Moonlamp Nightlight: 13 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Ta urocza lampka nocna wykorzystuje cudowną lampę księżycową, którą można znaleźć tutaj

www.instructables.com/id/Progressive-Detai…

Wykorzystuje niedrogą płytę ESP8266 do stworzenia fantastycznego oświetlenia nocnego, które wykorzystuje 3W RGB LED firmy Future Eden i może wyświetlać dowolny z siedmiu kolorów oraz piękny tryb „migotania”, w którym kolor zmienia się w sposób ciągły.

Kula księżyca jest obrotowa - jeśli wolisz oglądać „ciemną stronę księżyca”, po prostu obróć kulę.

Ponieważ będzie on używany w pokoju dziecięcym, szczególną uwagę zwrócono na względy bezpieczeństwa; więcej szczegółów znajdziesz w dalszej części poświęconej bezpieczeństwu

Jeśli masz dziecko zainteresowane nauką programowania, lampką nocną steruje MicroPython. Jest to więc również świetny sposób, aby zaangażować kogoś w programowanie komputerowe!.

Kieszonkowe dzieci

Płytka WeMos D1 Mini ESP8266.

W serwisie eBay jest wielu dostawców. Sugeruję zakup około 10 od chińskiego dostawcy, jak poniżej. Są niesamowicie tanie i bez wątpienia znajdziesz dla nich wiele zastosowań w projektach IoT

www.ebay.co.uk/itm/ESP8266-ESP-12-WeMos-D1…

Tranzystor BC337

www.ebay.co.uk/itm/25-x-BC337-40-NPN-Trans…

Filtry ferrytowe

www.ebay.pl/itm/10szt-Czarny-Clip-On-Cla…

Rezystory 2W

www.ebay.co.uk/itm/0-1-100ohm-Various-Valu…

Płytka prototypowa

www.ebay.co.uk/itm/Double-Sided-Prototypin…

3W RGB LED

futureeden.co.uk/products/3w-rgb-red-green…

Gniazdo prądu stałego 2,5 mm

www.ebay.pl/itm/2-5mm-x-5-5mm-METAL-PAN…

Radiator 40mm

www.ebay.co.uk/itm/aluminium-radiator-radiator…

Enkoder obrotowy

Istnieje wielu dostawców eBay, którzy je sprzedają. Użyłem enkodera z wałem 15 mm D

www.ebay.co.uk/itm/Rotary-Shaft-Encoder-EC…

Pokrętło (pasujące do wału D)

www.ebay.co.uk/itm/5-Kolory-D-Shaft-270-P…

Krok 1: Wydrukuj lampę księżycową

Chcesz wydrukować 5-calową lampę księżycową z linku do instrukcji, o którym wspomniałem wcześniej. Wydrukowałem to na Ender 3 przy użyciu białego PLA przy 100% wypełnieniu i wysokości warstwy 0,15 cala z podporami. Następnie poświeciłem latarką przez wydruk i ostrym nożem usunęłam cały pozostały materiał podporowy. Wynik był absolutnie doskonały. Całkowity czas drukowania wyniósł około 15 godzin.

Krok 2: Wydrukuj górę i podstawę lampy księżycowej

Użyj załączonych STL, aby wydrukować górę i podstawę. Wydrukowałem je w czarnym PETG, aby uzyskać ładne błyszczące wykończenie, ale PLA też będzie działał dobrze.

Krok 3: Wydrukuj wsparcie księżyca

Wydrukowałem to w półprzezroczystym PLA, aby uniknąć rzucania cieni. Użyłem PLA, ponieważ płytka nośna księżyca będzie przyklejona do wydruku księżyca i dlatego chciałam mieć pewność, że będzie dobrze przylegała.

Krok 4: Flash ESP8266 za pomocą MicroPython

Pobierz najnowszą wersję Micro Pythona, podłącz ESP8266 do portu USB w komputerze, a następnie użyj menedżera urządzeń, aby określić, do którego portu COM jest zmapowany

Następnie sflashuj podsystem Micro Python za pomocą dostarczonego narzędzia do flashowania. Poniższe przykładowe polecenia flashują najnowszą wersję, którą znalazłem w momencie pisania, zakładając, że COM4 to port, do którego zmapowane jest urządzenie i że Python 2.7 został zainstalowany w c:\python27

c:\python27\scripts\esptool.py --port COM4 --baud 115200 erase_flash

c:\python27\scripts\esptool.py --port COM4 --baud 115200 write_flash --flash_size=wykryj 0 micropython\esp8266-20190529-v1.11.bin

Wystarczy raz sflashować Micro Pythona.

