Hodiny jsou složeny z RGB LED pásku s moduly WS2812B a umožňují pomocí mobilního telefonu, nebo tabletu (pomocí aplikace)...
- zobrazovat hodiny (nastavení se provádí z mobilní aplikace)
- zobrazovat teplotu v místnosti -99°C až +99°C
- zobrazovat bezdrátově externí teplotu venku -99°C až +99°C (pokud je osazen RF modul a odpovídající verze FW, verze 1.0 toto neumí)
- pracovat jako stopky 0-99 min a 0-59 sec
- pracovat jako skóre tabule 00:00 až 99:99
- budík (lze nastavit hodinu, minutu a dobu buzení)
- automatické řízení jasu dle okolního osvětlení
- uložení času do RTC obvodu
- uložení do EEPROM paměti
- nastavení zabezpečení Bluetooth pomocí automaticky vygenerovaného hesla (v režimu nastavení BT)
Rozměry hodin jsou: 40.5cm x 15cm x 4.5cm
Donate
- zdrojový program pro Arduino IDE a hex, 3D díly (STL,GCODE), desky spojů (Eagle, GERBER)
Free
- program pro procesor ATMEGA328 FW 1.0.hex a vyšší
Pojistky pro procesor Atmega 328: lock:0x3F, efuse:0xFD, hfuse:0xDE, lfuse:0xFF
FW
- 1.0 Výchozí verze
- 1.1 příprava na RF modul pro měření externí teploty - není hotovo a zveřejněno
Foto hodin
Video - ukázka z aplikace a chod hodin
Schéma zapojení
Deska spojů
Pohled TOP, osazovací plán, celkový pohled
Pohled na modul RF radio přijímače SRX885 a Bluetooth modul HC-05
Přiřazení pinů přijímače SRX885
Dle obrázků níže postupně osadíme všechny komponenty na desku spojů
Pohled na desku spojů (prototyp TOP - výsledná verze se může nepatrně lišit od prototypu.)
Pohled na desku spojů (prototyp BOT - výsledná verze se může nepatrně lišit od prototypu.)
Dále osazujeme na desku součástky dle foto níže.
V tuto chvíli máme osazeno:
3x 4k7, 2x 10k, 2x 22pF, 2x 100nF, 1x krystal 16MHz, 1x dioda 1N5817.
Dále: 1x krystal 32,768 KHz, 1x USB-B, 2x tlačítko 6x6mm, 2x 3-pin konektor, 1x 5-pin konektor, 2x 1000uF, 1x ICSP konektor, patice pro CPU 28 pinů.
Dále: 1x DS18B20, 1x piezo, 1x DS1307, 1x patice 8-pin (pro DS1307 v DIL verzi - pokud nepoužíjeme SMD SO8), 1x držák baterie CR2032.
Připojíme kablíkem cca 20cm dlouhým fotorezistor k desce (bude koukat z krabičky ven a dle okolního osvětlení upravovat jas LED displeje...)
Následuje patice pro Bluetooth modul...
Na foto je použita vyšší patice pro BT modul (prototyp), rev1 deska je již pro BT modul vyříznutá a je použita patice nižší.
Osadíme tranzistor Q3 (BS250) - pozor na orientaci pouzdra (v podstatě je to trojuhelník).
Pomocí šroubováku narazíme vodiče od LED displeje (+, D, -) do konektoru.
V základní verzi HW tímto krokem končíme a namontujeme desku do krabičky...
Tavnou hmotou uchytíme fotorezistor do díry (ostatní díry mají špunty jako krytky), která je v krabičce.
Provedeme nastavení BT modulu:
1) držíme tlačítko "test" a "reset".
2) uvolníme tlačítko "reset", "test" stále držíme.
3) ihned jak se na displeji zobrazí hláška "bt 9" stiskneme a držíme tlačítko na BT modulu. Tlačítko "test" uvolníme. Jakmile začnou blikat tečky na displeji tlačítko BT uvolníme.
4) poznamenáme si pin pro přístup k BT modulu (zobrazí se na displeji a slouží pro použití spárování s mobilním telefonem, nebo tabletem).
