Крутая WiFi панель / гирлянда на esp8266 своими руками

• Описание проекта
• Папки проекта
• Схемы подключения
• Материалы и компоненты
• Как скачать и прошить
• Полезная информация

Этот проект устарел. Новый проект "WiFi панель или гирлянда на ESP8266 / ESP32 с Web-интерфейсом" почти полностью повторяет функционал этого проекта, за исключением следующих позиций:

• В новом проекте в настоящее время в комплекте нет Android-приложения для управления и настройки.
• Android-приложение из версии 1.13 несовместимо с прошивкой в новом проекте
• Управление и настройка параметров нового проекта выполняется через Web интерфейс.
• Управление сторонним приложением или интеграция в Умный дом всё ещё возможна:
  Управление по каналам UDP и MQTT поддерживается как и раньше, за исключением некоторых изменений в API

Переход на Web-интерфейс упрощает процесс внедрения новых возможностей, которые будут дополняться по мере развития проекта

Если вы активно используете управление устройством через MQTT - оставайтесь на этой версии. В противном случае - переходите на новый проект. Поддержка этого проекта будет закрыта.

Описание проекта

Этот проект основан на проекте "Крутая WiFi лампа на esp8266 своими руками" с расширением возможностей работы на неквадратных широких матрицах с размерами от 23x11.
Основное назначение проекта - настенные экраны больших размеров или гирлянды на широкие балконы.
Также подходит с некоторыми ограничениями для матриц с размерами 16x16. Ограничение связаны с невозможностью отображения часов крупным шрифтом 5x7 для которого требуется матрица не менее 23 пикселей по ширине. Для матриц менее 23 колонок шириной в часах может использоваться только шрифт 3x5 для которого достаточно 15 колонок.

Железо

• Проект собран на базе микроконтроллера ESP8266 в лице платы NodeMCU или Wemos D1 mini (неважно, какую из этих плат использовать)
• Реализована поддержка микроконтроллера ESP32, имеющего больший размер оперативной памяти и быстродействие, что позволяет управлять матрицами с большим количеством светодиодов
• Матрица может быть реализована на адресной ленте или отдельных светодиодах WS8212b, спаянных в нити гирлянды проводами
• Также для компактных панелей может использоваться соединение нескольких гибких адресных матриц 16×16, состоящих из 256 диодов с плотностью 100 штук на метр, что позволяет легко получить панели размерами 32х16, 48x16, 64x16 и так далее (до 128 по ширине и/или высоте).
• Система управляется со смартфона по Wi-Fi в локальной сети или из любой точки мира через MQTT, а также “оффлайн” с кнопки на корпусе (сенсорная кнопка на TTP223 или любая физическая кнопка с нормально разомкнутыми контактами)
• В случае реализации проекта в виде большой настенной матрицы поддерживается функционал будильника-рассвет и индикация текущего времени на индикаторе TM1637, что позволяет в ночное время полностью выключать саму матрицу, оставляя возможность отображения текущего времени на этом индикаторе
• Поддерживается загрузка файлов анимации формата *.out программы Glediator с SD-карты.

