£5* Jam RGB Kotak Pizza: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Proyek ini dimulai ketika saya beruntung menemukan beberapa gulungan pita LED WS2811 RGB seharga £1/gulungan di kios pasar. Tawar-menawar itu terlalu bagus untuk dilewatkan dan jadi saya harus menemukan alasan untuk menggunakan 25m yang baru saya peroleh dari apa yang pada dasarnya adalah pita NeoPixel. Saya menggunakan sekitar 3m dalam proyek ini.

Inspirasi datang dalam dua bentuk dari dua nama yang sangat dihormati di komunitas pembuat - keduanya tidak, pada saat itu, membangun jam. Mekanisme kotak sangat terinspirasi oleh video dari Fran Blanche tentang membuat layar 7 segmen raksasa dan ide menggunakan NeoPixels untuk membuat setiap segmen berubah warna berasal dari Unexpected Maker dan proyek Neo7Segment Display-nya (YouTube & Tindie). Anda harus memeriksa keduanya - mereka luar biasa.

Instruksi ini adalah panduan langkah demi langkah untuk membuat tampilan yang berfungsi dan meletakkan jam dasar di atasnya. Di akhir ada langkah berjudul "Jadikan milik Anda sendiri" dengan beberapa petunjuk dan tips tentang ke mana harus pergi selanjutnya. Jika Anda membuatnya, silakan kirim gambar di komentar - Saya ingin melihat bagaimana orang membuatnya sendiri.

Langkah 1: Daftar Bagian

Label harga £ 5 dalam judul benar-benar berapa biaya yang saya buat untuk proyek ini. Apakah dapat direplikasi pada harga itu akan tergantung pada harga yang berlaku pada saat Anda membeli suku cadang yang dibutuhkan. Saya mendapat tawaran dengan strip LED dan saya sangat menghargai bahwa tidak semua orang akan seberuntung itu. Saya belum memasukkan biaya pizza dalam proyek karena kotak hanya digunakan setelah dimakan:-)

Saya menggunakan bagian yang dibeli berikut (di mana tautan di bagian ini ditandai dengan * itu adalah tautan afiliasi - ini berarti saya mendapatkan beberapa sen untuk setiap pembelian, tetapi Anda tidak membayar apa-apa lagi). Harga yang ditampilkan di sini adalah benar pada hari penulisan:

• Wemos D1 Mini (https://s.click.aliexpress.com/e/eMzZNz3 *) [£2.10]
• Wemos D1 Mini Prototype Sheild (https://s.click.aliexpress.com/e/cL0f39Su *) [£1.90/5] - Saya menggunakan ini sehingga saya dapat memulihkan ESP untuk proyek lain di masa mendatang, Anda dapat menyolder langsung ke Wemos D1 mini jika Anda mau
• 3m dari 12V WS2811 LED tape (https://s.click.aliexpress.com/e/EubEE27 *) [£1,55/m dalam daftar ini, saya membayar £1 untuk 5m jadi ini biaya saya 60p]
• Konverter penurun tegangan DC-DC (https://s.click.aliexpress.com/e/iuRRRzJ *) [31p]
• Soket listrik (https://s.click.aliexpress.com/e/fUJyNVF *) [58p]
• Tombol (https://s.click.aliexpress.com/e/by8JYjri *) [£1.85/10]

*Total biaya untuk saya untuk proyek ini = £4,15 (£8,20 dengan harga di tautan di atas)

Saya juga menggunakan bahan-bahan berikut yang saya miliki di sekitar rumah:

• 4 kotak kardus besar dari pizza beku
• Perekat dua sisi dalam berbagai lebar
• Pita Metalik (meskipun pita gaffer atau pita apa pun yang akan menghentikan cahaya masuk akan berhasil)
• Timah
• Kawat penghubung
• Memo papan proto
• Catu daya 12V, diambil dari printer lama

Alat yang saya gunakan adalah:

• Penggaris besi
• Pisau bedah atau pisau tajam
• Pemotong lubang yang dapat disesuaikan untuk kertas dan kartu
• bor 10mm
• Besi solder dan solder

Saya sangat banyak menggunakan apa yang saya miliki, mungkin ada cara yang berbeda atau lebih baik untuk mencapai hasil yang sama. Jika Anda memilih untuk mengubah satu bagian (seperti strip LED misalnya) maka Anda mungkin juga perlu mengubah yang lain (seperti catu daya).

