【21ic第二届设计大赛】+互联网信息展示器-LED点阵屏-源码....

登录 · 发表于 2018-6-23 11:46

本帖最后由 chongdongchen 于 2018-8-19 16:39 编辑

源码在27楼。。
1、项目方案的构想和实施计划：

看到这么个活动，怎么说也得抽点时间来参加一下。
先确定显示器模块：
刚好这几天在DIY一个16*64的红绿双色LED点阵串口屏（已完成基本功能），此时不就刚好派上用场了吗。
将它作为本项目的显示器真是再好不过了，30cm*7.5cm的大小，放到客厅或者办公室，都是显得相当霸气！
有了显示器后，再确定核心部分——网络模块：
方案一：用树莓派或者香橙派。网络上例程很多，搞定这个项目相对比较简单。
方案二：用ESP8266模块，结合lua语言开发（nodemcu），但由于刚了解到lua，这个方案必定要走不少弯路。
两个方案比较：
1、成本。方案一的成本是方案二的很多倍，明显方案二胜出。
2、成品外观。虽然树莓派或者香橙派号称卡片电脑，但是明显比ESP8266模块大很多。ESP8266模块可以隐藏到LED点阵屏内部，看上去只有一个LED屏。所以方案二胜出。
3、开发难度。由于方案一玩的人很多，反而方案二由于玩的人相对很少，所以在技术资源上，方案一胜出。

4、个人愚见。很看好nodemcu和lua。
综上，选择方案二，配合正在DIY的LED点阵串口屏，做一个WiFi时钟（不用调时，没有累计误差）+天气预报显示。如果时间充裕，再增加其他功能（毕竟还要搬砖的哈）。

@chongdongchen · 发表于 2018-6-25 12:46

拿来比赛还是不错的。

@cazure · 发表于 2018-6-25 20:45

你也玩香橙派？你加的是香橙派的几群？

发表于 2018-6-25 21:36

不错不错

发表于 2018-6-26 08:58

加油，期待继续更新 ~

登录 · 发表于 2018-6-26 10:29

本帖最后由 chongdongchen 于 2018-6-26 10:30 编辑

2）硬件设计过程分享：
一、显示部分-LED点阵屏：
1-1、材料的准备：
LED点阵屏买的是成品板，某宝上很多，最终买了一款价格比较便宜的红绿半板，它的前面显示部分由16*64个双色LED组成，后面部分是由列驱动芯片+行驱动芯片+电平转换芯片构成。接口是标准接口HUB08，此接口最多可以控制2*16*64个双色LED，也就是一个单元板，由于我买的是半板，所以只需要驱动上半屏即可。
一般这种LED点阵屏都要搭配相应的控制卡、电源才可以运行，当时也看了几款不同厂家的多种控制卡，打算买来作为开发板，程序自己重新写过（主要的乐趣所在）。
但是想起之前逛某宝的时候买过几个STM8S003的最小系统板，虽然性能比不过专业的控制卡（控制卡好像没见过用8位机做的），但是做为自用不商用，不要搞动画特效，我想应该是没有问题的。电源手上也有一个，是5V/3A的，也够用了，那么就都利用起来吧（省钱，

）。
1-2、要完成那些指标：
a、自制的控制卡要求留出一个接口，供主机通讯。不用说，首选自然是串口。
b、通讯内容。主机只需要将待显示的字符串（要包括中文在内，毕竟我是中国人

