"Fiat Lux - Hãy có ánh sáng": (Phần 4) Đồng hồ Arduino với neopixel WS2812

Mô tả dự án: 

3 bài trước các bạn đã làm quen nhấp nháy với module neopixel WS2812 roài hen. Nhưng mà mỗi 1 bóng hoài cũng cũng chán nên lần này chúng ta chơi tới bến ứng dụng 24 bóng luôn nha!

Nguyên lý

  • Để làm đồng hồ thông thường với Arduino thì ta cần phải có module thời gian thực (RTC). Tuy nhiên, ta có thể sử dụng 1 library khá hữu dụng tên là Time.h từ đây. Library này sử dụng hàm millis() để tính thời gian. 
  • Ta sẽ dùng module Neopixel Ring gồm 24 module WS2812 nối lại với nhau và sử dụng thuật toán modulo (%) để tính vị trí của các kim giây, phút, giờ và ra lệnh cho module qua cổng digital.

 

Phần cứng

  • 1 module Neopixel Ring 24 như hình dưới: (các bạn tìm trên mạng hoặc đặc mua ở nước ngoài nhé, ở Việt Nam hơi khó kiếm heart)

  • Các bạn nối với Arduino như sau:
WS2812 Arduino
5V 5V
GD GD
DIN A0
  • Kiếm 1 cái hộp gỗ nào đó, khoan 24 lỗ và dán module vào mặt sau của hộp:

 

Phần mềm

  • Các bạn vào đây và download thư viện
  • Code thoai:
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include <Time.h>  
//Modified by MonsieurVechai


//////////////////////////////////////////////////////////////
////////            LED RING DEFINITION                 //////
//////////////////////////////////////////////////////////////
#define PIN A0
const uint16_t number_of_pixels = 24;
uint16_t hour_clock, minute_clock, second_clock; 

// Parameter 1 = number of pixels in strip
// Parameter 2 = pin number 
// Parameter 3 = pixel type flags, add together as needed:
//   NEO_RGB     Pixels are wired for RGB bitstream
//   NEO_GRB     Pixels are wired for GRB bitstream
//   NEO_KHZ400  400 KHz bitstream (e.g. FLORA pixels)
//   NEO_KHZ800  800 KHz bitstream (e.g. High Density LED strip)
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(number_of_pixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

// Here we set the DEFAULT colors of the clock arms. In general, the larger the numbers, the brigher the clock is
uint32_t milli_color  = strip.Color ( 2,  10,  5);
uint32_t second_color = strip.Color (  0,  0, 10);
uint32_t minute_color = strip.Color ( 0, 10, 0);
uint32_t hour_color   = strip.Color (  10, 0,  0);
uint32_t off_color    = strip.Color (  0,  0,  0);

/* CLOCK POSITION OBJECT*/
class ClockPositions
{
 public:
  uint8_t milli;
  uint8_t second_clock;
  uint8_t minute_clock;
  uint8_t hour_clock;
  ClockPositions ();
  void update    ();
};


ClockPositions::ClockPositions()
{
  milli = second_clock = minute_clock = hour_clock = 0;
}

void ClockPositions::update()
{
  hour_clock   = map (hour() % 12, 0,  12, 0, number_of_pixels); //get hour from the <Time.h> library
  minute_clock = map (minute() % 60, 0,  60, 0, number_of_pixels); //get minute from the <Time.h> library
  second_clock = map ((second() % 60), 0, 60, 0, number_of_pixels); //conventional second clock 
  milli  = map ((millis() %  1000), 0,  1000, 0, number_of_pixels); 
}

/* CLOCK VIEW OBJECT*/

class ClockSegments
{
 public:
  ClockPositions    &positions;
  Adafruit_NeoPixel &strip;
  ClockSegments (Adafruit_NeoPixel&, ClockPositions&);
  void draw  ();
  void clear ();
  void add_color (uint8_t position, uint32_t color);
  uint32_t blend (uint32_t color1, uint32_t color2);
};


ClockSegments::ClockSegments (Adafruit_NeoPixel& n_strip, ClockPositions& n_positions): strip (n_strip), positions (n_positions)
{
}


void ClockSegments::draw()
{
  clear();
  add_color (positions.hour_clock     % number_of_pixels,  hour_color  );
    
  add_color (positions.minute_clock   % number_of_pixels,  minute_color);

  add_color (positions.second_clock     % number_of_pixels, second_color);
  
  add_color (positions.milli     % number_of_pixels,  milli_color);

  strip.show ();
}


void ClockSegments::add_color (uint8_t position, uint32_t color)
{
  uint32_t blended_color = blend (strip.getPixelColor (position), color);

