Värvilised sünkroniseeritud puutelambid: 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Selle projekti jaoks valmistame kaks lampi, mis suudavad puudutades oma värvi muuta ja mis suudavad seda värvi üksteisega Interneti kaudu sünkroonida. Kasutasime seda jõulukingina sõbrale, kes kolis teise linna. Ta sai ühe lambi ja teine jääb meie juurde. Nii on meil mõlemal kena välimusega lamp, kuid saame ka üksteisele värve saata. See on tore ja lahe viis üksteisega suhelda isegi lahus olles ning palju kergem suhtlusvorm kui teksti, hääle või piltide kaudu.

See projekt on inspireeritud Saksa raadiosaate Netzbasteln projektist Syncenlight, kuigi oleme tarkvara veidi vaikselt muutnud ja ehitanud oma projekti jaoks keerukamaid lampe. Videost näete, kuidas see toimib. Näitlikuks otstarbeks seisavad kaks lampi otse üksteise kõrval - kuid see töötaks isegi siis, kui need asuksid planeedi vastaskülgedel (seni, kuni on WiFi).

Samm: vajalikud oskused, tööriistad ja osad

Kuna me peame lambi elektroonikat jootma, on selle projekti jaoks vajalikud ainsad erioskused jootmisoskus ja elektroonika põhiteadmised. Kui mõistate mõningaid tarkvaraarenduse põhiasju, oleks see pluss, sest saate tarkvara vastavalt oma vajadustele muuta. Aga kui soovite seda lihtsalt kasutada nii, nagu me seda tegime, saate tarkvara lihtsalt alla laadida ja oma lambile üles laadida.

Lambi jaoks vajalikud osad on näha ülaltoodud pildil. Kui soovite seda ehitada täpselt nii nagu meie, siis vajate järgmist.

• 100 kΩ takisti
• Wemos D1 mini (või mõni muu ESP8266 -põhine plaat)
• mõned WS2812B LED -id (kas üksikud või ribad)
• mõned kaablid
• USB -kaabel (sama, mida kasutatakse enamiku nutitelefonide puhul, peab olema andmekaabel)
• metallist lillepott
• klaasist vaas
• purk jäälillepihustit (või midagi sarnast)
• kaks puupulka
• väike papp (Wemos D1 mini suurus)

Selle loendi viimased viis elementi on need, mida kasutasime ühe konkreetse lambi kujunduse jaoks. See on lambi disain, mida me selles juhendis näitena kasutame. Saate ehitada oma lambi täpselt sellisena nagu see, kuid loomulikult võite ka selles osas loov olla ja kujundada oma lambi, kui soovite. Nagu piltidelt näete, näeb teine meie ehitatud teistsugune välja kui esimene ja meil on juba ideid uute lampide kujundamiseks. Nii et see on osa, kus on peaaegu lõputud võimalused.

Loomulikult ei vaja me mitte ainult osi, vaid ka tööriistu, et kõike kokku panna. Selleks vajame järgmisi elemente:

• jootekolb (pluss joodis)
• natuke liivapaberit
• käärid
• kuumsulatuspüstol
• puusaag

Nüüd, kui meil on kõik vajalik olemas, selgitame lambi põhiideed, kuidas see kõik töötab ja muidugi, kuidas lampi ehitada.

2. samm: põhiidee ja selle toimimine

Põhiideed on näha juhtmestikus. Projekti keskmes on Wemos D1 miniplaat, millel on ESP8266 mikrokontroller. ESP8266 eeliseks on see, et see on odav ja sellel on WiFi otse pardal, mis on täpselt see, mida me vajame. Kasutasime Wemos D1 miniplaati, kuna selle plaadi puhul ei vaja te tarkvara lisamiseks mikrokontrollerile lisatööriistu (peale tavalise USB -andmesidekaabli). Kuid iga ESP8266 -põhine plaat peaks selle projekti jaoks töötama.

Lambi juhtimiseks tahame kasutada mahtuvuslikku puutetundlikku andurit (seega sama põhiprintsiip, mida kasutatakse enamikus nutitelefoni kuvarites). Sellise puutetundliku anduri saab konstrueerida, ühendades 100 kΩ takisti kahe ESP8266 tihvtiga (meie puhul tihvtidega D2 ja D5) ja seejärel ühendades täiendava juhtme tihvtiga D5 ja seejärel jootes selle traadi metallplaadile. Selle traadi jootmise koht sõltub teie valitud lambi konstruktsioonist. Juhtmestikus kasutasime lihtsalt üldist metallplaati, kuid lambi spetsiifilise disaini jaoks jootsime selle kaabli lambi metallist potiosa külge. Kui olete huvitatud sellest, kuidas see täpselt töötab, on Arduino raamatukogu veebisaidil hea selgitus, mida kasutasime mahtuvusliku puutetundliku sensori programmeerimiseks.

