemidir. Bu, masaüstü standındaki cıvataların kayması için bir kanal sağlar. Yukarıdaki fotoğrafta gösterilene benzer bir T-yuvasına ihtiyacınız olacak.

Yine standart Mach3 post işlemcisinden başka bir şeye ihtiyacınız varsa, VCarve dosyalarını açın ve yerel formatınızda dışa aktarın. Bir sonraki adımda, aslında çekirdeğin kesilmesinden geçeceğiz ve adım adım saatin her aşamada nasıl görünmesi gerektiğini göstereceğiz.

Adım 4: Saat Çekirdeği, Masaüstü Standı, Akrilik Fayans ve Destek Malzemesini Kesin

Tamamlanan parçaların her birinin makineden çıkarken bazı fotoğrafları burada. Akrilik en zorlu kesimdir, çünkü akrilik çok ısınırsa erime eğilimi gösterir ve ayrıca güvenli bir şekilde tutulmazsa çatırdayarak yükselir. Varsa bir lazer kesici ideal olacaktır. Fotoğrafta gördüğünüz gibi dört tarafını da sıkıca tutan özel bir jig yaptım. Çift taraflı bant muhtemelen bu işlem için en iyisi olacaktır, ancak çıkarılması biraz daha fazla zaman alacaktır.

Adım 5: Clock Face Art ve Finish ile Özelleştirin

Saat, bu adım olmadan gayet iyi kullanılabilir ancak ihtiyaçlarınıza veya zevklerinize göre özelleştirmek eğlencelidir. Birçok farklı tasarım denedik ve burada sınır gökyüzü. Bulduğunuz şeylerin örneklerini görmek isteriz!

Bitirme açısından pek çok farklı şey denedik ama sadeliği ve boyamanın kolaylığını seviyoruz. Ayrıca, kurulumu kolay, dayanıklı ve harika göründüğü için General Finishes son katını da seviyoruz! Elektroniği kurmaya başlamadan önce bunu yapmanın zamanı geldi.

İpucu: Aynı anda masaüstü standını, arka plaka fişini ve arka plakayı da boyamayı unutmayın. Kendinizi kaptırmak ve bu aksesuar parçalarını unutmak çok kolay!

Adım 6: Akrilik Fayans ve Stand Montajı

Ahşap parçalara finişi uyguladıktan sonra, akrilik karoları bastırma ve standı monte etme zamanı. Akrilik karolar pres geçme toleranslarıdır ve genel olarak konuşursak herhangi bir yapıştırıcı gerektirmez. Fayanslardan birkaçı az miktarda zımparalama veya eğeleme gerektirebilir, ancak genellikle bunlar sadece yerine bastırın ve gitmeye hazırsınız. Bazılarının çok gevşek olduğunu ve döküldüğünü fark ederseniz, uygulanması kolay, mükemmel şekilde kuruduğu ve bol miktarda yapışma sağladığı için birkaç damla beyaz Elmers okul tutkalı kullanıyoruz. Saatinizin önü artık TAMAMLANDI! Geri çekilin ve keyfini çıkarın.

Ayrıca bu sırada, T-yuvası kanallarından aşağı kayan cıvatalardaki 1/4-20 somunları ve dantelleri de standın içine bastırabilirsiniz. Standı biraz tutkalla tabana bırakın ve masaüstü standınız artık hazır!

7. Adım: Önceden Kablolu LED'leri Saat Çekirdeğine Takın

Tamam, yaklaşıyoruz! Muhtemelen saatin en çok zaman alan kısmı ayrı LED'lere basmaktır. Saatin bu bölümünde toplam 100 LED vardır ve LED'ler 50'lik şeritler halinde geldiğinden, uç uca bağlı iki şeride ihtiyacınız olacaktır. LED boşluklarının toleransları, temelde baskıya uygun olacak şekildedir. Presle geçme toleransları LED'leri yerinde tutsa da, ekstra güvenlik sağlamak için küçük bir miktar (çok küçük damla) sıcak tutkal kullanıyoruz. Çok fazla yapıştırıcı ve fazlalık, LED'leri sıkıştıracak ve bloke edecektir.

Bu adımdan sonra, arka panelin yerine oturması için bastırılması gereken saatin arkasından çıkan birçok döngüye sahip olacaksınız. Saç kurutma makinesinden gelen biraz sıcak hava, telleri daha esnek ve bükülmesi kolay hale getirir. Yine, sıcak tutkal kullanmak bu telleri sağlam tutar.

Tüm söylendi, bu işlem yaklaşık 45 dakika ila bir saat sürer. Bu adımın nasıl görünmesi gerektiğini görmek için yukarıdaki resimlere bakın. Ayrıca eğlenceli hızlandırılmış videoyu izleyin! Keşke bu kadar çabuk bağlayabilseydik!

