Die pxlBlck_SlotClock besteht aus einer 1×60 LED Matrix. So kann sie die Uhrzeit nach dem gleichen Schema wie eine Analoge Uhr darstellen. Die Farben der einzelnen Zeiger lassen sich einstellen. Zusätzlich lassen sich Stundenmarkierungen anzeigen. Dadurch wird die Orientierung und das ablesen der Uhrzeit etwas leichter. 🙂
Um über Ereignisse zu informieren können auf dem LED-Display außerdem Animationen dargestellt werden.
Alles was Ihr benötigt um Eure eigene pxlBlck_SlotClock aufzubauen findet Ihr im folgenden Artikel.
Safety instructions
I know the following notes are always kind of annoying and seem unnecessary. Unfortunately, many people who knew "better" have lost eyes, fingers or other things due to carelessness or injured themselves. Data loss is almost negligible in comparison, but even these can be really annoying. Therefore, please take five minutes to read the safety instructions. Because even the coolest project is not worth injury or other trouble.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/
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Requirements
For the assembly you have to master soldering tasks. The following articles contain tips on this.
- Electronics - My friend the soldering iron
- Electronics – Solder THT components by hand
- Electronics – Solder SMD components by hand
Required tool:
Required material:
In the following list you will find all the parts you need for the assembly.
Overview
Hier seht Ihr eine kleine Übersicht, wie die Anzeige von Animationen und der Uhrzeit auf der pxlBlk_SlotClock aussehen kann.
Collect the necessary parts
Bevor es mit dem Aufbau Eurer eigenen slotClock losgehen kann, solltet Ihr die benötigten Teile zusammen haben.
Für den Aufbau der slotClock benötigt Ihr die folgenden Teile.
- 1x WS2812 oder SK6812 LED Streifen 144LEDs/m 60 LEDs lang
- 1x runde Pleixglasscheibe, milchig, Durchmesser 133mm
- 3D gedruckte Basis
- 3D gedruckter Standfuß
- 3D gedruckter Deckel für den Standfuß
- 3D gedruckter Haltering
- 2x M8x40 Zylinderkopfschraube
- 1x Wemos D1 Mini (ESP8266)
- 4x Selbstschneidende Schraube 2×6
- 3x Leitung ca. 10cm lang
Die STL-Dateien zum ausdrucken auf Eurem 3D Drucker findet Ihr im Repository für die pxlBlck_SlotClock unter folgendem Link.
LED Streifen vorbereiten
Zunächst solltet Ihr den LED Streifen für den Einbau vorbereiten.
Isoliert dazu die enden der drei Leitungen wie abgebildet ca. 5mm weit ab…
…und verzinnt diese mit etwas Lötzinn.
Verzinnt nun auch – wie abgebildet – die Kontakte auf dem LED Streifen.
Weitere Ansicht der verzinnten Kontakte des LED Streifens.
Lötet nun die vorbereiteten Leitungen wie abgebildet an die entsprechende Kontakte.
Hier ist die rote Leitung mit dem 5V-Kontakt, die schwarze Leitung mit dem GND-Kontakt und die grüne Leitung mit dem DIN-Kontakt der ersten LED verbunden.
Die Signalleitung ist dabei mit dem DIN Kontakt direkt an der ersten LED verbunden. So lässt sich der LED Streifen später leichter einbauen.
Weitere Ansicht des LED Streifens inklusive der angelöteten Leitungen.
LED Streifen in Halterung einlegen
Der vorbereitete LED Streifen kann nun in die Halterung eingelegt werden.
Dazu benötigt Ihr den vorbereiteten LED Streifen und die 3D gedruckte halterung der SlotClock.
Die Leitungen solltet Ihr nun von vorne…
…durch das abgebildete Loch in der Halterung fädeln.
Achtet dabei darauf, dass die Leitungen in Richtung der Basis vom LED Streifen wegführen.
Nun wird es etwas kniffelig: Die Leitungen sollten nun so zusammengeführt werde, dass sie beim Hineinschieben des LED Streifens nicht verklemmen.
Hinweis: Die Halterung auf dem Bild sieht etwas anders aus als die oben angebotene STL-Datei. Die STL Datei ist aber die korrekte Version. Nur so sind die Zwölf- und Sechs-Uhr Positionen senkrecht ausgerichtet.
Other view.
Hinweis: Die Halterung auf dem Bild sieht etwas anders aus als die oben angebotene STL-Datei. Die STL Datei ist aber die korrekte Version. Nur so sind die Zwölf- und Sechs-Uhr Positionen senkrecht ausgerichtet.
Dann könnt Ihr den LED streifen langsam über den gesamten Umfang wie abgebildet …
… in den Spalt der Halterung ein.
