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ESP32-S3 RGB LED 矩阵网络时钟项目 - 5 种彩虹色

ESP32-S3 RGB LED 矩阵网络时钟项目 - 5 种彩虹色

ESP32-S3互联网时钟,带彩虹色效果

该项目是一个ESP32-S3 RGB矩阵互联网时钟,能够连接Wi-Fi,从NTP服务器同步当地时间,并滚动显示时间。HH:MM在内置的8×8 RGB NeoMatrix上格式化。与实色或随机颜色版本不同,这款时钟使用平滑的彩虹色效果,每个字符在滚动时会持续地在RGB色谱中变化。时钟还会定期显示日期,并在白天和夜晚之间自动调节亮度。

ESP32-s3_互联网时钟动画

这只钟是如何工作的

一旦通过 USB-C 提供电源,ESP32-S3 将连接到您的 Wi-Fi 网络并从互联网获取当前本地时间。显示屏通常滚动显示时间,但在设定的间隔内会切换显示日期。时间和日期都采用动态彩虹效果显示,创建出在小型 8×8 矩阵上的生动动画效果。

使用的库

该草图依赖于以下库:

#include <WiFi.h>
#include "time.h"
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_NeoMatrix.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>

安装Adafruit NeoMatrix使用Arduino库管理器。它的依赖项,包括Adafruit GFX LibraryAdafruit NeoPixel将自动安装。

重要用户配置

矩阵数据引脚(内置RGB矩阵)

虽然RGB矩阵已连接到ESP32-S3开发板,但仍必须在代码中定义数据引脚:

#define MATRIX_PIN 14

GPIO 14 在 ESP32-S3 RGB 矩阵板上通常使用。如果您的板卡变种使用不同的引脚,请更新此值。

Wi-Fi SSID 和密码(区分大小写)

将Wi-Fi凭据替换为您自己的网络详细信息:

const char* WIFI_SSID     = "your WIFI";
const char* WIFI_PASSWORD = "passW0rd";

重要:Wi-Fi SSID 是区分大小写. 一个名为的SSID"Book"不等于"book"如果字母的大小写不完全匹配,ESP32-S3 将无法连接。

NTP 服务器、时区和夏令时

时钟通过互联网 NTP 服务器同步时间:

const char* ntpServer = "pool.ntp.org";

当地时间是通过这些时差计算的:

// Toronto-ish: UTC-5, plus 1 hour DST
const long  gmtOffset_sec     = -5 * 3600;
const int   daylightOffset_sec = 3600;
  • gmtOffset_sec:UTC偏移量(以秒为单位)(例如:UTC-5 =-5 * 3600)
  • daylightOffset_sec使用3600如果夏令时处于活动状态,或者0如果不使用

这些值是通过以下方式应用的:

configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);

自动昼夜亮度调整

亮度会根据当前时间自动调整:

const int DAY_BRIGHTNESS = 40;
const int NIGHT_BRIGHTNESS = 5;
const int NIGHT_START_HOUR = 22;
const int NIGHT_END_HOUR = 6;

在晚上10点到早上6点之间,矩阵会调暗以减少眩光。在白天时间,恢复正常亮度。

彩虹色效果

该项目使用经典的RGB色轮生成平滑的彩虹色。每个字符都以稍微不同的颜色偏移绘制,颜色会随着时间变化,产生流畅的彩虹动画。

// Helper to create Rainbow Colors
uint32_t Wheel(byte WheelPos) {
  WheelPos = 255 - WheelPos;
  if (WheelPos < 85) {
    return matrix.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);
  }
  if (WheelPos < 170) {
    WheelPos -= 85;
    return matrix.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);
  }
  WheelPos -= 170;
  return matrix.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);
}

随着文本滚动,每个字符在RGB光谱中逐渐移动,产生一种连续的彩虹效果,在小型8×8显示屏上看起来尤为壮观。

时间和日期显示行为

时钟为时间和日期维护独立的缓冲区:

  • 时间: HH:MM
  • 日期: MMM DD(例如JAN 08)

日期以固定间隔显示:

const uint32_t dateIntervalMs = 60000; // Show date every 1 minute

在每个完整的滚动周期结束时,代码决定是继续显示时间还是切换到日期。

在8×8矩阵上的滚动逻辑

由于显示器仅宽 8 像素,文本顺畅地从右向左滚动。一旦文本完全退出屏幕,光标会重置,并加载下一个内容(时间或日期)以供下次播放。

演示

上传草图并通过USB-C为电路板供电后:

  • ESP32-S3 连接到您的 Wi-Fi 网络。
  • 时间从互联网同步。
  • 时间在流逝HH:MM格式
  • 日期定期出现
  • 所有文本都以平滑的动画彩虹效果呈现。
  • 显示器在夜间会自动变暗,白天则会变亮。

下载和链接

本文下方提供了完整的源代码。实用工具和参考资料,包括RGB颜色选择器,也在本文下方链接。

图像

ESP32 S3 Matrix
ESP32 S3 Matrix
ESP32 S3 Matrix  pin out
ESP32 S3 Matrix pin out
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix-3
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix-3
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix1
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix1
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix-2
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix-2
ESP32-s3_internet_clock_animation
ESP32-s3_internet_clock_animation
872-ESP32-S3 RGB LED Matrix Internte Clock Project 5 - Rainbow Color
语言: C++
/*
 * =====================================================================================
 * ESP32-S3 CLOCK - RAINBOW DATE & SOLID TIME - Project 5- RAINBOW MODE
 * =====================================================================================
 watch video https://youtube.com/shorts/4iWjLiD7fS8
 📚⬇️ Download and resource page https://robojax.com/RJT842
 * Author: Gemini (AI Thought Partner) & Ahmad Shamshiri (Robojax.com)
 * Date: 07 Jan 2026