），发送给LED屏，就能显示出来。
由于是双色屏，所以还要能通过串口设置字体颜色；又因为屏支持汉字，肯定要用到字库芯片（003单片机资源限制，必须外挂字库芯片），
所以增加设置ASCII字体（汉字只有一种字体可选）；另外还可以控制亮度和开关，暂时就这么多吧。
c、通讯协议。第一个想到的就是modbus，可以通用市面上很多产品。
再一个就是自由协议，由于modbus待crc校验，如果要减轻低端主机的计算量，那么就不合适。
最终决定先做好modbus（仅支持16命令，因为已经够用了），最后比较空闲的时候再增加自由协议，让两者兼容。
d、屏幕的刷新率。一般认为，LED动态显示时，刷新率只要大于30帧/秒就够了，人眼就感觉显示内容是静止不动的。
不过我认为是远远不够的，虽然看上去“静止”了，实际很晃眼，会有点晕的感觉，做LED灯具的应该懂这个，叫频闪，对眼睛很不好。
所以决定最起码做到100帧/秒以上。上限是003单片机的极限（目前已经实现稳定的250帧/秒）
附上原理图，手工搭棚，无PCB：

二、网络模块
材料：WiFi模块——ESP-12F

由于STM8S003最小系统板上面已经有1117-3.3稳压芯片，所以只需要把3.3V电源和串口接到ESP-12F模块即可。
不过这里要注意ESP-12F模块发射瞬间电流较大，所以电源这里要加电解电容提高稳定性。

下一步就是先把LED屏程序完善好，再去开发ESP-12F程序。
理科生文笔不好，将就看看吧。。

发表于 2018-6-28 21:13

期待期待

发表于 2018-6-30 20:08

期待期待，牛人是一波一波的呀！

发表于 2018-6-30 23:12

8266在无线控制这块运用较多，性能怎么样？

发表于 2018-7-9 11:13

本帖最后由 chongdongchen 于 2018-7-9 11:17 编辑

3）搭建平台；
4）程序设计；
5）调试过程；
由于工作任务重，进展比较慢。
这段时间主要完成了LED点阵屏的程序补充，以及ESP8266的联网测试。
LED点阵屏基本功能：
1、字符串显示。可以显示两行ASCII码字符，或者一行汉字+ASCII码字符，并且可以设置左右移动和上下移动，左右移动对长字符串的显示很有帮助。
2、通讯功能。外部主机可以通过串口和LED点阵屏通讯，主要的特点如下：
串口硬件参数：TTL3.3V,115200,N,8,1
通讯协议，完成了两种，自动识别：
1、modbus：支持命令：16(0x10)，具备标准的正常应答和异常应答。modbus测试软件测试通过不丢帧，有时间再用PLC或组态屏测试下。
2、自由协议：通过串口助手测试同步时间成功。
3、RTC功能。由于频率源使用的是STM8S003的内部IRC，所以对于RTC来说精度是完全不够的，需要8266在每分钟的第0秒主动同步一次，而8266的频率源是晶振，精度相对好很多，所以只需要每隔十几分钟，通过WiFi和NTP时间服务器同步一次即可。

ESP8266使用NodeMCU开发，它是一个开源的物联网平台，使用Lua脚本语言编程。
硬件使用的是某宝的开发板（自带虚拟串口比较方便），完成后在连接到LED点阵屏。
ESP8266已经实现的功能：
1、NTP时间服务器时间同步。同步成功后通过串口把时间发送出来，用串口调试助手观察。
2、天气预报。找了好多有相应接口的网站，最后选择了免费的，相对收费的信息量会少点，访问次数有限制（400次/小时），不过日常用足够了。现在已经通过ESP8266获取到了想要的数据。
目前LED点阵屏和ESP8266都是分开独立调试，还没有进行通讯测试。

@chongdongchen · 发表于 2018-7-17 14:11

你好，看到你提及DIY做出来的LED点阵串口屏，其实还可以做成WiFi时钟（不用调时，没有累计误差）+天气预报显示，从卖产品的层面来看，这个有望是一个爆款
1. 这个应用可以重叠於入门级智能音箱应用之上，分走一部分的市场份额。
青年人中，拖延症这麽流行，这应用该好切中大家的日常习惯痛点。
2. 因为已经有wifi，所以，其实加上扩音机後，便可实现播放音乐。软件用DuerOS就可以，当中有海量的音乐资源。
3. 音箱功能之上，另一个可以考虑的是，通过和协作类app做联动(都有ap开放接口)，这就可以深挖时钟的功能。
例如，团队之间的工作，时钟可以做到一对一或者一对多的提醒。
4. 如果在无印良品，网易严选，名创优品上出货，那就是最合适的to C渠道了。对应to B的话，得力及晨光，应该也是很合适的渠道。

