IRIS - lampa, która wie, kiedy jesteś w pobliżu: 12 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Cześć! Tak, wszyscy są poddani kwarantannie. Jestem studentem inżynierii. Zatrzymywałem się w hostelu i jestem przyzwyczajony do wykonywania swoich zadań i studiów w nocy. Teraz, kiedy jestem w domu, moja rodzina nie czuje się tak komfortowo, ponieważ wszyscy tutaj są przyzwyczajeni do wczesnego snu. Nie mam też lampy stołowej.

Ale jeśli chcę zrobić taki sam, chciałbym, aby miał więcej funkcji niż zwykła lampa. Wyzwaniem było znalezienie części. Ze względu na ogólnokrajową blokadę w Indiach nie są otwarte żadne sklepy elektroniczne. To jest mój całkowicie domowy projekt. Poznaj Iris, inteligentną lampę stołową. Ma tyle funkcji, ile mogłem w nią wcisnąć dzięki elektronice, którą miałem w domu.

Tryb ręczny: Zwykłe oświetlenie biurka

Tryb inteligentny: automatyczne wykrywanie użytkownika, aby włączyć/wyłączyć światło

Inteligentna lampka do łóżka: automatycznie oświetla ścieżkę, gdy chcesz iść gdzieś w środku nocy

Adaptacyjna jasność: automatycznie dostosowuje jasność w oparciu o otaczające światło

Świadomość światła dziennego: można automatycznie włączyć tryb inteligentny po zachodzie słońca lub gdy w pobliżu nie ma żadnego innego źródła światła.

Dwie ostatnie funkcje nie zostały jeszcze dodane, ale wspomniałem o zasadzie działania, więc jeśli chcesz je dodać, będziesz wiedział, co robić. Zabierajmy się do roboty!

Kieszonkowe dzieci

Tak, wiem, że podawanie linków do zakupów nie ma sensu, ponieważ w większości krajów witryny e-commerce nie są obecnie aktywne. Ale w przypadku, gdy czytasz to po tym, jak ten wirus znalazł się pod kontrolą i wszystko wróciło do normy (co mam nadzieję wkrótce nastąpi), to… um… nie ma za co?

Arduino Uno:

Taśma LED ciepła biała:

Przekaźnik jednokanałowy:

Czujnik zbliżeniowy/przeszkód:

Zasilanie 12v:

przewód GI

Czarna farba

Niektóre części tu i ówdzie można znaleźć w domu.

Krok 1: Wykonanie stojaka

Teraz nie byłoby prawdą, gdybym powiedział, że projekt podstawy jest całkowicie mój. Widziałem ten projekt na wideo. Ale egzekucja jest inna, więc tak.

Przede wszystkim wziąłem gruby kabel sieciowy. Chciałem czarny, ale to był jedyny leżący w moim domu. Problem w tym, że jest zbyt elastyczny. Potrzebujemy czegoś, co po wygięciu zachowa swój kształt. Więc usunąłem drut aluminiowy wewnątrz i zamiast tego włożyłem gruby drut GI. Następnie wygiąłem drut w kształt. To było tak proste, jak zrobienie koła na dole, a następnie zgięcie reszty drutu w cienki kształt litery S na stojak.

Niestety w środku nie było już miejsca na przewody zasilające, więc coś z tym zrobimy później. Baza jest już prawie gotowa.

Krok 2: Wierzchołek lampy

W tym celu wziąłem z kuchni dwa plastikowe pojemniki. Oba są trochę zwężone, a jeden jest większy od drugiego. Zaznaczyłem linię wzdłuż większego pojemnika i skróciłem ją.

Gdy mały pojemnik zostanie umieszczony na dużym, wygląda dokładnie jak lampa. Świetny!

Krok 3: Żarówka

Może to być tak proste, jak pójście do stacjonarnego i kupienie lampki nocnej. Ale nie chciałem tak jasnego światła, a także chciałem dodać automatyczną kontrolę jasności do części, które miałem w domu. Więc zrobiłem na zamówienie żarówkę.

Najpierw wziąłem pokrywkę małego pojemnika, którego używałem wcześniej, i przykleiłem do niego prostokątną płytkę z aluminium. Następnie przykleiłem dwa małe kawałki taśmy LED o barwie ciepłej bieli na aluminium. Dlaczego listwa aluminiowa? Działa jak radiator dla diod LED, ponieważ nagrzewają się, gdy są używane przez dłuższy czas. Wszystko sklejono klejem termoodpornym, który na szczęście znalazłem w magazynie. Jeśli nie możesz tego znaleźć, to w porządku. Taśmy LED zazwyczaj mają klej już z tyłu, można go po prostu przykleić bezpośrednio.