Фишки

• Более 40 крутых эффектов с поддержкой отображения часов или текста бегущей строки поверх эффектов
• 4 интерактивные игры: Лабиринт, Змейка, Тетрис, Арканоид (в программе-компаньоне "WiFiPlayer")
• Отправка картинки со смартфона на матрицу (в программе-компаньоне "WiFiPlayer")
• Рисование на матрице (в программе-компаньоне "WiFiPlayer")
• Сохранение нарисованных изображения на SD-карте или во внутренней памяти микроконтроллера
• Загрузка сохраненных изображений на матрицу и в программу "WiFiPlayer" для редактирования
• Редактирование и создание картинок пользователя пригодных для загрузки на матрицу в утилите "JinxFramer".
• Регулировка яркости эффектов относительно яркости часов или текста бегущей строки, отображаемых поверх эффектов
• Возможность задания до 36 разных текстовых строк, задание порядка их "воспроизведения" a также параметров отображения. Тексты задаются из программы на смартфоне без необходимости перепрошивки контроллера. Как настроить. Обсуждение текстов.
• Поддержка текста бегущей строки с отображением оставшегося до события времени, например: "До Нового года осталось 5 дней 12 часов" и после наступления события - вывод специального текста, например: "С Новым 2022 годом!!!"
• Текст бегущей строки может отображаться различными цветами внутри одной строки
• Поддержка в бегущей строке шрифтов трех размеров: малый (5x8 точек), средний (8х13 точек), большой (10х16 точек) - настраивается в скетче при компиляции проекта
• Поддержка символов украинского и литовского языка (в этом случае - размер шрифта 5x11. 8x17, 10x20 точек)
• Настройка скорости и вариаций отображения для каждого эффекта со смартфона
• Поддержка эффектов анимации, подготовленных в программе “Jinx!”, сохраненных на SD карту
• Редактирование роликов анимации с SD-карты в утилите "JinxFramer".
• Создание кадров для эффекта "Анимация" в утилите "JinxFramer" для последующего экспорта кода, пригодного для включения в скетч проекта.
• Работа системы как в локальной сети, так и в режиме “точки доступа”
• Система получает точное время из Интернета
• Управление кнопкой: смена режима, настройка яркости, вкл/выкл, отображение текущего IP адреса устройства
• Режим будильник-рассвет: менеджер будильников на неделю в приложении
• Отображение текущего времени на индикаторе TM1637
• Отображение текущего времени на матрице поверх эффектов
• Отображение текстовых сообщений на матрице поверх эффектов
• Настройка сервера синхронизации времени из программы на смартфоне
• Установка текущего времени со смартфона вручную, если не удалось подключиться к серверу времени NTP
• Два режима работы индикатора времени TM1637 - светится постоянно или выключается вместе с панелью
• Пока время не получено с сервера NTP - на индикаторе TM1637 отображается --:-- вне зависимости от настройки "Выключать индикатор при выключении панели"
• Поддержка звука будильника / звука рассвета звуковой платой MP3 DFPlayer
• Настройки сетевого подключения (SSID и пароль, статический IP) задаются в программе и сохраняются в EEPROM
• Если не удается подключиться к сети (неверный пароль или имя сети) - автоматически создается точка подключения с именем PanelAP, пароль 12341234, IP 192.168.4.1. Подключившись к точке доступа из приложения можно настроить параметры сети. Если после задания параметров сети WiFi соединение установлено - в приложении на смартфоне виден IP адрес подключения к сети WiFi.
• Отображение текущего IP адреса устройства на индикаторе TM1637 или на матрице в режиме бегущей строки
• Быстрое включение популярных режимов из приложения
• Четыре программируемых по времени режима, позволяющие, например, настроить автоматическое выключение панели в ночное время и автоматическое включение панели вечером в назначенное время
• Два специальных режима времени - "Рассвет" и "Закат". Время рассвета и заката на текущий день берется с сервера погоды при получении текущих погодных условия и температуры
• Получение текущей температуры воздуха и погоды с сервера Яндекс.Погода или OpenWeatherMap. Полученные данные могут отображаться в бегущей строке или в режиме отображения времени вместе с часами Код региона (города) указывается в настройках в программе на смартфоне. Настройка погоды - тут
• Возможность управления из любой точки планеты через подключение к MQTT-серверу из приложения на смартфоне или с использованием ассистентов умного дома (Яндекс Алиса, Google Ассистент и т.д.)
  Настройка подключения к MQTT-серверу здесь
  Описание API управления устройством здесь
• Поддержка составных матриц, собранных из стандартных матриц 8x8, 16x16, 8x32 в одну матрицу большого размера.
• Настройка размеров матрицы (ширины и высоты), а также способ ее подключения - угол, направление из угла задаются в приложении-компаньоне WiFiPanelSetup без необходимости перепрошивки микроконтроллера.
• Синхронизация эффектов между устройствами. Может быть создано до 10 групп устройств, количество устройств в группе - не ограничено.
• Беспроводная трансляция эффектов на матрицу устройств из специализированных программ типа Jinx!, Wixen Lights, xLights и подобных по протоколу sACN Streaming ACN E1.31 DMX
• Новое! Возможность работы со сборными матрицами, собранными из сегментов любых размеров, с любым способом подключения (угол, направление из угла, зигзаг/параллельная).