Das Ende des LED Streifens könnte etwas mit dem Anfang des LED Streifens überlappen.
Achtet hier darauf, dass keine Kurschlüsse entstehen.
Falls notwendig, könnt Ihr hier etwas Heißkleber oder Isolierband hinter das Ende des LED Streifens kleben um eventuelle Kurzschlüsse zu vermeiden.
Sobald Ihr den LED streifen überall komplett eingelegt habt, sollte Eure SlotClock so aussehen.
Standfuß montieren
Der Standfuß ist dazu da (wie der Name schon sagt) Die SlotClock aufrecht hinstellen zu können. Außerdem wird in Ihm der ESP8266 zur Ansteuerung des LED Streifens untergebracht.
Für den Zusammenbau benötigt Ihr den Standfuß, zwei Selbstschneidende 2×6 Schrauben und die vorbereitete LED-Streifen Halterung.
Fädelt nun die Leitungen wie abgebildet durch das Loch im Standfuß und legt diesen…
…Deckungslgeich auf die Rückseite der LED-Streifen-Halterung.
Nun könnt Ihr die Halterung mithilfe der zwei Schrauben…
…mit der LED-Streifen-Halterung verschrauben.
Achtet dabei darauf, dass Ihr die Schrauben nicht zu fest anzieht.
Weitere Ansicht der eingeschraubten Schrauben.
Die LED-Streifen-Halterung sollte nun fest mit dem Standfuß verschraubt sein.
Frontscheibe einlegen
Um den LED Streifen abzudecken könnt Ihr nun eine Plexiglasplatte in die LED-Streifen-Halterung einlegen.
Dazu benötigt Ihr die vorbereitete Einheit aus LED-Streifen-Halterung und Standfuß sowie eine 3mm dicke Plexiglasscheibe mit dem Durchmesser 133mm.
Die Pleixglasscheibe könnt Ihr dann einfach…
…von Vorne in LED-Streifen-Halterung einlegen.
Die Plexiglasplatte sollte nun schon von alleine in der LED-Streifen-Halterung halten.
Falls Ihr die Plexiglasplatte noch zusätzlich befestigen wollt, könnt Ihr nun noch…
…den 3D gedruckten Haltering wie abgebildet aufsetzen.
Weitere Ansicht der eingesetzten Plexiglasplatte inkl. Haltering.
Gewichte in Standfuß einbauen
Die SlotClock sollte nun bereits von alleine aufrecht stehen bleiben. Trotzdem solltet Ihr im Standfuß zwei zusätzliche Gewichte verbauen um die Standsicherheit zu erhöhen.
Als Gewichte eignen sich zwei M8x25 Schrauben sehr gut.
Steckt die Schrauben nun wie abgebildet…
…in die Aussparungen im Standfuß.
Damit die Schrauben nicht wieder heraus fallen, könnt Ihr die Schrauben mit einem Tropfen Heißkleber einkleben.
ESP8266 einbauen
Um den LED-Streifen ansteuern zu können, muss natürlich noch ein ESP8266 verbaut werden. Dieser Mikrocontroller übernimmt später die Steuerung des LED Streifens.
Der ESP8266 ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Für den Einbau in der SlotClock empfehle ich den “Wemos D1 Mini” zu verwenden.
Vor dem Einbau des ESP8266 solltet Ihr …
…die folgenden Kontakte mit etwas Lötzinn verzinnen.
- 5V
- G
- D4 (oder D6)
Nun solltet Ihr die Leitungen dazu vorbereiten mit dem ESP8266 verlötet zu werden.
Schneidet die Leitung dazu auf die richtige Länge…
… zu und…
…entfernt die Isolierung der Leitungen ca. fünf mm weit.
Damit das verlöten der Leitungen später leichter fällt solltet Ihr die Leitungsenden nun noch mit etwas Lötzinn verzinnen.
Dann könnt Ihr die vorbereiteten Leitungen mit dem vorbereiteten ESP8266…
...soldering.
Dabei sollten die Verbindungen folgendermaßen verbunden werden.
| ESP8266 | Leitungsfarbe | LED-Streifen |
| 5V | Red | 5V |
| G | Schwarz | GND |
| D4 | Green | DIN |
Nachdem Ihr die Leitungen angelötet habt, könnt Ihr den ESP8266 in den Standfuß einlegen…
…und mit etwas Heißkleber fixieren.
USB Kabel anschließen und Deckel anbringen
Bevor Ihr die Rückseite des Standfußes mit einem Deckel verschließt solltet Ihr ein USB Kabel an den ESP8266 anschließen.
Dazu eignet sich ein USB-Kabel mit Micro-USB-Anschluss und relativ kleinem Micro-USB-Stecker am besten.
