HowTo: Electrónica - Construcción de un dígito de siete segmentos "pxlDigit" a partir de LEDs WS2812

Para otro proyecto necesitaba urgentemente un número relativamente grande para indicar un período de tiempo. Esto finalmente resultó en este pequeño “subproyecto”. Porque con el marco impreso en 3D que se describe aquí y algunos LED WS2812, puede construir fácilmente un dígito de siete segmentos (o varios) y usarlo para crear pantallas para mostrar números.

Con el tiempo, noté que este tipo de dígitos son adecuados para todo tipo de proyectos. Por ejemplo, ya los he usado para construir un reloj.

Tal vez usted tiene un nuevo uso para él. Tengo curiosidad por lo que piensas. Entonces por favor déjame un comentario. 🙂

En el siguiente artículo se describe cómo se genera dicho número.


Instrucciones de seguridad

Sé que las siguientes notas siempre son un poco molestas y parecen innecesarias. Desafortunadamente, muchas personas que sabían "mejor" han perdido ojos, dedos u otras cosas debido a un descuido o se lesionaron. La pérdida de datos es casi insignificante en comparación, pero incluso estos pueden ser realmente molestos. Por lo tanto, tómese cinco minutos para leer las instrucciones de seguridad. Porque incluso el proyecto más genial no vale la pena lesionarse u otros problemas.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/

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Requisitos

Artículos útiles:
Antes de comenzar con este artículo, debería haber tratado los conceptos básicos de la soldadura.. Puedes encontrar información al respecto en el siguiente artículo.

Material requerido:

En la siguiente lista encontrará todas las piezas que necesita para implementar este artículo.

Herramienta requerida:

En la siguiente lista encontrarás todas las herramientas que necesitas para implementar este artículo.


Reúne las piezas que necesitas

Para construir un dígito necesitas las siguientes partes:

  • marco impreso en 3D
  • 7x 2x LEDs de una tira de 60LED/m WS2812
  • Cable de 3 pines de 15 cm aprox.

Otra vista de las piezas necesarias

Los archivos STL para imprimir en su impresora 3D se pueden encontrar en el repositorio en el siguiente enlace.


Preparar elementos LED

Para que luego pueda pegar fácilmente los elementos LED en el marco, primero debe prepararlos.

Primero, estañe los contactos en la tira de LED.

Ahora debe cortar seis piezas de aproximadamente 3 cm de largo del cable de tres hilos.

A continuación, puede pelar los trozos de cable cortados y el resto del cable unos cinco mm en los extremos.

... y estaño con un poco de soldadura.

Así que preparado, debe conectar fácilmente las líneas con las tiras de LED preparadas...

...puede soldar.

Asegúrese de soldar las líneas al final de la tira de LED donde la flecha apunta al LED.

Esta es la entrada de datos del primer LED en la tira de LED. Soldadas de esta manera, más tarde puedes evitar errores al soldar finalmente las tiras de LED.


Instale elementos LED en la carcasa.

Una vez que haya preparado las tiras de LED, ahora es el momento de pegarlas en el marco impreso en 3D. En ese momento (desafortunadamente, las imágenes que se muestran aquí fueron tomadas hace algún tiempo), no registré cada paso. Pero hay tomas detalladas de cada conexión, que con suerte aún permitirán seguir los pasos. 🙂

Como “guía aproximada”, puede utilizar este diagrama de circuito a modo de descripción general.

Los segmentos LED individuales se conectan en el siguiente orden.

  • abajo
  • abajo a la derecha
  • parte superior derecha
  • arriba
  • arriba a la izquierda
  • centro
  • abajo a la izquierda

Las conexiones marcadas en azul sólo se muestran para que estén completas. Por supuesto, estos ya existen. En caso contrario, “Rojo” corresponde al suministro de 5V y “Negro” a tierra.

Antes de soldar las tiras de LED individuales, debe pegar las tiras de LED individuales en el marco como se muestra.

Otra vista de las tiras de LED pegadas pero aún no soldadas.

Una vez que hayas soldado todas las tiras de LED, tu número debería verse así.

Los siguientes párrafos contienen tomas detalladas de las conexiones individuales.

Vista de la intersección donde se encuentran los segmentos inferior derecho, medio y superior derecho.

Puede ver allí que el segmento inferior derecho está conectado al segmento superior derecho.

Por supuesto, para todas las conexiones, "5V" debe conectarse a "5V", "GND" y "DO" de una tira de LED a "DI" de la otra tira de LED.

Vista de la intersección donde se encuentran los segmentos inferior izquierdo, medio y superior izquierdo.

Puede ver allí que el segmento inferior izquierdo está conectado al segmento superior izquierdo.

Vista de la esquina superior derecha. Aquí el segmento superior derecho está conectado al segmento superior.