Эффекты:

• Заливка панели белым или другим выбранным цветом
• Снегопад
• Блуждающий кубик
• Пейнтбол
• Радуга (горизонтальная, вертикальная, диагональная, вращающаяся)
• Огонь
• The Matrix
• Шарики
• Конфетти
• Звездопад
• Шумовые эффекты с разными цветовыми палитрами
• Плавная смена цвета заливки панели
• Светлячки
• Водоворот
• Мерцание
• Северное сияние
• Циклон
• Тени (меняющийся теневой рисунок на матрице)
• Демо-версия игры Тетрис - автоигра без возможности управления
• Демо-версия игры Лабиринт - автоигра без возможности управления
• Демо-версия игры Змейка - автоигра без возможности управления
• Демо-версия игры Арканоид - автоигра без возможности управления
• Демо-версия игры Эволюция (симулятор жизни) - автоигра без возможности управления
• Движущийся синус
• Палитра (лоскутное одеяло)
• Имитация графического индикатора спектра, движущегося "в такт музыке".
• Вышиванка
• Дождь
• Камин
• Стрелки
• Погода (слайдшоу или отображение текущих погодных условия)
• Отображение анимированных картинок
• Фоновые узоры (нотки, сердечки, снежинки, зигзаги и т.п.)
• Анимация с SD карты
• Звезды - вспышки крестообразных "звезд" по всему полю матрицы
• Штора - имитация светодиодной шторы на окне

Игры:

Доступны в приложении-компаньоне "WiFiPlayer"

• Лабиринт
• Змейка
• Тетрис
• Арканоид

Кнопка управления режимами, последовательность переключения:

Будильник сработал, идет рассвет или мелодия пробуждения

• Любое нажатие кнопки отключает будильник

  Долгое удержание кнопки

• При включенной панели - плавное изменение яркости
• При выключенной панели - включение яркой белой панели освещения (только для сборки типа "Лампа" - DEVICE_TYPE == 0)

  Однократное нажатие кнопки

• Включение / выключение панели. При включении возобновляется режим на котором панель была выключена.

  Двухкратное нажатие кнопки

• Ручной переход к следующему режиму

  Трехкратное нажатие кнопки

• Включение демо-режима с автоматической сменой режимов по циклу

  Четырехкратное нажатие кнопки

• Включение яркой белой панели освещения из любого режима, даже если панель была "выключена" /для сборки типа "Лампа"/
  Отображение IP адреса панели на матрице и на индикаторе TM1637, если подключение к локальной WiFi сети установлено /для сборки типа "Панель"/

  Пятикратное нажатие кнопки

• На индикаторе TM1637 и на матрице отображается IP адрес панели, если подключение к локальной WiFi сети установлено /для сборки типа "Лампа"/

Папки

ВНИМАНИЕ! Если это твой первый опыт работы с Arduino, читай инструкцию

• Android - файлы с приложениями, примерами для Android и MIT App Inventor
• firmware - прошивки
• libraries - библиотеки проекта.
• pics - примеры картинок для загрузки / отображении на матрице
• schemes - схемы подключения компонентов
• sounds - звуковые файлы будильника для размещения на SD-карте
• tools - полезные утилиты, Jinx! и другие
• wiki - файлы раздела wiki-страниц GitHub

Схема

Варианты схем с различным набором компонент, для микроконтроллеров ESP8266 - NodeMCU, Wemos d1 mini, ESP32 представлены здесь.

Вариант релизации от Дмитрия (7918514) - схемы, фотографии сборки и готового изделия, печатные платы - все материалы доступны по ссылке в папке "Монстр".

