Ręczna lampka nocna: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Mój pięciolatek budził nas w nocy i ciągle pouczaliśmy go, że pozwala mamie i tacie spać, aż zdałem sobie sprawę, że właściwie nie jest w stanie sam określić, czy to czas na sen, czy na zabawę.

Poza tym prosił nas o zapalenie światła. Zawsze robi zamieszanie związane z wyłączaniem światła, ale trochę się martwię, że zostawię je włączone przez całą noc, co ma wpływ na melatoninę i jakość snu.

Naprawdę nie byłam zadowolona z żadnej lampki nocnej, którą można było kupić za pieniądze: niektóre można było zapalić dotykiem, ale nie wyłączały się same; niektóre były słodkie i miękkie, ale żaden nie mógł dać czasu 5-latkowi.

Więc przygotowałem szybki hack nocnego światła, który:

• daje kody kolorystyczne do pory nocy:

  • żółty (wieczór): czas na opowieść
  • czerwony: czas snu
  • żółty (rano): możesz wstać i bawić się bez budzenia mamy lub taty
  • jasny biały: czas wstać
  • wyłączyć w ciągu dnia.
• Kiedy naciśniesz go w nocy, wydziela uspokajający żółtawy blask. Następnie blednie i po pół godzinie zmienia kolor na czerwony. (Naciśnij rano, aby go wyłączyć)
• świeci delikatnie z częstotliwością zbliżoną do szybkości oddychania mojego dziecka (około 2,5~3 s na oddech). To znana sztuczka ułatwiająca zasypianie.
• eliminuje niebieskie światło, o którym wiadomo, że zakłóca melatoninę w nocy. Daje niebieskawo-białe światło wydzielające melatoninę rano.
• Zabiera czas z Internetu, przez NTP.

Kieszonkowe dzieci

• Płytka bezpieczeństwa ESP32, bez nagłówków. Kupiłem ten tanio (25 RMB).

• Etui wydrukowane w 3D.

  Zleciłem to profesjonalnie wydrukowane w tym sklepie, wykonane z białej żywicy 未来8000, proces SLA, za około 30 RMB. Ładnie wyszła górna pokrywa (ma 1mm grubości); a przejrzystość jest dobra

• przycisk. Mój jest guzikiem 12*12mm, wysokości 7,5mm, z otworem przelotowym. Wygiąłem szpilki, żeby leżały płasko.
• dwie lampki neopikselowe (odcięte od paska kupionego tutaj za 70 RMB)

• jeśli chcesz baterię:

  • moduł ładowarki akumulatorów. Używam TP4056, takiego jak ten, za mniej niż 1 RMB.
  • akumulator Li-Po. Kupiłem te baterie 1000 mA, które były nieco mniejsze niż moja płyta przy 45*26*8,5 mm, za 14 RMB.
  • dioda Schottky'ego, która chroni USB 5V przed ładowaniem i niszczeniem baterii. Miałem trochę leżenia.
  • oczywiście spraw, aby obudowa była wystarczająco duża, aby pomieścić baterię, ładowarkę i kable. Doh!
• trochę taśmy dwustronnej, taśmy elektrycznej, drutu, drutu lutowniczego.
• narzędzia i umiejętności lutowania.

Zastrzeżenie: Nie mam powiązań z wymienionymi dostawcami i wymieniam ich tylko dla wygody czytelnika.

Krok 1: Przygotuj tablicę

W razie potrzeby usuń nagłówki.

Przyklej przycisk i diody LED z tyłu ESP32 gorącym klejem lub taśmą dwustronną.

Neopiksele przylutowałem do GND i 3V3, a do pinu 12 dla danych, po czym związałem je drutem.

Wlutowałem przycisk pomiędzy pin 25 (ustawiony jako wyjście, wartość=0, więc działa jak odpływ) a pin 26 (ustawiony jako wejście z podciąganiem). Łatwiej było to lutować niż pobrać linię uziemiającą.

