Arduino alapú többszínű fényfestő pálca: 13 lépés (képekkel)

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

A fényfestés a fotósok által használt technika, ahol fényforrással érdekes mintákat rajzolnak, és a Camera ezeket összerakja. Ennek eredményeként a fénykép fénysugarakat fog tartalmazni, amelyek végső soron egy fényt használó festményt fognak megjeleníteni.

A fotósok általában olyan eszközöket használnak, mint a fáklyás lámpák, a csőfények és más fényforrások, hogy fényfestményeket készítsenek, de ezek az eszközök komolyan korlátozottak, szűk színválaszték, kemény kezelés és vezérlés. Az általam készített fényfestő bot könnyen leküzdheti ezeket a korlátokat.

Fényfestő botunk fő jellemzői:

• WiFi működtetés - Ez a fényfestő bot nagyon egyszerűen vezérelhető (BE/KI, színváltás) egy egyszerű böngésző segítségével, bármilyen WiFi -kompatibilis eszközön. Ezáltal ezek a WiFi eszközök távirányítóként fognak működni, és a fotósok különböző színekben játszhatnak, miközben elkészítik mesterművét.
• Szabványos színek - Ez a bot kódolva szabványos színeket bocsát ki, mint például (piros, kék, zöld, arany, szivárvány, fehér) egy egyszerű gombnyomással.
• Egyedi színek - A szabványos színeken kívül ez a bot képes bármilyen szín előállítására a fotós kívánsága szerint. Hozzáadták a funkciót, hogy tetszőleges színű RGB -kódot vigyen be, például ciánkék, bíbor, türkiz, olíva, barna stb.

1. lépés: Szükséges anyagok

Felsoroltam a projekt elkészítéséhez szükséges anyagokat. Ezenkívül hozzáadtam a linkeket, ahol megvásárolhatja az Amazon.com webhelyről. Ha anyagokat vásárol az alábbi linkekről, jutalékot szerez nekem, és támogatni fog a jövőbeli projektekben:)

1. Arduino Uno - Vásároljon itt
2. RGB WS2812 LED szalag (25 LED) - Vásároljon itt
3. Power bank (5v, 10000mAh) - Vásároljon itt
4. ESP8266 modul - Vásároljon itt
5. Kétirányú logikai átalakító modul - Vásárlás itt
6. Vezetékek csatlakoztatása

WS2812 RGB LED szalag - Ezek az RGB LED -ek össze vannak láncolva és 60/120 db -os egységekben kerülnek értékesítésre. A legkiemelkedőbb az, hogy ennek az RGB LED -nek egy integrált chipje van, ami viszont nagyon megkönnyíti a vezérlő részt. Ennek részletes magyarázata túlmutat ezen a területen. Nézze meg ezt a linket "WS2812 LED szalag működik" további részletekért.

ESP8266 modul: Ez egy kicsi, apró WiFi fejlesztői kártya, amelyet széles körben használnak az IOT projektekben. Nézze meg ezt a linket az "Első lépések az ESP8266 modullal" témakörben, ha még nem használta az ESP8266 -ot.

Kétirányú logikai átalakító modul: Ez a modul lehetővé teszi az Arduino számára, hogy kommunikáljon az ESP8266 modulokkal azáltal, hogy a jelet 5 V -os szintről 3,3 V -os logikai szintre alakítja át.

2. lépés: Blokkdiagram

Ez a fényfestési projekt az IOT koncepcióján alapul, ahol két hálózati eszköz csatlakozik egymáshoz, hogy hálózatot hozzon létre, és létrehozza a kommunikációt és az irányítást. Itt az Arduino weboldalt fog üzemeltetni, és szerverként fog működni. Ezt a weboldalt úgy tervezték, hogy a LED vezérlő bemeneteit (színek: piros, kék, zöld és BE/KI) vegye át a felhasználótól. Ez a tárolt weboldal elérhető az Arduino -hoz csatlakoztatott WiFi -kompatibilis eszközön keresztül, és vezérli a hozzá csatlakoztatott RGB LED -szalagot.

A projekt jobb megértése érdekében azt tanácsolom, hogy olvassa el az "Arduino webszerver létrehozása ESP8266 segítségével" című témakört. Ez alapvető fogalmi megértést nyújt Önnek a projekt működéséről. Dióhéjban az Arduino a következő tevékenységeket végzi ebben a projektben:

1. Az ESP8266 parancs segítségével csatlakozzon eszközünk WiFi hotspotjához.
2. Hozzon létre egy szervert az ESP -kártya használatával. Szervezze meg a weboldalt az Arduino -ban, és várja meg, amíg a külső ügyfelek (eszközböngésző) elküldik a kérést
3. Amint az ügyfélkérés beérkezett, az Arduino az ESP8266 modulon keresztül elküldi a weboldalt az ügyfélnek (eszközböngésző).
4. Ezután végtelenül keresni fogja a LED -parancsokat (ezt a webes felület részben ismertetjük) az ügyféltől.
5. Miután megkapta a LED -parancsokat, az Arduino feldolgozza ezt, és aktiválja a hozzá kapcsolt RGB LED -szalagot.

