大型自調(diào)時(shí)鐘開(kāi)源分享

描述

概述

我已經(jīng)建立了幾個(gè)時(shí)鐘。我喜歡那些連接到互聯(lián)網(wǎng)并設(shè)置自己的。這個(gè)應(yīng)該是有教育意義的，因?yàn)樗Y(jié)合了一堆不同的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)一個(gè)非常有趣的時(shí)鐘。

首先，我們使用帶有內(nèi)置 WiFi 和許多強(qiáng)大功能的 ESP32 處理器。憑借其 WiFi 功能，我們從 Internet 獲取 NTP 或 Epoch 時(shí)間，并使用它來(lái)配置 DS3231 RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）模塊。

我們將其與 32x8 靈活的 WS2812B LED 矩陣顯示器相結(jié)合，并使用 FastLED 庫(kù)來(lái)控制可編程 LED。我編寫(xiě)了自己的矩陣?yán)?- 即處理從單鏈可編程 LED（實(shí)際上是這個(gè)顯示器）到由其 XY 坐標(biāo)尋址的 LED 矩陣的轉(zhuǎn)換的例程。

從技術(shù)上講，由于 ESP32 是 3.3 伏邏輯，LED 矩陣是 5 伏，我們應(yīng)該為數(shù)據(jù)線(xiàn)使用電平轉(zhuǎn)換器，但我覺(jué)得沒(méi)有必要。LED 顯示屏對(duì) 3.3 伏邏輯信號(hào)響應(yīng)良好。

最后，為了在我們的 LED 矩陣上顯示時(shí)間，我們需要一種適合我們的 32 x 8 LED 矩陣的字體。我們需要軟件來(lái)在顯示屏上顯示數(shù)字。所以我們的時(shí)鐘軟件做了很多事情來(lái)制作這個(gè)簡(jiǎn)單的時(shí)鐘！

說(shuō)到滴答聲，我們的顯示器只夠顯示小時(shí)和分鐘。所以我以?xún)煞N方式處理秒數(shù)。首先，閃爍的冒號(hào)顯示秒。此外，顯示屏的顏色會(huì)以秒為單位告訴我們大致所處的位置。一分鐘開(kāi)始時(shí)，顯示為綠色。在前 30 秒內(nèi)，它逐漸從綠色變?yōu)樗{(lán)色。在第二個(gè) 30 秒內(nèi)，它逐漸從藍(lán)色變?yōu)榧t色，當(dāng)分鐘變化時(shí)又變回綠色。這些顏色變化是使用 256 種彩虹色調(diào)完成的，這是 FastLED 庫(kù)中內(nèi)置的一項(xiàng)功能。

電源由一個(gè) 5 伏的小型墻磚提供，但 ESP32 和 RTC 還需要 3.3 伏。它源自 LM2596 可調(diào)降壓穩(wěn)壓器模塊。它需要調(diào)整并設(shè)置為 3.3 伏輸出。

建筑/硬件

硬件非常簡(jiǎn)單。我們的 ESP32 板是 Adafruit Huzzah ESP32 Feather，盡管我懷疑任何 ESP32 板都可以工作。示意圖如下所示：

時(shí)鐘示意圖

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LED 顯示器有一個(gè)三線(xiàn)輸入、一個(gè)三線(xiàn)輸出（連接到潛在的第二個(gè)顯示器）和單獨(dú)的電源連接。就我們的目的而言，我們只需要三線(xiàn)輸入，它本身就可以供電。我們只以大約 6% 的最大亮度為 LED 供電，并且任何時(shí)候都只有不到一半的時(shí)間亮著，因此我們不需要連接單獨(dú)的電源線(xiàn)。因此，我們到顯示器的 3 線(xiàn)輸入包括 +5 伏、接地和連接到 ESP32 的數(shù)字引腳 21 的單個(gè)數(shù)據(jù)輸入。

DS3231 RTC模塊有一個(gè)電池的地方，可以在時(shí)鐘關(guān)閉時(shí)保持時(shí)間設(shè)置，但由于每次時(shí)鐘上電時(shí)時(shí)鐘都會(huì)將RTC重置為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間，因此電池確實(shí)是不必要的。

降壓穩(wěn)壓??器是 ESP32 和 RTC 使用的 3.3 伏電壓源。需要使用板載電位器將其調(diào)整為輸出 3.3 伏。在連接到處理器之前將電壓設(shè)置為 3.3 伏，然后在負(fù)載下再次檢查電壓以確認(rèn)您有 3.3 伏。

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上圖顯示了在安裝顯示器之前時(shí)鐘是如何物理連接的。這個(gè)盒子是 3D 打印的，頂部有一個(gè)凹槽，可以容納顯示器。第二個(gè)名為“顯示器支架”的 3D 打印件被放置在柔性顯示器的后面，以保持其筆直并為其提供一點(diǎn)支撐。包括處理器在內(nèi)的最終組裝中的所有東西都用熱膠固定到位。

軟件

在我們深入了解軟件的任何細(xì)節(jié)之前，需要注意一些設(shè)置項(xiàng)目。這個(gè)時(shí)鐘通過(guò) WiFi 設(shè)置自己，所以你需要給它你的 WiFi 憑據(jù)：WiFi 服務(wù)器名稱(chēng)和密碼。您還需要將您的時(shí)區(qū)指定為與 GMT 的小時(shí)偏移量。（例如，我在 MST（山地標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間），距格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 -7 小時(shí)。）如果您愿意，您也可以更改 NTP 時(shí)間服務(wù)器，但這不是必需的。

另一個(gè)需要注意的細(xì)節(jié)是各種#include。您可能需要安裝 Makuna 的 NTPClient、FastLED 和 Rtc。RtcDS3231.h 是最后一個(gè)的一部分。您可能已經(jīng)擁有的其他物品 - 我有。

安裝必要的庫(kù)后，您應(yīng)該能夠編譯應(yīng)用程序。現(xiàn)在讓我們談?wù)勊侨绾喂ぷ鞯摹?/font>