Színes, szinkronizált érintő lámpák: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ehhez a projekthez két olyan lámpát készítünk, amelyek érintéssel megváltoztathatják színüket, és amelyek szinkronizálhatják ezt a színt egymással az interneten keresztül. Ezt karácsonyi ajándékként használtuk egy barátomnak, aki egy másik városba költözött. Megkapta az egyik lámpát, a másik velünk marad. Így mindkettőnknek szép megjelenésű lámpája van, miközben színeket is tudunk küldeni egymásnak. Ez egy szép és hűvös módja annak, hogy kommunikáljunk egymással, még akkor is, ha külön -külön, és sokkal könnyebb kommunikációs forma, mint szöveggel, hanggal vagy képekkel.

Ezt a projektet a német Netzbasteln rádióműsor Syncenlight projektje ihlette, bár a szoftvert némileg módosítottuk, és kifinomultabb lámpákat építettünk projektünkhöz. A videóban láthatja, hogyan működik. Bemutató célokra a két lámpa közvetlenül egymás mellett áll - de még akkor is működne, ha a bolygó ellentétes oldalán lennének (mindaddig, amíg van WiFi).

1. lépés: Szükséges készségek, eszközök és alkatrészek

Mivel a lámpa elektronikáját be kell forrasztanunk, a projekthez szükséges speciális képességek a forrasztási készségek és az elektronika alapvető ismeretei. Ha megérti a szoftverfejlesztés néhány alapvető dolgát, az előny lenne, mert a szoftvert igényei szerint módosíthatja. De ha csak úgy szeretné használni, ahogyan mi tettük, akkor csak töltse le a szoftvert, és töltse fel saját lámpájára.

A lámpához szükséges alkatrészek a fenti képen láthatók. Ha pontosan úgy akarja felépíteni, mint mi, akkor erre van szüksége:

• 100 kΩ -os ellenállás
• egy Wemos D1 mini (vagy bármely más ESP8266 alapú kártya)
• néhány WS2812B LED (akár egy, akár egy csík)
• néhány kábel
• USB -kábel (ugyanaz, mint a legtöbb okostelefonhoz, adatkábelnek kell lennie)
• fém virágcserép
• egy üvegváza
• egy doboz jégvirág spray (vagy valami hasonló)
• két fapálcika
• egy kis karton (a Wemos D1 mini méretű)

A lista utolsó öt elemét azok közül választottuk, amelyeket az egyedi lámpákhoz terveztünk. Ezt az izzólámpát fogjuk példaként használni ebben az utasításban. Építhet saját lámpát pontosan úgy, mint ez, de természetesen kreatív is lehet ezen a részen, és saját tervezésű lámpáját úgy tervezi, ahogy akarja. Amint a képeken látható, a második, amit építünk, másképp néz ki, mint az első, és már vannak ötleteink az új lámpatervezéshez. Tehát ez az a rész, ahol szinte végtelen lehetőségek vannak.

Természetesen nem csak az alkatrészekre van szükségünk, hanem az eszközökre is, hogy mindent összeállítsunk. Ehhez a következő elemekre van szükségünk:

• forrasztópáka (plusz forrasztópáka)
• valami csiszolópapír
• olló
• melegen olvadó pisztoly
• egy fűrész

Most, hogy megvan minden, amire szükségünk van, elmagyarázzuk a lámpa alapötletét, hogyan működik mindez, és természetesen a lámpa felépítését is.

2. lépés: Az alapötlet és működése

Az alapötlet látható a bekötési sémában. A projekt középpontjában a Wemos D1 mini kártya áll, amely ESP8266 mikrokontrollerrel rendelkezik. Az ESP8266 előnye, hogy olcsó, és közvetlenül a fedélzeten van WiFi, pontosan erre van szükségünk. A Wemos D1 mini kártyát használtuk, mert ezzel a kártyával nincs szükség további eszközökre a szoftver mikrokontrollerre történő feltöltéséhez (a szabványos USB -adatkábel kivételével). De bármilyen ESP8266 alapú tábla működhet ebben a projektben.

A lámpa vezérléséhez kapacitív érintésérzékelőt szeretnénk használni (tehát ugyanaz az alapelv, mint a legtöbb okostelefon kijelzőjén). Egy ilyen érintésérzékelő úgy állítható össze, hogy egy 100 kΩ -os ellenállást csatlakoztat az ESP8266 két érintkezőjével (esetünkben a D2 és D5 csapokkal), majd egy további vezetéket csatlakoztat a D5 tűhöz, majd ezt a vezetéket egy fémlemezre forrasztja. Hol forrasztja ezt a vezetéket, az a kiválasztott lámpa kialakításától függ. A bekötési sémában csak egy általános fémlemezt használtunk, de a sajátos lámpatervezésünkhöz ezt a kábelt forrasztottuk a lámpa fém edényrészéhez. Ha érdekli, hogy ez pontosan hogyan működik, akkor egy jó magyarázat található az Arduino könyvtár webhelyén, amelyet a kapacitív érintésérzékelő programozására használtunk.