Langkah 2: Buat Kotak

Bagian atas kotak terbuat dari satu kotak pizza dan bagian bawah dari yang lain. Dimensi yang saya gunakan adalah kebetulan dari ukuran kotak pizza yang saya miliki, tetapi bekerja dengan cukup baik. Dimensi untuk bagian atas dan bawah setelah pemangkasan adalah 632mm x 297mm. Dan jam terakhir memiliki kedalaman 562mm x 227mm x 40mm (termasuk tombol).

Buka kotak pertama rata dengan menggerakkan jari Anda dengan hati-hati melalui semua tepi yang direkatkan, lalu potong semua sisinya sehingga Anda memiliki dua potongan persegi besar yang dilekatkan dengan strip sempit. Ulangi ini dengan kotak kedua untuk memastikan keduanya berukuran sama. Seharusnya hanya ada tanda skor yang tersisa di tengah setiap kotak.

Dengan alat penilaian (jika Anda memilikinya) atau pisau tumpul atau biro, skor semua sisi setiap kotak. Garis skor harus 37mm dari semua tepi di satu (ini akan menjadi bagian bawah) dan 35mm dari semua tepi di sisi lain (atas). Perbedaannya di sini memastikan bahwa kedua bagian akan duduk satu di atas yang lain ketika proyek selesai.

Garis skor membentuk persegi di setiap sudut. Potong di sepanjang sisi bujur sangkar di tepi panjang untuk meninggalkan tepi yang lebih pendek dengan tab di setiap ujungnya, lalu potong segitiga kecil dari bujur sangkar di sebelah garis potong Anda sehingga tab akan pas di dalam setengah kotak yang sudah selesai. Oleskan perekat dua sisi ke sisi abu-abu tab ini. Lakukan ini untuk bagian atas dan bawah. Anda dapat melihat detail tab dan tempat pemotongan pada gambar yang menunjukkan template yang dilampirkan di bagian atas.

Kami akan bekerja di bagian bawah berikutnya. Pada gambar kedua (permintaan maaf untuk masalah fokus - saya tidak menyadarinya sampai terlambat) Anda dapat melihat ke mana kertas timah harus pergi - semua yang ditandai dengan 'X' adalah tempat Anda tidak ingin menggagalkan semua kertas timah. istirahat harus ditutup. Biarkan alasnya di tempat yang ada X, letakkan foil dan rapikan dengan hati-hati di sekitar area itu. Hati-hati untuk menghindari menempatkan foil di dua bagian tengah di mana elektronik akan pergi. Pada dasarnya Anda harus meninggalkan area untuk elektronik (lihat gambar di bagian akhir) dan masing-masing tempat di mana tab akan menempel untuk melengkapi kotak dan sesuai dengan pembagi.

Kotak bawah kemudian dapat dibuat dengan melipat ujungnya ke atas dan menempelkan 4 tab kecil. 4 pembagi kemudian dapat ditambahkan satu di kedua sisi bagian tengah kecil dan satu di tengah setiap persegi yang dihasilkan. Ini dapat dibuat dari kotak pizza ke-3 dan harus memiliki lebar yang sama dengan bagian atas dan bawahnya dan diberi skor 37mm dari setiap ujungnya. Dua yang pas di tengah harus ditutup dengan foil di seluruh sisi yang mengarah menjauh dari bagian tengah dan hanya untuk pusat 120mm di sisi yang mengarah ke tengah. Dua lainnya dapat sepenuhnya tertutup.

