£5* Pizza Kutusu RGB Saati: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu proje, bir pazar tezgahında 1 £/rulo için bazı rulo WS2811 RGB LED bant bulduğum için şanslı olduğumda başladı. Pazarlık kaçırılmayacak kadar iyiydi ve bu yüzden yeni edindiğim 25m'lik esasen NeoPixel kasetimi kullanmak için bir neden bulmam gerekiyordu. Bu projede yaklaşık 3m kullandım.

İlham, maker topluluğundaki çok saygın iki isimden iki şekilde geldi - ikisi de o zamanlar saat inşa etmiyordu. Kutunun mekaniği, Fran Blanche'ın 7 segmentli dev bir ekran yapma hakkında bir videosundan büyük ölçüde ilham aldı ve her segmentin renk değiştirmesini sağlamak için NeoPixels'i kullanma fikri, Unexpected Maker ve Neo7Segment Display projesinden (YouTube & Tindie) geldi. İkisine de göz atmalısın - harikalar.

Bu Eğitilebilir Tablo, çalışan bir ekran oluşturmak ve üzerine temel bir saat koymak için adım adım bir kılavuzdur. Sonunda, bir sonraki adıma ilişkin bazı ipuçları ve püf noktaları içeren "Kendin yap" başlıklı bir adım var. Bir tane yaparsanız, lütfen yorumlara bir resim gönderin - insanların bunu nasıl kendi yaptıklarını görmek isterim.

Adım 1: Parça Listesi

Başlıktaki 5 sterlinlik fiyat etiketi gerçekten bu projenin bana maliyeti oldu. Bu fiyata kopyalanıp kopyalanamayacağı, gerekli parçaları satın aldığınız sırada geçerli fiyatlara bağlı olacaktır. LED şeritlerle bir pazarlık yaptım ve herkesin bu kadar şanslı olmayacağını takdir ediyorum. Kutular sadece yendikten sonra kullanıldığı için projeye pizzanın maliyetini dahil etmedim:-)

Aşağıdaki satın alınan parçaları kullandım (burada bu bölümdeki bağlantılar * ile işaretlenmiştir, bunlar bağlı kuruluş bağlantılarıdır - bu, her satın alma için birkaç peni kazandığım anlamına gelir, ancak daha fazla ödemezsiniz). Burada gösterilen fiyatlar, yazının yazıldığı gün için doğrudur:

• Wemos D1 Mini (https://s.click.aliexpress.com/e/eMzZNz3 *) [£2.10]
• Wemos D1 Mini Prototip Kalkanı (https://s.click.aliexpress.com/e/cL0f39Su *) [£1.90/5] - Gelecekte başka bir proje için ESP'yi kurtarabilmem için bunu kullandım, doğrudan lehimleyebilirsiniz isterseniz Wemos D1 mini'ye
• 3m 12V WS2811 LED bant (https://s.click.aliexpress.com/e/EubEE27 *) [Bu listede 1.55 sterlin, 5 milyon sterlin için 1 sterlin ödedim, bu yüzden bana 60p'ye mal oldu]
• DC-DC voltaj düşürme dönüştürücü (https://s.click.aliexpress.com/e/iuRRRzJ *) [31p]
• Güç girişi (https://s.click.aliexpress.com/e/fUJyNVF *) [58p]
• Düğme (https://s.click.aliexpress.com/e/by8JYjri *) [£1,85/10]

*Bu proje için bana toplam maliyet = 4,15 £ (yukarıdaki linklerdeki fiyatlarla 8,20 £)

Ayrıca evin çevresinde bulunan aşağıdaki malzemeleri de kullandım:

• Dondurulmuş pizzalardan 4 büyük karton kutu
• Çeşitli genişliklerde çift taraflı yapışkan
• Metalik Bant (gaffer bant veya ışığın geçmesini durduracak herhangi bir bant olsa da)
• Aliminyum folyo
• Bağlantı teli
• Proto-board hurdası
• Eski bir yazıcıdan kurtarılan 12V güç kaynağı

Kullandığım araçlar şunlardı:

• Çelik cetvel
• Neşter veya keskin bıçak
• Kağıt ve kart için ayarlanabilir delik kesici
• 10 mm matkap
• Havya ve lehim

Elimdekileri çok kullandım, aynı sonuçları elde etmenin farklı veya daha iyi yolları olabilir. Bir parçayı değiştirmeyi seçerseniz (örneğin LED şerit gibi), diğerlerini de (güç kaynağı gibi) değiştirmeniz gerekebilir.