Most, hogy van valami, amivel megérinthetjük a lámpa vezérlését, a következő dolog, amire szükségünk van, egy fényforrás. Ehhez WS2812B LED -eket használtunk. Ezeket széles körben használják különböző projektekben, és fő előnyük, hogy számos LED színét szabályozhatja egyetlen adatkapcsolat használatával az első LED és a mikrokontroller között (esetünkben az ESP8266 D8 -hoz van csatlakoztatva). Projektünkben négy WS2812B LED -et használunk. A bekötési sémában kettő látható, de a további LED -ek hozzáadása pontosan úgy működik, mint a második: A második LED DOUT -érintkezőjét a harmadik DIN -hez kell csatlakoztatni, a VSS -t és a VDD -t pedig a földelőcsaphoz és a 5V -os tű. Azok a WS2812B LED -ek könnyen programozhatók, pl. az Adafruit NeoPixel könyvtárával.

Most megvan minden szükséges összetevő: WiFi -képes mikrokontroller, érintőérzékelő a lámpa és maga a fényforrás vezérléséhez. A következő lépésekben leírjuk, hogyan kell felépíteni a tényleges lámpát, és hogyan kell feltölteni a szoftvert, és mit kell tennie annak érdekében, hogy két (vagy több) lámpa szinkronizálhasson az interneten keresztül.

3. lépés: Az elektronika forrasztása

Tehát először az összes elektronikus alkatrészt össze kell forrasztani. Először az egyes WS2812B LED -ek forrasztásával kezdtük (az előző lépésben bemutatott és leírt módon). Ha megismételnénk ezt a projektet, akkor valószínűleg csak a WS2812B LED -eket vásárolnánk szalag formájában. Ezeket a csíkokat úgy lehet vágni, hogy pontosan annyi LED -e legyen, amennyit csak akar, majd csak be kell forrasztania a szalag DIN, VDD és VSS csatlakozóit az ESP8266 D8, 5V és G csapjaihoz. Ez könnyebb lenne, mint ahogyan mi csináltuk, de az egyes WS2812B LED -ek együttes forrasztása is lehetséges, amint az a képeken is látható (bár a forrasztási kötéseink nem túl szépek - de működnek)

Ezután forrasztottuk az ellenállást a D2 és D5 csapok közé. A D5 érintkezőnél további huzalt is kell forrasztani, amelyet később a lámpa azon részére kell forrasztani, amely érintőérzékelőként funkcionál. A képeken látható, hogy az ellenállást nem közvetlenül a laphoz forrasztottuk, hanem a csatlakozókat forrasztottuk a táblához, amelybe aztán behelyeztük az ellenállást. Ennek oka az volt, hogy ki akartuk deríteni, hogy melyik ellenállás működik a legjobban ebben a projektben, de az ellenállást közvetlenül a táblához is forraszthatta.

Utolsó lépésként most csatlakoztathatjuk az USB -kábelt a Wemos D1 mini USB -csatlakozójához (győződjön meg róla, hogy rendelkezik USB -adatkábellel - vannak olyan kábelek is, amelyek csak töltéshez, de nem adatátvitelhez használhatók, de szükségünk van a szoftver későbbi villanása).

4. lépés: A lámpa építése

Most, hogy az elektronikus alkatrészek készen állnak, elkezdhetjük a tényleges lámpa gyártását. Ehhez szeretnénk felülről megvilágítani a vázát LED -jeinkkel, és azt szeretnénk, hogy a lámpa fénye szórt legyen. Mivel a váza üvege nagyon tiszta volt, Ice Flower Spray -t használtunk, hogy az üveg fagyosabb megjelenést kölcsönözhessen. Számos spray -változat áll rendelkezésre, amelyek fagyosabb vagy diffúzabb megjelenést kölcsönözhetnek az üvegnek, így csak nézheti, amit talál. Ha ezt a spray -t használja, győződjön meg arról, hogy minden jól megszáradt, mielőtt folytatja. Ez a használt permetezéstől függően több órát is igénybe vehet.

A lámpa építéséhez meg kell győződnünk arról, hogy a fém virágcserép a megfelelő magasságban a váza tetején marad, és az elektronika az edény belsejében van rögzítve, hogy a LED -ek megvilágítsák a vázát. Ehhez a két fapálcát, a csiszolópapírt és a fűrészt használtuk, hogy keresztet készítsünk. Ez a kereszt a váza tetején fog ülni, és a kereszt végeit az edényhez ragasztják. Így megbizonyosodhatunk arról, hogy az edény megfelelő magasságban van (ha a fa kereszt megfelelő méretű).

