Android Things 单词时钟 – 用自然语言显示时间，支持多语言与语音控制

项目亮点

• **自然语言显示时间** – 仅点亮组成当前时间短语的字母（如 "IT IS TEN FIFTEEN"）
• **多语言支持** – 内置英语/意大利语激光切割字模，可扩展任意语言
• **智能家居集成** – 通过 Google Assistant / Firebase 远程调节颜色、亮度、时区
• **模块化硬件** – 支持 WS2801（直驱）与 WS2812B（需 Arduino Nano 中转）两种 LED 灯带

硬件架构

软件栈

• Android Things (已停止维护，建议迁移至 Android 10+ / LineageOS + ThingsBoard)
• Google Firebase Realtime Database – 存储颜色、亮度、时区配置
• Firebase Cloud Functions – 响应 Google Assistant 指令写入数据库
• Actions on Google – 配置 Smart Home trait (ColorSetting, Brightness)
• Android Nearby API – 手机伴侣 App 自动发现设备并配色

制作流程

1. 字模设计与激光切割

使用矢量软件排版所需语言的时间短语字母矩阵（如 11×10 字符），字母中心间距 = LED 间距（通常 10mm/16mm）。导出 DXF/SVG 激光切割。

2. LED 灯带重组

将灯带剪切为每行一段，按“蛇形”首尾相连（第 1 行左→右，第 2 行右→左…），焊接三/四根导线 (VCC, GND, DATA, CLK)。

3. 光学隔离

在与字模等大的木板上钻孔（孔径略大于字母笔画），每孔对应一颗 LED，LED 珠嵌入孔中并用胶带固定，确保光线仅照亮对应字母。

4. 组装

相框内依次放入：字模面板 → 隔光木板(含 LED) → 背板。引出数据线连接树莓派 GPIO (WS2801: SPI0 MOSI/SCLK) 或 Arduino Nano (WS2812B: D6)。

5. 固件烧录与配置

• Android Studio 导入项目，选择 Build Variants 对应语言与 LED 类型
• 配置 WiFi SSID/密码（首次可通过 adb 或串口注入）
• 部署运行，联网后自动同步 NTP 时间并开始显示

智能家居联动配置要点

1. Firebase 控制台创建项目，启用 Realtime Database 与 Cloud Functions
2. 部署提供的 functions/index.js，处理 action.devices.commands.ColorAbsolute 等指令
3. Actions on Google 控制台创建 Smart Home Action，账号关联 OAuth，同步设备
4. Android Things 端监听数据库 /clock/color /clock/brightness 节点变化，实时更新 LED

已知限制与迁移建议

• Android Things 官方已于 2022 年停止支持，建议改用 Raspberry Pi OS + Python/Node.js + MQTT 实现同等功能
• WS2812B 时序要求严格，树莓派 GPIO 直驱易受干扰，保留 Arduino Nano 中转更稳健
• 激光切割字模可改用 3D 打印透明字块 + 遮光墙，工艺更灵活

扩展创意

• 增加环境光传感器自动调节亮度
• 集成温湿度/空气质量传感器，闲时滚动显示
• 接入 Home Assistant，统一管理所有智能设备
• 设计磁吸模块化字模，随时切换语言/字体