Adım 2: Kutuyu Yapın

Kutunun üst kısmı bir pizza kutusundan, alt kısmı diğerinden yapılmıştır. Kullandığım boyutlar, sahip olduğum pizza kutularının boyutlarının bir kazasıydı, ancak oldukça iyi çalıştı. Düzeltmeden sonra üst ve alt boyutlar 632 mm x 297 mm idi. Ve son saat 562mm x 227mm x 40mm derinliğindedir (düğme dahil).

Parmağınızı tüm yapıştırılmış kenarlardan dikkatlice geçirerek ilk kutuyu düz bir şekilde açın, ardından dar bir şeritle tutturulmuş iki büyük kare-ish parçanız olacak şekilde kenarları çepeçevre kırpın. Her ikisinin de aynı boyutta olduğundan emin olarak bunu ikinci kutuyla tekrarlayın. Her kutunun ortasında yalnızca puan işaretleri bırakılmalıdır.

Bir puanlama aracı (varsa) veya kör bir bıçak veya biro ile her kutunun her tarafını puanlayın. Puan çizgileri, birinde tüm kenarlardan 37 mm içeride (bu alt olacak) ve diğerinde (üstte) tüm kenarlardan 35 mm içeride olmalıdır. Buradaki fark, proje bittiğinde iki parçanın üst üste oturmasını sağlıyor.

Skor çizgileri her köşede bir kare oluşturur. Karenin kenarını uzun kenardan kesin, daha kısa kenarları her iki ucunda tırnaklar olacak şekilde bırakın, ardından kesme çizginizin yanındaki kareden küçük bir üçgen kesin, böylece tırnak tamamlanmış kutu yarısının içine sığacak. Bu tırnakların gri tarafına çift taraflı yapıştırıcı sürün. Bunu hem üst hem de alt için yapın. Üste ekli şablonu gösteren resimde sekmelerin detayını ve nerede kesileceğini görebilirsiniz.

Daha sonra altta çalışacağız. İkinci resimde (odak sorunu için özür dilerim - çok geç olana kadar fark etmedim) kalay folyonun nereye gitmesi gerektiğini görebilirsiniz - 'X' ile işaretlenen her şey folyo istemediğiniz yerdir. dinlenme örtülmelidir. Arkasını X'in olduğu yerde bırakın, folyoyu yerleştirin ve bu alanların etrafını dikkatlice düzeltin. Elektroniklerin gideceği ortadaki iki bölüme folyo yerleştirmemeye dikkat edin. Esasen, kutuyu tamamlamak ve ayırıcıları takmak için elektronikler için alanları (son bölümdeki resimlere bakın) ve tırnakların takılacağı yerlerin her birini bırakmanız gerekir.

Alt kutu daha sonra kenarları yukarı katlayarak ve 4 küçük tırnağı aşağıya yapıştırarak oluşturulabilir. Daha sonra küçük orta bölümün her iki yanına ve elde edilen her karenin ortasına birer tane olmak üzere 4 bölücü eklenebilir. Bunlar 3. pizza kutusundan yapılabilir ve üst ve alt kısımlarla aynı genişlikte olmalı ve her iki uçtan 37 mm'lik işaretlenmelidir. Ortaya uyan ikisinin orta kısımdan uzağa bakan tarafta ve sadece ortayı gösteren tarafta 120 mm merkez için folyo ile kaplanması gerekir. Diğer ikisi tamamen kaplanabilir.