3. lépés: Áramköri diagram

A fenti kapcsolási rajz bemutatja, hogyan csatlakoztatható az Arduino az ESP8266 és RGB LED szalaggal. Amint észreveheti, hogy az Arduino TX és RX a logikai átalakítóba kerül, ahol a jelek 3.3V -ra tolódnak, kompatibilis az ESP8266 -al. Az Arduino 6. csapja, amely egy PWM tű, táplálja az idővezérlő impulzust az RGB LED szalag színének szabályozására.

Két LED jelzi ezt a projektet. A D2 LED jelzi, ha a projekt be van kapcsolva. Míg a D1 LED jelzi, hogy az Arduino mikor hozott létre webszervert. Ez a zöld LED segít a felhasználónak felismerni, hogy a szerver készen áll a kérés fogadására az ügyféltől (böngészőtől).

A powerbank megválasztása nagyon fontos, mivel az áramkör nagyjából 1700 mA körüli maximális áramot képes felvenni. 5.1/10000mAh akkumulátort használtam, 2A áramkimenettel.

4. lépés: Az ESP8266 csatlakoztatása WiFi hotspothoz

Az ESP8266 modul képes emlékezni a párosított hotspotokra. Ez a projekt az automatikus kapcsolódási képességén alapul, amely korábban csatlakoztatott hotspotokhoz tud kapcsolódni. Az ESP8266 modul speciális AT parancsokkal vezérelhető. Az Arduino használatával továbbíthatjuk ezeket a parancsokat, és kényszeríthetjük az ESP modult, hogy csatlakozzon a készülékünk Hotspot -jához.

Ehhez töltse fel a "Bareminimum" kódot az Arduino -ba. Most csatlakoztassa az ESP8266 -at az Arduino -hoz, ahogy az alábbiakban említettük, a logikai váltó használatával.

Arduino RX -> Logikai váltó -> ESP8266 RX

Arduino TX -> Logikai váltó -> ESP8266 TX

Most nyissa ki a soros monitort 57600 -as (az ESP8266 modulok alapértelmezett adatátviteli sebessége) és a "Both NL & CR" (Mindkettő) beállítással. Írja be a következő parancsokat.

1. NÁL NÉL
2. AT+RST
3. AT+CWJAP = "Az eszköz SSID -je", "Az Ön jelszava"

Miután megkapta a "WIFI CONNECTED" és a "WIFI GOT IP" megerősítést a soros monitoron. Ez a lépés megtörtént, és az ESP modul automatikusan csatlakozik a készülékemhez, amikor legközelebb bekapcsolja.

5. lépés: Webes felület és kódja

A webes felület nagy jelentőséggel bír, mivel felhasználói felületként szolgál, amelyen keresztül a parancsok az Arduino -hoz mennek az ESP8266 -on keresztül. Webes felületünk meglehetősen egyszerű és egyszerű HTML -kódolású. Ennek a kezelőfelületnek a gombjai minden gombnyomásra átadják a GET parancsot egy URL paraméterrel. Az alábbiakban a megfelelő URL -paraméterekkel ellátott gombok listája található.

1. 6 gomb a normál színekhez - „/Red”, „/Gre”, „Blu”, „/Whi”, „/Gol”, „Rai”
2. Egyéni színbevitel az RGB értékek használatával - "? R = 255 & G = 255 & B = 255"
3. Kapcsolja ki a csíkot - „/Ki”

Bizonyos okok miatt nem tudtam ide elhelyezni a webes felület kódját, ezt a kódot ezen a linken szerezheti be.

6. lépés: Algoritmus és kód

A hardver beállítása előtt töltse fel a kódot az Arduino -ba, mivel azt egy tartályba kell csomagolni, és később nem lehet megtenni. Azóta megírtam azt az algoritmust, amely segít megérteni az Arduino kódot.