5) po restartu zařízení spárujeme s mobilním telefonem (tabletem). Jméno zařézení bude "BT hodiny" a heslo z kroku 4.
6) po spárování spustíme aplikaci "BT hodiny" a zvolíme v seznamu zařízení "BT hodiny".
7) Při vybité baterii, nebo prvním zapnutí je potřeba nastavit čas (tlačítko "nastavení" a následně "nastavit čas")
Tímto je vše hotovo -> zacvakneme víčko a jdeme si hrát.
Verze s RF přijímačem (externí teplota)
Komplet osazená deska (verze RF radio - prototyp)
Otestování desky
Do desky připojíme ICSP programátor (platí pouze pokud již nemáme v sáčku procesor ATMEGA 328 naprogramovaný). Použijeme například tento programátor: Programátor Atmel ISP USBasp
Spustíme prostředí programátoru (avrdudes) a nastavíme: typ MCU Atmega328, Port usb a typ programátoru USBasp fischl.de.
Nastavíme pojistky: E:0xFD, H:0xDE, L:0xFF a stiskneme tlačítko "Write" (tímto přepneme oscilátor v CPU na 16MHz).
Následně vybereme program pro procesor (sekce flash a náš *.hex) a stiskneme tlačítko "GO".
Pokud je vše správně osazeno a zapájeno (a připojen LED displej), tak se po připojení napájení 5V na USB konektor vše spustí (na LED se vypíše FW CPU).
Nastavení Bluetooth hesla a jména modulu
- Na desce LED hodin držíme stisknuté tlačítko "TEST" a zapneme napájení hodin (adaptér 5V) -> spustí se test LED modulů (postupně běží červený bod od 1. k 30. LED modulu.) Dokud zařízení nevypneme, nebo nestiskneme tlačítko "reset" na desce hodin bude spuštěn tento režim pořád dokola.
- Pokud budeme držet tlačítko "TEST" stále i na konci testu (když se rozsvěcí poslední 30. LED modul), tak se vyvolá menu pro nastavení jména a náhodného hesla BT modulu. Toto je vhodné například pokud zapomeneme přístupový pin (heslo) do hodin. Tímto způsobem vygenerujeme nové heslo. -> na displeji se zobrazí text bt a číslo, které bude klesat od čísla 9. k číslu 1. Po tuto dobu musíme na BT modulu držet stisknuté tlačítko. Tlačítko vyvolá na BT modulu režim programování modulu. LED na BT modulu bude blikat pomalu, tlačítko na BT modulu již nemusíme držet. V normálním režimu bliká rychle. Při programování svítí nápis "bt" a blikají obě tečky. Po naprogramování se na displeji zobrazí nový vygenerovaný pin (heslo) pro přístup k BT modulu a provede se restart zařízení.
Ukázka programování, které neproběhlo v pořádku (nebylo stiknuto tlačítko na BT modulu) a bylo ukončeno.
Všechny díly jsou vytištěny na 3D tiskárně z PET-G materiálu (černá a čirá barva). Na foto níže je na prototypu použita bílá barva namísto čiré -> bílá vypadá lépe, ale bere spoustu světla -> nahrazeno čirou barvou pro segmenty (výsledek je o 200% lepší.)
plast černá barva
- 4ks kryt displeje + 4ks zadní kryt displeje (3ks + 1ks s držákem elektroniky)
- 1ks kryt dvojtečky + 1ks zadní kryt dvojtečky
plast čirá barva
- 28ks segment displeje
- 2ks dvojtečka
spojovací materiál
- 8ks šroub M4x15 + 8ks matice M4
Všechny části displeje očistíme od zbytků z tisku ("chlupy a otřepy" PET-G plastu). Do krytů displejů a dvojtečky vložíme (zacvakneme) bílé segmenty. Pomocí šroubů M4 spojíme všechny displeje (digity) k sobě jako na obrázcích níže.
Z LED pásku (WS2812B) nastřiháme 30ks modulů (4x7 segment =28 + 2 tečky -> 30ks), které ze spodní části pocínujeme pro snazší pájení vodičů.
LED pásek můžeme samozřejmě použít jakýkoliv typ s obvodem WS2812B (já použil pásek, který je zalitý -> lepší je použít pásek bez krytí).