Üst kısım için, ekteki SVG'yi yazdırın (farklı bir boyuttaysa kutunuza uyacak şekilde ölçeklendirin) ve ardından her siyah çizginin iç kısmındaki beyaz kısımları kesin. Bu şablonu en üste uygulayın ve ortanın her iki yanında 2 adet olmak üzere 4 basamak oluşturacak şekilde çizin. Orta bölümün her iki tarafında birer tane olmak üzere iki orta rakamla ve ardından şablonun kenarını puan çizgileriyle kaplayan iki dış rakamla başlamanın en kolay yolunu bulabilirsiniz. Bunları bir neşter veya keskin bir maket bıçağı ile dikkatlice kesin. Şablondan çıkarılan bölümlerin genişliğini kesmek için bir delik kesici seti kullanarak, iki nokta üst üste için orta bölümde iki delik açın. Bunlar, aynı rakamdaki iki zıt segment kadar birbirinden uzak olmalıdır. Son olarak, üst kısmı çevirin, dört kenarı da puan çizgilerine getirin ve kutuyu tamamlamak için sekmeleri yapıştırın. Üst kısım şimdi tamamlandı ve son adıma kadar bir kenara bırakılabilir.

Son olarak resimlerde gösterildiği gibi iki küçük U şeklinde parça ve bir köprü parçası yapın. İlk ikisi, elektroniklerin yerleştirileceği alanları güçlendirmek ve ikincisi, kolon için LED'leri saatin ortasında tutuyor.

3. Adım: Rakamları Oluşturun

Bu bölüm göründüğünden çok daha kolay!

İlk resimde gösterilen şekillerden 32'sini kesin (2. resimdeki boyutları kullanarak) ve üçüncü resimde gösterildiği gibi bunları birleştirin. Farklı boyutta bir kutu kullandıysanız, farklı ölçümler kullanmanız gerekir. Esasen bunlar, üst kısım için şablondaki siyah çizgileri takip eder, ancak dört basamaklı bölümlerin her birinin köşelerine ve kenarlarına doğru uzanır.

Kartın basılı tarafını, ışığı yansıtmaları ve pizza resimlerini görüntüden gizlemeleri için beyaz yapışkanlı arka kağıtla kapladım.

4. Adım: LED'leri takın

Tüm bu süreç oldukça zahmetlidir ve yavaş ve sabırla almak akıllıca olacaktır. Şerit oldukça esnektir ancak çok sert veya çok fazla bükerseniz zarar görebilir. Resimler neyi amaçladığınızı gösteriyor (ilk bölüm solda, ikincisi üstte).

Kullandığım LED şerit, 1 piksel 3 LED'den oluşacak şekilde yapılmıştır. Bu yüzden her basamağın her segmenti için 3 LED kullandım. Yine de, bireysel NeoPixel LED'leri kullandıysanız, segment başına 1 LED'i kolayca kullanabilirsiniz.

Üzerinde kendinden yapışkanlı bant bulunan LED şerit satın aldıysanız - aferin, kendinize bir saatlik acıdan tasarruf ettiniz. Benim gibi, kasetinizin yapışkan bir desteği yoksa - bir çift taraflı yapışkan bant alın ve şeridinizin arkasına yapıştırın. En kolay yolun bir kenarı yukarıya dizmek ve ardından çıkıntıyı karşı taraftan keskin bir bıçakla kesmek olduğunu buldum.

Ekranın görüş açısını en üst düzeye çıkarmak için LED şeridin mümkün olduğunca segment kutularının üstlerine yakın monte edilmesi gerekir, ne kadar yükseğe monte edilirse ekrana baktığınızda LED'lerin kendilerini görme şansı o kadar az olur. Bireysel NeoPiksel kullanıyorsanız, bunlar aynı nedenden dolayı her bölümün "orta köşelerine" monte edilmelidir.

LED'lerin bölüm başına bir "piksel" olması gerekir. Her basamakta, üst segmentte başlarlar ve saat yönünde tüm kenar segmentlerinde dolaşırlar. Şerit üzerindeki okların da her zaman bu yönü göstermesi gerekir. Son piksel orta segmente gider. Bunu yapmanın birkaç yolunu denedim ve resimler en kolay yolu gösteriyor. (İlk başta yaptığım gibi) bant bölümlerini rakamın bölümleriyle aynı hizaya getiremediğinizi fark edebilirsiniz - endişelenmeyin, bandı bir kesim noktasında kesin ve sonraki bölümde yeni bir bölüm başlatın..