Algoritmus:

1. Állítsa vissza az ESP8266 modult az „AT+RST / r” parancs elküldésével.
2. Ellenőrizze az ESP8266 válaszát, és győződjön meg arról, hogy a kapcsolat az eszköz hotspotjával sikeres volt. A csatlakoztatás után kezdje el táplálni a „Szerver létrehozása” (lásd alább) parancssort az ESP8266 -hoz.
3. Figyelje az egyes bemeneti parancsok válaszát.
4. Mindezeknek a parancsoknak vissza kell adniuk az „OK / r / n” választ, helytelen válasz esetén ismételje meg a parancsot hibás válasz vagy „HIBA” esetén.
5. Miután az összes szerver létrehozási parancssor sikeresen befejeződött, világítson a zöld LED -en az Arduino 12. tűjében. Ez jelzi a felhasználó számára, hogy megadja az ügyfélkérést.
6. Kényszerítse az Arduino -t, hogy várja meg az ügyfél kérését bármely böngészőből a LAN -on vagy a hálózaton belül.
7. Miután az ügyfélkérés beérkezett, ellenőrizze a kapcsolat azonosítóját, és küldje el az „AT+CIPSEND…” parancsot. a megfelelő csatlakozási azonosító beillesztésével.
8. Az ESP8266 „>” jellel válaszol, jelezve, hogy készen áll a karakterek fogadására. Miután megkapta, küldje el az előző lépésben látott weboldal kódját az ügyfél böngészőjének az ESP8266 modulon keresztül.
9. Most a weboldal látható lesz a felhasználó kliensböngészőjében, majd az Arduino végtelen ideig szkennelési állapotba kerül a kliens „LED -parancsai” után.
10. A weboldalt úgy írták meg, hogy minden gombnyomáshoz egyedi URL -paramétert biztosítson, így amikor egy gombot megnyom, az ESP modul továbbítja a GET kérést ezzel az egyedi URL -paraméterrel.
11. Az Arduino -nak fel kell dolgoznia ezt az URL -t, és ennek megfelelően kell szabályoznia az RGB LED -szalagot.

Kiszolgáló létrehozási parancsok:

• NÁL NÉL
• +CWMODE = 3
• AT+CIPSTA = 192.168.43.253 (androidos eszköz esetén)
• AT+CIPMUX = 1
• AT+CIPSERVER = 1, 80

Kód:

Annak érdekében, hogy a projekt működjön, telepítenie kell ezt az "Adafruit Neopixel könyvtárat", le kell töltenie és telepítenie kell őket.

A projekt Arduino kódját ezen a linken szerezheti be -> "Arduino működtetésű fényfestő bot"

7. lépés: A Light Stick előkészítése

Készítettem egy videót ennek a "Fényfestő pálcának" az elkészítéséről.

Kezdje a vezetékek forrasztásával a LED szalag végéig. Folytassa a forró ragasztó felhordásával, hogy erősebb legyen a kapcsolat. Keressen egy darab műanyag szalagot, amelyre felragaszthatja a LED szalagot. Műanyag csomagolócsövet használtam, amelyből az IC -k származnak. Rengeteg ilyet kaptam a házamban, ezért úgy döntöttem, hogy ezt használom, és tökéletesen megfelel.

Vágja ki a csomagolócsövet vagy bármit, amit használhatónak talál a kívánt méretre. A LED csíkot a ragasztócsőre ragasztottam valamilyen erős ragasztóval. A forró ragasztó nem biztos, hogy jó ötlet erre, mivel a túlzott hő károsíthatja a LED -eket, és ez az utolsó dolog, amit meg akarunk tenni. Ezután hagytam száradni körülbelül 20 percig, hogy megdermedjen.

8. lépés: A tartály kiválasztása és a bot beállítása

Ez nagyon fontos lépés, mivel a powerbank, az Arduino, az indikátor LED -ek és az ESP8266 modulok ebbe a tartályba kerülnek. Válassza ki a megfelelő méretű tartályt, hogy elférjen benne a fentiek. Azért választottam egy hengeres tartályt, hogy működés közben könnyen foghassam.

Mivel hengereset választottam, nyíllal jelöltem meg a LED szalag irányát. Megjelöltem a tartályt, hogy vezessen, miközben a tartalmat a tartályba helyeztem. Tegyen egy kis lyukat a tartály kupakjába forrasztópisztollyal. Győződjön meg arról, hogy olyan lyukat készített, amely elfér a fénypálcában.

Miután a botot a kupakba helyezte, ragasztópisztoly segítségével zárja le, és győződjön meg arról, hogy a bot stabil és nem mozog.

9. lépés: A Power Bank és az indikátor LED -ek összeszerelése

A Power Bank meglehetősen nehéz lesz a projekt többi összetevőjéhez képest. Helyezze a tápegységet a tartályba húzott vonal bal oldalára. Ezért fontos, hogy működés közben ne mozduljon el. Ebből a célból tépőzáras foltot használtam, és szorosan köré tekertem a power bankot. A tartály belsejébe egy másik pár tépőzáras tapaszt helyeztem. A tápegységet a tépőzáras tapaszhoz ragasztottam, és elég szorosan tartja, és erre van szükségem.