Untuk bagian atas, cetak SVG terlampir (skala agar sesuai dengan kotak Anda jika ukurannya berbeda) dan kemudian potong bagian putih di bagian dalam setiap garis hitam. Terapkan templat ini ke atas dan gambarlah hingga membentuk 4 digit, 2 di setiap sisi tengah. Anda mungkin merasa paling mudah untuk memulai dengan dua digit tengah satu masing-masing sisi bagian tengah dan kemudian dua digit luar melapisi tepi template dengan garis skor. Potong dengan hati-hati dengan pisau bedah atau pisau tajam. Dengan menggunakan set pemotong lubang untuk memotong lebar bagian yang dikeluarkan dari templat, potong dua lubang di bagian tengah untuk titik dua. Ini harus berjarak sekitar dua segmen yang berlawanan dalam angka yang sama. Terakhir, balikkan bagian atas, angkat keempat tepi pada garis skor dan tempelkan tab untuk menyelesaikan kotak. Bagian atas sekarang selesai dan dapat disisihkan sampai langkah terakhir.

Terakhir buat dua potongan kecil berbentuk U dan satu potongan jembatan seperti yang ditunjukkan pada gambar. Dua yang pertama adalah untuk memperkuat area di mana elektronik akan ditempatkan dan yang terakhir memegang LED untuk titik dua di tengah jam.

Langkah 3: Buat Digit

Bagian ini jauh lebih mudah daripada yang terlihat!

Cukup potong 32 bentuk yang ditunjukkan pada gambar pertama (menggunakan dimensi pada gambar ke-2) dan tempatkan mereka bersama-sama seperti yang ditunjukkan pada gambar ketiga. Jika Anda menggunakan kotak ukuran yang berbeda, Anda harus menggunakan ukuran yang berbeda. Pada dasarnya ini mengikuti garis hitam pada template untuk bagian atas tetapi meluas ke luar ke sudut dan tepi masing-masing dari empat bagian digit.

Saya menutupi sisi tercetak kartu dengan kertas belakang putih lengket untuk membuatnya lebih cenderung memantulkan cahaya dan menyembunyikan gambar pizza dari pandangan.

Langkah 4: Pasang LED

Seluruh proses ini cukup rumit dan bijaksana untuk mengambilnya perlahan dan sabar. Strip cukup tangguh tetapi bisa rusak jika Anda menekuknya terlalu keras atau terlalu sering. Gambar menunjukkan apa yang Anda tuju (yang pertama memiliki segmen pertama di kiri dan yang kedua di atas).

Strip LED yang saya gunakan dibuat sedemikian rupa sehingga 1 piksel terdiri dari 3 LED. Jadi saya telah menggunakan 3 LED untuk setiap segmen dari setiap digit. Namun, Anda dapat dengan mudah menggunakan 1 LED per segmen jika Anda menggunakan LED NeoPixel individual.

Jika Anda telah membeli strip LED yang memiliki pita perekat di atasnya - bagus, Anda baru saja menyelamatkan diri Anda dari rasa sakit selama satu jam. Jika, seperti saya, selotip Anda tidak memiliki alas yang lengket - ambil selotip dua sisi dan tempelkan ke bagian belakang strip Anda. Saya menemukan cara termudah adalah dengan melapisi satu sisi ke atas dan kemudian mengiris overhang dari sisi yang berlawanan dengan pisau tajam.

Untuk memaksimalkan sudut pandang tampilan, strip LED harus dipasang sedekat mungkin dengan bagian atas kotak segmen, semakin tinggi dipasang, semakin kecil kemungkinan untuk melihat LED itu sendiri saat Anda melihat tampilan.. Jika Anda menggunakan NeoPixels individual maka ini harus dipasang sejauh mungkin ke "sudut tengah" setiap segmen untuk alasan yang sama.

LED harus satu "piksel" per bagian. Di setiap digit mereka mulai di segmen atas dan berputar di sepanjang segmen tepi searah jarum jam. Panah di strip selalu harus menunjuk ke arah ini juga. Piksel terakhir berada di segmen tengah. Saya mencoba beberapa cara untuk melakukan ini dan gambar menunjukkan cara termudah. Anda mungkin menemukan (seperti yang saya lakukan pada awalnya) bahwa Anda tidak dapat membuat bagian pita sejajar dengan segmen angka - jangan khawatir, potong pita pada titik potong dan mulai bagian baru di segmen berikutnya..