Ehhez először a fűrészt használtuk, hogy a fa rudakat a megfelelő méretre hozzuk. Ezután a csiszolópapírral hornyot csiszoltunk az egyik bot közepére. Most a másikat ragasztottuk a horonyba a melegen olvadó pisztoly segítségével. Ha ezt a váza tetejére raknánk, nem illeszkedne jól, mert a botok nincsenek egy szinten. Így csiszoltunk két új hornyot a bot alsó végén lévő végein, hogy a kereszt tökéletesen illeszkedjen a vázára. Ez jól látszik a képeken.

Ha minden jól illeszkedik, akkor a következő lépés egy kartonlap ragasztása a kereszt tetejére. Ennek a kereszt azon oldalán kell lennie, ahol nincsenek hornyok. Ezután ragasztottuk a Wemos D1 mini táblát a karton tetejére és a LED -eket a kereszt másik oldalára.

A következő lépés az ellenállásérzékelő kábelének forrasztása a fém edényhez. Így az edény érintésével szabályozhatjuk a lámpa színét. Ha ez megtörtént, akkor a fából készült keresztet fel lehet ragasztani a fém edénybe a forró olvasztópisztollyal, majd a keresztet és az edényt a váza tetejére.

Utolsó lépésként most ragaszthatjuk az USB -kábelt a szuper ragasztóval a vázához, hogy minden szép és rendezett legyen. Most már majdnem készen vagyunk.

5. lépés: Üzembe helyezés

Az utolsó lépés a szoftver feltöltése a lámpára, és a lámpa szinkronizálásához használt szerver konfigurálása. Ha érdekli a szoftver működése, akkor szívesen tanulmányozza a forráskódot, itt nem részletezzük túl részletesen. Az alapötlet azonban az, hogy a szinkronizálni kívánt lámpák mindegyikét ugyanahhoz az MQTT szerverhez kell csatlakoztatni. Az MQTT egy üzenetküldő protokoll a dolgok internetéhez és a gépek közötti kommunikációhoz. Ha az egyik lámpa megváltoztatja a színét, ezt közzéteszi az MQTT szerverén, amely ezután jelet küld az összes többi lámpának, amely azt követően azt kéri tőlük, hogy változtassák meg színüket.

De ne aggódjon, nem kell semmit értenie az MQTT -ről, annak működéséről vagy az MQTT szerver beállításáról, ha csak használni szeretné a lámpát. Természetesen, ha akarja, beállíthatja és konfigurálhatja saját szerverét. De ha nem szeretné ezt megtenni, akkor számos szolgáltatás is rendelkezésre áll, ahol bérelhet egy MQTT szervert a felhőben. Ehhez a CloudMQTT -t használtuk, ahol nagyon korlátozott szervert kaphat akár ingyen is (de kellő funkcionalitással és sávszélességgel a mi céljainkhoz). Az ingyenes csomagot Aranyos macskának hívják, és ha ezek közül egyet kap, akkor csak a Részletek → Példányadatok menüpontba kell belenéznie, és ott láthatja az MQTT -példány szerverét, felhasználóját, jelszavát és portját. Csak ezekre az értékekre van szüksége, ezért írja le őket:-)

Most, hogy feltöltse a szoftvert a lámpára, csatlakoztatnia kell az USB -kábelt a laptophoz vagy a számítógéphez, majd fel tudja tölteni a szoftvert az Arduino szoftver segítségével. Az Arduino szoftver telepítése és konfigurálása az ESP8266 alapú táblákhoz való használathoz jól ismertetett ebben az utasításban, így itt nem kell megismételnünk ezeket a lépéseket.

Miután mindent telepített és konfigurált, menjen az Eszközök → Könyvtárak kezelése menübe az Arduino szoftverben, és telepítse a projekthez szükséges könyvtárakat: Adafruit NeoPixel, CapacativeSensor, PubSubClient, WifiManager (0.11 verzióban) és ArduinoJson (az 5. verzióban, nem a béta 6 verzió). Ha ezek telepítve vannak, letöltheti a lámpa forráskódját a projekt Github tárházából, és feltöltheti a lámpába az Arduino szoftver segítségével.

Ha minden jól ment, a lámpa most bekapcsol és használatra kész:-) Indítás közben kék színű lesz, és megpróbál csatlakozni egy ismert WiFi-hez. Az első indításkor a lámpa nyilvánvalóan nem tud semmilyen WiFi -ről, ezért saját hotspotot indít (névvel, amely a "Syncenlight" és az Ön által használt ESP8266 egyedi azonosítójának kombinációja). Csatlakoztathat pl. okostelefonját ehhez a WiFi -hez, és a lámpa konfigurációs oldalára irányít, ahol konfigurálhatja a WiFi hitelesítő adatait, és megadhatja az MQTT szerverhez szükséges beállításokat (azokat, amelyeket néhány bekezdéssel korábban fel kellett írnia). Ha ezzel kész, a lámpa újraindul, és most teljesen használatra kész!

Ossza meg velünk, hogy tetszett ez a projekt, vagy ha kérdése van, reméljük tetszett ez az Instructable:-)