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使用esp8266做一个流水灯：基于ESP8266做一个漂亮的迷你时钟

萌主 477

使用esp8266做一个流水灯：基于ESP8266做一个漂亮的迷你时钟在上图，各段被命名为A、B、C、D、E、F、G，为了连接所有的段，我们使用串联数据和平行电源的方法：所有的电源线，GND和VCC被并联到所有的LED上；数据输出被提供给串联的下一个LED的数据输入；把第一个面板的Dout连接到第二个面板的Din。要制作这个面板，首先我们可以仔细观察一下实际的液晶显示器。这样我们就可以复制段的排列，并为它编写代码。我们的NodeMCU有3.3V的稳压器，可以正常驱动所有的LED。这里使用了WS2812 NeoPixel Led，它带有集成的IC，这样我们就可以对每段进行单独寻址。不仅LED是可寻址的，而且还可以改变每个像素的颜色（改变0-255（8位值）的数字值）。LED有4个引脚，此外，这些LED具有数据输入和数据输出功能，通过这些功能，我们可以把它们连接起来，显示文字或数据。

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本周分享一个迷你但功能齐全的时钟项目，带有RGB效果，兼具温度监测功能。

第1步：材料准备

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  • NodeMCU (ESP8266)
  • 定制PCB板
  • 连接线
  • 电池 5v

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构思

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用NodeMCU显示时间，用Arduino监测温度；可以选择在每秒钟改变显示的颜色。

迷你LED的额定电压是3.0V到5.5V，16mA（每个LED）。

我们的NodeMCU有3.3V的稳压器，可以正常驱动所有的LED。

第2步：LED WS2812B 3030

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这里使用了WS2812 NeoPixel Led，它带有集成的IC，这样我们就可以对每段进行单独寻址。不仅LED是可寻址的，而且还可以改变每个像素的颜色（改变0-255（8位值）的数字值）。

LED有4个引脚，此外，这些LED具有数据输入和数据输出功能，通过这些功能，我们可以把它们连接起来，显示文字或数据。

第3步：使用NeoPixel Led制作

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要制作这个面板，首先我们可以仔细观察一下实际的液晶显示器。这样我们就可以复制段的排列，并为它编写代码。

在上图，各段被命名为A、B、C、D、E、F、G，为了连接所有的段，我们使用串联数据和平行电源的方法：所有的电源线，GND和VCC被并联到所有的LED上；数据输出被提供给串联的下一个LED的数据输入；把第一个面板的Dout连接到第二个面板的Din。

第4步：连接

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为了连接小时和分钟的面板，我们在两者之间放一个小的PCB板，就是上图中的"Dash"。

第5步：NodeMCU/ESP8266

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

ESP8266具有板载Wi-Fi支持，利用它可以通过互联网调整时间而不需要任何RTC（实时时钟）模块。这样减少了连接，可以使整个项目变得更简单一些。

如果你使用下面的代码，那么可以在这个7段时钟中添加两个额外的功能。

第6步：温度和湿度

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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，这样我们就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12号针脚连接到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，代码也可以正常运行，所以如果你想保持尽可能简单的话，可以不需要这些连接。

第7步：亮度控制

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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的亮度，下面的代码也可以在没有这些传感器的情况下正常运行，它会保持默认设置。

第8步：7段时钟

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我在EasyEDA中设计了电路，这里使用了3个LED。因此，每块面板总共需要21个LED。

底层做了连接引脚，这样别人就看不到连接和布线了。

CPL、BOM和Gerber文件在GitHub仓库：

https://github.com/halfstudents/ESP8266-Wi-Fi-based-7-Segment-Display-clock

或者也可以在文末打包下载。

第9步：连接

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使用上面的原理图连接NodeMCU。

这边用到的软件是Cirkit Designer，一个非常不错的软件。

平时你可以在学校演示的时候用这个线图、面包板电路以及创建一些自定义组件。另外，它最近还增加了代码编译、BOM和一些新的元件。

使用Cirkit Designer，我们可以绘制出逼真的电路图，这些电路图与物料清单相连接，这样就可以无缝订购电路中的部件。

Windows、Linux、Mac都可以使用，下载地址：https://www.cirkitstudio.com/download.html

第10步：代码部分
  1. 首先用librarie初始化代码：

#include <ESP8266WiFi.h> #include <Adafruit_NeoPixel.h> #include <WiFiUDP.h> #include <NTPClient.h> #include <TimeLib.h> #include <DHT.h> #include <Adafruit_Sensor.h>