因为我也有关注这类的应用，所以想和你交流一些意见。

登录 · 发表于 2018-7-17 22:12

本帖最后由 chongdongchen 于 2018-7-19 10:30 编辑

经过努力，已经实现了时间同步、天气预报、热点新闻。。
全家福和组装好的样子：

开机效果图：

视频效果（终于改成直接显示视频了，第一次只发了个播放地址

）：

如果无法播放，请点击此处在新窗口打开

发表于 2018-7-17 22:20

通过网页配置WiFi的功能也已经实现，到时候也拍起来看看

发表于 2018-7-18 08:17

不错，点阵屏玩的 666的

登录 · 发表于 2018-7-18 10:22

ESP12F模块应用原理图，焊接的时候没画，现在补上一张。

登录 · 发表于 2018-7-18 14:00

本帖最后由 chongdongchen 于 2018-7-18 14:04 编辑

为了能够方便的切换到不同环境的WiFi，需要

通过网页配置WiFi-ssid。

原理：手机或电脑等设备连接到ESP8266的热点，进入到配置主页192.168.1.1，配置成功后，ESP8266

会记住自动连接

此ssid。

开机后，按住按钮5秒以上，就可以开始配置WiFi了：

屏幕显示：

配置主页画面，看到两个输入框，可以手动输入ssid和密码，或者按下灰色按钮进行周边无线网扫描：

懒得输，扫描了一下，再点击第一个输入框，就可以选择自己需要连接的WiFi了，这时又想手动输入的话，点击灰色按钮有回到上个画面：

好了后点击绿色按钮进行保存操作：

现在这个网页可以关掉了，等一会就可以使用新配置的WiFi了。

登录 · 发表于 2018-7-18 17:19

一直开着，时不时地看看，这样就能发现一些细节问题并优化，比如这里，原来格式是：xx"热点新闻标题"，现在：TOPxx"热点新闻标题"：
好了，先运行个几天看看有没有bug

发表于 2018-7-20 11:08

本帖最后由 chongdongchen 于 2018-7-20 22:35 编辑

修复了一个热点新闻显示的瑕疵：原先是ESP8266定时间轮流给LED点阵屏发送热点新闻，这是因为STM8S003的RAM不够用，所以每次发一条，每条在STM8S003中预留100字节，对于热点的标题足够了。因为LED点阵屏这边显示周期不固定，所以会导致显示内容“假随机”，比如上一次显示TOP01，下一次可能就是TOP03。
现在这样解决：LED屏每当把收到的热点新闻转存到缓冲区的时候，向ESP8266回应一个消息，ESP8266收到此消息后才会发送下一条。现在已经实现顺序循环播放了。
另外，热点新闻每2分钟从服务器更新一次，存在ESP8266中。天气预报也是2分钟一次。

登录 · 发表于 2018-7-20 11:22

再更新一个功能，人体感应。
原来是指定每天的时间段开启显示，但是加班或者放假的问题不好解决，那干脆加一个人体感应功能吧，有人显示，否则延时关闭。
模块隐藏到屏后面，不影响美观。

如果无法播放，请点击此处在新窗口打开

就是这个感应模块：

发表于 2018-7-21 10:00

至此，这个设计算是完成了，接下来先运行并观察一段时间。工作如果不忙一些的话会再丰富一些功能（最近实在太忙）。
抽空再写一份总结。感谢大家的支持！

[创新制造展示] 【21ic第二届设计大赛】+互联网信息展示器-LED点阵屏-源码....

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