Материалы и компоненты

Ссылки оставлены на магазины

Полный список компонентов есть в статье https://alexgyver.ru/matrix_guide/

• NodeMCU http://ali.ski/_1FJZ, https://ali.onl/1FjU
• Wemos D1 mini http://ali.ski/FuTgbO, https://ali.onl/1FjS https://ali.onl/1Fk1
• Wemos D1 mini Pro https://ali.onl/1FjT https://ali.onl/1Fk0
• Матрица 16x16 http://ali.ski/BCKQT http://ali.ski/bRW14 http://ali.ski/X-tBrQ
• Адресная лента (для DIY матрицы) http://ali.ski/rqgqdq http://ali.ski/4Ma9iH
• Готовая гирлянда на 20/50/100 диодов (2м/5м/10м) https://ali.onl/1Fk3 https://ali.onl/1Fk4 https://ali.onl/1Fk5
• Сенсорная кнопка http://ali.ski/aWQBAa http://ali.ski/rsOrSB
• Резисторы http://ali.ski/UEez2
• БП 5V (брать 3A минимум) http://ali.ski/K-CThT http://ali.ski/3UWXJ
• MP3 DFPlayer http://ali.onl/1gY1 http://ali.onl/1gY3
• SD card shield https://ali.onl/1FjV https://ali.onl/1FjW https://ali.onl/1FjZ
• Динамики http://ali.onl/1h3u https://ali.onl/1FjX
• Проводочки http://ali.ski/JQRler http://ali.ski/_SuCF
• Дисплеи TM1637 https://ali.onl/1Fkg https://ali.onl/1Fkf
• Диоды кремниевые выпрямительные https://ali.onl/1Fmw https://ali.onl/1Fmy
• MOSFET IRF4905 https://ali.onl/1Fsl https://ali.onl/1Fsm
• MOSFET IRF3205 https://ali.onl/1Fsn https://ali.onl/1Fso
• Реле управления питанием https://ali.onl/1HBY https://ali.onl/1HBZ https://ali.onl/1HC0

Вам скорее всего пригодится

• Всё для пайки (паяльники и примочки)
• Недорогие инструменты
• Все существующие модули и сенсоры Arduino
• Электронные компоненты
• Аккумуляторы и зарядные модули

Как скачать и прошить

• Первые шаги с Arduino - ультра подробная статья по началу работы с Arduino, ознакомиться первым делом!
• Скачать архив с проектом

  На главной странице проекта (где ты читаешь этот текст) вверху справа зелёная кнопка Clone or download, вот её жми, там будет Download ZIP

• Установить библиотеки в
  C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries\ (Windows x64)
  C:\Program Files\Arduino\libraries\ (Windows x86)
• Подключить внешнее питание 5 Вольт
• Подключить Arduino к компьютеру
• Запустить файл прошивки (который имеет расширение .ino)
• Настроить IDE (COM порт, модель Arduino, как в статье выше)
• Настроить что нужно по проекту
• Нажать загрузить
• Скачать и установить на смартфон GyverPanelWiFi
• Пользоваться

Подробная инструкция тут

Важно

Если проект не собирается (ошибки компиляции) или собирается, но работает неправильно (например вся матрица светится белым и ничего не происходит) - проверьте версии библиотек. Данный проект рассчитан на работу с версиями библиотек поддержки плат ESP версии 2.7.4 и библиотеки FastLED версии 3.4.0 или более новой - 3.5.0;

Не используйте библиотеку поддержки плат ESP8266 (ядро) версии 3.x.х и ESP32 версии 2.x.x - с ними проект работать не будет ввиду несовместимости с библиотекой FаstLED указанных версий

Если в качестве микроконтроллера вы используете Wemos D1 - в менеджере плат для компиляции все равно выбирайте "NodeMCU v1.0 (ESP-12E)", в противном случае, если выберете плату Wemos D1 (xxxx), - будет работать нестабильно, настройки не будут сохраняться в EEPROM, параметры подключения к локальной сети будут сбрасываться каждый раз при перезагрузке, плата вместо подключения к локальной сети будет каждый раз создавать точку доступа.

Полезная информация

• Cайт Alex Gyver
• Канал Alex Gyver на YouTube
• YouTube канал про Arduino
• Видеоуроки по пайке
• Видеоуроки по Arduino