LED'ler bir segmente yerleştirildiğinde, segment ayırıcıda bir yarık açın, böylece bant ışığın geçmesine izin vermeden geçirilebilir ve ardından bandı, resme göre bir sonraki segmente yapışması için yavaşça katlayın.

LED'leri segment bölücülere takmayı seçtim ama onları kutuya ve sayı bölücülere takmak da mümkün olurdu (ancak bunu yapmayı düşünüyorsanız, kutuyu yaparken bu parçaları folyo ile kaplamayın, bunun yerine segment bölücüler.

Tüm LED bandınızı her bölüme yapıştırdıktan sonra, kestiğiniz bölümleri (en azından ortadaki) birbirine bağlamanız gerekecektir. Veri hattının, her bir rakamın etrafında, üstten başlayarak, saat yönünde kenardan ve sonra orta kısımdan devam eden bir sürekli yol olması gerekir. Bu normalde şerit tarafından kestiğiniz yer tarafından halledilir, sadece bir bölümün sonundaki 'Dout'u bir sonrakinin başlangıcında 'Din' ile birleştirin.

Artık veri hattınız var, gücü bağlayın. Buradaki tek şart, her bölümde bir '12v' bağlantısı ve her bölümde bir 'GND' bağlantısının ya başka bir bölüme ya da güce bağlanması gerektiğidir. Sonunda veya hatta aynı yerde olması gerekmez. Tek gereken, bir rakamdaki bandın tüm bölümlerinin bir şekilde birbirine bağlanmasıdır. Bir sonraki adımda rakamları güç hatlarına ve birbirine bağlayacağız.

Adım 5: Hepsini Bir Araya Getirin

Boyutu göz önüne alındığında asla inanmazsınız, ancak bu, tüm projenin en zor kısmıdır. Amaç çok basittir, tüm parçaları bir araya getirmek ve bir segmentin ışık kutusundan diğerine mümkün olduğunca az ışık gelmesini sağlamak için bantlamak.

İlk önce küçük ara parçaları küçük orta bölümlerin üstüne ve altına yapıştırın - kablolar için kesikli uçlar ortaya bakmalıdır. Kutunun arkasına doğru her birinden 10 mm'lik bir delik açın (düğme için üstte ve güç girişi için altta).

Daha önce yapılan en soldaki haneye, iki uzun güç kuyruğunu (yaklaşık 40 cm uzunluğunda) sağ alt köşedeki bağlantılara bağlayın. Bir sonraki basamağa, daha kısa kuyruklarla (yaklaşık 20 cm) aynısını yapın. Kısa kuyruklar 3. basamakta ve uzun kuyruklar 4. basamakta olacak şekilde kuyrukları sol alt köşelere ekleyerek 3 ve 4 rakamlarıyla tekrarlayın.

Rakamlardan ilkini ilk boşluğa yerleştirin, orta bölümde çıkana kadar alt kısımdaki ayırıcıların altındaki güç kuyruklarını besleyin. İlk `Din`e bir tel bağlayın ve bunu aynı şekilde üst orta kısma (resimlerde yeşil olan) besleyin. Sonraki bölümle tekrarlayın ve ardından ilk hanenin son 'Dout'unu (orta segment) ilk 'Din'e (ikinci hanenin üst segmenti) bağlayın.

Bir basamağın 'Dout'unun her zaman bir sonrakinin 'Din'ine bağlı olduğundan emin olarak sağdaki rakamlarla tekrarlayın, böylece aslında bir sürekli LED şerit uzunluğu vardır.

4'ü de takıldıktan sonra, her bir basamağın orta elmasının 4 iç kenarına ve kutunun arkasına bant yapıştırın, bunu alt ve üst üçgenler için ve ayrıca dikey bölücülerin her birinin sol tarafı boyunca tekrarlayın (yaptım bu iki bölümden oluşmaktadır ki bu segmentleri birleştiren telin ortadan geçmesi için bir boşluk bırakmaktadır. Bantın tam olarak nereye gittiğini tarif etmek zordur ama resimde oldukça açık olmalıdır.

