Arduino + WS2812B 制造数字时钟

MAKER:parallyze／译：趣无尽 Cherry（转载请注明出处）

LED 时钟项目一直是 Maker 的最爱，每年都会有新的项目推陈出新。本期要为大家介绍一个由 LED 灯带和 Arduino 制造的 7 段多功能时钟。

时钟使用单条的 LED，共由 252 个 LED 组成。其中，框架内只有一条长为 4.2 米的灯条。每一段有 8 条 LED 组块，每个组块有 56 个 LED 灯。

时钟细节：
宽度 40.7厘米；高度 14.8厘米；深度 3.8厘米。总共需要 252 个 LED，1 个连续灯条（WS2812B，60 leds/m，4.2m）。如果是 6 位数的版本（6.47m），则需要 388 个 LED。

观看视频：

往期精彩 LED 项目：
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材料清单

WS2812B LED × 252 （60 个/米）
Arduino Nano/Pro Mini/atmega328 × 1
DS3231 RTC 模块 × 1
6x6mm 按钮 × 2
26AWG 电线 × 若干
USB 电线 × 1
USB 充电器 × 1
M3 螺钉 × 12

项目说明

全部白色点亮 LED 并用最大额定电流（60mA）驱动时，功耗约 75.6W。如果你打算高亮度点亮，请确保使用适当的散热材料。因为以高亮度运行时钟并设置为 7.5A 的功率极限时，在测试的十分钟内，零件会明显发热。

源代码是基于 S7ripClock 这个项目上的构成的，可点击查看。
https://www.instructables.com/id/S7ripClock-Basic-Edition/

安装时你可以添加了一个壁钩，时钟可以放在电子设备外壳上面。

电子组件

用 Arduino IDE 上传源代码。这里使用了 FastLED 库。对于 RTC 通信，使用 JChristensen 的 DS3232 库。

项目内部的电源和电流限制为 750mA。你可以根据实际情况进行调整，对接线或电源的进行处理。

3D 打印部分

数字 3D 打印部分，建议使用黑色材料打印。
L7One_Frame_A.STL×1
L7One_Frame_B.STL×1
L7One_Frame_C.STL×1
L7One_Cover_A.STL×1
L7One_Cover_B.STL×1
L7One_Cover_C.STL×1
L7One_Front_AC.STL×4
L7One_Front_B.STL×1
L7One_Elec_Case.STL×1
L7One_Cable_Cover_A.STL×1
L7One_Feet.STL×1

扩散器（漫反射层）的部分建议使用透明材料打印。
L7One_Diffuser_AC_Type_1 或 2（空）×28
L7One_Diffuser_B_Type_1 或 2（空）×2
单个的 STL 中包含扩散器的类型 1 和类型 2 所有的集合（30个）。

打印的最大组件（x/y）为 187.3mm x 147.6mm。

打印设置：
厚度为 0.5mm；打印层高为 0.25mm；无需支持；最大俯角为 45°。
STL 文件请在项目文件库中下载。
https://make.quwj.com/project/236

安装 LED 框架和灯带

如图所示进行安装。

测试 LED

测试环境电流被限制为 500mA，你可以通过 USB 为 Arduino 供电来安全地运行它，将 LED 连接到 +5V/GND，数据输入连接到引脚 6。

在视频中可以看见，测试所有的 252 个 LED。每个 LED 都将被点亮，因此不要过多注意数字和点之间没有使用的 LED 所漏出的光。

视频中，每个位置都会演示显示 0-9，并在左侧或右侧开始从 0-99 的计数。

如果你打算在项目中使用 HH:MM 显示，你只需要做一些测试，其中包括线段和数字的定义等。

测试文件请在项目文件库中下载。
https://make.quwj.com/project/236

前端扩散器

根据自己的需求，将扩散器安放到前端的里面，然后将其与数字或点连上。注意数字的方向，其中两个（MM）位于壁的下方且于锯齿的凹痕处相吻合，两个（HH）位于壁的上方。前方的组件是对称，可以 180° 旋转。

通过一次得到最佳的 LED 的真实效果是比较难的，我尝试添加 A 型与 B 型并进行比较。当移动时，B 型头会产生聚光灯的效果，但超过 4m 后，A 型与 B 型之间的差异就很微小了。

组装

除了测试中的三条线外，你还需要在灯条的另一端加入电源线。电源线的选择，根据实际情况来定，将电线穿过框架 A 盖子内的孔。

将所有的盖子盖上 LED 框架。

如图安装，将电子设备外壳放在背面，并固定到位。将外壳连接到中央模块的连接器。

电子部分

安装硬件的盒子适用于 Arduino Pro/Nano 和 RTC 的各种组合（适用于树莓派的 DS3231、DS1307以及 DS3231）。你可以根据自己的需要选择其他微控制器。

电子部分的连接方式，请点击查看：
https://www.instructables.com/id/S7ripClock-Basic-Edition/

同时可以根据你所需要的亮度和电源来调整，你可能需要在 LED 灯带和 Arduino 旁添加电容器。

Arduino 时钟源码

该软件是第五版。

基本设置为：
按钮 A：选择亮度。
按钮 A（长按）：切换颜色模式（每位数字/每个 LED）。
按钮 B：选择调色板。
按钮 B（长按）：切换 12h/24h 模式。
按钮 A + B：进入设置。
在设置过程中：按钮 B->增加+1，按钮 A->接受/下一步
注意：这个设计尚不支持六位数字。

一切正常后就可以工作了。如果有任何问题，请将串行控制台设置为 57600 波特，并查看它的状态。如果时钟立即进入设置并没有显示任何内容，则可能是按钮缩短或连接错误。

你也可以参考我的其他项目。
https://www.thingiverse.com/parallyze/designs

代码文件请在项目文件库中下载。
https://make.quwj.com/project/236

六位数字（可选）

如果需要额外添加两位数字和一个中心模块以显示 HH:MM:SS，请按以下步骤操作。

这一版需要重新设计代码框架，LED 灯将超过 255 个，它会增加了许多变量。需要优化内存使用率。

当使用六位数字时，建议至少以 1.5A 运行，否则即使在最低亮度设置下，中心点要点亮 24 个 LED，所有数字都会变暗。

六位数字的 STL 为：
L7One_Frame_D.STL×1
L7One_Cover_D.STL×1
L7One_Diffs_D.STL×1（只提供一个 Type 1、十四个 AC 和两个 One）
L7One_Connector.STL×1

原始文件部分中的 STL 为：
L7One_Frame_B.STL×1
L7One_Front_B.STL×1
L7One_Cover_B.STL×1
L7One_Front_AC.STL×2

其他：
WS2812B LED×136
M3 螺丝×8

LED 灯条的安装方式如图所示。完成准备工作后就可以连接一切。

STL 文件请在项目文件库中下载。
https://make.quwj.com/project/236

六位数字的组装（可选）

如图安装，从时钟上移除所有物品，直到你可以安全地从右侧模块和中央模块上卸下外盖。

注意：在操作时从 RTC 移除纽扣电池！

现在，整个项目就完成了！

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