Adım 8: Elektroniği Birleştirin

Elektrik tesisatı neredeyse kolay geliyor ama işte ayrıntılı bir açıklama. Kablolamanın en kolay yolunun 4cm x 6cm'lik bir proto kartı (CNC boşluğunun boyutu) kullanmak ve DC güç adaptörünün yanı sıra LED şeritleri alacak vidalı terminaller kurmak olduğunu bulduk. Daha doğrudan bir şekilde lehimlemeyi denedik ve bu sadece hantal ve zor olmakla kalmıyor, aynı zamanda ESP8266'nın kırılması veya yükseltilmesi gerektiğinde saatin bağırsaklarını çıkarmayı veya değiştirmeyi imkansız hale getiriyor. Başlıkları kullanmak daha esnek ve bizce daha kolay.

Vidalı terminaller takıldıktan sonra, terminalleri doğru pinlere bağlamak için kablo şemasını takip edin. PCB üzerinde hiçbir gerçek bileşen yoktur, yalnızca başlıklardan uygun ESP8266 pinlerine kadar olan izler vardır.

Pin 4, halka LED'lerin pinidir ve Pin 2, sayıların pinidir. Pozitif, VSS'ye, Negatif ise toprağa gider.

Gerekli olan diğer tek şey, LED şeridin veri pininde 300ohm'luk bir dirençtir. Gördüğüm her WS2812b şeridinde (ve çok gördüm) bu merkez pimidir. Bu direnç, şeridi, hasara veya öngörülemeyen davranışlara neden olabilecek tehlikeli voltaj yükselmelerinden ve dalgalanmalarından korur. Bu direnci takmayı ihmal ettim ve şeritteki ilk LED'i yaktım (diğer zamanlarda hiçbir şey olmadı ve mükemmel çalıştı). Direnç satır içi olarak eklenmelidir; bu, kartı kabloya LED'e bağlayan zincirdeki bir bağlantı gibi işlev gördüğü anlamına gelir. Bazı LED şeritlerinde bu dirençler zaten kuruludur ve bazılarında yoktur. LED şeridinizde bir tane olup olmadığından emin değilseniz, devam edin ve yine de bir tane ekleyin. Böyle yapmanın bir zararı yoktur. Bu direnci, PCB tarafına DEĞİL, bağlantı kablosunun LED tarafına mümkün olduğunca yakın bir şekilde satır içi olarak eklediğinizden emin olun.

Saatin arkasındaki boşluk iki amaç için tasarlanmıştır. Ya duvara montaj için 5v'luk bir transformatör gövdesini alabilir ya da isteğe bağlı bir pili arkada tutabilir. Burada, kablosuz cihazların menzilini genişletmek için kullanılan yaygın bir 5v pil takımı gösterilmektedir. Sadece bir USB - 2,5 mm adaptör satın alın ve saatiniz artık pille çalışır!

DC dişi helezonu almak için merkez boşluktan PCB'ye bir delik açmanız gerekecektir. Bu, sadece matkap ucunuza açı vererek kolayca yapılabilir. Saatin kadranını delmemek için sığ kaldığınızdan emin olun! Gösterilen, boşluğa düzgün bir şekilde sarılmış helezon ile tamamlanmış delme işlemidir.

9. Adım: Kodu Yükleyin

Saatin kodu brightlightart github sayfasında bulunabilir. Kod sürekli geliştirilmekte ve iyi yorumlanmaktadır. *.ino dosyalarına aşina değilseniz, bu bir Arduino dosya formatıdır ve arduino IDE ile derlenmesi gerekir. Derlendikten sonra ESP8266'daki standart microUSB jakı aracılığıyla yüklersiniz. ESP 8266'yı kullanarak bunu nasıl yapacağınız konusunda yardıma ihtiyacınız varsa, bu popüler arayüzle programlama hakkında mükemmel bir eğitim burada. Kutudan çıkmaya oldukça yakın ama tam olarak değil!

Bu farklı dosyalar ne işe yarıyor? İşte bu dosyaların yapısının bir dökümü ve büyük resimde ne yaptıkları.

Web sunucusu Klasörü

Index.htm -Kod ilk olarak ESP8266'ya yüklendiğinde, sizden bir dosya yüklemenizi isteyen bir yükleme sayfası ile karşılaşacaksınız. index.htm dosyasını yükleyin. Bu dosya web sayfasına hizmet eder - klasördeki diğer dosyalar brightlightart.com'da barındırılır, ancak stil sayfalarını/javascript'i değiştirmek ve bunları kendiniz barındırmak istemeniz durumunda referansınız için buradadır

Ana klasör

• enLIGHTen-LED-Clock.ino - Bu ana dosyadır ve mükemmel McLighting projesinden alınmıştır. Senaryo, orijinal durumundan büyük ölçüde değiştirildi, ancak projemiz için mükemmel bir başlangıç noktası olarak bu projeye borçluyuz.
• colormodes.h - Halkadaki ışık animasyonlarının çoğunu yönetir. Ayrıca zaman fonksiyonlarını da işler.
• defines.h - Genel değişkenlerin çoğunu tanımlar.
• request_handlers.h - Bu, ESP8266 ile iletişim kurar ve gelen istekleri işler ve ESP8266'ya bilgi gönderir.
• spiffs_webserver.h - Web sayfasının sunulmasına ve yorumlanmasına yardımcı olur. Bu, McLighting projesinden hiçbir değişiklik olmayan tek dosyadır.
• WS2812FX.cpp - Rakamlardaki ışık animasyonlarını yönetir. Bu neredeyse tamamen mükemmel kitsurfer WS2812B kitaplığından alınmıştır. Buradaki ana değişiklik, akrep yelkovanının yanık kalması için işlevsellik eklemektir.
• WS2812FX.h - WS2812fx kitaplığıyla birlikte gelen başlık dosyası. Bu büyük ölçüde değişmez.