Położyłem kawałek czarnej taśmy elektrycznej na diodę LED zasilania płyty, aby nie prześwitywała przez obudowę. Zostawiłem diodę Signal LED odkrytą, ponieważ używam jej do wskazania, czy inicjalizacja (i ustawienie zegara przez NTP) się powiodła, a następnie ją wyłączam.

Krok 2: Zamów obudowę

Najpierw zmierz wymiary płyty ESP32. Przygotowałem obudowy na tablice 29x52 lub 26x49mm.

Następnie zmierz wysokość przycisku w stosunku do powierzchni planszy (po naciśnięciu). Moje projekty zakładają 7mm.

Jeśli twoja tablica pasuje, możesz bezpośrednio pobrać odpowiedni plik. STEP z repozytorium githup. Jeśli nie, musisz zmodyfikować projekt w Fusion360. Używam bezpłatnej licencji „osobistej niekomercyjnej”. Dzięki Autodesk!

Nie nauczę Cię tutaj, jak korzystać z Fusion360, ale oto kilka kroków, które należy wykonać, gdy już znasz swoją drogę:

• Projekt jest parametryczny. Zmiana jednego wymiaru we właściwym miejscu powinna sprawić, że wszystko inne ułoży się naturalnie.

• Aby zmienić wymiary tablicy:

  • edytować szkic „PCB”,
  • kliknij dwukrotnie wymiary zewnętrzne, aby je zmodyfikować.
  • Zatwierdź, a następnie kliknij „Zakończ szkic”.

• Aby zmienić wysokość przycisku:

  • ustaw swój widok tak, aby wyświetlał tylko PCB
  • nawiguj, aby znaleźć górę przycisku (zmaterializowanego jako cylinder)
  • użyj narzędzia „naciśnij i pociągnij”,
  • wybierz tę powierzchnię i wprowadź poprawną nową wysokość (ujemną).
  • wysokość szpilki wewnątrz górnej pokrywy powinna być regulowana automatycznie

• Aby zamówić części drukowane w 3D:

  • Upewnij się, że widoczne są tylko górna i dolna skorupa; ukryj obudowę PCB!
  • Przejdź do Plik->Eksportuj, a następnie wybierz format STEP.
  • Fusion 360 wyeksportuje plik. STEP 3D, który zawiera obie bryły i powinien być czytelny dla Twojej drukarni 3D.

Krok 3: Program

Zainstaluj Micropython na swojej płycie, postępując zgodnie z tymi instrukcjami.

Pobierz trzy pliki.py z tego repozytorium Github i skopiuj je na tablicę używając MU lub Thonny:

• main.py: plik startowy. Wywoła dwa pozostałe pliki po kolei, chyba że przycisk zostanie wciśnięty. Jest to przydatne, jeśli używasz MU, które w przeciwnym razie przekroczy limit czasu i nie rozpozna płyty.

  musisz edytować ten plik jeśli użyłeś innych pinów z przykładu do podłączenia przycisku lub diod LED

• do_connect.py: skrypt do łączenia się z siecią Wi-Fi i pobierania czasu.

  musisz go edytować i podać swój identyfikator SSID Wi-Fi i hasło

• handheld_night_light.py: skrypt, który pulsuje lampką nocną zgodnie z porą dnia.

  • musisz to edytować jeśli użyłeś innych pinów z przykładu do podłączenia przycisku lub diod LED
  • musisz go również edytować, aby skonfigurować kolory i czasy snu zgodnie z własnymi upodobaniami
  • na koniec musisz ustawić swoją strefę czasową w tym pliku

Po przesłaniu 3 plików na twoją tablicę, uruchom ją ponownie i powinieneś zaobserwować, jak dioda LED miga dwa razy: raz podczas łączenia się z Wi-Fi i drugi raz podczas pobierania czasu z NTP. Oba mogą zająć kilka sekund.

Naciśnięcie przycisku włącza lub wyłącza światło w zależności od pory dnia.