Nüüd, kui meil on midagi, mida saame lambi juhtimiseks puudutada, on järgmine asi, mida vajame, valgusallikas. Selleks kasutasime WS2812B LED -e. Neid kasutatakse laialdaselt erinevates projektides ja nende peamine eelis on see, et saate juhtida paljude LED -ide värvi, kasutades ainult ühte andmeühendust esimese LED -i ja mikrokontrolleri vahel (meie puhul ühendatud ESP8266 D8 -ga). Meie projektis kasutame nelja WS2812B LED -i. Juhtmestikus on näidatud kaks, kuid täiendavate LED -ide lisamine toimib täpselt nagu teise lisamine: teise LED -i DOUT -tihvt tuleb ühendada kolmanda DIN -ga ja VSS ja VDD tuleb ühendada maanduspistikuga ja Vastavalt 5V pin. Neid WS2812B LED -e saab seejärel hõlpsasti programmeerida, nt. koos Adafruit'i NeoPixeli raamatukoguga.

Nüüd on meil kõik vajalikud koostisosad olemas: WiFi -võimalusega mikrokontroller, puuteandur lambi ja valgusallika enda juhtimiseks. Järgmistes sammudes kirjeldame, kuidas ehitada tegelik lamp ja kuidas tarkvara üles laadida ning mida tuleb teha, et kaks (või enam) lampi saaksid Interneti kaudu sünkroonida.

3. samm: elektroonika jootmine

Nii et kõigepealt peame kõik elektroonilised osad kokku jootma. Alustasime üksikute WS2812B LED -ide jootmisega (nagu on näidatud ja kirjeldatud eelmises etapis). Kui teeksime seda projekti uuesti, siis ostaksime lihtsalt ribadena WS2812B LED -id. Neid ribasid saab lõigata nii, et teil oleks täpselt nii palju LED -e, kui soovite, ja siis peate lihtsalt jootma selle riba DIN-, VDD- ja VSS -pistikud ESP8266 tihvtide D8, 5V ja G külge. See oleks lihtsam kui teha seda nii, nagu me seda tegime, kuid üksikute WS2812B LED -ide kokku jootmine on samuti võimalik, nagu piltidelt näha (kuigi meie jootekohad pole eriti ilusad - aga töötavad)

Järgmisena jootsime takisti tihvtide D2 ja D5 vahele. Pistikul D5 peame jootma ka täiendava traadi, mis hiljem joodetakse lambi osale, mis peaks toimima puuteandurina. Piltidelt on näha, et me ei jootnud takisti otse plaadile, vaid jootsime pistikud plaadi külge, millesse me siis takisti panime. Selle põhjuseks oli asjaolu, et tahtsime välja selgitada, milline takisti selle projekti jaoks kõige paremini sobib, kuid võite ka takisti otse plaadile joota.

Viimase sammuna saame nüüd ühendada oma USB -kaabli Wemos D1 mini USB -pistikuga (veenduge, et teil oleks USB -andmesidekaabel - on ka kaableid, mis töötavad ainult laadimiseks, kuid mitte andmete edastamiseks, kuid me vajame andmevõimalus tarkvara välgutada hiljem).

4. samm: lambi ehitamine

Nüüd, kui elektroonilised osad on valmis, saame hakata tegelikku lampi valmistama. Selleks tahame oma LED -idega vaasi ülalt valgustada ja soovime, et lambi valgus oleks hajus. Kuna leitud vaasi klaas on väga selge, kasutasime klaasile jäätunud ilme andmiseks Ice Flower Spray. Saadaval on mitu pihustusversiooni, mis võivad klaasile härmatada või hajuda, nii et saate lihtsalt otsida seda, mida leiate. Kui kasutate seda pihustit, veenduge enne jätkamist, et kõik oleks hästi kuivanud. See võib võtta mitu tundi sõltuvalt kasutatavast pihustist.

Lambi ehitamiseks peame veenduma, et metallist lillepott jääb vaasi kohale õigele kõrgusele ja elektroonika on kinnitatud potti nii, et LED -id valgustavad vaasi. Selleks kasutasime risti tegemiseks kahte puupulka, liivapaberit ja puusaega. See rist istub vaasi peal ja risti otsad liimitakse potti. Nii saame veenduda, et pott on õigel kõrgusel (kui puidust rist on sobiva suurusega).