Vista de la esquina inferior derecha. Aquí el segmento de abajo a la derecha está conectado al segmento inferior.

Vista de la esquina inferior izquierda. No hay segmentos conectados aquí.

Sin embargo, se puede ver cómo el cable de alimentación (a través del cual luego se “envían” energía y datos a las tiras de LED) sale del marco hacia abajo.

Vista de la esquina superior derecha. Los segmentos superior izquierdo y el segmento superior están conectados aquí.

Vista del segmento medio.

Aquí se puede ver que el segmento superior izquierdo está conectado al segmento medio y el segmento medio está a su vez conectado al segmento inferior izquierdo.


Instalar adelante al siguiente dígito

Si desea acumular varios dígitos, también puede conectarlos entre sí. Esto significa que la salida de datos del primer dígito se pasa a la entrada de datos del segundo dígito, etc. Por supuesto, debe sacar la salida de datos del dígito que se acaba de construir.

Para hacer esto, suelde una sola línea a la salida “D0” de la tira de LED en el segmento inferior izquierdo.

Luego puede sacar esta línea a través del orificio de la línea de suministro.


Insertar difusor

Ahora debe insertar un difusor en el segmento para que la luz de los LED se disperse un poco mejor en un segmento individual y la iluminación sea más uniforme. Una pequeña tira de papel es relativamente adecuada. Puedes cortar esta tira tú mismo. Si tienes un plotter de papel, también puedes cortarlos. La plantilla para esto está vinculada en el área de la lista de materiales.

Antes de poder insertar la tira de papel, debe...

... doblar ligeramente.

Vista superior del difusor insertado.

Las siete tiras de papel deben encajar en los segmentos individuales como se muestra.

Otra vista de las tiras de papel difusor insertadas.

Asegúrese de que los difusores no sobresalgan del marco impreso en 3D.


Pegamento en el panel frontal de papel.

Hay varias formas de colocar un panel frontal. La instalación de un panel frontal impreso en 3D se describe en el siguiente párrafo. Esta sección describe cómo se puede pegar un panel de papel, que se corta mejor con un trazador de papel, como panel frontal. Para ello, deberá trazar las aberturas en un “papel de etiquetas” autoadhesivo. Esto significa que puedes despegarlos fácilmente y pegarlos en el marco impreso en 3D.

Una vez que haya trazado el panel frontal, puede separarlo con cuidado del papel de respaldo...

...y pégalo en el marco impreso en 3D.

Luego debe poner el número entero en el frente y usar un objeto pesado para presionar el panel frontal por más tiempo.

El panel frontal pegado debería verse así. 🙂


Adjunte el panel frontal impreso en 3D

Lo mejor es imprimir el panel frontal impreso en 3D con filamento transparente o blanco. (Por supuesto, la luz tiene que poder brillar. 🙂) En las imágenes que se muestran, utilicé filamento transparente para crear pantallas para el pxlBlck_digitReloj para hacer. Luego, estos se unen al marco del dígito con un poco de pegamento caliente.

Estas imágenes son un extracto de las imágenes de estructura del pxlBlck_digitClock.

Puede ver los cuatro paneles frontales impresos en 3D aquí.

Para conectar estos con el marco del dígito respectivo es suficiente...

...una pequeña gota de pegamento caliente en uno...

... y el otro lado.

Luego puede colocar rápidamente el panel frontal en el marco del número respectivo.

Los paneles frontales se centran en el marco de los dígitos y ya no deberían poder caerse gracias al pegamento caliente.

Otra vista.

Vista de los dígitos incluidos los paneles frontales impresos en 3D en funcionamiento.


Código para controlar usando un Arduino

Un ejemplo de como se puede controlar este tipo de display de siete segmentos con un Arduino, por ejemplo, Publicaré en los próximos días y luego también vincularé aquí. 🙂 se puede encontrar en el siguiente artículo

Esto incluye un primer caso de uso sobre cómo utilizar "pxlDigit". Con suerte, el código Arduino vinculado ayudará con el trabajo de programación inicial. Pronto escribiré un artículo aparte sobre control sencillo. 🙂


Diviértete con el proyecto.

Espero que todo te haya funcionado como se describe. Si no es así, o si tiene alguna pregunta o sugerencia, hágamelo saber en los comentarios. Si es necesario, lo añadiré al artículo.
Las ideas para nuevos proyectos siempre son bienvenidas. 🙂

PS Muchos de estos proyectos, especialmente los proyectos de hardware, cuestan mucho tiempo y dinero. Por supuesto que hago esto porque lo disfruto, pero si crees que es genial que comparta la información contigo, me encantaría hacer una pequeña donación al fondo del café. 🙂

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27s comentarios

      1. ¡Hola!
        ¿Podría ser que falten los archivos de los dos puntos en el repositorio? Por supuesto, puede ser que simplemente no lo haya encontrado, ya que no tengo mucha experiencia en impresión 3D.

