code/rhandorf-vfd-clock/rhandorf-vfd-clock.ino

   1 //NodeMCU  Wemos D1
   2 //Arduino as ISP
   3 #include <SPI.h>
   4 #include <NTPClient.h>
   5 #include <ESP8266WiFi.h>
   6 #include <WiFiUdp.h>
   7 #include <Adafruit_NeoPixel.h>
   8
   9 #include "config.h"
  10
  11 /*
  12  * TO CONFIGURE YOUR SSID AND TIME ZONE, EDIT CONFIG.H
  13  */
  14
  15 #define LED_PIN D6
  16 #define LED_COUNT 6
  17
  18 static uint16_t hue = 0; // 0-359
  19 uint8_t saturation = 100; // 0-100
  20 uint8_t lightness = 50; // 0-100
  21
  22 unsigned int HColor = 0;
  23 unsigned int MColor = 0;
  24 unsigned int SColor = 0;
  25
  26 unsigned int Hour1 = 0;
  27 unsigned int Hour2 = 0;
  28 unsigned int Minute1 = 0;
  29 unsigned int Minute2 = 0;
  30 unsigned int Second1 = 0;
  31 unsigned int Second2 = 0;
  32
  33 WiFiUDP ntpUDP;
  34 NTPClient timeClient(ntpUDP, "pool.ntp.org", utcOffsetInSeconds);
  35 Adafruit_NeoPixel strip(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
  36
  37 //arduino
  38 //const int dataPin = 13;   //Outputs the byte to transfer
  39 //const int loadPin = 11;   //3 //Controls the internal transference of data in SN74HC595 internal registers
  40 //const int clockPin = 12;  // 4//Generates the clock signal to control the transference of data
  41
  42 //nodeMCU
  43 //const int dataPin = 14;   //Outputs the byte to transfer
  44 //const int loadPin = 0;   //3 //Controls the internal transference of data in SN74HC595 internal registers
  45 //const int clockPin = 4;  // 4//Generates the clock signal to control the transference of data
  46
  47 //wemos
  48 const int dataPin = 14;  //D5 //Outputs the byte to transfer
  49 const int loadPin = 0;   //D3 //3 //Controls the internal transference of data in SN74HC595 internal registers
  50 const int clockPin = 4;  //D2 // 4//Generates the clock signal to control the transference of data
  51
  52 byte digits[10] {
  53   0b11111100, //0
  54   0b01100000, //1
  55   0b11011010, //2
  56   0b11110010, //3
  57   0b01100110, //4
  58   0b10110110, //5
  59   0b10111110, //6
  60   0b11100000, //7
  61   0b11111110, //8
  62   0b11100110  //9
  63 };
  64
  65 void setup() {
  66   Serial.begin(115200);
  67
  68   HColor = 0;
  69   MColor = HColor + COLOR_OFFSET;
  70   SColor = MColor + COLOR_OFFSET;
  71
  72   pinMode(dataPin, OUTPUT);
  73   pinMode(loadPin, OUTPUT);
  74   pinMode(clockPin, OUTPUT);
  75   digitalWrite(loadPin, 0);
  76   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000000);
  77   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000000);
  78   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000000);
  79   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000000);
  80   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000000);
  81   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000000);
  82   digitalWrite(loadPin, 1);
  83
  84   WiFi.begin(ssid, password);
  85   int i=0;
  86   int b=0;
  87   while ( WiFi.status() != WL_CONNECTED ) {
  88     delay ( 500 );
  89     digitalWrite(loadPin, 0);
  90     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[i]); //right
  91     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[b]); //left
  92     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000000);
  93     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000000);
  94     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000000);
  95     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000000);
  96     digitalWrite(loadPin, 1);
  97     i++;
  98     if (i==10) {
  99       i=0;
 100       b++;
 101     }
 102     if (b==9 && i==9) {
 103       digitalWrite(loadPin, 0);
 104       shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00000001); //right
 105       shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00001011); //right
 106       shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00111010); //00111111
 107       shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00001010); //right
 108       shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b00001010); //right
 109       shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b10011110); //left
 110       digitalWrite(loadPin, 1);
 111       delay(10000);
 112       i=0;
 113       b=0;
 114     }
 115   }
 116   timeClient.begin();
 117   strip.begin();           // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED)
 118   strip.show();            // Turn OFF all pixels ASAP
 119   strip.setBrightness(25); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
 120
 121   chase();
 122 }
 123
 124 void chase() {
 125   byte disp = 0;
 126   for (unsigned int j=0; j<5; j++) {
 127     for (unsigned int i=0; i<8; i++) {
 128       digitalWrite(loadPin, 0);
 129       bitSet(disp, i);
 130       shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, disp); //right
 131       shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, disp); //left
 132       digitalWrite(loadPin, 1);
 133       delay(25);
 134       bitClear(disp, i);
 135     }
 136   }
 137 }
 138
 139 void casino() {
 140   for (unsigned int i=0; i<20; i++) {
 141     digitalWrite(loadPin, 0);
 142     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[random(0,9)]); //right
 143     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[random(0,9)]); //left
 144     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[random(0,9)]); //left
 145     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[random(0,9)]); //left
 146     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[random(0,9)]); //left
 147     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[random(0,9)]); //left
 148     digitalWrite(loadPin, 1);
 149     delay(25);
 150   }
 151 }
 152
 153 /**
 154  * Map HSL color space to RGB
 155  *
 156  * Totally borrowed from:
 157  * http://www.niwa.nu/2013/05/math-behind-colorspace-conversions-rgb-hsl/
 158  *
 159  * Probably not the most efficient solution, but
 160  * it get's the job done.
