МикроPython WS2812 Led Clock

• Введение проекта На основе модуля ESP-C3-12F от компании «Аньсинькэ», в сочетании с матричными светодиодными бусинами WS2812, используется для отображения текущего времени.

• Описание аппаратного обеспечения Аппаратная схема разработана с использованием платформы LCEDA (立创EDA), которая подходит для начинающих пользователей. Печатная плата была изготовлена компанией JLCPCB (深圳嘉立创). Размеры платы ограничены 10 см * 10 см. Схемы можно найти на открытой платформе OSHW Hub (https://oshwhub.com/Walkline/kou-sou-dian-zhen-shi-zhong).

Основной контроллер — модуль ESP-C3-12F или ESP32-WROOM-32D.

• Программное обеспечение Рабочий процесс При первом запуске или сбросе конфигурации сети устройство переходит в режим настройки сети. Если информация введена неправильно, устройство автоматически перезапустится и повторит попытку подключения к сети через 1 минуту. После успешного подключения к сети конфигурация сети сохраняется (в файл sta_config.py) и устройство автоматически перезагружается. После перезагрузки устройство синхронизируется с сервером времени и отображает текущий рабочий режим. Затем: — каждые 60 секунд обновляется время; — каждые 0,1 секунды проверяется освещённость окружающей среды, и при изменении освещённости автоматически регулируется яркость экрана; — каждый час обновляется календарь; — каждый час выполняется синхронизация времени. Если синхронизация после перезагрузки не удалась, устройство будет продолжать попытки до тех пор, пока время не будет отображаться правильно.

Если попытка подключения через WeChat не удалась, можно попробовать использовать приложение для подключения к сети.

Режимы работы Существует три режима работы: — режим часов; — календарный режим 1; — календарный режим 2. Как читать информацию, отображаемую в режиме часов и календарном режиме 1, описано в разделе «Светодиодный дисплей». В календарном режиме 2 отображается вся информация о дате. Для этого режима требуется заменить переднюю панель.

Кнопки Устройство оснащено двумя функциональными кнопками, одной кнопкой сброса и одной кнопкой загрузки. Функции кнопок: — кнопка KEY1: короткое нажатие переключает между различными режимами работы на 20 секунд, длительное нажатие переключает способ подключения между Bluetooth и SmartConfig, а также позволяет выйти из меню без сохранения изменений; — кнопка KEY2: короткое нажатие включает или выключает экран дисплея, длительное нажатие переводит в режим выбора рабочего режима или выхода из него, изменения сохраняются; — RST: ручной перезапуск устройства; — BOOT: после длительного нажатия устройство переходит в режим загрузки, после подключения питания устройство может загрузиться или перейти в режим настройки Bluetooth.

Настройка сети Для первого использования устройства необходимо подключиться к беспроводной сети и иметь доступ к внешнему интернету. В настоящее время поддерживается подключение по Bluetooth и через SmartConfig. По умолчанию используется Bluetooth. Длительное нажатие кнопки KEY1 позволяет переключаться между этими двумя способами, что обозначается разным цветом подсветки: синим для Bluetooth и зелёным для SmartConfig.

Подключение по Bluetooth Устройство запускается в режиме Bluetooth. Чтобы подключиться, используйте приложение WeChat или приложение BLE Config.

SmartConfig Подключение через SmartConfig можно выполнить несколькими способами: — подписаться на официальный аккаунт WeChat компании Аньсинькэ и перейти в раздел «Разработка приложений» → «Подключение по Wi-Fi»; — подписаться на официальный аккаунт Lexe Information Technology WeChat и перейти в раздел «Магазин» → Airkiss Device; — установить приложение EspTouch for Android и нажать кнопку подключения после ввода пароля Wi-Fi. После подключения нажмите кнопку соединения и дождитесь завершения процесса. Если соединение занимает слишком много времени, необходимо перезапустить устройство и повторить попытку. Перед просмотром видео о настройке сети перейдите по ссылке (https://www.bilibili.com/video/BV1N34y1971S/). Модуль ESP-C3-12F поддерживает только подключение к сетям 2,4 ГГц, поэтому при настройке сети необходимо убедиться, что маршрутизатор или точка доступа работает в диапазоне 2,4 ГГц. Смешанные режимы 2,4 и 5 ГГц не поддерживаются.