          1. ¡Muchas gracias por la rápida finalización! Ahora solo tengo que ver qué tipo de tuberías uso y qué tipo de fragmento de código uso para controlarlas.

          2. Hola Stefan,
            Con alegría. 🙂 Tomé varillas de aluminio de 8 mm. Las instrucciones para esto estarán disponibles pronto. Estoy casi trabajando en ello. 🙂
            Un pequeño fragmento de código para el control también debería estar en línea esta semana. 🙂

            Diviértete jugando.
            Atentamente
            Fabian

  1. También estoy esperando ansiosamente las instrucciones para las varillas de aluminio, ¡fragmento de código! También supongo que cambió su cableado alrededor de algunos para que los cables terminen a los lados en lugar de bajar. ¡Impresionante proyecto!

    1. Hola Mateo,
      Gracias por las palabras amables. 🙂
      Publiqué hace unos minutos otro proyecto que usa estos dígitos. También hay un Arduino Sketch vinculado donde se implementa parte de la funcionalidad de dígitos. Puedes encontrar el artículo aquí: https://nerdiy.de/en/howto-arduino-timer-time_timy-zur-visualisierung-von-zeitdauern-bauen/

      También implementé estos dígitos en mi proyecto pxlBlck. La mayor parte de la implementación comienza aquí: https://github.com/Nerdiyde/pxlBlck/blob/61e7425560fc868f5b20d4f1727bdc72e65b99fc/plugin/ESPEasy/_P205_pxlBlck.ino#L4271
      Espero que esto sea suficiente para un primer comienzo. También estoy trabajando en las instrucciones de construcción para la versión “varilla de aluminio”. Pero, por supuesto, esto necesita algo más de tiempo. 🙂
      atentamente
      Fab

    1. hola david,
      Gracias por hacérmelo saber. Corregí el error tipográfico en la lista de materiales. En realidad es un 60LEDs/m. Los enlaces deberían llevarlo a la tienda donde debe seleccionar el tipo correcto de tira de LED. 🙂
      atentamente
      Fab

  2. Estoy construyendo un sistema de control de lanzamiento semisimultáneo de 16 cohetes para los Cub Scouts. Buscando "aumentar" la emoción con una cuenta regresiva y un reloj de mensajes "estilo Apolo de la NASA". Necesita obtener seis pantallas de 7 segmentos de 8 ″ -12 ″. Debe ser de baja potencia (funcionando con baterías en medio del campo de cohetes). Pero debe ser "legible a la luz del día" (visto desde 25′-100′ a través del campo en los días soleados de mediados de julio. Gracias por cualquier sugerencia.

    1. Hola Roberto,
      desde mi punto de vista, debería ser posible construir esto. Por supuesto, el funcionamiento con batería es posible con una batería adecuada. La cuenta regresiva podría iniciarse a través de wifi en caso de que desee utilizar un microcontrolador compatible con wifi.
      Saludos cordiales
      Fab

  3. ¡Adiós!
    ¿Cómo sacaste los cables de la caja del reloj y dónde colocaste el microcontrolador?
    ¿Cómo conectaste los puntos con los otros dígitos?
    Atentamente

    1. Hola Floo33r,
      Desafortunadamente, todavía no he creado un tutorial detallado para ensamblar el reloj. Pero puedes obtener algunas impresiones de las siguientes publicaciones en mi canal de Instagram:
      Microcontrolador (instalado en una PCB personalizada detrás de un segmento de LED):
      https://www.instagram.com/p/B_-ATqcq92P/
      https://www.instagram.com/p/B-aHFEmq0J_/
      Ver más:
      https://www.instagram.com/p/B-4zcVJq0tg/
      https://www.instagram.com/p/B_9wSexq7Q1/
      https://www.instagram.com/p/B_SVyD_KovI/
      https://www.instagram.com/p/B-65v19jFEE/
      https://www.instagram.com/p/B-49RvVDpaY/
      https://www.instagram.com/p/B-fHD4PIx08/

      Atentamente
      Fabian

  4. Hola,

    Me encontré con el proyecto hace unos días y me gustaría reconstruirlo para que se realice una entrada a través de un teclado 4×4. Nano, Keypad y WS2812 ya están ahí.

    ¿Qué tendría que incorporar para que el número ingresado también se muestre en el segmento 7?
    Para nosotros, todo se trata del tiempo de vuelta en el deporte.

    Muchas gracias

  5. ¡Hola!

    Muy buen proyecto. Me gustaría reconstruir eso. ¿Podrías publicar el código y el esquema del reloj? Muchas gracias

    LG

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