WORLDSEMI HC-F5V-30L-30LED-W IP65, Programovatelný LED pásek; RGB; SMD 5050; 5V; 10mm; 140° (30 LED na metr)
Na papír si omalujeme rozmístění segmentů pro snazší pájení vodičů. LED moduly si přichytíme papírovou páskou. Na propojení všech modulů budeme potřebovat
- 63ks vodič (lanko) dlouhé cca 5cm na propojení modulů 7 segmentů a teček
- 12ks vodič (lanko) dlouhé cca 10cm na propojení sedmého "g" modulu v 7 segmentech
- 12ks vodič (lanko) dlouhé cca 10cm na propojení displejů (digitů) a teček mezi sebou
Můžeme také v některých místech použít odizolovaný měděný vodič (například rozholený UTP kabel) a propojit krátká spojení mezi LED segmenty (méňě práce).
Po propojení všech segmentů a otestování s deskou CPU!!! použijeme tavnou hmotu na trvalé přichycení v krabičce jako na obrázku.
Vždy propojujeme +5V a +5V, GND a GND, DO (výstup předešlého modulu) a DIn (vstup následujícího modulu). Označení segmentů na displeji je A-G a dvojtečka.
Celkové propojení všech 30 LED segmentů
Z obchodu Google Play stáhneme a nainstalujeme mobilní aplikaci "BT hodiny"
- Po nainstalování aplikace zapneme hodiny do zásuvky (přes adaptér 230V/5V 1A), v telefonu zapneme technologii Bluetooth a vyhledáme dostupná zařízení.
- V seznamu dostupných BT zařízení se zobrazí zařízení "BT hodiny" (pokud nemáme BT modul nastaven - je nový uvidíme název "HC-05" a výchozí heslo bude "1234").
- Spustíme mobilní aplikaci a klepneme na tlačítko "Připojit" (v horní části aplikace).
- Používáme hodiny ke své spokojenosti.
Video - ukázka ovládání z aplikace
Video - ukázka čas - teplota
Obrazovka "Skóre"
Pokud hrajeme nějakou hru a potřebujeme počítat "elegantně" skóre, můžeme k tomu použít uvedené hodiny. V režimu "skóre" ukazují hodiny na levém displeji body hráče 1 a na pravém displeji body hráče 2. Pomocí tlačítek + a - můžeme měnit body pro jednotlivé hráče. Nastavení bodů zůstává uchováno, i když vyskočíme pomocí tlačítka "Zpět" (pokud se například chceme podívat kolik je hodin, nebo jaká je teplota).
Obrazovka "Stopky"
V režimu stopek lze tlačítkem "Start" spustit odpočet časovače od 00m:00s do 99m:99s. Pomocí tlačítka "Stop" odpočet zastavíme.
Obrazovka "Barvy"
Pomocí 3 posuvníků můžeme nastavit libovolný odstín barvy (všech segmentů) hodin. Po stisknutí tlačítka "Uložit" se zvolená kombinace uloží do vnitřní paměti EEPROM v hodinách. Po vypnutí a zapnutí hodin se nastaví barevný odstín z paměti. V případě, že chceme změnit odstín "pro tuto chvilku" a nechceme ho natrvalo ukládat, tak stiskneme tlačítko "Zpět" -> barvy se mění, ale neuloží do paměti.
Obrazovka "Budík"
Na této obrazovce můžeme nastavit budík, který bude v nastavený čas aktivován na určitou dobu.
Aktivovat v čase -> volba hodiny a minuty (klepnutím na ikonu 13:31).
Trvání buzení -> doba trvání alarmu od 0 do 59 vteřin. Zvuk je střídavě zapínán a vypínán v rytmu 2,5 vteřiny.
Zapnout budík -> budík může být nastaven, ale nemusí být aktivován (když nechceme být rušeni).
Po stisknutí tlačítka "Uložit" se všechna nastavení budíku uloží do paměti EEPROM v hodinách.