Krok 5: Zainstaluj system WebRepl

WebRepl to system oparty na przeglądarce, który umożliwia wprowadzanie poleceń Micro Python, a także przesyłanie plików do iz ESP8266. Łączy się przez WiFi bezpośrednio z ESP8266, więc nie musisz mieć płytki ESP podłączonej do komputera.

Postępuj zgodnie z instrukcjami tutaj, aby wszystko działało.

docs.micropython.org/en/latest/esp8266/tut…

Przenieś dwa powyższe pliki Pythona do ESP8266 za pomocą interfejsu użytkownika przeglądarki WebRepl

Przesyłaj również pliki z tego projektu github - są dwa pliki Pythona, które razem kontrolują enkoder obrotowy

github.com/miketeachman/micropython-rotary

Po upewnieniu się, że Micro Python działa poprawnie na ESP8266, możesz przejść do następnego kroku, w którym utworzysz płytę kontrolera.

Uwaga - możesz przeprogramować ESP8266 w dowolnym momencie, nawet po zamontowaniu go na płytce sterownika. Jednak miałem nieparzystą jednostkę, która nie migała poprawnie, więc upewnienie się, że działa poprawnie, jest dobrym pomysłem przed przylutowaniem jej do płyty kontrolera

Krok 6: Podłącz płytkę drukowaną

Użyłem płytki prototypowej, jak pokazano w linku do materiałów eksploatacyjnych. Komponenty są po prostu okablowane punkt-punkt

Dioda RGB jest montowana na 40mm radiatorze za pomocą taśmy termicznej Akasa.

Klony WeMOS są dostarczane z pinami nagłówka; Przylutowałem je do płytki, a następnie do płytki prototypowej.

Zwróć uwagę, że piny enkodera są przylutowane do dolnej części płytki prototypowej i są przesunięte nieco na prawo od płytki, patrząc od góry i z wałkiem enkodera skierowanym do ciebie. Dzieje się tak, ponieważ na jej końcu dostępnych jest osiem padów płytki, a więc trzy piny enkodera są połączone, pozostawiając dwa wolne pady z jednej strony i trzy z drugiej.

Ponieważ 40-milimetrowy radiator znajduje się na górze płytki drukowanej, upewnij się, że obszar objęty radiatorem nie ma żadnych elementów zamontowanych zbyt wysoko, w przeciwnym razie będą one kolidować z radiatorem.

Krok 7: Wydrukuj podkładkę i zamontuj płytę bazową

Podkładka to tylko mały plastikowy kwadrat, który znajduje się pod radiatorem, aby zapewnić, że niczego nie zwiera.

Dopasuj podkładkę do płyty bazowej, a następnie umieść radiator na górze. Jeśli wolisz, możesz po prostu przykleić taśmę elektryczną do radiatora. W rzeczywistości i tak nie styka się z niczym na płytce drukowanej, z wyjątkiem prawdopodobnie ekranu nad płytą ESP8266, a dioda LED i tak jest elektrycznie odizolowana od radiatora

Teraz zmontuj płytkę drukowaną i płytkę podstawową.

Krok 8: Podłącz diodę LED do radiatora, a następnie podłącz ją do płytki drukowanej

Użyłem taśmy termicznej Akasa. Po prostu wytnij kwadrat o wymiarach 20 mm x 20 mm i przymocuj diodę LED. Zwróć uwagę na instrukcje, która kolorowa strona trafia do radiatora, a która strona do diody LED.

Użyłem standardowego komputerowego kabla taśmowego do podłączenia sześciu przewodów od diody LED z powrotem do płytki drukowanej.