Dört hanenin tamamı yerine oturduğunda, güç ve toprak kablolarını alt uçtaki LED'lerin küçük orta bölümüne ve üstteki 'Din'e bir veri kablosu bağlayın. Bunları uygun boşluklardan geçirin ve ara parçayı orta bölümün ortasına yerleştirin.

Adım 6: Bağlayın

Uçları elektrik prizine ve düğmeye lehimleyerek ve kontakların kısa devre yapmasını önlemek için küçük bir bant veya ısıyla daralan makaron ekleyerek başlayın. Bunları deliklerine yerleştirin ve vidalayın.

Prototip kalkanı kullanıyorsanız, kalkana ve Wemos'a uygun başlıklar ekleyin (bunlar genellikle Wemos ile birlikte verilir ve ayrıca satın aldığım kalkanlarla bir başka set de sağlanır).

Küçük bir parça hurda proto-board alın ve DC-DC dönüştürücüyü ortasına lehimleyin (resimdeki gibi).

Önce orta bölümün alt kısmında çalışalım. Tüm pozitif bağlantıları alın (toplamda 6 kablo olmalıdır - her basamaktan bir tane, ortadaki iki nokta üst üste işaretinden bir tane ve bir tane güç girişinden). Bunların hepsini DC-DC dönüştürücünün "+in" kısmına bitişik deliklerde proto-karta lehimleyin. Sonra her birini bükün ve bir sonrakine lehimleyin, böylece hepsi ve dönüştürücünün "+in"i birbirine bağlanır.

Şimdi tüm GND bağlantılarını alın ve hepsini proto-karta ve DC-DC dönüştürücünün "-in"ine bağlayarak yukarıdakileri tekrarlayın. Sahip olduğum dönüştürücü modeli, sizinki de yapmazsa, zemini PCB üzerindeki toprakla birleştirir.

İlk fotoğraf, LED'lerden gelen tüm kuyrukları ve DC-DC dönüştürücü ile birlikte bağlanan gücü ve Wemos'a güç sağlamak için tellerden birini gösteren proto-kartı gösterir.

DC-DC dönüştürücünün çıkışından gelen iki uzun kabloyu bağlayın (yine bunları proto-kart üzerindeki bitişik deliklere lehimleyin ve dönüştürücünün pinlerine dokunmak için bükün) ve bunları 'Vdc' olarak ayarlanmış bir multimetreye bağlayın, güç jakına 12VDC uygulayın ve dönüştürücünün çıkışındaki voltajı ölçün. Dönüştürücüyü 3.3v okuyana kadar ayarlayın. Kuyrukları mutimetreden ayırın ve orta bölümün üst kısmına kadar besleyin.

Bu kuyrukları "3v3" ve "GND" olarak işaretlenmiş konumlarda prototip kalkanına (veya kalkan kullanılmıyorsa doğrudan ESP'ye) bağlayın. Düğmenin bir tarafını da `GND`ye bağlayın. Resimde, ön kartta küçük bir anahtar göreceksiniz, bu, ESP'yi USB'ye bağladığımda DC-DC dönüştürücüden gelen gücün devre dışı bırakılması için test yapılmasına izin vermekti. Normal koşu için gerekli değildir.

Son olarak, iki NeoPiksel seti (rakamlar için uzun şerit ve ortadaki iki nokta üst üste) ve düğmenin diğer tarafının aşağıdaki gibi bağlanması gerekir:

• Rakam Şeridi - D2
• Kolon Şeridi - D3
• Düğme - D7

Üç kabloyu kalkana (veya ESP'ye) lehimleyin ve bağlı olan her şey bu. Protokolü ve kalkanı veya ESP'yi yerine sabitlemek için köpük yapışkan bir ped veya benzerini kullanın.

7. Adım: Kodu Ekleyin

İlk olarak, ESP8266'yı daha önce hiç kullanmadıysanız, nasıl kurulacağına ilişkin ayrıntılar için Brian Lough tarafından hazırlanan bu videoyu izleyin.