Obrazovka "Nastavení"
Pokud je jas hodin nastaven na "Vyp" bude svit všech RGB LED nastaven na maximální hodnotu (100%) s ohledem na vlastní nastavení RGB složek. Při zapnutém spínači "Zap" bude uživatelský jas RGB složek regulován v závislosti na okolním osvětlení (snímá se fotorezistorem).
- Příklad VYP: R mám 100, G mám 255, B mám 100 -> LED svítí 100, 255, 100
- Příklad ZAP: R mám 100, G mám 255, B mám 100, okolní osvětlení je 50% -> LED svítí 50, 127, 50
"Nastavení času z telefonu do hodin" znamená odeslání času (aktuální čas mobilního telefonu) z mobilního telefonu do BT hodin. Čas je uložen v obvodu reálného času DS1307, ze kterého se následně vypisuje na LED displeji.
"Test LED" spouští testovací režim LED panelu (při pájení a propojování modulů v hodinách). Postupně se posouvá červený bod od 1 LED až k poslední LED (LED čipy jsou osazeny v jednotlivých segmentech a zapojeny za sebou dle obrázku níže).
Propojení modulů směrem od CPU
Video - ukázka TEST LED (v aplikaci nastaven test)
Testovací režim můžeme vyvolat i bez aplikace. Před zapnutím napájecího napětí (zdroje 5V) držíme zmačknuté tlačítko "Test LED" na plošném spoji. Následně zapneme napájení hodin (5V). Test se během chvilky spustí (můžeme tlačítko pustit). Test běží neustále dokola, ukončit ho lze pouze restartem zařízení pomocí tlačítka "Restart" na plošném spoji, nebo vypnutím a zapnutím zařízení.
- Segmenty od určitého místa nesvítí
Problém je v pájení vodičů, nebo vadném LED čipu (nejčastěji se stane při pájení). Řešením je od následujícího čipu, který nesvítí odpojit vodič Din a ten zkusit připojit ke vstupu Din předchozího čipu, který svítí. Pokud začnou všechny ostatní body svítit je vadný výstup tohoto předchozího čipu -> výměna čipu v segmentu. Pokud ostatní čipy nesvítí ani po předchozím testu je vadný vstup následujícího čipu -> vyměnit čip.
Příklad: CPU->A->B->C->D->E
čip A a čip B svítí, ale C a další čipy dále nesvítí.
Vstup Din čipu C zkusím připojit na Dout čipu A. Pokud všechno začne fungovat je vadný čip B. Pokud nezačne pracovat C a dále je vadný čip C.
- Na LED displeji se v režimu hodin zobrazuje "Err rtc"
Tato situace může nastat:
a) je nízké napájecí napětí zdroje -> musí být 5V (+-0,2V). Problém je v napájecím přívodu
b) je vadný obvod reálného času RTC DS1307 -> vyměnit
c) problém ve spojení na desce signálů SDA a SCL mezi CPU a RTC -> kontrola (propískat multimetrem)
- Po zapnutí hodin je nastavený divný (vynulovaný, neaktuální) čas a chyba "Err bat"
Zálohovací baterie CR2032 je vybitá -> vyměnit baterii za novou. Baterie má v hodinách životnost cca 5 let.
- Při měření teploty se zobrazí místo teploty chyba "E1"
Snímač teploty DS18B20 na desce není v pořádku (vrací teplotu -127) -> osadit snímač, vyměnit snímač.
- Při měření externí teploty se zobrazí místo teploty chyba "E2"
Bezdrátový snímač teploty (RF modul) není v pořádku. Vysílací část, nebo přijímací část (vrací teplotu -127) -> vyměnit baterie ve vysílací straně, vyměnit snímač DS18B20, vadné moduly RF TX (RX).
- Při nastavení hesla pro Bluetooth modul se při proceduře zobrazí chyba "btE3"
Pokud běží proces programování BT modulu (vyvoláno tlačítkem test na desce hodin -> viz text v článku programování hesla BT modulu) a uživatel nepotvrdil programování na BT modulu do určité doby, tak dojde k ukončení programování a restartu zařízení do běžného provozu. -> pokud vše děláme správně a proces programování nefunguje je možné, že je vadný BT modul. Bliká na modulu LED dioda? Při odpojeném mobilním zařízení bliká LED rychle (stejně jako při zapnutí napájení hodin).
