Сборка электронных часов на Wemos D1 Mini - Своими руками
Своими руками

Сборка электронных часов на Wemos D1 Mini

Сборка электронных часов на Wemos D1 MiniОсновным контроллером в этой сборке является ESP8266, входящий в состав мини-модуля Wemos D1. Благодаря встроенному Wi-Fi позволяет выполнять многие задачи. Один из них – создание часов с использованием сетевого протокола NTP (Network Time Protocol). NTP можно использовать для синхронизации всех сетевых устройств с временем UTC за несколько миллисекунд. При использовании NTP для создания часов не требуется дополнительный модуль DS1307 для получения данных времени.

Эти часы состоят из 4-х модулей. 2 модуля показывают час, еще 2 модуля – минуты. На секунду указывают 2 светодиода, которые находятся между цифрами часа и минуты. Каждый модуль состоит из 7 сегментов.
Инструменты и материалы:-Wemos D1 Mini;-Разъем штыревой;-Микросхема 74HC595 – 2 шт;-7 сегментный светодиодный цифровой дисплей – 4 шт;-Транзистор TR C1815 – 4 шт;
-Резистор 1кОм -4 шт;-Резистор 100 Ом – 4 шт;-Резистор 330 Ом – 2 шт;-Красный светодиод 5 мм – 2 шт;-Винтовой коннектор;
-3D-принтер;
-Печатная плата;
-Лазерный принтер;
-Емкость;
-Бумага HVS;
-Пластик;
-Гравер;
-Жидкость для травления плат;
-Паяльные принадлежности;
Сборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniШаг первый: разработка схемы и платы
Сначала мастер разработал схему и эскиз печатной платы.
Сборка электронных часов на Wemos D1 MiniФайлы можно скачать ниже.
Jam digital 74HC595 + WEmos.brdJam digital 74HC595 + WEmos.brd
Шаг второй: изготовление платы
Дальше распечатывает схему, затем переносит на печатную плату.
Сборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniПомещает плату в травильный раствор. После травления промывает плату, протирает. Сверлит отверстия.
Сборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniШаг третий: сборка
Собирает согласно ранее приведенной схемы.
Сборка электронных часов на Wemos D1 MiniСборка электронных часов на Wemos D1 MiniШаг четвертый: программирование
При разработке кода мастер использует программу Visual Studio Code + Platformio. Перед установкой кода нужно установить библиотеку: Time (TimeLib.h)
Загружает код.
Сборка электронных часов на Wemos D1 Mini Показать / Скрыть текст#include <Arduino.h>

/************************************************************** /
Made by : Mr. Sottong

****************************************************************/
#include <TimeLib.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiUdp.h>
#include "Ticker.h"

Ticker Timer500ms;

//WiFi variables……………………………………………………
const char ssid[] = "xxx"; //your network SSID (name)
const char pass[] = "yyy"; // your network password

// NTP Servers:
static const char ntpServerName[] = "us.pool.ntp.org";
//static const char ntpServerName[] = "time-b.timefreq.bldrdoc.gov";//static const char ntpServerName[] = "time-a.timefreq.bldrdoc.gov";
// static const char ntpServerName[] = "server 0.id.pool.ntp.org";

float timeZone = 7; //+7 GMT

WiFiUDP Udp;
unsigned int localPort = 8888; // local port to listen for UDP packets

time_t getNtpTime();
void sendNTPpacket(IPAddress &address);

//OTHER variables……………………………………………………….
//Pin connected to ST_CP / Pin 12 of 74HC595
int latchPin = 0; //D3
//Pin connected to SH_CP / Pin 11 of 74HC595
int clockPin = 5; //D1
////Pin connected to DS / Pin 14 of 74HC595
int dataPin = 4; //D2
//Pin connected to LED
int LEDpin = 2; //D4

//Seven Segment
unsigned long d1[10] = {0x8140,0xcf40,0x9240,0x8640,0xcc40,0xa440,0xa040,0x8f40,0x8040,0x8440};
unsigned long d2[10] = {0x8120,0xcf20,0x9220,0x8620,0xcc20,0xa420,0xa020,0x8f20,0x8020,0x8420};
unsigned long d3[10] = {0x8110,0xcf10,0x9210,0x8610,0xcc10,0xa410,0xa010,0x8f10,0x8010,0x8410};
unsigned long d4[10] = {0x8108,0xcf08,0x9208,0x8608,0xcc08,0xa408,0xa008,0x8f08,0x8008,0x8408};

bool Led = 0;