Setelah LED diletakkan ke dalam satu segmen, potong celah di pembagi segmen sehingga pita dapat dilewati tanpa membiarkan cahaya masuk dan kemudian lipat pita dengan lembut sehingga menempel ke segmen berikutnya sesuai gambar.

Saya memilih untuk memasang LED ke pembagi segmen tetapi akan memungkinkan untuk memasangnya ke kotak dan pembagi digit (walaupun jika Anda bermaksud melakukannya jangan menutupi potongan-potongan ini dengan kertas timah saat Anda membuat kotak, tutupi pembagi segmen sebagai gantinya.

Setelah Anda memiliki semua pita LED Anda menempel di setiap segmen maka Anda harus menghubungkan bersama setiap bagian yang Anda potong (setidaknya yang tengah). Jalur data harus berupa satu jalur kontinu di sekitar setiap digit mulai dari atas, berjalan searah jarum jam di sekitar tepi dan kemudian melintasi tengah. Ini biasanya akan ditangani oleh strip di mana Anda telah memotongnya cukup gabungkan `Dout` di akhir satu bagian ke `Din` di awal berikutnya.

Sekarang Anda memiliki jalur data, sambungkan daya. Satu-satunya persyaratan di sini adalah bahwa satu koneksi `12v` pada setiap bagian dan satu koneksi `GND` pada setiap bagian harus terhubung baik ke bagian lain atau ke daya. Tidak harus di akhir atau bahkan di tempat yang sama. Semua yang diperlukan adalah bahwa semua bagian pita dalam angka dihubungkan bersama dalam beberapa cara. Pada langkah selanjutnya kita akan menghubungkan angka ke saluran listrik dan satu sama lain.

Langkah 5: Bawa Semuanya Bersama

Anda tidak akan pernah percaya mengingat ukurannya, tetapi ini adalah bagian paling rumit dari keseluruhan proyek. Tujuannya sangat sederhana, untuk menyatukan semua bagian dan merekatkannya untuk memastikan bahwa cahaya sesedikit mungkin dapat berpindah dari kotak lampu satu segmen ke kotak lampu berikutnya.

Pertama tempelkan potongan spacer kecil di bagian atas dan bawah bagian tengah yang kecil - ujung dengan potongan untuk kabel harus menghadap ke tengah. Bor lubang 10mm tepat melalui masing-masing ke bagian belakang kotak (yang di atas untuk tombol dan di bagian bawah untuk colokan listrik).

Untuk digit paling kiri yang dibuat sebelumnya, sambungkan dua ekor power panjang (panjang sekitar 40cm) ke sambungan sudut kanan bawah. Untuk digit berikutnya lakukan hal yang sama dengan ekor yang lebih pendek (sekitar 20cm). Ulangi dengan angka 3 dan 4 menambahkan ekor ke sudut kiri bawah dengan ekor pendek pada angka 3 dan yang panjang pada angka 4.

Masukkan angka pertama ke dalam ruang pertama, masukkan power tail-nya di bawah pembagi di bagian bawah sampai keluar di bagian tengah. Hubungkan kabel ke `Din` pertama dan masukkan ini dengan cara yang sama ke bagian tengah atas (yang hijau di gambar). Ulangi dengan bagian berikutnya masuk dan kemudian hubungkan `Dout` (segmen tengah) terakhir dari digit pertama ke `Din` pertama (segmen atas dari digit kedua.

