开源推荐050期 | LED点阵时钟 - 《开源硬件OSHWHub》

本期开源推荐，给大家带来两个工程，分别是：

高精度LED点阵时钟（作者myseil）
矩阵时钟（作者414048A）

声明

项目原作者为HACK实验室，本次推荐工程是参考仿制的，若需转载请注明原作者。
原工程出处：https://mp.weixin.qq.com/s/CzFLiuspfYBcMXaWzcPgMA
HACK实验室视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1s54y1R77t

工程名称：高精度LED点阵时钟

工程作者：myseil（点击查看作者更多工程）
工程链接：https://oshwhub.com/myseil/gao-jing-duled-dian-zhen-shi-zhong
（点击链接可直接在线打开原理图、PCB）

开源推荐050期 | LED点阵时钟 - 图1

主要特性：

主控使用ESP-12S或者ESP-12F均可，价格便宜；
DS3231MZ+高精度时钟芯片，离线走时精准，误差小；
AMS1117-3.3电源芯片，主控供电稳定；
驱动采用MAX7219，价格便宜，可以实现16级亮度调整;
小型化LED点阵屏，4块也不超过10cm，可以嫖嘉立创5元打样；
源码完全开放，可以添加更多功能；

源码参考
https://github.com/schreibfaul1/ESP8266-LED-Matrix-Clock
https://mp.weixin.qq.com/s/CzFLiuspfYBcMXaWzcPgMA
特别注意
此项目为共阳极点阵，其他作者都是共阴极的，请参考【源码参考】，请注意点阵极性！
首先，我认为你已经可以通过【Arduino】对ESP8266进行烧录。
我参考的项目都是共阴极的LED，如果你也想用共阴极，可以参考【HACK实验室】的升级版矩阵时钟。
如果采用我这个项目，偷懒的可以直接下载【工程附件】中的“MatrixClock.ino”进行。
项目采用的共阳极LED点阵，BOM是因为没有找到共阳极的用共阴极代替了！

原理图（点击工程链接可在线打开原理图）

开源推荐050期 | LED点阵时钟 - 图2
开源推荐050期 | LED点阵时钟 - 图3

工程附件：

MatrixClock.ino
4153c6c9302cc7f59a72be71c92e4287.mp4
IMG_E0661.mp4
uper_video_1604016060531405.MP4

（工程附件点击跳转原文下载）

工程名称：高精度LED点阵时钟

工程作者：矩阵时钟（点击查看作者更多工程）
工程链接：https://oshwhub.com/414048A/ju-zhen-shi-zhong
（点击链接可直接在线打开原理图、PCB）
开源推荐050期 | LED点阵时钟 - 图5

一、关于电子矩阵时钟介绍
该款电子时钟需要通过手机软件EspTouch进行配网，在安装有电池的情况下，配网过后断电重新上电也能正常显示时间信息，通过wifi模块ESP8266-12S为主控，采用Arduino编程，将从阿里云授时服务平台获取到的时间信息通过程序转为SPI通信方式传递控制四块88的点阵驱动芯片MAX7219，每块MAX7219单独作用于对应的88点阵屏，而RST按键与SW2按键则是为了更方便下载程序以及ESP8266模块复位操作
二、原理图部分介绍
我们将整个电路原理图分为了两个部分，下面简称A部分（主板）、B部分（顶部显示板）

（A1）：下载程序；
下载程序部分我们采用的是CH330N芯片（原作者使用的是CH340N，区别不大），它与普通USB转TTL芯片差别不大，同时它再不需要采用外部晶振，为贴片封装，引脚数为8P，引脚数量较少，所以我们选择了它
从数据手册中得知，由于ESP8266-12S下载程序要求比较苛刻（首先要将模块处于复位状态，在然后将模块的IO0口处于低电平，最后松开），所以我们设计了复位按键与下载程序按键，分别为RST与SW2
（A2）：电源管理：
电源管理使用的是AMS1117DC-DC芯片，该芯片为贴片封装，芯片输入口配备有100uF钽电解电容于0.1uF无极性贴片电容，他们的作用是滤除输入电源中的一些交流成分，并且有储存电能的作用，同时能够保护芯片的正常使用延长寿命；而芯片输出口也配有输入口相同的电容，作用与输入电容类似，防止后续电路电源出现波动，电容胜似一个蓄水池起到浪涌保护的作用。
当然在DS3231高精度时钟管理芯片旁边单独有一块电池CR1220，由于电源掉电不能保持时钟继续运行，所以为DSS3231芯片配备有专用电池供电，并且通过BAT54C（类似于数字电路中的“或门”）对输入电源进行选择（可以选择电池供电与电源供电，默认是电源供电，依据两者电压差而定）
（A3）：联网模块：
联网部分采用ESP8266-12S模组，正常工作时外部电路由数据手册中可得，主要作用是连接网络，定时访问阿里云授时服务平台获取当前时间信息并校准，同时由内部编写好的程序将获取到的时间信息通过程序算法转为SPI通信协议数据发送给级联的点阵驱动芯片进行驱动显示
（B1）：数据处理：
将芯片发过来的数据首先传入第一块MAX7219芯片（多位LED 显示驱动器），通过移位操作，输出数据高电平的时候点亮LED矩阵（共阴极）中相应的LED灯，以达到显示相应数据的功能
三、电路设计思路
观察电路图可以发现，在USB接口处采用了两种连接方式，分别是TYP-C和micro口，他们分别是对称放置，再能更方便用户使用的同时，也时电路更加安全可靠（对称放置时，如果插入了TYP-C数据线，那么就无法使用micro接口，如果使用micro接口，那么TYP-C接口也无法使用，起到限制作用，但也让用户可以自行选择自己要使用的接口）
电路板做了圆角处理，电路板做圆角处理不仅方便了使用，而且对于安全性以及美观性得到了更好的提高，这样也是这个矩阵时钟的产品价值所在，同时在wifi天线部分做了镂空以及圆角处理，放置在使用过程中或者携带过程中，由PCB于模组之间的直角卡槽钩住衣物或者皮肤表面导致破损等
在主板与顶板的连接处采用的是排针排母进行连接，所以对高度的限制主要由排针排母有关，如果有小伙伴觉得高度较高可以采用刚柔结合PCB或者连接线进行设计连接，但主体思路不变
四、产品外观设计
产品顶面使用的是4mm透明亚克力板，主板PCB和顶板PCB之间采用的是11mm铜柱进行连接，而顶板PCB和亚克力板采用的是6mm通孔铜柱，顶部和底部共计8颗M3螺丝进行固定。

五、配网**
下载程序使用Arduino下载程序，点击下载过后等待软件编译完成，按下复位RST按键1s后按住SW2按键，然后松开RST，最后松开SW2，等待下载成功
首先手机上安装软件EspTouch（乐鑫官网下载），然后连接您家的WIFI（不要为5G，选择4G—2.4Gwifi），打开位置定位，输入wifi密码，设备上电，点击软件“一键配网”，稍等片刻即可，按下RST按键