  1. 定义所有Pixels、I/O引脚、传感器引脚：

#define PIXEL_PER_SEGMENT 3 // Number of LEDs in each Segment #define PIXEL_DIGITS 4 // Number of connected Digits #define PIXEL_PIN 2 // GPIO Pin #define PIXEL_DASH 1 // Binary segment #define LDR_PIN A0 // LDR pin #define DHT_PIN 13 // DHT Sensor pin #define BUTTON_PIN 12 // Button pin

  1. 调整时间，使用Wi-Fi连接互联网到ESP8266：

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

  1. Pixel上的时间设置：

void disp_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）面板显示的颜色设置：

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);

完整代码：

#include <ESP8266WiFi.h> #include <Adafruit_NeoPixel.h> #include <WiFiUdp.h> #include <NTPClient.h> #include <TimeLib.h> #include <DHT.h> #include <Adafruit_Sensor.h> #define PIXEL_PER_SEGMENT 3 // Number of LEDs in each Segment #define PIXEL_DIGITS 4 // Number of connected Digits #define PIXEL_PIN 2 // GPIO Pin #define PIXEL_DASH 1 // Binary segment #define LDR_PIN A0 // LDR pin #define DHT_PIN 13 // DHT Sensor pin #define BUTTON_PIN 12 // Button pin // Uncomment the type of sensor in use #define DHT_TYPE DHT11 // DHT 11 //#define DHT_TYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302) //#define DHT_TYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301) #define TIME_FORMAT 12 // 12 = 12 hours format || 24 = 24 hours format Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel((PIXEL_PER_SEGMENT * 7 * PIXEL_DIGITS) (PIXEL_DASH * 2) PIXEL_PIN NEO_GRB NEO_KHZ800); DHT dht(DHT_PIN DHT_TYPE); // set Wi-Fi SSID and password const char *ssid = "Hackster"; const char *password = "*************"; WiFiUDP ntpUDP; // 'time.nist.gov' is used (default server) with 1 hour offset (3600 seconds) 60 seconds (60000 milliseconds) update interval NTPClient timeClient(ntpUDP "time.nist.gov" 19800 60000); //GMT 5:30 : 5*3600 30*60=19800 int period = 2000; //Update frequency unsigned long time_now = 0; int Second Minute Hour; // set default brightness int Brightness = 40; // current temperature updated in loop() int Temperature; bool Show_Temp = false; //Digits array byte digits[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 }; //Clear all the Pixels void clearDisplay() { for (int i = 0; i < strip.numPixels(); i ) { strip.setPixelColor(i strip.Color(0 0 0)); } strip.show(); } void setup() { 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); } void loop() { if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) { // check WiFi connection status int sensor_val = analogRead(LDR_PIN); Brightness =40; timeClient.update(); int Hours; unsigned long unix_epoch = timeClient.getEpochTime(); // get UNIX Epoch time Second = second(unix_epoch); // get seconds Minute = minute(unix_epoch); // get minutes Hours = hour(unix_epoch); // get hours 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(); // Show Time } } void disp_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(); } void disp_Dash() { int dot dash; for (int i = 0; i < 2; i ) { dot = 2 * (PIXEL_PER_SEGMENT * 7) i; for (int j = 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)); } } } void writeDigit(int index int val) { byte digit = digits[val]; int margin; if (index == 0 || index == 1 ) margin = 0; if (index == 2 || index == 3 ) margin = 1; if (index == 4 || index == 5 ) margin = 2; for (int i = 6; i >= 0; i--) { int offset = index * (PIXEL_PER_SEGMENT * 7) i * PIXEL_PER_SEGMENT margin * 2; uint32_t color; 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 (int j = offset; j < offset PIXEL_PER_SEGMENT; j ) { strip.setPixelColor(j color); } digit = digit >> 1; } } 第11步：完整电路图

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第12步：PCB设计

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这是主要的PCB设计，用于显示数字和其他字母。

这个项目涉及到的所有文件，可以在文末打包下载。

第13步：故障处理

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  1. “Din”与“Dout”是串联在一起的，如果接反了或从哪里断开了，整个装置就会停止工作。
  2. 如上图所示，连接“Dash”部分。
  3. 确保所有的连接都焊接好了，干焊会导致数据值和颜色的改变。
  4. 在焊接的时候，注意PCB温度不要太高。

原文链接：https://www.instructables.com/ESP8266-Wi-Fi-Based-7-Segment-Display-Clock/

GitHub仓库链接：https://github.com/halfstudents/ESP8266-Wi-Fi-based-7-Segment-Display-clock

译文首发于DF创客社区：https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313635-1-1.html

项目作者：sainisagar7294

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