Krok 4: Zasilanie z baterii

Teraz nadszedł czas na zlutowanie wszystkiego razem. Zasilałem swoją płytkę z baterii, a także dodałem mały moduł ładowarki baterii. W ten sposób podłączenie ESP32 do źródła zasilania naładuje akumulator, a odłączenie go zasili płytkę z akumulatora. Dla uproszczenia nie ma przełącznika ON/OFF.

Zasilanie płytki z akumulatora odbywa się poprzez małą diodę. Bez tej diody bateria będzie zasilana bezpośrednio z 5 V źródła USB i prawdopodobnie przegrzeje się i ulegnie zniszczeniu. Starałem się wybrać diodę Schottky'ego, która obniża spadek napięcia, zwiększając tym samym efektywną żywotność baterii.

Lampka nocna polega na kontroli światła. Więcej nie jest lepsze, zwłaszcza jeśli jest niebieskie (ponieważ niebieskie światło hamuje wydzielanie melatoniny i utrudnia sen). Pokryłem więc niechciane diody sygnalizacyjne zarówno na module ESP32, jak i module ładowarki akumulatora czarną taśmą elektryczną.

Krok 5: Montaż końcowy

Obudowa jest dość prosta w montażu. W dolnej pokrywie znajdują się 2 małe haczyki do przytrzymywania górnej pokrywy oraz otwór na port USB.

Przed zamknięciem sprawdź, czy nie doszło do ściągnięcia drutu. Poza drukarnią górna pokrywa będzie leżała płasko wzdłuż górnej powierzchni płyty ESP32. Zrobiłem wgniecenie w górnej pokrywie, żeby zrobić miejsce na przewody.

Krok 6: Wskazówki dla rodziców

I jesteś skończony!

Oto kilka wskazówek dotyczących rozmowy z dzieckiem:

• Zaangażowałem moje dziecko na początku procesu, pokazując mu projekt obudowy na moim komputerze i pytając, czy tego chce, czy nie. To napędza zainteresowanie i adopcję.
• Kilka razy ćwiczyłem z nim kody kolorów, zanim dałem mu nocne światło. Był bardzo chętny do współpracy.
• Doradzałbym przetestowanie i naładowanie przed przekazaniem mu produktu końcowego. Po pierwsze, trudno to cofnąć. Postanowił też, że „zostawiłby go podłączony na noc, aby nie wyłączał się nagle” i nie drgnął…
• Wreszcie, moje dziecko było bardzo podatne na kody świetlne. W czasie opowieści uważnie obserwuje światło, czekając, aż zmieni kolor na czerwony. Pewnego wieczoru nieco późno rozpoczęliśmy rytuał przed snem, a światło zmieniło czerwone minuty w opowieść. Zamiast negocjować jak zwykle, stał się szczerze przygnębiony i natychmiast zaczął płakać, jakby nie było mowy o czasie snu… (Dałem mu 5 minut łaski i nacisnąłem przycisk, aby w tym czasie zmienić kolor światła z powrotem na żółty, w przeciwnym razie nawet by nie słuchał).

Krok 7: Kolejne kroki

Lampka nocna tak jak działa i daje satysfakcję.

Jest kilka rzeczy, które możesz chcieć popchnąć do przodu, jeśli wyrzucisz własne:

• światła Neopixel co jakiś czas emitują krótki błysk, prawdopodobnie z powodu usterek synchronizacji. Niektóre inne typy diod LED mogą być mniej wymagające. Dzieje się tak pomimo zasilania ich z 3,3V (takie samo napięcie na pinach zasilających i sygnałowych).
• Interesujące byłoby nagranie czasu naciśnięcia przycisków, aby zobaczyć, czy dzieciak rzeczywiście używał światła w nocy.
• Żywotność baterii zostałaby znacznie wydłużona dzięki zastosowaniu pompy napięciowej DC-DC do zasilania płyty.
• Przetestowałem żywotność baterii i wytrzymuje jedną całą noc, ale nie do następnego wieczora.
• Początkowo myślałem o zaprojektowaniu osobnego źródła światła na zewnątrz łóżka, z większą liczbą diod LED Neopixel, które byłyby zdalnie sterowane przez bluetooth. Nie okazało się to jeszcze konieczne.