Przylutowałem przewody trzymając oba paski równolegle. Następnie otworzyłem dyfuzor ze starej żarówki LED i przykleiłem go na wierzchu pokrywy.

Nasza niestandardowa żarówka LED jest gotowa!

Zrobiłem szybki test z zasilaczem 12v. Już widać, jak przyjemnie to wygląda.

Krok 4: Pomaluj na czarno

Pomalowałem wszystko na czarno. Upewnij się, że użyjesz papieru ściernego, aby powierzchnia pojemników była szorstka, aby farba mogła się do niej prawidłowo przykleić.

Najlepiej użyć farby w sprayu, ale nie miałam w domu. Więc użyłem farby akrylowej. Bardzo trudno było pomalować bazę, ponieważ farba ciągle wychodziła. Po trzech warstwach byłam zadowolona z wyglądu. Chociaż powinienem był też go zeszlifować przed malowaniem.

Nie pomalowałem górnej części dużego pojemnika, ponieważ był półprzezroczysty i po włączeniu tworzył fajny pierścień światła.

Krok 5: Elektronika

Po tym, jak wymieniłem wszystkie funkcje, możesz być przytłoczony i pomyśleć, że może działać jakiś skomplikowany obwód. Ale nie, to całkiem proste. Dzięki płytce Arduino.

Wejście czujnika: czujnik przeszkód wykrywa, kiedy jesteś przed nim. Jego pin D0 idzie do pinu Arduino 2. Pin GND idzie oczywiście do pinu GND Arduino. To pin +5v idzie do pinu 5v Arduino.

Wyjście przekaźnikowe: Przekaźnik włącza/wyłącza lampę, gdy jest w trybie inteligentnym. Jego pin wejściowy trafia do pinu 3 Arduino, a drugi pin do pinu GND Arduino.

Reszta połączeń jest dość prosta. Wystarczy postępować zgodnie ze schematem. Będzie trochę łatwiej, jeśli będziesz wiedział, co się dzieje.

Zasadniczo, jeśli przesuniesz przełącznik w prawo, zasilasz lampę bezpośrednio z zasilacza. Po przesunięciu przełącznika w lewo lampa jest w trybie inteligentnym. Od tego momentu lampą steruje Arduino. Zasadniczo, przesuwając przełącznik w lewo, odłączasz zasilacz od lampy i zamiast tego zasilasz Arduino. Jeśli Arduino chce zasilić lampę, uruchomi przekaźnik, który po prostu zwiera odłączone wcześniej zaciski przełącznika.

Krok 6: Co jeśli nie mam Arduino?

Jeśli nie masz Arduino, nadal możesz przejść do trybu inteligentnego za pomocą BC547 lub dowolnego innego tranzystora ogólnego przeznaczenia i czujnika przeszkód. Zapoznaj się ze schematem ideowym. Układ ten należy zastąpić układem Arduino, przekaźnika i czujnika ze schematu ideowego w poprzednim kroku. Chociaż jest to tańsza opcja, w stanie bezczynności będzie niewielkie zużycie energii.

Krok 7: Programowanie

Wszystkie te inteligentne funkcje są kontrolowane przez Arduino. Nasz program decyduje o tym, jak działają. Jeśli chcesz, aby działał tak samo jak mój, możesz po prostu pobrać mój kod i przesłać go do Arduino. Jeśli chcesz zrozumieć kod i dostosować go do własnych upodobań, zrobię przegląd kodu na końcu instrukcji, do której możesz się odnieść.

Jak wspomniałem wcześniej ten kod tylko odczytuje dane z czujnika przeszkód. Funkcje adaptacyjnej jasności i świadomości światła dziennego nie zostały jeszcze dodane. Wyjaśnię to w części kodu, aby można było je dodać, jeśli chcesz

Krok 8: Jak to działa?

Automatyczne wykrywanie użytkownika:

Umieścisz czujnik przeszkód pod stołem, naprzeciwko siebie. Więc teraz, gdy usiądziesz przed nim, wykryje cię i wyśle sygnał cyfrowy do Arduino. Arduino następnie włącza przekaźnik, który włącza lampę.

Lampka nocna posiada:

Właściwie nie jest to osobna funkcja. Jest to istniejący czujnik przeszkód, ale o zasięgu zwiększonym poprzez obrót potencjometru. Jeśli układ lampy i biurka jest trzymany obok łóżka, gdy wstaniesz z łóżka, wykryje cię i włączy lampę na 15 sekund, po czym lampa zgaśnie. Możesz skupić lampę na ścieżce przed snem, aby ją oświetliła.

