用ESP8266做一个高颜值的RGB时钟的项目

给大家分享一个用ESP8266做一个高颜值的RGB时钟的项目！

这个时钟还具有自动亮度控制功能并配备了温度传感器！

材料准备

• PCB
• ESP8266或Nodemcu
• 跳线
• 焊接工具

第1步: 准备工作

Neo Pixel是可寻址的LED，我们可以通过编程，让它显示任何一种颜色或者数字。

Neo Pixel有不同的smd封装，这个项目使用的是Ws2812b-5050 mini RGB。

这种迷你LED的额定电压为3.0V到5.5V，电流为16mA（每个LED）。

NodeMCU有3.3V的稳压器，可以正常驱动所有的LED。

第2步：使用Neo Pixel Led制作7段显示器

在这里，我们需要把所有的电源并联起来，把所有的数据连接串联起来，使用7段显示方法，如上图连接所有的LED。

每段有2个LED，整个面板总共有14个LED。

我们需要4个面板来显示时间（2个显示小时，2个显示分钟）。

当然还可以再连接两个面板来显示秒/任何其他数值，或者温度。

不管怎么连接，记住总是要把第一个面板的DOUT连接到第二个面板的DIN。

第3步：连接仪表盘

为了连接小时和分钟面板，在两面板之间有一个小的PCB板，名为Dash，包含了2个LED作为二进制数字，这2个LED灯每隔一秒就会发光一次。

第4步：NodeMCU/ESP8266介绍

ESP8266集成了一个32位Tensilica处理器，标准的数字外围接口。

我们的ESP8266具有板载Wi-Fi支持，通过它我们可以连上互联网调整时间，而不需要任何RTC（实时时钟）模块。

这样子的话可以减少连接，使整个项目变得更简单一些。

第5步：代码中支持的功能

如果使用本文提供的代码，那么我们可以在这个7段时钟中增加2个额外的功能：

1. 使用触觉开关的温度和湿度显示

在13号针脚上添加一个DHT11传感器，在12号针脚上添加一个触觉按钮，可以在屏幕上获得摄氏或华氏的温度值。

用一个10k电阻将按钮的第12针脚连接到5V，另一端连接到GND。也就是说，当按钮针脚被拉到GND时，显示器将显示温度读数。如果没有这个温度传感器，代码也可以工作，所以如果你想让项目简单一点，也可以不需要这些连接。

2. 使用引脚A0的LDR传感器进行亮度控制

通过在A0引脚上做一个电阻分压器网络，添加一个带有10k电阻的LDR传感器，可以相应地改变亮度。

白天的亮度高，晚上的亮度低。如果你不想要可调节亮度，这部分代码也可以在没有这些传感器的情况下工作，它将会锁定在默认设置。

第6步：视频演示

第7步：7段时钟

现在，我们有4个面板和一个Dash（仪表盘）。

根据上面GIF图来连接面板和仪表盘；将2个面板串联在一起。

然后使用上面给出的原理图连接NodeMCU。

第8步：代码

1. 首先使用库来初始化代码：

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

2. 定义所有像素、I/O引脚、传感器引脚：

#definePIXEL_PER_SEGMENT2//NumberofLEDsineachSegment
#definePIXEL_DIGITS4//NumberofconnectedDigits
#definePIXEL_PIN2//GPIOPin
#definePIXEL_DASH1//Binarysegment
#defineLDR_PINA0//LDRpin
#defineDHT_PIN13//DHTSensorpin
#defineBUTTON_PIN12//Buttonpin

3. 对于时间格式，使用Wi-Fi把ESP8266连接到互联网：

WiFi.begin(ssid,password);
Serial.print("Connecting.");
while(WiFi.status()!=WL_CONNECTED)

4. 时间设置：

voiddisp_Time(){
clearDisplay();
writeDigit(0,Hour/10);
writeDigit(1,Hour%10);
writeDigit(2,Minute/10);
writeDigit(3,Minute%10);
writeDigit(4,Second/10);
writeDigit(5,Second%10);
disp_Dash();

5. 面板上的颜色设置：

if(index==0||index==1)color=strip.Color(0,Brightness,0);
if(index==2||index==3)color=strip.Color(0,Brightness,0);
if(index==4||index==5)color=strip.Color(Brightness,0,0);

这只是一个简单的介绍，同时代码还有温度和自动时间选项。

温度模式可以通过数字针脚12的开关来选择。

第9步：完整代码

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#definePIXEL_PER_SEGMENT2//NumberofLEDsineachSegment
#definePIXEL_DIGITS4//NumberofconnectedDigits
#definePIXEL_PIN2//GPIOPin
#definePIXEL_DASH1//Binarysegment

#defineLDR_PINA0//LDRpin
#defineDHT_PIN13//DHTSensorpin
#defineBUTTON_PIN12//Buttonpin

//Uncommentthetypeofsensorinuse
#defineDHT_TYPEDHT11//DHT11
//#defineDHT_TYPEDHT22//DHT22(AM2302)
//#defineDHT_TYPEDHT21//DHT21(AM2301)