Светодиодный дисплей Режим часов Самая большая область показывает часы в формате ЧЧ:ММ. Самая правая область показывает минуты в двухзначном формате. Самая нижняя область показывает единицы минут. Таким образом, на изображении показано время 13:35.

Календарный режим 1 Самая большая область показывает текущую дату. Две самые правые области показывают месяц. Верхняя область показывает день недели. На изображении показана дата 20 мая, четверг (если вам интересно, какой это год, то, вероятно, 2004).

Календарный режим 2 Календарный режим 2 показывает месяц и день недели так же, как и календарный режим 1. Разница заключается в том, что для отображения даты требуется замена передней панели.

Благодарим старшего брата Sanybei за предоставленный дизайн.

Загрузка прошивки Рекомендуется использовать онлайн-инструмент для загрузки прошивки (https://walkline.wang/esp-web-installer/mini-calendar/). Онлайн-инструмент предлагает три варианта прошивки: — официальная версия: обеспечивает стабильную работу, но не позволяет обновлять код автоматически; — тестовая версия: после каждого перезапуска устройство пытается обновиться в сети, но стабильность работы не гарантируется; — версия для разработки: не содержит файлов программы, предназначена только для отладки кода проекта.

Также можно загрузить прошивку локально с помощью инструмента AMPY Batch Tool. Подробное описание использования инструмента приведено ниже. Подключите устройство к компьютеру, откройте терминал и введите команды. Следуйте инструкциям для выполнения действий.

$ cd path/to/repo
$ ab --flash # выберите файл прошивки, начинающийся с esp32c3

Если вы хотите настроить яркость экрана или другие параметры, выполните следующие действия:

# измените соответствующие параметры в файле config.py и сохраните файл
$ ab abc_config

Следуя инструкциям, выберите порт и отправьте изменённый файл config.py. После перезапуска устройства изменения вступят в силу.

Перейдите по ссылке, чтобы посмотреть демонстрационное видео об использовании устройства (https://www.bilibili.com/video/BV1jQ4y1v7Wq/).

Тестирование оборудования Запустите hardware_test.py в проекте для одновременного тестирования светодиодов, кнопок и фоторезисторов.

$ cd path/to/repo
$ ab --repl
# используйте сочетание клавиш Ctrl+R для выбора hardware_test.py и нажмите Enter

Планируемые функции

• В настоящее время при настройке сети нет никаких подсказок. Планируется добавить экран с подсказками (или анимацию).
• Планируется реализовать функцию переключения режимов, например, режим фонарика или различные мигающие режимы.
• Также планируется добавить функцию напоминания о целых числах.
• Добавлена функция настройки сети по Bluetooth.
• Реализован календарь.

Проблемы

• Для экономии времени не было добавлено сопротивление для каждой светодиодной лампы. Когда все светодиодные лампы горят белым светом с максимальной яркостью (255), из-за недостаточного питания устройство не может продолжать работать. Решение состоит в снижении максимального значения яркости. В настоящее время используется только 10% яркости, и яркость достаточна при условии, что не используется рассеиватель света.
• Иногда возникают проблемы с подключением по SmartConfig, которые невозможно обнаружить без последовательного порта. Однако беспроводное подключение само по себе является случайным событием, и это тоже можно объяснить.
• При использовании SmartConfig на моём маршрутизаторе Wi-Fi 6 возникают проблемы с отправкой уведомлений о завершении настройки сети. Нет решения.

Связанные проекты

• MicroPython WS2812 Research (https://gitee.com/walkline/micropython-ws2812-research)
• MicroPython SmartConfig CModule (https://gitee.com/walkline/micropython-smartconfig-cmodule)
• MicroPython BLE Configuration (https://gitee.com/walkline/micropython_ble_config)

Сотрудничество и общение

• Электронная почта: walkline@163.com
• Группа обмена QQ: 163271910 Сян Бэй вумэн: 31324057.