 * =====================================================================================
 * ESP32-S3 INTERNET RGB CLOCK - RAINBOW MODE

 * * FEATURES: 
 * - Full Rainbow: Time and Date use flowing rainbow colors.
 * - Auto-Brightness: Dims at night (22:00 to 06:00).
 * - Custom WiFi: Robust connection logic with retries.
 * =====================================================================================
 */

#include <WiFi.h>
#include "time.h"
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_NeoMatrix.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define MATRIX_PIN 14

// 👇 REPLACE these with your real home WiFi name & password
const char* WIFI_SSID     = "your WIFI";
const char* WIFI_PASSWORD = "passW0rd";

// NTP (time) server
const char* ntpServer = "pool.ntp.org";

// Toronto-ish: UTC-5, plus 1 hour DST. 
const long  gmtOffset_sec     = -5 * 3600;  // -5 hours
const int   daylightOffset_sec = 3600;      // +1 hour for DST

// --- BRIGHTNESS CONFIGURATION ---
const int DAY_BRIGHTNESS = 40;
const int NIGHT_BRIGHTNESS = 5;
const int NIGHT_START_HOUR = 22;
const int NIGHT_END_HOUR = 6;

// --- INTERVALS & TRACKING ---
unsigned long lastDateShowMs = 0;
const uint32_t dateIntervalMs = 60000; // Show date every 1 minute
bool isShowingDate = false;

Adafruit_NeoMatrix matrix(8, 8, MATRIX_PIN,
  NEO_MATRIX_TOP    + NEO_MATRIX_LEFT +
  NEO_MATRIX_ROWS   + NEO_MATRIX_PROGRESSIVE,
  NEO_RGB           + NEO_KHZ800);

char timeText[6] = "00:00";
char dateText[10] = "";
char currentDisplayText[12] = ""; 
int16_t scrollX = 8;
unsigned long lastScrollMs = 0;
const uint16_t scrollIntervalMs = 100;
unsigned long lastTimeUpdateMs = 0;

// Helper to create Rainbow Colors
uint32_t Wheel(byte WheelPos) {
  WheelPos = 255 - WheelPos;
  if(WheelPos < 85) {
    return matrix.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);
  }
  if(WheelPos < 170) {
    WheelPos -= 85;
    return matrix.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);
  }
  WheelPos -= 170;
  return matrix.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);
}

void updateClockData() {
  struct tm timeinfo;
  if (!getLocalTime(&timeinfo)) return;
  
  // Update Time and Date strings
  snprintf(timeText, sizeof(timeText), "%02d:%02d", timeinfo.tm_hour, timeinfo.tm_min);
  strftime(dateText, sizeof(dateText), "%b %d", &timeinfo);
  for (int i = 0; dateText[i]; i++) dateText[i] = toupper(dateText[i]);

  // Handle Night Dimming
  if (timeinfo.tm_hour >= NIGHT_START_HOUR || timeinfo.tm_hour < NIGHT_END_HOUR) {
    matrix.setBrightness(NIGHT_BRIGHTNESS);
  } else {
    matrix.setBrightness(DAY_BRIGHTNESS);
  }
}

void scrollDisplay() {
  matrix.fillScreen(0);
  
  int len = strlen(currentDisplayText);
  int16_t x = scrollX;

  // Draw each character with a shifting rainbow color
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    uint8_t colorPos = (uint8_t)((i * 30) + (millis() / 5)); 
    matrix.setTextColor(Wheel(colorPos));
    matrix.setCursor(x + (i * 6), 0);
    matrix.print(currentDisplayText[i]);
  }

  matrix.show();
  scrollX--;

  int16_t textWidth = len * 6;
  if (scrollX < -textWidth) {
    scrollX = matrix.width();
    
    // Switch between Date and Time at end of cycle
    if (millis() - lastDateShowMs > dateIntervalMs) {
      strcpy(currentDisplayText, dateText);
      lastDateShowMs = millis();
      isShowingDate = true;
    } else {
      strcpy(currentDisplayText, timeText);
      isShowingDate = false;
    }
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(1000);
  Serial.println("\nESP32-S3 Rainbow Clock Initializing...");

  // Connect to WiFi
  Serial.print("Connecting to WiFi: ");
  Serial.println(WIFI_SSID);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);

  int retries = 0;
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && retries < 30) { // ~15s timeout
    delay(500);
    Serial.print(".");
    retries++;
  }
  Serial.println();

  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    Serial.println("WiFi connection FAILED");
  } else {
    Serial.print("WiFi connected. IP: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
  }

  // Configure time via NTP
  configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);
  Serial.println("Waiting for time...");
  delay(2000); // small wait for initial sync

  matrix.begin();
  matrix.setTextWrap(false);
  matrix.setBrightness(DAY_BRIGHTNESS);
  
  updateClockData();
  strcpy(currentDisplayText, timeText); // Load initial time
}

void loop() {
  unsigned long now = millis();

  // Update time digits and check brightness every second
  if (now - lastTimeUpdateMs >= 1000) {
    lastTimeUpdateMs = now;
    updateClockData(); 
  }

  // Handle the scrolling animation
  if (now - lastScrollMs >= scrollIntervalMs) {
    lastScrollMs = now;
    scrollDisplay();
  }
}

资源与参考

文件📁

Fritzing 文件