  /* Gamma mapping */
  uint8_t r,b,g;

  r = (uint8_t)(blended_color >> 16),
  g = (uint8_t)(blended_color >>  8),
  b = (uint8_t)(blended_color >>  0);

  strip.setPixelColor (position, blended_color);
}


uint32_t ClockSegments::blend (uint32_t color1, uint32_t color2)
{
  uint8_t r1,g1,b1;
  uint8_t r2,g2,b2;
  uint8_t r3,g3,b3;

  r1 = (uint8_t)(color1 >> 16),
  g1 = (uint8_t)(color1 >>  8),
  b1 = (uint8_t)(color1 >>  0);

  r2 = (uint8_t)(color2 >> 16),
  g2 = (uint8_t)(color2 >>  8),
  b2 = (uint8_t)(color2 >>  0);

  return strip.Color (constrain (r1+r2, 0, 255), constrain (g1+g2, 0, 255), constrain (b1+b2, 0, 255));
}


void ClockSegments::clear ()
{
  for(uint8_t i=0; i<strip.numPixels (); i++) {
      strip.setPixelColor (i, off_color);
  }
}

/* APP */
ClockPositions positions;
ClockSegments  segments(strip, positions);
////////////////////////////////////////////////////
/////       END OF LED RING DEFINITION      ////////
////////////////////////////////////////////////////



void setup ()
{  
  strip.begin ();
  strip.show(); // Initialize all pixels to 'off'
  setTime(20, 10, 0, 19, 7, 2016);
}


void loop ()
{
  positions.update ();
  segments.draw ();
}

 

Lưu ý:

  • Các bạn có thể chỉnh màu các kim ở đoạn này ở code:
uint32_t milli_color  = strip.Color ( 2,  10,  5);

uint32_t second_color = strip.Color (  0,  0, 10);

uint32_t minute_color = strip.Color ( 0, 10, 0);

uint32_t hour_color   = strip.Color (  10, 0,  0);

uint32_t off_color    = strip.Color (  0,  0,  0);
  • Các bạn có thể tham khảo ở đây về cách chỉnh màu RGB nha: http://arduino.vn/bai-viet/1006-fiat-lux-hay-co-anh-sang-phan-2-viet-code-blink-thanh-cho-neopixel-ws2812
  • Bạn chỉnh giờ ban đầu ở đoạn sau nha:
setTime(20, 10, 0, 19, 7, 2016);
  • Các bạn có thể chọn số lượng pixel tùy ý, không nhất thiết là phải mua vòng 24 pixels (tốt nhất nên là các bội số của 12 như 12, 24, 60, etc).

 

 

Gợi ý nâng cao

  • Chỉnh màu các kim vào giờ khác nhau.
  • Gắn thêm cảm biến ánh sáng để giảm độ sáng vào ban đêm và tăng độ sáng vào ban ngày.
  • Gắn PIR để kích hoạt đồng hồ khi có chuyển động.

Bài tới tui sẽ hướng dẫn các bạn ứng dụng Neopixel Ring kết hợp với module âm thanh để làm đồng hồ analog đo âm thanh nha.wink

lên
19 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.
Từ khóa: 
Các dự án được truyền cảm hứng

Điều khiển 8 đèn LED qua wifi, sử dụng Arduino và ESP8266

Với mục đích giúp các bạn tiếp cận với các thiết bị IOT gần hơn. Hôm nay mình sẽ hướng dẫn các bạn viết chương trình điều khiển 8 LED qua mạng wifi. Và hơn thế nữa, nếu kết hợp với VPN hoặc mở port thì chúng ta có thể làm hơn thế nữa!

lên
43 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.
Các bài viết cùng tác giả

"Fiat Lux - Hãy có ánh sáng": Giới thiệu về Neopixel WS2812

Đây là chuỗi bài viết về 1 loại bóng LED RGB (WS2812) mà tui chưa thấy ai viết trên cộng đồng. Hôm nay, bạn sẽ biết được vì sao người ta lại có thể điều khiển nhiều LED RGB thế trong khi nó đến 3 chân xung.

lên
22 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.
Từ khóa: 

Quang khắc (Lithography) - Công nghệ đằng sau sự thành công của công nghiệp Silicon

Năm 1946, chiếc máy tính ENIAC ra đời, đánh dấu khởi nguyên của công nghiệp máy tính. ENIAC sử dụng hơn 17000 bóng chân không, nặng gần 27 tấn và tiêu tốn 150kW. Dĩ nhiên là nó chỉ được dùng cho con nhà có điều kiện (bộ quốc phòng Mỹ lúc bấy giờ).

lên
7 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.