Selleks kasutasime puidupulkade õige suuruse saavutamiseks esmalt saega. Seejärel lihvisime liivapaberiga ühe pulga keskele soone. Nüüd liimisime teise sulatuspüstoli abil soonde. Kui me selle vaasi peale paneksime, ei sobiks see hästi, sest pulgad ei ole samal tasemel. Nii lihvisime pulga otstes, mis asuvad madalamal tasemel, kaks uut soonet, nii et rist sobib ideaalselt vaasile. Seda on piltidelt hästi näha.

Kui kõik sobib hästi, on järgmine samm liimida papitükk risti peale. See peab asuma risti küljel, kus puuduvad sooned. Seejärel liimisime Wemos D1 miniplaadi papi peale ja LED -id teisele poole risti.

Järgmine samm on takistusliku puuteanduri kaabli jootmine metallpoti külge. Nii saame potti puudutades juhtida lambi värvi. Kui see on tehtud, saab puidust risti liimida kuumsulamispüstoliga metallpoti külge ja seejärel liimida rist ja pott vaasi peale.

Viimase sammuna saame nüüd liimida USB -kaabli superliimiga vaasi, nii et kõik näeks kena ja korras välja. Nüüd oleme peaaegu valmis.

Samm: pange see tööle

Viimane samm on tarkvara lambile üleslaadimine ja lambi sünkroonimiseks kasutatava serveri konfigureerimine. Kui olete huvitatud sellest, kuidas tarkvara täpselt töötab, olete teretulnud uurima lähtekoodi, ei hakka me siin liiga palju üksikasju laskuma. Kuid põhiidee on see, et kõik sünkroonitavad lambid peavad olema ühendatud sama MQTT -serveriga. MQTT on sõnumiprotokoll asjade Interneti ja masinatevahelise suhtluse jaoks. Kui üks lampidest muudab oma värvi, avaldab ta selle MQTT -serverisse, mis saadab seejärel signaali kõigile teistele lampidele, mis käsib neil ka oma värvi muuta.

Kuid ärge muretsege, te ei pea MQTT -st, selle toimimisest ega MQTT -serveri seadistamisest midagi aru saama, kui soovite lihtsalt lampi kasutada. Muidugi saate soovi korral oma serveri seadistada ja konfigureerida. Kuid kui te ei soovi seda teha, on saadaval ka mitu teenust, kus saate rentida pilves hostitud MQTT -serverit. Me kasutasime selleks CloudMQTT -d, kus saate isegi tasuta (kuid meie jaoks piisavalt funktsionaalsust ja ribalaiust) saada väga piiratud serveri. Tasuta plaani nimi on Cute Cat ja kui leiate ühe neist, peate lihtsalt uurima üksikasju → Instance Info ja seal näete oma MQTT eksemplari serverit, kasutajat, parooli ja porti. Need väärtused on kõik, mida vajate, nii et kirjutage need üles:-)

Tarkvara lambile üleslaadimiseks peate USB -kaabli sülearvuti või arvutiga ühendama ja seejärel tarkvara Arduino tarkvara abil üles laadima. Kuidas installida ja konfigureerida Arduino tarkvara kasutamiseks ESP8266 -põhiste tahvlitega, on selles juhendis hästi kirjeldatud, seega ei pea me neid samme siin kordama.

Kui olete kõik vajaliku installinud ja seadistanud, minge Arduino tarkvara Tööriistad → Teekide haldamine ja installige selle projekti jaoks vajalikud teegid: Adafruit NeoPixel, CapacativeSensor, PubSubClient, WifiManager (versioonis 0.11) ja ArduinoJson (versioonis 5, mitte beeta 6 versioon). Kui need on installitud, saate lambi lähtekoodi selle projekti Githubi hoidlast alla laadida ja Arduino tarkvara abil lambile üles laadida.

Kui kõik läks hästi, hakkab lamp nüüd tööle ja on kasutusvalmis:-) Käivitamisel helendab see sinist värvi ja proovib ühenduse luua tuntud WiFi-ga. Esimesel käivitamisel ei tea lamp ilmselgelt ühtegi WiFi -d, nii et see käivitab oma leviala (nimega, mis on kombinatsioon "Syncenlight" ja teie kasutatud ESP8266 unikaalne identifikaator). Ühendada saab nt. oma nutitelefoni sellele WiFi -le ja teid suunatakse lambi konfiguratsioonilehele, kus saate konfigureerida oma WiFi -mandaati ja sisestada ka MQTT -serveri vajalikud seaded (need, mida vajate paar lõiku varem üles kirjutama). Kui olete sellega valmis, siis lamp taaskäivitub ja on nüüd kasutamiseks valmis!

Andke meile teada, kuidas teile see projekt meeldis või kui teil on küsimusi, loodame, et teile meeldis see juhendatav:-)