Tabulka součástek
Hodiny jsou ovládány z aplikace přes jednoduché komunikační API. Dostupné příkazy a odpovědi na příkazy jsou uvedeny níže.
| Směr z APP do hodin | Směr z hodin do APP | Význam | Příklad | |
| RGB,x,y,z| | ------------------------------ | nastavení barev: xyz=RGB kanály 0-255 | RGB,20,50,255| | |
| ALM,w,x,y,z| | ------------------------------ | nastavení budíku: w=hod 0-23, x=min 0-59, y=trvání 0-59s, z=povolit budík 1 (zakázat 0) | ALM,10,20,5,1| | |
| RTC,a,b,c,d,e,f| | ------------------------------ | nastavení obvodu reálného času: a=rok, b=měs, c=den, d=hod, e=min, f=sec | RTC,19,12,18,8,45,0| | |
| CLOCK| | ------------------------------ | zobrazí čas na LED hodinách, uloží režim do paměti EEPROM (po vypnutí a zapnutí bude čas) | CLOCK| | |
| TEMPER| | ------------------------------ | zobrazí teplotu na LED hodinách, uloží režim do paměti EEPROM (po vypnutí a zapnutí bude čas) | TEMPER| | |
| SCORE,x,y| |
|
zobrazí na LED hodinách skóre x=hráč 1 a y=hráč 2 jako 00:00 až 99:99 | SCORE,23,2| | |
| TIMERSTART| |
|
spustí stopky pro odpočet minut a vteřin 00:00 až 99:59 | TIMERSTART| | |
| TIMERSTOP| | ------------------------------ | zastaví odpočet stopek | TIMERSTOP| | |
| TIMERRESET| | ------------------------------ | vynuluje odpočet stopek | TIMERRESET| | |
| FW| | ------------------------------ | zobrazí na LED hodinách verzi FW vloženého v CPU | FW| | |
| AUTO| | ------------------------------ | nastaví režim auto (na displeji se přepíná čás/teplota) | AUTO| | |
| RSAVE| | ------------------------------ | uloží nastavené barvy RGB do paměti EEPROM | RSAVE| | |
| ASAVE| | ------------------------------ | uloží nastavený budík do paměti EEPROM | ASAVE| | |
| READRGB| | př: 255,100,0,69 | vrací do BT barvy (red,green,blue,a magické číslo pro kontorlu přenosu do BT "poloha 69") | READRGB| | |
| READTEMP| | př: -127C a 28C jako -127,28, | vrací do BT teploty z DS18B20 a RF modulu (teplota 1, teplota 2, kontrola 69) | READTEMP| | |
| READCAS| | př: 12:25:59 jako 12,25,59,69 | vrací do BT aktuální čas (hodina, minuta, vteřina, kontrola 69) | READCAS| | |
| READALARM| | př: 15:26 na 10 sec alarm povolen jako 15,26,10,1,69 | vrací do BT nastavení alarmu (hodina, minuta, doba, zap/vyp alarm, kontrola 69) | READALARM| | |
| READSCORE| | př: 12:34 jako 1,2,3,4,69 | vrací do BT skóre (levý hráč jako Xx a pravý hráč jako Yy a kontrola 69) | READSCORE| | |
| READTIMER| | př: 25:59 jako 2,5,5,9,69 | vrací do BT čas stopek jako Xx a Yy a kontrola 69) | READTIMER| | |
| TEST| | ------------------------------ | spustí test všech LED diod | TEST| | |
| JAS,x| | ------------------------------ | nastavení jasu LED: x=0 svit 100%, x=1 svit dle okolního osvětlení | JAS,0| |
Vysílač pro RF verzi (bezdrátové měření venkovní teploty)
Na článku se pracuje....
Jako vysílací část je použit obvod STX885, který je ovládán CPU. K CPU je připojeno čidlo teploty DS18B20.
Schéma zapojení
Deska spojů
Foto
Seznam součástek
Video
Problémy - řešení
 Propojení všech segmentů | [ ] | 56 kB | 140 Downloads | 2019-12-20 12:46 |