Ek Dosyaları Dahil Et

Burada bulunan dosyalara ek olarak aşağıdaki kütüphanelere de ihtiyacınız olacak. Bunlar standart kütüphanelerdir ve IDE içinde arama yaparak kolayca dahil edilirler.

• NtpClientLib.h
• DNSSunucusu.h
• FS.h
• ESP8266mDNS.h
• EEPROM.h
• WiFiClient.h
• Ticker.h
• WiFiUdp.h
• WiFiManager.h
• WebSocketsServer.h
• WebSockets.h
• ESP8266WiFi.h
• ESP8266Web Sunucusu.

Adım 10: EnLIGHTen Saatinin İlk Kurulumu ve Gösterimi

Kaynak kodunu yükledikten ve gücü ilk kez açtıktan sonra tüm ışıklar statik mavi olacaktır. Bu, saatin bir erişim noktası yayınladığını ve bağlanmanızı beklediğini gösterir. Bir telefon, dizüstü bilgisayar veya herhangi bir kablosuz cihaz kullanarak yakındaki ağları tarayın (bir kafede internete bağlanmaya çalışıyorsanız yapacağınız gibi). Kullanılabilir ağlar listesinde "saat" başlıklı bir tane görmelisiniz. Ona bağlan.

Bu ağa bağlandığınızda, otomatik olarak bir web sayfası yükleyecektir (yine, bir kafede karşılaşacağınız bir yönlendirme gibi). Sabırlı olun çünkü bu bazen 30 saniyeye kadar sürebilir. Web sayfası, yakındaki ağları taramanızı isteyecektir. Ev veya ofis ağınızı seçin ve WiFi şifresini sağlayın. Gönder'i tıkladığınızda, yerel ağınızın kablosuz şifresi belleğe kaydedilir. Bunu sadece bir kez yapmanız gerekecek. Saat yeniden başlatılacak.

Tekrar başladığında, sırayla bir dizi sayı gösterdiğini göreceksiniz. Görüntülediği sayılar, bağlanmanız gereken web sayfasının IP adresidir. Örneğin 1, 9, 2,., 1, 6, 8,., 0,., 3, 1 görüntüleyebilir. Bu, https://192.168.0.31 anlamına gelir. Bu adresi web sayfasına yazın ve şimdi saatinize bağlı olmalısınız. Uzakta yapılandırın ve eğlenin! Yine, saat websocket teknolojisini kullanır, bu nedenle yaptığınız herhangi bir değişiklik, web sayfasını kaydetmeye veya güncellemeye gerek kalmadan anında yansıtılmalıdır. Bu konuda çok interaktif ve eğlenceli!

Herhangi bir nedenle bağlantınız koparsa, web sayfanızı yenilemeniz yeterlidir. Çoğu yönlendirici, bağlı cihazlar için ip adresini aynı tutar, ancak zaman zaman değişme eğilimindedir, bu nedenle başlangıçta dikkat edin. Web sayfasının ip adresinin size hatırlatılması gerekiyorsa, saati yeniden başlatmanız yeterlidir.

Kod çalışması konusunda rahat olduğunuzda, destek malzemesini yüklemeyi unutmayın! Önceden delinmiş delikler kolay hizalama sağlar. Gururlu duran tüm kabloları bastırın ve artık kablolarınız güvende ve saat çok bitmiş görünüyor!

Adım 11: Oluşturun, Geliştirin, Destekleyin ve Keyfini Çıkarın

Mümkün olduğu kadar çok insanın bu saati inşa etmesini ve keyfini çıkarmasını görmek isteriz. Bu projeyi çok sevdik ve başkalarının da bu deneyimi paylaşmasını istiyoruz! Sorunları çözerken, engelleri aşarken, böcekleri ezerken ve eğlenceli ve anlamlı ışıkla ödüllendirilirken çok eğlendik. Yaratıcı açık kaynak topluluğundan aldığımız fayda paha biçilemez ve bu kaynak materyali ortak öğrenme, sürekli iyileştirme ve teknik zevk için yayınlamaya teşvik etti. Başarılı yapılar ve enLIGHTen saatini nasıl iyileştirdiğiniz hakkında bilgi almak isteriz. Lütfen bize bir satır bırakın ve bize bildirin!

Herkesin bu saatlerden birini sıfırdan inşa etmek için zamanı, becerisi, araçları veya kaynakları yoktur, bu nedenle tamamlanmış bir saati bitmiş bir ürün olarak veya sürekli geliştirme için bir temel olarak satın almakla ilgileniyorsanız, lütfen bizi indiegogo'da destekleyin.