 161  */
 162 uint32_t hsl(uint16_t ih, uint8_t is, uint8_t il) {
 163
 164   float h, s, l, t1, t2, tr, tg, tb;
 165   uint8_t r, g, b;
 166
 167   h = (ih % 360) / 360.0;
 168   s = constrain(is, 0, 100) / 100.0;
 169   l = constrain(il, 0, 100) / 100.0;
 170
 171   if ( s == 0 ) {
 172     r = g = b = 255 * l;
 173     return ((uint32_t)r << 16) | ((uint32_t)g <<  8) | b;
 174   }
 175
 176   if ( l < 0.5 ) t1 = l * (1.0 + s);
 177   else t1 = l + s - l * s;
 178
 179   t2 = 2 * l - t1;
 180   tr = h + 1/3.0;
 181   tg = h;
 182   tb = h - 1/3.0;
 183
 184   r = hsl_convert(tr, t1, t2);
 185   g = hsl_convert(tg, t1, t2);
 186   b = hsl_convert(tb, t1, t2);
 187
 188   // NeoPixel packed RGB color
 189   return ((uint32_t)r << 16) | ((uint32_t)g <<  8) | b;
 190 }
 191 /**
 192  * HSL Convert
 193  * Helper function
 194  */
 195 uint8_t hsl_convert(float c, float t1, float t2) {
 196
 197   if ( c < 0 ) c+=1;
 198   else if ( c > 1 ) c-=1;
 199
 200   if ( 6 * c < 1 ) c = t2 + ( t1 - t2 ) * 6 * c;
 201   else if ( 2 * c < 1 ) c = t1;
 202   else if ( 3 * c < 2 ) c = t2 + ( t1 - t2 ) * ( 2/3.0 - c ) * 6;
 203   else c = t2;
 204
 205   return (uint8_t)(c*255);
 206 }
 207
 208 void loop() {
 209   timeClient.update();
 210
 211   unsigned int b=0;
 212   unsigned int Hour = timeClient.getHours();
 213   unsigned int Minute = timeClient.getMinutes();
 214   unsigned int Seconds = timeClient.getSeconds();
 215
 216   digitalWrite(loadPin, 0);
 217   shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0b000000000000000000000000000000000000000000000000);
 218   digitalWrite(loadPin, 1);
 219
 220   chase();
 221
 222   while (Seconds<60) {
 223     Hour1 = (Hour/10U) % 10;
 224     Hour2 = (Hour/1U) % 10;
 225     Minute1 = (Minute/10U) % 10;
 226     Minute2 = (Minute/1U) % 10;
 227     Second1 = (Seconds/10U) % 10;
 228     Second2 = (Seconds/1U) % 10;
 229     unsigned int pause = 1000;
 230
 231     strip.setPixelColor(0, hsl(HColor, saturation, lightness));
 232     strip.show();
 233     strip.setPixelColor(1, hsl(HColor, saturation, lightness));
 234     strip.show();
 235     strip.setPixelColor(2, hsl(MColor, saturation, lightness));
 236     strip.show();
 237     strip.setPixelColor(3, hsl(MColor, saturation, lightness));
 238     strip.show();
 239     strip.setPixelColor(4, hsl(SColor, saturation, lightness));
 240     strip.show();
 241     strip.setPixelColor(5, hsl(SColor, saturation, lightness));
 242     strip.show();
 243
 244     HColor = (HColor + 1) % 360;
 245     MColor = (MColor + 1) % 360;
 246     SColor = (SColor + 1) % 360;
 247
 248     #ifdef SPIN_CASINO
 249     if (Second2==0) {
 250       casino();
 251       pause=500;
 252     } else {
 253       pause = 1000;
 254     }
 255     #else
 256     pause = 1000;
 257     #endif
 258
 259     digitalWrite(loadPin, 0);
 260
 261     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[Second2]); //right
 262     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[Second1]); //left
 263     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[Minute2]); //right
 264     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[Minute1]); //left
 265     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[Hour2]); //right
 266     shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, digits[Hour1]); //left
 267     digitalWrite(loadPin, 1);
 268     delay(pause);
 269     Seconds = Seconds+1;
 270   }
 271 }