Krok 9: Wykonaj kabel zasilający

Kabel zasilający jest po prostu wykonany z taniego kabla USB. Odetnij złącze USB, pozostawiając około 1-2 cale kabla, aby można było je rozebrać i podłączyć jakiś dwużyłowy kabel zasilający (użyłem kabla dwużyłowego o całkowitej szerokości około 5 mm, dzięki czemu będzie do niego przyczepiony standardowy tłumik ferrytowy 5 mm). Użyj rurki termokurczliwej, aby podłączyć czerwony i czarny przewód ze złącza USB do zasilania i uziemienia, a następnie przylutuj wtyczkę zasilania 2,5 mm na drugim końcu.

Zwróć uwagę, że przedstawiony na zdjęciu kabel jest raczej krótszy niż byś chciał – dotyczył innego projektu, ale był taki sam. Dla wygody prawdopodobnie potrzebujesz około 2m kabla.

Dlaczego nie po prostu podłączyć bezpośrednio do portu micro USB?. Cóż, są dwa problemy. Spadek napięcia na standardowym kablu USB jest dość wysoki, ponieważ przy dużych prądach małe przewody spadają dość mocno, co może powodować problemy z ESP8266. Dodatkowo te płytki nie są zaprojektowane do dostarczania dużego prądu - ślady na płytce są dość cienkie - więc zasilanie zasilałbym osobno.

Uwaga: na tym kablu nie pokazano filtra ferrytowego. Polecam dodanie jednego z nich na wypadek, gdyby jakikolwiek szum elektryczny był emitowany przez kabel zasilający. Pamiętaj, że przełączasz około 500mA prądu przez trzy diody LED, a to może powodować RFI.

Krok 10: Sprawdź to

Przy zasilaniu podłączonym do płytki drukowanej powinieneś zobaczyć, że diody LED zapalają się z około połową jasności, a następnie obracanie enkodera powinno zmienić jasność.

Jeśli będziesz dalej obracać enkoderem, zobaczysz zmianę koloru. Dostępnych jest siedem kolorów, a ostatecznym trybem jest „migotanie”. W trybie migotania kolor ciągle się zmienia. Efekt jest dość subtelny i bardzo ładny.

Po naciśnięciu przełącznika enkodera lampa powinna zgasnąć. Ponowne naciśnięcie powoduje, że diody LED ponownie stają się białe z połowiczną jasnością.

Krok 11: Przyklej płytkę Moonlamp do księżyca i złóż wszystko razem

Sprawdź, czy wszystko do siebie pasuje. Następnie przyklej płytkę podtrzymującą lampę księżycową do księżyca, ustawiając księżyc jednym z "biegunów" w dół - zwykle podstawą wydruku 3D. Użyłem żywicy epoksydowej, jak pokazano na powyższym obrazku.

Księżyc powinien potem swobodnie się obracać, ale powinien być bezpiecznie trzymany na górnym zespole. Następnie wystarczy użyć czterech małych wkrętów samogwintujących, aby przykręcić podstawę do górnego zespołu i oczywiście zabezpieczyć enkoder za pomocą dostarczonej nakrętki.

Krok 12: Uwaga dotycząca bezpieczeństwa

Ponieważ jest to urządzenie przeznaczone do pokoju dziecięcego, bezpieczeństwo jest ważne. Działa z bezpiecznej standardowej ładowarki do telefonu 5V, więc tak długo, jak korzystasz z renomowanej ładowarki, która będzie całkiem bezpieczna. Wartości rezystorów mocy są dobrane tak, aby temperatura wewnętrznego radiatora pozostawała około 10-15 stopni powyżej temperatury otoczenia. Są one również dobrane tak, aby w bardzo mało prawdopodobnym przypadku zwarcia diody LED rozpraszanie mocy w każdym rezystorze nadal mieściło się w zakresie jego mocy znamionowej 2W.

Krok 13: Kod Pythona

Główny program kontrolny Pythona jest dość prosty. Nie jest to zbyt elegancki kod - przydałoby się kilka refaktoryzacji w osobne procedury - ale działa.

Kod musi poradzić sobie z nieoczekiwanym problemem, który znalazłem - podczas testowania dostawałem irytujące losowe migotanie. Okazuje się, że przy zmianie współczynnika wypełnienia PWM kanału nie można jednocześnie zmienić wielu kanałów. Jeśli tak się stanie, czasami pojawia się migotanie - więc ustawiłem krótkie opóźnienie, a następnie zmiany PWM są dokonywane na każdym kanale w sposób „round-robin”, aby uniknąć migotania.