Y-Clock (IKEA FREKVENS HACK)

This is about upcycling of the IKEA-FREKVENS Object.

With this modification you turn Frekvens into Y-CLOCK: A Web Connected Display, which basically acts as an Internet Clock.

What is „FREKVENS“
The original Product was intended to operate as a audio driven display of stored images:

So if you listen to music it would display arrows, bars, stars and other patterns. That’s it. So its pretty useless and boring. My opinion.

Modification

The provided software allows for displaying up to four digits in the display. That is normally hours and minutes.
The Arduio Sketches below are a starting point for your own projects and works as a simple WiFi Clock.

The RED Button changes the brightness.

The installation/usage is simplified by using a WiFi-Manager.

Additional Version support a LDR for automatic brightness control and an MQTT-Client to display Messages from home Automation.


Y-Clock Internet Connected Device. Showing the Time. 8:56. Detailed description in the Make: Magazine. We suggest you buy one.

PARTS NEEDED

This! is all you need: Frekvens and Wemos D1 Mini Pro. Even the Resistor/LDR is optional.

WIFI Manager

Y-Clock is an Internet connected device . It needs your Wifi-Credentials to connect to your Router.

The setup is very Easy since it comes with a „Wifi-Manager“ to Setup your Network Connection.

If you start the Y-Clock for the first time, there is a new Network available, named Y-Clock.

  1. Search for WiFi Networks
  2. Connect your Phone to Y-Clock.
  3. WiFi Manager appears
  4. Select Configure-Wifi
  5. Select your Router (SSID)
  6. Enter your Network password.

    The Y-Clock stores the password and reconnects. After a minute it can display the network time. The Clock will Display „AP“ and „OK“ if connection is successful.

Getting Network Time

To get international Time, define a Time Server and your Timezone. In Berlin we use CET-1 hour. Summer / Winter Time is automatically changed. More Information on Time Zones is provided here: https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/TZ-Variable.html

define MY_NTP_SERVER "at.pool.ntp.org"

define MY_TZ "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

configTime(mySetup.time, MY_NTP_SERVER);

Then you can access the Timeserver Data an a regulary basis

time(&now); // read the current time
localtime_r(&now, &tm); // update the structure tm with the current time

year = tm.tm_year + 1900;
month = tm.tm_mon + 1;
day = tm.tm_mday;.dow = tm.tm_wday;
hour = tm.tm_hour;
minute = tm.tm_min;
msecond = tm.tm_sec;

SAMPLE ARDUINO SKETCHES

Use these sketches for your Arduino IDE. Adjust your board settings to Wemos D1 Mini.
For the WiFi Manager you have to Install the library „Tzapu Wifi Manager“.
You can donwload it here: https://github.com/tzapu/WiFiManager.

Y-Clock with WifiManager

Y-Clock with WifiManager and LDR Option

Y-Clock with WifiManager and MQTT Client

NOT MAKE ?

if you do not like to make the unit by yourself: Check ebay for Y-CLOCK and buy a fully assembled and tested unit.

or MAKE !

The modification is straightforward:

  • buy Frequenz, and a wemos d1 mini pro,
    optionally : a LDR and a 100k resistor.
  • flash the wemos d1 mini pro before assembly!
  • open the product – (see pictures below)
  • unsolder and remove the built in green electronics board
  • connect the wemos d1 mini pro like displayed
  • reassemble the product
To open the back cover, loosen the four screws nd use a provided M4 screw to pull out the back.
Swap the back away, and remove the four screws in the unit bottom
remove all 8 bolts
Pull out this fixation element on all four corners
After removing the bolts, pull the holders towards inside of the cube and pull up the inner holder cage.
Put the cage aside.
Remove four lower bolts and the two additional black holders.
Then pull out the LED Board.

Remove the transparent front diffusor. It does not improve the quality.

Image of disassembled FREKVENS

Disassemble Electronics:

Keep white Power Lines soldered.
Unsolder the three Button-Wires (black,White, Red) from the green Board,
Unsolder the green board.

WIRING of Wemos D1 Mini Pro

  1. Optional solder Resistor and LDR
  2. Connect Power/Gnd and 4 Data Wires to white LED Board
  3. Connect the three Button wires (red,black,white)
  4. Check

In this image you can see how we prepared the connections for the Wemos D1-mini-pro.
Please do use ca 10cm wires ! If they are too short, you may have problems to reassemble!

Here are the connections:

D8,D7,D6,D5 are connected to the LED Board

D2 and D4 are used to connect the two buttons.

(red wire = GND/0, White D4, Black D2)

OPTIONAL LDR

We can use A0, together with an LDR and a 100k Resistor as an optional brightness sensor,

  • LDR is connected to A0 and +3V3,
  • R100k to GND and A0

Schematic for LDR Option

If you want to adjust the brightness of the Display in relation of the ambient light, add this line of Code for LDR

to be executed every minute in the main loop:

brightness = map(analogRead(A0), 1024, 0 ,200,254);

MQTT

The pre-built Firmware has an Option to Display Messages from MQTT Servers. Currently it supports anonymous login only. You can send any Text Message. The Y-Clock currently subsribes two topics for Line1 and Line2 Texts. In the Video PPM2.5 Values are displayed on Line1 and PPM10 Values on Line2. These Features are currently under development.