Ulangi dengan digit tangan kanan untuk memastikan bahwa `Dout` dari satu digit selalu terhubung ke `Din` dari digit berikutnya seperti, pada dasarnya, ada satu panjang strip LED yang berkesinambungan

Setelah semua 4 dipasang, tempelkan selotip ke 4 tepi bagian dalam berlian tengah dari setiap digit dan bagian belakang kotak, ulangi ini untuk segitiga bawah dan atas dan juga di sepanjang sisi kiri setiap pembagi vertikal (saya lakukan ini dalam dua bagian untuk memberikan ruang bagi kabel yang menghubungkan segmen untuk melewati tengah. Sulit untuk menggambarkan dengan tepat ke mana pita itu pergi tetapi harus cukup jelas dalam gambar.

Setelah keempat digit terpasang, sambungkan kabel daya dan kabel gound ke bagian tengah kecil LED di ujung bawah dan kabel data ke `Din` di bagian atas. Beri makan ini melalui celah yang sesuai dan tempatkan pengatur jarak di tengah bagian tengah.

Langkah 6: Hubungkan It Up

Mulailah dengan menyolder ekor ke soket dan tombol daya dan menambahkan sedikit selotip atau heat shrink untuk mencegah korslet kontak. Tempatkan ini di lubangnya dan kencangkan.

Jika menggunakan perisai prototyping, tambahkan header yang sesuai ke perisai dan Wemos (ini biasanya disertakan dengan Wemos dan satu set lebih lanjut disertakan dengan perisai yang saya beli juga).

Ambil sepotong kecil proto-board bekas dan solder konverter DC-DC ke tengahnya (seperti pada gambar).

Mari kita bekerja di bagian bawah bagian tengah terlebih dahulu. Ambil semua koneksi positif (harus ada total 6 kabel - satu dari setiap digit, satu dari titik dua di tengah dan satu dari colokan listrik). Solder semua ini ke proto-board di lubang yang berdekatan dengan `+in` dari konverter DC-DC. Kemudian tekuk masing-masing dan solder ke yang berikutnya sehingga semuanya dan `+in` dari konverter terhubung bersama.

Sekarang ambil semua koneksi GND dan ulangi hal di atas dengan menghubungkan semuanya ke proto-board dan ke `-in` dari konverter DC-DC. Model konverter yang saya miliki menghubungkan ground in dengan ground out pada PCB, jika Anda tidak melakukannya, lakukan ini juga.

Foto pertama menunjukkan papan proto dengan semua ekor dari LED dan daya yang terhubung bersama dengan konverter DC-DC dan salah satu kabel untuk memberi daya pada Wemos.

Hubungkan dua kabel panjang dari output konverter DC-DC (sekali lagi solder ke lubang yang berdekatan pada proto-board dan tekuk untuk menyentuh pin konverter) dan hubungkan ke multi-meter yang disetel ke `Vdc`, terapkan 12VDC ke colokan listrik dan ukur tegangan pada output konverter. Sesuaikan konverter hingga membaca 3.3v. Lepaskan ekor dari muti-meter dan masukkan ke bagian atas bagian tengah.

Hubungkan ekor ini ke pelindung prototipe (atau langsung ke ESP jika tidak menggunakan pelindung) di posisi bertanda `3v3` dan `GND`. Hubungkan satu sisi tombol ke `GND` juga. Pada gambar Anda akan melihat saklar kecil di papan proto, ini untuk memungkinkan pengujian untuk menonaktifkan daya dari konverter DC-DC ketika saya menghubungkan ESP ke USB. Ini tidak diperlukan untuk lari normal.

Terakhir, dua set NeoPixels (strip panjang untuk angka, dan titik dua di tengah) dan sisi lain tombol harus dihubungkan sebagai berikut:

• Strip Angka - D2
• Jalur Usus Besar - D3
• Tombol - D7

Cukup solder tiga kabel ke pelindung (atau ESP) dan semuanya terhubung. Gunakan bantalan lengket busa atau sejenisnya untuk mengamankan protoboard di tempatnya dan juga pelindung atau ESP.

Langkah 7: Tambahkan Kode

Pertama, jika Anda belum pernah menggunakan ESP8266 sebelumnya, lihat video ini oleh Brian Lough untuk detail tentang cara mengaturnya.