Steckt das USB-Kabel wie abgebildet in den Micro-USB-Port des ESP8266.
Weitere Ansicht des verbundenen USB-Kabels.
Nun könnt Ihr den Deckel…
…auf den Standfuß auflegen…
…und mit den vier Selbstschneidenden 2×6 Schrauben mit dem Standfuß verschrauben.
Die Leitung des USB-Kabels sollte dabei wie abgebildet durch die Aussparung aus dem Standfuß herausgeführt werden.
Fertig aufgebaut sollte Eure SlotClock nun so aussehen.
LDR zur Helligkeitserkennung einbauen
Der hier beschrieben Schritt ist optional. Er ist nur notwendig, wenn Ihr wollt, dass Eure SlotClock Ihre Helligkeit automatisch an die Umgebungshelligkeit anpassen kann.
Dazu benötigt Ihr die folgenden Bauteile.
- 1x LDR
- 1x Widerstand 1k
- 2x Schrumpfschlauch zwei cm lang
- 2x Leitungen ca. fünf cm lang
Damit die Anschlüsse des LDRs in das Gehäuse hinein geführt werden können, müsst Ihr zunächst…
…zwei 1mm Löcher in den Standfuß bohren.
Entfernt nun die abdeckklappe des Standfuße…
…und klappt den ESP8266 nach oben ohne die angelöteten Leitungen zu beschädigen.
Nun könnt Ihr den 1k Widerstand wie abgebildet…
…auf der Unterseite des ESP8266 anlöten.
Die Anschlusspins des LDR könnt Ihr dann wie abgebildet durch die zuvor gebohrten Löcher…
… im Standfuß stecken.
Um die Leitungen dann mit dem LDR zu verbinden, solltet Ihr diese wieder vorbereiten.
Entfernt dazu jeweils fünf mm der Isolierung an beiden Enden der Leitungen und verzinnt diese mit etwas Lötzinn.
Verlötet die Leitung dann…
…mit den Anschlüssen des LDR und…
…isoliert die offen liegenden Kontakte des LDRs mit etwas Schrumpfschlauch.
Die Leitungen des LDRs könnt Ihr dann bereits grob im Standfuß verstauen.
Um den LDR dann mit dem ESP8266 zu verbinden, solltet Ihr die folgenden Kontakte des ESP8266 mit etwas Lötzinn verzinnen.
- 3V3
- A0
Verbindet dann die erste Anschlussleitung des LDRs…
…mit dem Kontakt “A0” des ESP8266.
Die übrige Anschlussleitung verbindet Ihr dann mit dem Anschluss “3V3” des ESP8266.
Fertig verlötet sollte Euer Aufbau…
…nun so aussehen.
Nach dem Einbau könnt Ihr den Deckel des Standfußes wieder aufschrauben.
Achtet dabei darauf keine Leitungen zu beschädigen.
Program firmware
Nach dem Aufbau der pxlBlck_SlotClock müsst Ihr nun noch ESPEasy inklusive pxlBlck-Plugin auf dem ESP8266 installieren. Wie Ihr dabei vorgehen könnt ist in folgendem Artikel beschrieben.
Configure pxlBlck plugin
After installing the firmware you have to configure the plugin correctly. You can also find information about this in the article pxlBlck - Install and configure the pxlBlck plugin.
For additional orientation, you can also use the settings from the screenshot shown here.
Animations, icons and commands
More information about the display of animations, icons and the possible commands with which you can configure your pxlBlck can also be found in the following articles.
- pxlBlck - Configure and display animations
- pxlBlck - design icons, transfer them to the pxlBlck and display them
- pxlBlck - Commands for configuring the pxlBlck
Skalierung auf andere Größen und LED-Streifen “dichten”
Die WS2812 LED-Streifen gibt es in verschiedenen Längen bzw. “dichten” (LEDs/m). Theoretisch lassen sich diese (längeren LED-Streifen) also genauso zum Bau einer SlotClock verwenden. Olivier von https://huf.org/wp/ hat sich die Mühe gemacht und ein Google Sheet erstellt mit dem Ihr leicht die Skalierungsfaktoren berechnen könnt. Mit dem zu Eurem LED-Streifen passenden Faktor solltet Ihr also auch eine passende STL (ggf. aufgeteilt in mehrere Teile) drucken können.
Vielen Dank Oliver! 🙂
Link zum Google Sheet:
| LEDs pro m auf dem Streifen | Anzahl LEDs im Kreis | Länge [m] | radius [m] | Durchmesser [m] | Vergrößerungsfaktor zum Original 3D Modell (rechnerisch) |
|---|---|---|---|---|---|
| 144 | 60 | 0,417 | 0,066 | 0,133 | 1,000 |
| 96 | 60 | 0,625 | 0,099 | 0,199 | 1,500 |
| 74 | 60 | 0,811 | 0,129 | 0,258 | 1,946 |
| 60 | 60 | 1,000 | 0,159 | 0,318 | 2,400 |
| 30 | 60 | 2,000 | 0,318 | 0,637 | 4,800 |
Have fun with the project
I hope everything worked as described for you. If not or you have questions or suggestions please let me know in the comments. I will then add this to the article if necessary.