WEB INSTALLER

Use our web installer at http:o-clock.eu, to install the firmware direct on the wemos-d1-mini-pro. Choose Y-Clock for Frekvens for this project. A manual is available from the o-clock.eu website.

EXTENDED SOFTWARE

NEW: If you like to have more than one Frekvens-Object, you can distribute the time digits to two, three, four or even six units by selecting the digits to be displayed. That is pretty funny! There are many Display Modes to select from, as shown in the picture. The small „20“ on the second cube from left is the seconds. Also there is the current date and day of week available. You have to press the YELLOW Button to select the digits to display. This option is available on the extended Software via o-clock.eu.

WEB INTERFACE

The Y-Clock extended Software features a Web Interface to Control and Setup the Clock.

You can Choose fonts, set the brightness levels and pretty new: It has a MQTT Client to display Text Messages in the Network Tab. Also you can distribute the Display to many Frekvens Objects. Download the extended Software via o-clock.eu. You will find a manual there too. If you like you can enable one of the provided weird digital and logic fonts…

The web interface provides detailed settings for the y-clock

FONT OPTIONS

if you like you could use some of our nerdy fonts to impress your friends …

have fun !

https://www.buymeacoffee.com/pixelkoenig

Y-Clock (IKEA FREKVENS HACK)

11 Gedanken zu „Y-Clock (IKEA FREKVENS HACK)

  1. Hallo, heute habe ich mit dem Frekvens beschäftigt. Beim Verbinden der Kabel ist mir aufgefallen, dass die Verbindungen für die Buttons auf der schematischen Zeichnung und dem Foto unterschiedlich sind. Auf dem der schematischen Zeichnung ist das weiße Kabel mit D2 verbunden und das schwarze Kabel mit mit D4. Auf dem Foto ist es umgekehrt. Richtig scheint mir das Foto zu sein. Anschließend funktioniert auch alles super, solange das USB-Kabel angeschlossen ist. Wenn ich dann aber auf die Stromversorgung des Frekvens umstelle, leuchtet keine LED, die Internetverbindung wird nicht aufgebaut. Am 5V Pin des Wemos D1-mini-pro liegen etwa 3,7 Volt an. Strom ist also da. Wo könnte das Problem sein?

    1. Hallo Dirk,
      Mir scheinen die 3.7 V zu wenig zu sein um den 5v->3.3V Regler des Wemos zu bedienen. Warum das so ist (nur 3.7 anstatt 4V) kann ich nur schwer sagen. Vielleicht ein schwaches Netzteil dieser Frekvens 😟
      Der Wemos braucht viel Strom beim aktivieren des WLAN.
      Eine Diode in Reihe mit dem internen Trafo könnte sie Spannung auf ca. 3.3v für den 3v3 Spannungseingang des Wemos reduzieren.
      Auf das Diagramm muss ich nochmal schauen. Frekvens uns Obegränsd sind unterschiedlich.

      1. Danke Dir. Vielleicht liegt es auch am Wemos (oder an meinem Lötzinn). Ich habe in einem zweiten Versuch den Strom vom Frekvens an GND und 5V angelötet. Dann ging auch nichts. Im dritten Versuch habe ich den Strom vom Frekvens über einen schraubbaren USB-Stecker mit dem USB-Anschluss des Wemos verbunden. Jetzt geht alles ohne Probleme – auch bei höchster Helligkeit.

  2. Hallo,
    danke für diese super Idee – die wollte ich gleich mal ausprobieren auf meinen D1 Mini Pro (ESP8266)

    Von deiner Seite https://o-clock.eu/ wollte ich die y-clock auf meinen ESP8266 flashen, aber es geht nicht. Die Demo von ESP Web Tools war erfoglreich.
    Ist dies von der Seite nicht für den ESP8266 gedacht oder mach ich da Grundsätzlich was falsch?

    1. Hi,
      schön das Du die Y-Clock probieren möchtest. Teste doch bitte einfach zuerst irgendeine andere Wemos D1 Mini Version der Software. Es steht ja dabei für welche CPU es gedacht ist. Und bitte den Chrome Browser verwenden!

      Melde Dich wenn es nicht klappt.
      Grüssse

  3. Hallo,
    erstmal Danke für die Projekte, habe beide soweit erfolgreich (FREKVENS und OBERGRÄNSAD) am laufen.
    Allerdings habe ich bei beiden das Problem, dass nach einem Neustart die Zeit nicht automatisch geholt wird.
    Über die Weboberfläche muss ich mindestens 2mal auf „Get net time“ klicken, danach wird die akutelle Zeit angezeigt. Habe beide (X-/Y-clock) über das WebUpdate auf 0.1.18 aktualisiert.
    Habe schon mehrfach neu geflasht, eigenen Timeserver konfiguriert, etc. nix geholfen.