/*——– NTP code ———-*/

const int NTP_PACKET_SIZE = 48; // NTP time is in the first 48 bytes of message
byte packetBuffer[NTP_PACKET_SIZE]; //buffer to hold incoming & outgoing packets

time_t getNtpTime() {
IPAddress ntpServerIP; // NTP server's ip address

while (Udp.parsePacket() > 0) ; // discard any previously received packets
// get a random server from the pool
WiFi.hostByName(ntpServerName, ntpServerIP);
sendNTPpacket(ntpServerIP);
uint32_t beginWait = millis();
while (millis() – beginWait < 1600) {
int size = Udp.parsePacket();
if (size >= NTP_PACKET_SIZE) {
Udp.read(packetBuffer, NTP_PACKET_SIZE); // read packet into the buffer
unsigned long secsSince1900;
// convert four bytes starting at location 40 to a long integer
secsSince1900 = (unsigned long)packetBuffer[40] << 24;
secsSince1900 |= (unsigned long)packetBuffer[41] << 16;
secsSince1900 |= (unsigned long)packetBuffer[42] << 8;
secsSince1900 |= (unsigned long)packetBuffer[43];
return secsSince1900 – 2208988800UL + timeZone * SECS_PER_HOUR;
}
}
return 0; // return 0 if unable to get the time
}

// send an NTP request to the time server at the given address
void sendNTPpacket(IPAddress &address) {
// set all bytes in the buffer to 0
memset(packetBuffer, 0, NTP_PACKET_SIZE);
// Initialize values needed to form NTP request
// (see URL above for details on the packets)
packetBuffer[0] = 0b11100011; // LI, Version, Mode
packetBuffer[1] = 0; // Stratum, or type of clock
packetBuffer[2] = 6; // Polling Interval
packetBuffer[3] = 0xEC; // Peer Clock Precision
// 8 bytes of zero for Root Delay & Root Dispersion
packetBuffer[12] = 49;
packetBuffer[13] = 0x4E;
packetBuffer[14] = 49;
packetBuffer[15] = 52;
// all NTP fields have been given values, now
// you can send a packet requesting a timestamp:
Udp.beginPacket(address, 123); //NTP requests are to port 123
Udp.write(packetBuffer, NTP_PACKET_SIZE);
Udp.endPacket();
}

void printDigits(int value) {
int th = value / 1000;
int hun = value / 100;
int tens = value / 10;

// if (th == 0) {
// thByte = 0;
// }
// else {
// thByte = th % 10;
// }

digitalWrite(latchPin, LOW); //THOUSANDS – Ribuan – jam
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, d4[th]);
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, d4[th]>>8);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
delay(1);

digitalWrite(latchPin, LOW); //HUNDREDS – Ratusan – jam
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, d3[hun % 10]);
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, d3[hun % 10]>>8);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
delay(1);

digitalWrite(latchPin, LOW); //TENS – Puluhan – menit
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, d2[tens % 10]);
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, d2[tens % 10]>>8);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
delay(1);

digitalWrite(latchPin, LOW); //ONES – satuan – menit
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, d1[(value % 10)]);
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, d1[(value % 10)]>>8);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
delay(1);
}

void wifinc(){

//animation when wifi is not connected

int on = 0b0000000001111000;
int off = 0b0000000000000000;

digitalWrite(latchPin, LOW);
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, on);
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, on>>8);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
delay(100);
digitalWrite(latchPin, LOW);
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, off);
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, off>>8);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
delay(100);

}

void Setiap500ms(){
Led = !Led;
}

void setup() {
//Serial begin
Serial.begin(115200);

//set pins to output so you can control the shift register
pinMode(latchPin, OUTPUT);
pinMode(clockPin, OUTPUT);
pinMode(dataPin, OUTPUT);
pinMode(LEDpin, OUTPUT);
Udp.begin(localPort);
WiFi.begin(ssid, pass);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay ( 500 );
Serial.print ( "." );
wifinc();
}

setSyncProvider(getNtpTime);
setSyncInterval(360);
if (hour() == 0 && second() < 3) {
setSyncProvider(getNtpTime);
}

Timer500ms.attach_ms (500,Setiap500ms);

}

void loop() {

printDigits(int(hour() * 100 + minute()));
digitalWrite(LEDpin,Led); //Led Detik
if(Led == 1){
Serial.println(int(hour() * 100 + minute()));
}
}74HC595 Final Skema.rar74HC595_Final_ino.ino
Сборка электронных часов на Wemos D1 MiniШаг пятый: 3D-печать
Для установки часов в горизонтальном положении мастер напечатал подставку. Файлы для печати можно скачать ниже.
base.stl
Все готово.
Сборка электронных часов на Wemos D1 MiniВесь процесс по изготовлению таких часов можно посмотреть на видео.

SitesReady

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.