Ideas for new projects are always welcome. 🙂
PS Many of these projects - especially the hardware projects - cost a lot of time and money. Of course I do this because I enjoy it, but if you think it's cool that I share the information with you, I would be happy about a small donation to the coffee fund. 🙂
Looks really cool! Great article, someday I want to build a watch too! Thanks for writing it together.
I'm happy, thank you 🙂
As already written by email, a great project! Thank you for the amount of time you obviously invested in it!
For the design of the base, I have another suggestion in terms of pressure optimization:
If the wall thickness of the subdivisions were a multiple of 0.4mm, the print would be a little faster and cleaner. Otherwise, a very narrow infill is printed for each sub-line, which increases the printing time,
You could of course hack something via the slicer and the infill settings, but it would be cleaner directly in the design :)
Hey Philip,
Thanks. 🙂
And thanks for the hint. Is a good point. I'll implement that and update the STL. 🙂
Best regards
Fab
Hi,
I intend to recreate the clock and have already prepared the ESP with LED strip for this. I made all settings according to this guide. However, the ESP controls only 59 pixels, between 30 and 32 seconds a pixel is missing. What could have gone wrong with me?
Greetings Myrng
Hi Myring,
did you flash the firmware with the Arduino IDE (i.e. the current code) or did you use the precompiled binaries? I plan to have the binaries created automatically (so far I've added them to the repository manually), which means that the binaries are not up to date.
Yesterday I fixed an error that sounds similar to the one you described. So if you flashed the binary let me know. Then you can try programming from the Arduino IDE or I'll update the binary manually. 🙂
Best regards
Fab
Yes, I took the finished binary. Will try again with the IDE. I've already done quite a lot with ESPs, but haven't found ESPeasy that intuitive so far, hence the finished IDE.
Greetings Myrng
Yes, I had the same problem at first. It's like everything else: once you've dealt with it, it becomes easier. 😀 (Sorry for the stupid advice). Flashing the firmware is ultimately relatively easy. So if you've already flashed firmware onto the ESP using the Arduino IDE, you should be able to do it. 🙂 If you want, please let me know if it worked and the error in it has been fixed. 🙂
Best regards
Fab
The clock is ready and the self-compiled version works! No more errors with missing LEDs 🙂
Great, I'm happy! 🙃 Then have fun with it!
hey fab,
Awesome, almost got it 😀
Mega sense of achievement right now 🙂
I just did it a bit differently than you did, made the clock itself twice as big, i.e. two LEDs should be controlled per second, so I use a total of 120 LEDs.
Is there a way to adjust these changes in the ESP-Easy user interface?
Thanks and regards,
Luke
Hey Lukas,
great, I'm glad. 🙂
This option is not (yet) available in the user interface. But if you give me some time, it should be possible (at least in the code). 🙂
Best regards
Fabian
hey fab,
All right, I'll just wait a little longer, thanks! 🙂
I still have a small question, I've now built the small clock from Fun again, now the big clock has a little brother 😀
There I have the problem that the user interface shows me the message that no RTC has yet been selected for display. I then read up a bit on the net, do I still need an additional RTC module or does the clock normally query the time via the WIFI?
maybe Did I miss something in the settings, or do I have to activate something else?
Otherwise everything works great, keep checking the clock :DD
Hey Lukas,
kann es sein, dass dort etwas von “…NTP…” stand? 🙂 Du musst nicht zwangsläufig eine RTC verbaut haben. Wenn der pxlBlck mit einem WLAN verbunden ist, ist es genauer/einfacher die Zeit über NTP abzurufen. Ich habe dazu einen Artikel geschrieben in dem erklärt ist wie du das ganze konfigurieren kannst: https://nerdiy.de/howto-espeasy-ntp-zeitabruf-aus-dem-internet-aktivieren/
I hope everything works out. 🙂
Best regards
Fabian
hey fab,
Yes everything worked, thanks to your instructions everything is working now.
Thanks for the cool projects!
Best regards,
Luke 🙂
Great, I'm glad. 🙂
Thank you and best regards
Fabian
Hey, that's a super cool project!
You get itchy fingers watching it. Unfortunately, it is impossible for me to get the individual components (round plexiglass pane) and my neighbor's 3D printer is too small for it.
You don't happen to be offering these parts for sale, do you?