Helyezzen egy kapcsolót a húzott vonallal szemben. Ez a kapcsoló az egész projekt BE/KI kapcsolására szolgál. A kapcsoló alatt. Helyezze el a két LED -et (piros és zöld), és forrasztja őket egy -egy ellenállással (lásd a 3. lépés kapcsolási rajzát). A LED -eknek és a kapcsolónak egyenesen a világítópálca bemeneti irányával ellentétes irányban kell lennie. Ezzel elkerülhető a jelző LED -ek nem kívánt fényinterferenciája fényfestés közben. Csatlakoztassa a lecsupaszított USB -kábelt és néhány csatlakozót a gombhoz az utolsó képen látható módon. A csatlakozókábelek az Arduino és az ESP8266 modulok táplálására szolgálnak.

10. lépés: Az Arduino és az ESP8266 modulok összeszerelése a tartályban

Állítsa össze az Arduino kártyát és az ESP8266 plugin modult, amely a kétirányú logikai szintváltót is tartalmazza. Huzalozzuk fel, ragasszuk össze és rakjuk össze. Ha elkészült, tegye ezt a tartályba, és ezt a legnagyobb körültekintéssel végeztem, mivel meg kell győződnöm arról, hogy egyik vezeték sem kusza. Ennek az az oka, hogy kisebb átmérőjű edényt választottam. De a világos oldalon a tartály nagyon praktikus és könnyen illeszkedik a tenyerembe.

Csatlakoztassa a vezetékeket a fényfestő pálcáról a tápcsatlakozókhoz és az Arduino 6. tűjéhez. Ha kész, gondosan zárja le a tartály kupakját.

11. lépés: Takarja le

Fedje le a tartályt fekete szalaggal vagy bármilyen más anyaggal. Ennek célja, hogy a fény interferenciája ne zavarja a fényfestés működését. Ez azért van, mert az Arduino, az ESP8266 és a Power bank LED -eket tartalmaz. Ha fedetlenül tartja őket, az zavarhatja és elronthatja a fényképeket.

Erre a célra fekete szalagot használtam. Bár bármilyen más dolgot is használhat erre a célra. Ha elkészült, a WiFi működtetésű fényfestő bot készen áll néhány hűvös színárnyalat festésére.

12. lépés: Tesztelje

1. Kapcsolja be a kapcsolót, és a piros LED -nek világítania kell
2. Várja meg, amíg a zöld LED kigyullad, ez általában 5-10 másodpercen belül jelentkezik, és azt jelzi, hogy az Arduino szerver létrejött.
3. Miután a zöld LED világít, nyissa meg a böngészőt a készüléken, és írja be a 192.168.43.253 IP -címet, indítsa el az URL -t
4. Az 5. lépésben látott weboldalnak meg kell jelennie a képernyőn.
5. Most lépjen kapcsolatba a webes kezelőfelülettel és vezérelje a LED -szalagot
6. És menj, és csinálj valami klassz fényfestést.

13. lépés: Emlékezetek és néhány további fotó

• Ez a projekt azon alapul, hogy az ESP8266 képes bekapcsolás után automatikusan csatlakozni a WiFi hotspothoz. Tehát az ESP8266 -ot és a hotspot -eszközt legalább egyszer párosítani kell, mielőtt ebben a projektben használná.
• Az Arduino -t úgy programozták, hogy csak egy ügyfélkommunikációt kezeljen, ami azt jelenti, hogy csak egy böngésző kérheti fel az Arduino -t, hogy vezérelje a LED -eket
• Várakozási idő vár arra, hogy az Arduino szervert hozzon létre az ESP8266 segítségével. Ennek a várakozási időnek a vége zöld LED -ről ismerhető meg.
• Amint a zöld LED felgyullad, jó, ha kezdeményezi az ügyfélkérést a böngészőből. A teljes projektet legalább 2 A -es forrással kell ellátni annak érdekében, hogy gond nélkül működjön.
• Ezt a projektet sikeresen tesztelték a Google Chrome asztali számítógépen és az Opera okostelefonokon.

Remélem, mindenkinek tetszik ez az Instructable, próbálja ki ezt, és tudassa velem az eredményt. Terveztem egy NYÁK tervezését ehhez a projekthez, és hamarosan közzéteszem itt. A további fejlesztési ötleteket nagyon szívesen fogadjuk.

Ez a projekt sok időt vett igénybe az Instructable létrehozásához és dokumentálásához. Kérjük, szavazzon rám a "LED Contest", az "Arduino Contest" és a "Remote control Competition" versenyeken, ha úgy gondolja, hogy megéri. Remélem találkozunk egy másik tanulsággal

Második hely a LED -es versenyen 2017