Krok 9: Montaż

Po prawidłowym podłączeniu i przetestowaniu całej elektroniki umieściłem ją w małym pudełku. Mogłem je przymocować do lampy, ale chciałem, żeby wyglądały minimalistycznie, więc elektronikę zamontowano osobno na dole stolika. Idealna pozycja dla czujnika przeszkód i niewidoczna.

Przykleiłem jeden przewód zasilający wzdłuż stojaka za pomocą superglue. A co z drugim drutem? Pamiętasz, jak włożyliśmy przewód GI przez stojak? Użyjemy tego jako kolejnego przewodu. Dzięki temu wszystko będzie wyglądało schludnie.

Po prawidłowym połączeniu i przetestowaniu wszystkich przewodów, przykleiłem dwie części głowicy lampy żywicą epoksydową. Następnie statyw został przymocowany do głowy poprzez wykonanie otworu i przepuszczenie przez niego przewodu GI. Ostatnia kropla żywicy i wszystko jest solidne i gotowe do użycia.

Krok 10: Gotowy do pracy

Po kilkukrotnym przetestowaniu wszystkiego jestem naprawdę zadowolony z tego, jak wszystko działa. Nie wspominając już o tym, jak miękkie i przyjemne jest światło naszej niestandardowej żarówki.

Było jednak kilka drobnych problemów, które mogłem łatwo rozwiązać.

Czujnik przeszkód może cały czas wykrywać krzesło. Można to przezwyciężyć stosując krzesło, które ma oparcie tylko u góry, tak jak moje. Dno jest puste, więc czujnik przeszkód go nie wykrywa.

Czujnik przeszkód wykrywa chodzących ludzi i włącza/wyłącza lampę. Dla mnie biurko było obok łóżka, więc nikt tam nie chodzi, chyba że chce spać lub skorzystać z biurka. Jedyne, co możesz zrobić, to odpowiednio dostosować jego zasięg, aby wykrywał Cię tylko wtedy, gdy siedzisz.

Lampa się nie wyłącza. Dzieje się tak, gdy odbiornik (czarna żarówka) czujnika przeszkód znajduje się zbyt blisko nadajnika (żarówka przezroczysta). To jest proste do rozwiązania. Wszystko, co musisz zrobić, to odgiąć je trochę od siebie.

Krok 11: Dodatkowe funkcje i poprawki

Więc teraz może być jeden problem. Jak przełączać się między trybem inteligentnym wykrywania użytkownika a trybem inteligentnej lampki nocnej? W dostarczonym przeze mnie kodzie oba są w zasadzie tym samym. Ale jeśli chcesz mieć dedykowany tryb dla każdego z nich i przełączać się między nimi automatycznie, możesz użyć mikrokontrolera Nodemcu (esp8266) zamiast Arduino.

Możesz użyć usługi o nazwie IFTTT, aby automatycznie uruchomić każdy tryb na podstawie czasu i harmonogramu. Możesz także łatwo dodać więcej funkcji, takich jak sterowanie lampą ze smartfona, alerty pogodowe, timery i wiele innych rzeczy. To może sprawić, że Iris będzie naprawdę inteligentna. Niestety mój nodemcu wrócił do hostelu, więc utknąłem z Arduino. Dodam te funkcje, gdy wrócę i może zrobię kolejne instrukcje!

Krok 12: Przewodnik po kodzie

Kod nie tylko wygląda, ale jest całkiem prosty.

Najpierw deklarujemy piny wejściowe i wyjściowe Arduino w funkcji konfiguracji.

Pin 2 odbiera wejście z czujnika. Czyli jak czyta HIGH, czyli ktoś jest blisko, włącza przekaźnik (pin 3) na 15 sekund. Po 15 sekundach, jeśli pin 2 nadal odczytuje wysoki, blok if jest nadal wykonywany, a lampa pozostaje włączona. W przeciwnym razie przekaźnik jest wyłączony, podobnie jak lampa.

Jeśli chcesz, aby działał automatycznie po zachodzie słońca, wystarczy dodać LDR z tranzystorem ogólnego przeznaczenia do innego pinu. Następnie cały powyższy kod jest umieszczany w bloku if. Gdy LDR nie odczytuje światła, blok if zostaje wykonany, a proces wyjaśniony powyżej jest wykonywany przez Arduino.

Ponadto, aby automatycznie sterować jasnością, będziesz musiał ponownie użyć LDR. Lampa powinna teraz być zasilana bezpośrednio z Arduino, do którego można wykorzystać inny przekaźnik. Możesz użyć PWM do regulacji jasności lampy w oparciu o wejście analogowe z LDR. Zauważ, że w tym celu będziesz musiał użyć paska LED 5V zamiast 12V.

Druga nagroda w konkursie Work From Home Speed Challenge