#defineTIME_FORMAT12//12=12hoursformat||24=24hoursformat

Adafruit_NeoPixelstrip=Adafruit_NeoPixel((PIXEL_PER_SEGMENT*7*PIXEL_DIGITS)+(PIXEL_DASH*2),PIXEL_PIN,NEO_GRB+NEO_KHZ800);
DHTdht(DHT_PIN,DHT_TYPE);

//setWi-FiSSIDandpassword
constchar*ssid="Hackster";
constchar*password="Sainisagar7294";

WiFiUDPntpUDP;
//'time.nist.gov'isused(defaultserver)with+1houroffset(3600seconds)60seconds(60000milliseconds)updateinterval
NTPClienttimeClient(ntpUDP,"time.nist.gov",19800,60000);//GMT+5:30:5*3600+30*60=19800

intperiod=2000;//Updatefrequency
unsignedlongtime_now=0;
intSecond,Minute,Hour;

//setdefaultbrightness
intBrightness=40;
//currenttemperature,updatedinloop()
intTemperature;

boolShow_Temp=false;

//Digitsarray
bytedigits[12]={
//abcdefg
0b1111110,//0
0b0110000,//1
0b1101101,//2
0b1111001,//3
0b0110011,//4
0b1011011,//5
0b1011111,//6
0b1110000,//7
0b1111111,//8
0b1110011,//9
0b1001110,//C
0b1000111,//F
};

//ClearallthePixels
voidclearDisplay(){
for(inti=0;i< strip.numPixels(); i++) {
    strip.setPixelColor(i, strip.Color(0,0,0));
}
strip.show();
}

voidsetup(){
Serial.begin(115200);
strip.begin();
strip.show();

dht.begin();
pinMode(BUTTON_PIN,INPUT);

WiFi.begin(ssid,password);
Serial.print("Connecting.");
while(WiFi.status()!=WL_CONNECTED){
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("connected");
timeClient.begin();
delay(10);
}

voidloop(){
if(WiFi.status()==WL_CONNECTED){//checkWiFiconnectionstatus
intsensor_val=analogRead(LDR_PIN);
Brightness=40;
timeClient.update();
intHours;
unsignedlongunix_epoch=timeClient.getEpochTime();//getUNIXEpochtime
Second=second(unix_epoch);//getseconds
Minute=minute(unix_epoch);//getminutes
Hours=hour(unix_epoch);//gethours

if(TIME_FORMAT==12){
if(Hours>12){
Hour=Hours-12;
}
else
Hour=Hours;
}
else
Hour=Hours;
}

if(digitalRead(BUTTON_PIN)==LOW){
Show_Temp=true;
}
else
Show_Temp=false;

if(Show_Temp){
Temperature=dht.readTemperature();
Serial.println(Temperature);
clearDisplay();
writeDigit(0,Temperature/10);
writeDigit(1,Temperature%10);
writeDigit(2,10);
strip.setPixelColor(28,strip.Color(Brightness,Brightness,Brightness));
strip.show();
delay(3000);
clearDisplay();
Show_Temp=false;
}
while(millis()>time_now+period){
time_now=millis();
disp_Time();//ShowTime
}
}

voiddisp_Time(){
clearDisplay();
writeDigit(0,Hour/10);
writeDigit(1,Hour%10);
writeDigit(2,Minute/10);
writeDigit(3,Minute%10);
writeDigit(4,Second/10);
writeDigit(5,Second%10);
disp_Dash();
strip.show();
}

voiddisp_Dash(){
intdot,dash;
for(inti=0;i< 2;i++){
dot=2*(PIXEL_PER_SEGMENT*7)+i;
for(intj=0;j< PIXEL_DASH; j++) {
      dash = dot + j * (2*(PIXEL_PER_SEGMENT*7)+2);
Second%2==0?strip.setPixelColor(dash,strip.Color(0,Brightness,0)):strip.setPixelColor(dash,strip.Color(0,Brightness,0));
}
}
}

voidwriteDigit(intindex,intval){
bytedigit=digits[val];
intmargin;
if(index==0||index==1)margin=0;
if(index==2||index==3)margin=1;
if(index==4||index==5)margin=2;
for(inti=6;i>=0;i--){
intoffset=index*(PIXEL_PER_SEGMENT*7)+i*PIXEL_PER_SEGMENT+margin*2;
uint32_tcolor;
if(digit&0x01!=0){
if(index==0||index==1)color=strip.Color(Brightness,0,Brightness);
if(index==2||index==3)color=strip.Color(Brightness,0,Brightness);
if(index==4||index==5)color=strip.Color(Brightness,0,0);
}
else
color=strip.Color(0,0,0);

for(intj=offset;j< offset + PIXEL_PER_SEGMENT; j++) {
      strip.setPixelColor(j, color);
    }
    digit = digit >>1;
}
}

第10步：完整电路图（高清版本文末下载）

第11步：PCB设计（面板部分）

主要的PCB设计，用于显示数字和其他字母。

点击阅读原文可以下载源文件。

第12步：PCB设计（Dash部分）

第13步：故障排除

• DIN总是与DOUT串联在一起，如果接反了或从任何地方断开了，整个装置就会停止工作；

• 按上面的图连接Dash；

• 确保所有的连接都焊接好，干焊会导致数据值和颜色的改变；

• 在焊接时，不要把印刷电路板加热太多，温度保持在300度。

第14步：完整展示

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审核编辑 ：李倩