Masalah terbesar saat membangun jam adalah membuat antarmuka pengguna untuk mengaturnya. Untuk menyiasatinya, saya telah menggunakan ESP8266 dan jam mengatur dirinya sendiri dengan NTP. Dengan cara ini waktu harus selalu tepat.

Saya tidak akan membahas sketsa baris demi baris untuk menjelaskan cara kerjanya karena ini bukan tutorial pengkodean Arduino/ESP dan sudah cukup lama. Ada beberapa komentar di sana bagi mereka yang tertarik dengan cara kerjanya.

Sketsa terlampir adalah sketsa yang sangat sederhana untuk menunjukkan fitur dasar jam. Sketsa bergantung pada sejumlah perpustakaan untuk membuatnya berfungsi (beberapa diinstal secara default, beberapa tersedia di pengelola perpustakaan, beberapa hanya di GitHub):

• Kabel
• 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]
• Jantung
• OneButton [https://github.com/mathertel/OneButton]

*Terima kasih saya kepada Ralph Crützen karena telah menggabungkan perubahan yang diperlukan ke perpustakaan RGBDigit-nya sehingga saya dapat menawarkan proyek ini tanpa mempertahankan versi kedua.

Saat ini fitur-fitur berikut diimplementasikan:

• Menampilkan waktu dalam warna yang diatur dalam kode
• Mengedipkan titik dua di tengah dengan warna hijau di mana ada koneksi internet dan merah jika tidak ada.
• Beralih antara menampilkan waktu (JJ:MM) dan tanggal (DD:MM) setiap kali tombol ditekan.

Pada akhirnya lebih banyak hal yang mungkin baik dalam hal manipulasi warna menggunakan perpustakaan RGBDigit dan juga dalam hal mengambil informasi untuk ditampilkan dari internet (setelah semua ini menggunakan ESP8266).

Saya bermaksud untuk terus meningkatkan kode dan versi mendatang akan tersedia di halaman GitHub. Jika Anda membuat ini dan menambahkan fitur ke kode sendiri, jangan ragu untuk mengirimkan permintaan tarik.

Langkah 8: Jadikan Milik Anda Sendiri…

Anda sekarang memiliki Jam Kotak Pizza yang berfungsi penuh. Pertanyaannya sekarang adalah apa yang Anda lakukan dengan itu!

Saat ini jam saya masih dalam warna papan abu-abu "brutalis". Namun pada akhirnya akan berubah menjadi sesuatu yang lebih lembut di mata. Saya memiliki beberapa ide tentang bagaimana saya akhirnya bisa membuatnya lebih baik dan ini ada dalam daftar di bawah ini:

• Saya telah berpikir untuk menutupi bagian depan dengan vinyl efek kayu dan kemudian hanya mengirisnya dengan pisau tajam di mana celah cahaya berada. Itu akan terlihat jauh lebih terhormat dari yang saya kira.
• Saya juga mempertimbangkan untuk mengikuti panduan ini (dibayar - bukan afiliasi) dan mendekorasi bagian depan dengan gaya steampunk/dieselpunk.

Saya benar-benar ingin melihat apa yang orang lain lakukan dengan jam mereka juga.

Hal yang sama berlaku dengan kode. Layar dikandung sebagai jam tetapi ada seribu satu cara untuk menambahkan fungsionalitas tambahan. Daftar tugas saya untuk membawa proyek ini ke tingkat berikutnya ada di bawah, apa yang akan Anda tambahkan?

• Tambahkan suhu, kelembaban, jumlah serbuk sari dari ramalan cuaca dalam pola bersepeda atau dengan menekan tombol.
• Ubah kecerahan berdasarkan waktu hari (redup atau mati di malam hari).
• Ubah warna tampilan waktu berdasarkan acara di kalender Google saya.

Saya tidak meletakkan semua ini di sini karena ini cukup panjang merinci cara membuat tampilan. Mungkin saya akan menulis tindak lanjut dengan beberapa kode lagi di masa mendatang.

Jika Anda membaca sejauh ini, terima kasih! Nikmati jam Anda jika Anda membuatnya.