    Für einen Tipp wäre ich dankbar 🙂

    Viele Grüße
    Matthias

    1. Hallo Mathias,
      Der Eintrag für den Timeserver ist neu.
      Ggf wird da etwas falsch gemacht. Mir ist bisher nicht aufgefallen das die Zeit nicht aktuell wäre . pool.ntp.org war die Default Einstellung. Wie gesagt müsste ich prüfen und hier etwas dazu posten. Die 18 Version ist ja noch inoffiziell… 😉

  4. Hallo Armin,
    vielen Dank für die Mühe die Du in das Projekt gesteckt hast! Ich habe mit Obegränsad begonnen und das Teil auch quasi fertiggestellt. Leider habe ich ganz zum Schluss aus Unachtsamkeit 4 der LEDs geschrottet, kannst Du einen Tipp für Ersatz geben?

    Nachdem ich aber auch für Obegränsad nicht den richtigen Platz gefunden habe, ist das Teil erst einmal auf die „Muss-ich -irgendwann-mal -fertig-machen-Liste“ gewandert. Und ich habe mich Frekvens zugewandt.
    Hier habe ich ein schönes Plätzchen im Auge wo es gut hinpassen wird. Angeregt hatte mich Dein Bild mit den 4 Würfeln nebeneinander. Ich habe die Umsetzung ab Würfel 2 anders gewählt als bei Dir und den Wemos rückwärtig im Inneren an der Netzteilabdeckung positioniert. Hier gibt es bereits eine Ausprägung in die das Board perfekt hineinpasst. Die Anschlussdrähte zum LED-Board habe ich dazu etwas länger ausgeführt.
    Den LDR habe ich in eine der oberen rückwärtigen Gewindemuttern eingesetzt. Alles in allem bekommt man so auch eine recht simple Montage hin. Bei Würfel Nr. 1 war es schon ein ziemliches Gefummel beim Zusammenbau, vor allem durch den inneren Halterahmen.

    Nun zu meiner „Kritik“ bei 4 Würfeln mit der 18er Software: Teilweise wird nach Spannungswiederkehr vereinzelt kein Zeitsignal abgerufen oder übernommen. Der Würfel verbleibt im Jahre 1970.
    Die Uhren laufen nicht synchron, Würfel 2 zeigt die Sekunden und wenn diese auf 00 schalten sollten ja zeitgleich die Minuten von Würfel 1 umschalten. Das passiert aber stets mit einer zeitlichen Differenz von einigen Sekunden. Es scheint das sich bei längerer Laufzeit alles etwas annähert, war bei mir aber nie perfekt synchron. Kann man hier noch Abhilfe schaffen?
    Soweit erst einmal von meinen Erfahrungen und nochmals vielen Dank für Deine Arbeit. Sollten Bilder vom Zusammenbau interessant sein, dann melde Dich kurz.

    Gruß André

    1. Hi, ja das Problem mit der asynchronität ist mit bekannt, hab es noch nicht erforscht…. Ich behalte es im Auge ..
      Ich glaube man müsste die Sekunden öfter abfragen…
      Zu den Leds: leider keine Idee, habe das Board nie ausgebaut..

      Liebe Grüsse und danke für den Kaffee!

  5. Gerne geschehen!
    Es wäre klasse wenn sich hier noch etwas tun würde. Betreibst Du denn aktiv noch Entwicklung in der Richtung?
    Eine Frage habe ich vorhin noch vergessen. Du empfiehlst den Diffusor weg zu lassen. Das Lichtbild ist dann klarer, so mein Eindruck, da der Lichtschein sich nicht auf benachbarte Löcher überträgt. War das der Hintergrund?
    Allerdings hatte ich bei schrägem Blickwinkel dann eine andere Farbwahrnehmung, das gefiel mir nicht so gut, da die Würfel dann je nach Blickrichtung scheinbar andere Lichtfarben hatten.
    Ich hatte kurz überlegt zu versuchen die Noppen zu trennen und einzeln einzusetzen, hab das aber aus Mangel an Freizeit wieder verworfen. 😉

    Einen schönen Restsonntag!

    1. Hallo Andre,
      1. Das Projekt wird weiterentwickelt. Offiziell ist Version 17, gearbeitet wird an der 18. Hier lag der Schwerpunkt auf der User-Animation und User-Fonts. Wünsche für Erweiterungen betrafen die bessere Synchronisation, Fernsteuerbarkeit, ggf Integration in Hausautomation, automatisches Wechseln der Anzeige… Weitere Wünsche gerne hier posten. Alles werde ich nicht realisieren können. Aber ich behalte es im Sinn.
      2. Es kommt ein Artikel dazu in der nächsten make:, da werden bestimmt auch weitere Anregungen kommen.
      3. Diffusor: Ich persönlich mag es ohne Diffusor, da mir der hohe Kontrast wichtig ist. Genau, die Pixel sind dann klar getrennt. Mit Diffusor ist es sehr schwammig. Die Farbänderung nehme der eingefärbten LEDS nehme ich dafür in Kauf, ich mag den 80er LED Anzeige Look – Letztlich Geschmacksache. Um den Diffusor zu verbessern müsste man die einzelnen Pixel trennen. Ziemlich aufwändig..

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