Я давно засматривался на адресные светодиоды WS2812 и наконец, решился их заказать. Конкретной идеи у меня не было, но когда они пришли мне, я решил сделать небольшую светодиодную матрицу. Размер матрицы получился 15 х 8. И в качестве применения сделал из матрицы часы. Контролер я выбрал ESP 8266 – 12E. Выбор мой не спроста, ESP нужен для соединяются с Wi-Fi-роутером и синхронизации времени через интернет.
Итак, начнем, нам понадобится:
- WS2812 лента со 120 светодиодами, 60 штук на метр (ссылка на ленту)
- ESP 8266 - 12E (ссылка на модуль)
- ненужная, но рабочая зарядка от телефона, или блок питания на 5 вольт
- стабилизатор напряжения 3.3v
- резисторы 10 kOm 0.25 W 5шт.
- переключатель
- кнопка
- провода
- коннектор PLS
- USB-TTL
- прозрачный пластик 2 мм
- светофильтр
- болты 3х20
- гайки и шайбы 3мм
- сверло 3.2
- дрель или шуруповерт
Шаг 1 резка пластика
Для защиты матрицы нам нужно вырезать прямоугольник из прозрачного (лучше матового или молочного пластика, тогда не придется использовать светофильтр) пластика размером 260х105 мм. А также просверлить 4 отверстия диаметром 3.2 мм для крепления. Сверлить надо по углам, с отступом по 5 мм от каждой стороны. Делайте это очень аккуратно и положив пластик на деревянную основу. У меня в процессе работы один угол откололся, но я его приклеил и почти незаметно.
В качестве основы для матрицы я использовал тот - же пластик. Вырезаем прямоугольник 252х85 мм. Можно использовать любой другой пластик или взять, например, тонкую фанеру, главное чтобы получилась достаточно прочная основа. К ней мы будем приклеивать нашу светодиодную ленту. Разрезаем ленту на полосы по 15 диодов. Делать это надо аккуратно и строго по линиям разреза. Приклеиваем наши полоски горизонтально на основу, начиная сверху. Обратите внимание, входной сигнал должен подаваться в правильно направлении, для этого на ленте стрелочкой показано направление. Поэтому первую полоску клеим слева – направо. IN (вход) на ленте должен быть слева, а OUT (справа). Следующую полосу клеим наоборот, справа – налево. Третью опять слева – направо. Итак, далее. Если следовать по путь сигнала, должно получится зигзагообразно, начиная с верхнего левого угла. Главное не запутаться и не перепутать. Далее спаиваем наши полосы короткими проводами. + 5 от первой полости к +5 второй. GND к GND. От OUT первой полосы к IN второй полосы, от OUT второй полосы к IN третьей, и так далее. К IN первой полосы припаиваем провод, которой потом припаяем к ESP. К +5 первой полосы красный, К GND - черный. Получается следующее.
ESP будет находится с обратной стороны основы, поэтому первую полосу, в месте пайки, перегибаем на обратную сторону.
Шаг 2 паяем
Итак, для запуска и прошивки ESP-8266 надо сделать минимальную обвязку. Напрямую к питанию подключается только вывод VCC, остальные выводы: CH_PD, RESET, GPIO0, GPIO2, должны быть подтянуты к питанию (VCC) через резистор. Резисторы на 10kOm можно заменить на другие, от 4,7kOm до 50kOm, кроме GPIO15 — его номинал должен быть до 10k. Напрямую, к минусу (GND) питания подключаем только GND, а GPIO0 подтягиваем тоже через резистор до 10kOm, для перевода модуля в режим загрузки прошивки, к GND. Нашу матрицу подключаем к GPIO13. Провод нужно припаять к IN первой полосы. Вот схема.
Приклеиваем все детали на двусторонний скотч с обратной стороны нашей основы. Чтобы было удобно подключать и отключать блок питания, разъем питания крепим скобой от металлического конструктора. Можно использовать любой другой материал, главное чтобы разъем держался крепко и не отваливался при подключении – отключении питания. Для прошивки выведен трех проводной PLS разъем. Получаем следующую конструкцию.
Шаг 3 сборка
Начнем все собирать. Светодиоды очень яркие, да и выглядят не очень эстетично. Если использовали матовый пластик, то проблем никаких, а вот если пластик прозрачный, как у меня, придется изготовить светофильтр. Вариантов много, самый простой – взять лист белой бумаги, вырезать прямоугольник нужного размера, проделать отверстия и надеть приложив к пластику. Я использовал пленку от папочки, которая у меня была.
Вначале в наш прозрачный прямоугольник вставляем болтики, с обратной стороны надеваем светофильтр, затем шайбы и затягиваем гайками.
Устанавливаем нашу основу светодиодами вниз. Для фиксации я использовал металлические пластинки от детского железного конструктора. Прикручиваем их гайками на наши болтики. Вместо них можно использовать проволоку, согнутую в петлю. Или вырезать крепления из пластика.
В конечном итоге получаем следующую конструкцию:
Делаем из проволоки петельки, чтобы можно было вещать наши часы.
Шаг 4 питание
Светодиодная лента WS2812 питается от 5 вольт. Поэтому для питания нам нужен стабилизированный источник питания в 5 вольт. Напоминаю, все действия производить надо на отключенном от сети устройстве. Я использую переделанную зарядку от телефона. Нужно отрезать провод у штекера для телефона, зачистить провода и припаять к ним наш штекер. Красный провод - плюс паяем к центу, черный – минус к внешнему контакту. Изолируем.
Шаг 5 прошивка
Для написания прошивки я использую Arduino IDE с установленным дополнением для ESP. Переключаем часы в режим прошивки и загружаем нашу прошивку. Не забываем перегрузить ESP 8266 перед заливкой прошивки. После пуска, так как не указана точка доступа к которой надо подключится, ESP сам станет точкой доступа. Подключаемся к новой точке. Если вы используете компьютер для доступа, часы будут видны в сетевой инфраструктуре. Дважды нажимаем и попадаем на настройку часов. Если пользуетесь телефоном, то через браузер набираем 192.168.1.1 и видим web- интерфейс для настройки часов. Здесь можно ввести время вручную, указать точку доступа к которой надо подключится, а также имя часов и название и пароль точки доступа которую подымает ESP. Все изменения, кроме времени, вступают в силу после перезагрузки. Перезагрузить модуль можно тоже через web –интерфейс.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
