Интерактивный таймер обратного отсчёта с LED-дисплеем и Bluetooth-управлением

Компоненты и материалы

Adafruit Neopixel 8x8 RGB LED matrix	×	1
SparkFun Bluetooth Modem - BlueSMiRF Silver	×	1
Пьезо-зуммер	×	1
Провода male-male	×	1
Провода female-male	×	1
Arduino UNO	×	1
Мини макетная плата	×	1
Портативный Powerbank (5V)	×	1
Pin-разы (header pins)	×	1
Lumina 635 (Windows Phone 10)	×	1

Инструменты

• Паяльник и припой

Приложения и сервисы

• Microsoft Windows 10 IoT Core

О проекте

Введение

Моей 6-летней дочери нет чувства времени. «Ещё 2 минуты» — она не отличает 30 секунд от 10 минут. Таймер микроволновки она не видит из игровой и не слышит из спальни. Решил сделать портативный таймер с наглядным отображением времени.

Начал с числового обратного отсчёта на 16x2 LCD — скучно. Даже если она знает, что 45 больше 15, не ощущает, сколько времени осталось. Перешёл к визуализации — песочные часы на 8x8 матрице. 8x16 лучше, но песочные часы тоже неинтересны.

После экспериментов с дочерью выбрали этот дизайн: многоцветные капли падают и накапливаются по мере прохождения времени. Каждые несколько секунд (1/64 интервала) загорается один светодиод. Когда все 64 загорятся — время вышло, матрица мигает, зуммер пищит.

Интервалы выбираемы: 1, 2, 5 минут и т.д. Удаленное управление голосом через Windows Phone: говоришь интервал — таймер стартует. Когда время вышло, можно добавить время тоже голосом (в Bluetooth-радиусе).

Основа: Arduino Uno, Neopixel 8x8 RGB матрица, Bluetooth-модуль. Круто, что Neopixel нужен только 1 пин — остальные свободны. Bluetooth для связи с телефоном. Приложение Windows Virtual Shields for Arduino на телефоне позволяет использовать возможности телефона в скетче.

Проект для начинающих, 30–45 минут (если есть опыт с Arduino). Если совсем новичок — посмотрите вводные видео (рекомендую серию Jeremy Blum).

Если сделаете улучшения — делитесь в комментариях!

Полезные ресурсы:

• Windows On Devices — гайд по Virtual Shields
• Adafruit Neopixel Uberguide
• Библиотека Nulsom для LED-матриц
• YouTube: Jeremy Blum’s Arduino Tutorial Series

Предварительные требования

1. Настроить Arduino для Windows Virtual Shields (инструкция).
2. Настроить Windows Phone и ПК для Virtual Shields (инструкция).

Примечание: если нет Windows 10 и Visual Studio 2015, подготовка займёт 2–3 часа (больше всего автоматическое).

Необходимые детали

Компоненты:

1. Arduino Uno + стандартный USB A/B кабель
2. Neopixel 8x8 RGB LED matrix
3. Bluetooth-модуль
4. Пьезо-зуммер
5. Провода male-male и male-female
6. Мини-макетная плата
7. Lumina 635 (или другой Windows Phone 10)
8. Опционально: угловые pin-разы
9. Опционально: портативный 5V powerbank

Инструменты:

1. Паяльник и припой

Инструкции по сборке

Шаг 1: Подключение LED-матрицы к Arduino (15 мин)

Детали: Arduino Uno, Neopixel 8x8, 3-pin header, провода, мини-макетка.
Инструменты: паяльник, припой.

Пробовал разные матрицы — шилды занимали все пины и конфликтовали с RX/TX (D0/D1) при добавлении Bluetooth. Neopixel идеален: 1 управляющий пин, нет конфликтов.

Сначала припаяйте 3-pin header к матрице (прямые или угловые — по вашему креплению, male/female — под ваши провода). Я использовал угловые male — что было под рукой. Можно паять провода прямо, но header гибче.

Только 3 соединения:

1. Arduino 5V → свободный ряд на макетке → male-female провод к 5V матрицы.
2. Arduino GND → male-female провод к GND матрицы.
3. Любой цифровой пин (кроме D0, D1) → male-female провод к DIN матрицы. Я использовал D9.

Важно: порядок пинов 5V, GND, DIN может отличаться у разных производителей — проверяйте надписи на плате!

Шаг 2: Тест матрицы (5 мин)

Почти у всех матриц есть библиотека. Adafruit имеет свою, но я предпочёл библиотеку Nulsom — светодиоды гаснут корректно при очистке, Virtual Shields работает стабильнее.

Скачайте библиотеку Nulsom, положите в Arduino/libraries. Откройте пример в IDE, загрузите — красивые огни!

Шаг 3: Подключение Bluetooth-модуля (5 мин)

Детали: Bluetooth-модуль, провода.
Инструменты: не нужны.

Первый раз использую Bluetooth — очень просто. BlueSMiRF Silver от SparkFun — замена последовательного кабеля. Припаяйте male header, вставьте в макетку.

Питание: Vcc модуля → шина 5V (из шага 1), GND → GND Arduino.
Serial: TX модуля → RX Arduino (D0), RX модуля → TX Arduino (D1).

Важно: с подключенными TX/RX Bluetooth нельзя загружать скетч через IDE. Отключайте их перед загрузкой, потом верните.

Шаг 4: Подключение пьезо-зуммера (5 мин)

Детали: Пьезо-зуммер, провода.
Инструменты: не нужны.

У зуммера 2 пина. Вставьте в макетку, «+» → цифровой пин Arduino (я использовал D3), «-» → GND.

Шаг 5: Загрузка кода (10 мин)

Скачайте код с GitHub, откройте в Arduino IDE.
Отключите TX/RX Bluetooth, загрузите скетч, снова подключите TX/RX.
Запустите приложение Virtual Shields на телефоне, свяжите с Bluetooth-модулем (см. требования).
Нажмите Reset на Arduino.
Когда попросит — скажите интервал в телефон (например, «one»). Начнётся анимация.

Шаг 6: Делаем портативным (5 мин)

Детали: 5V powerbank.
Зарядите powerbank от ПК или розетки. Подключите USB-кабель Arduino к powerbank — готово, таймер портативен, можно носить во двор.

Код

Countdown Timer

https://github.com/peejster/Countdown-Timer

Схемы

countdown_timer.fzz