Bir saat oluştururken en büyük sorun, onu ayarlamak için kullanıcı arayüzü oluşturmaktır. Bunu aşmak için bir ESP8266 kullandım ve saat kendini NTP ile ayarlıyor. Bu şekilde zaman her zaman doğru olmalıdır.

Bu bir Arduino/ESP kodlama öğreticisi olmadığı ve zaten yeterince uzun olduğu için nasıl çalıştığını açıklayan çizim çizgisinden satır satır geçmeyeceğim. Nasıl çalıştığıyla ilgilenenler için orada bazı yorumlar var.

Ekli çizim, saatin temel özelliklerini gösteren çok basit bir çizimdir. Taslak, çalışması için bir dizi kitaplığa bağlıdır (bazıları varsayılan olarak yüklenir, bazıları kitaplık yöneticisinde bulunur, bazıları yalnızca GitHub'da):

• Tel
• ESP8266WiFi
• 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]
• hisse senedi
• OneButton [https://github.com/mathertel/OneButton]

*Ralph Crützen'e RGBDigit kitaplığında gerekli değişiklikleri birleştirerek bu projeyi ikinci bir versiyonunu sürdürmeden sunabilmem için teşekkür ederim.

Şu anda aşağıdaki özellikler uygulanmaktadır:

• Koddaki renk setindeki zamanı görüntüler
• Ortadaki iki nokta üst üste işareti internet bağlantısının olduğu yerde yeşil, yoksa kırmızı renkte yanıp söner.
• Düğmeye her basıldığında saati (SS:DD) ve tarihi (DD:DD) gösterme arasında geçiş yapar.

Sonuç olarak, hem RGBDigit kitaplığını kullanarak renk işleme açısından hem de internetten görüntülenecek bilgileri getirme açısından (sonuçta bunlar bir ESP8266 kullanır) çok daha fazla şey mümkündür.

Kodu geliştirmeye devam etmeyi düşünüyorum ve gelecekteki sürümler GitHub sayfasında mevcut olacak. Bunu oluşturur ve koda kendiniz özellikler eklerseniz, lütfen bir çekme isteği göndermekten çekinmeyin.

Adım 8: Kendiniz Yapın…

Artık tamamen çalışan bir Pizza Kutusu Saatiniz var. Şimdi soru, onunla ne yapacağınız!

Şu anda saatim hala "acımasız" gri tahta renginde. Ancak sonunda göze daha nazik bir şeye dönüşecektir. Sonunda nasıl daha iyi hale getirebileceğime dair birkaç fikrim var ve bunlar aşağıdaki listede:

• Ön tarafı ahşap efektli vinil ile kaplamayı ve ardından ışık boşluklarının olduğu yerde keskin bir bıçakla dilimlemeyi düşündüm. O zaman çok daha seçkin görüneceğini düşünüyorum.
• Ayrıca bu kılavuzu takip etmeyi (ücretli - bağlı değil) ve ön tarafı steampunk/dizelpunk tarzında dekore etmeyi düşündüm.

Başkalarının da saatleriyle ne yaptığını gerçekten görmek isterim.

Aynısı kod için de geçerlidir. Ekran bir saat olarak tasarlandı ancak ekstra işlevsellik eklemenin bin bir yolu var. Bu projeyi bir sonraki aşamaya taşımak için yapılacaklar listem aşağıda, neler eklersiniz?

• Bir bisiklet paterninde veya bir düğmeye basarak hava tahminlerinden sıcaklık, nem ve polen sayımı ekleyin.
• Parlaklığı günün saatine göre değiştirin (geceleri loş veya kapalı).
• Google takvimimdeki olaylara göre saat göstergesinin rengini değiştirin.

Tüm bunları buraya koymadım çünkü bu, ekranın nasıl oluşturulacağını yeterince ayrıntılı olarak anlattı. Belki gelecekte biraz daha kod içeren bir takip yazacağım.

Buraya kadar okuduysanız, teşekkürler! Bir tane yaparsanız saatinizin tadını çıkarın.