Νυχτερινό φως χειρός: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Το 5χρονο παιδί μου μας ξυπνούσε συνεχώς τη νύχτα και συνεχίζαμε να του δίνουμε αφθονία αφήνοντας τη μαμά και τον μπαμπά να κοιμηθούν, μέχρι που συνειδητοποίησα ότι ουσιαστικά δεν μπορούσε να καθορίσει μόνος του αν ήταν ώρα ύπνου ή ώρα παιχνιδιού.

Επιπλέον, μας ζήτησε να ανάψουμε το φως. Κάνει πάντα φασαρία για να σβήσει το φως, αλλά ανησυχώ λίγο για το αν αφήσω ένα φως όλο το βράδυ, με τις επιπτώσεις στη μελατονίνη και την ποιότητα του ύπνου.

Πραγματικά δεν ήμουν ικανοποιημένος με κανένα νυχτερινό φως που μπορούσα να βρω ότι τα χρήματα μπορούν να αγοραστούν: μερικά θα μπορούσαν να ανάψουν με ένα άγγιγμα, αλλά να μην σβήσουν από μόνα τους. μερικά ήταν όλα χαριτωμένα και απαλά, αλλά κανένα δεν μπορούσε να δώσει το χρόνο σε ένα παιδί 5 ετών.

Έχω συγκεντρώσει λοιπόν ένα γρήγορο hack ενός νυχτερινού λιγκού που:

• δίνει κωδικούς χρωμάτων στην ώρα της νύχτας:

  • κίτρινο (βράδυ): ώρα ιστορίας
  • κόκκινο: ώρα ύπνου
  • κίτρινο (πρωί): επιτρέπεται να σηκωθείτε και να παίξετε χωρίς να ξυπνήσετε τη μαμά ή τον μπαμπά
  • φωτεινό λευκό: ώρα για να σηκωθείτε
  • μακριά κατά τη διάρκεια της ημέρας.
• Όταν το πιέζετε τη νύχτα, δίνει μια καθησυχαστική κιτρινωπή λάμψη. Στη συνέχεια σβήνει και ξαναβγάζει κόκκινο μετά από μισή ώρα. (Πατήστε το το πρωί για να το απενεργοποιήσετε)
• λάμπει απαλά με συχνότητα κοντά στην ταχύτητα αναπνοής του παιδιού μου σε ανάπαυση (περίπου 2,5 ~ 3s ανά αναπνοή). Αυτό είναι ένα γνωστό κόλπο για τον ύπνο.
• καταργεί το μπλε φως που είναι γνωστό ότι διαταράσσει τη μελατονίνη κατά τη διάρκεια της νύχτας. Παράγει ένα γαλαζωπό λευκό μελατονίνη που ρίχνει φως το πρωί.
• Παίρνει χρόνο από το Διαδίκτυο, μέσω NTP.

Προμήθειες

• Ένας πίνακας διαρροής ESP32, χωρίς κεφαλίδες. Το αγόρασα φθηνά (25 RMB).

• Θήκη με 3D εκτύπωση.

  Το έχω τυπώσει επαγγελματικά από αυτό το κατάστημα, κατασκευασμένο από λευκή ρητίνη 8000,, διαδικασία SLA, για περίπου 30 RMB. Το επάνω κάλυμμα βγήκε όμορφα (έχει πάχος 1mm). και η διαφάνεια είναι καλή

• ένα κουμπί. Το δικό μου είναι ένα κουμπί 12*12mm, ύψους 7,5mm, μέσω οπής. Έσκυψα τις καρφίτσες προς τα πάνω για να μείνει επίπεδη.
• δύο φώτα neopixel (κομμένα από μια λωρίδα που αγοράστηκε εδώ για 70 RMB)

• αν θέλετε μπαταρία:

  • μονάδα φόρτισης μπαταρίας. Χρησιμοποιώ ένα TP4056, όπως αυτό, για λιγότερο από 1 RMB.
  • μια μπαταρία Li-Po. Αγόρασα αυτές τις μπαταρίες 1000 mA, οι οποίες ήταν ελαφρώς μικρότερες από την πλακέτα μου στα 45*26*8,5mm, για 14 RMB.
  • μια δίοδο Schottky για να αποφύγετε τη φόρτιση και την καταστροφή της μπαταρίας σας από το USB 5V. Είχα ξαπλώσει.
  • προφανώς, κάντε τη θήκη αρκετά μεγάλη για να χωρέσει η μπαταρία, ο φορτιστής και τα καλώδια. Doh!
• κάποια ταινία διπλής όψης, ηλεκτρική ταινία, σύρμα, σύρμα συγκόλλησης.
• εργαλεία και δεξιότητες συγκόλλησης.

Αποποίηση ευθυνών: Δεν έχω καμία σχέση με τους καταχωρημένους προμηθευτές και τους απαριθμώ μόνο για τη διευκόλυνση του αναγνώστη.

Βήμα 1: Προετοιμάστε τον πίνακα

Αφαιρέστε τις κεφαλίδες αν χρειάζεται.

Κολλήστε το κουμπί και τα LED στο πίσω μέρος του ESP32 με θερμή κόλλα ή ταινία διπλής όψης.

Συγκόλλησα τα neopixels σε GND και 3V3 και στο pin 12 για δεδομένα, μετά τα έδεσα με σύρμα.

Συγκόλλησα το κουμπί μεταξύ του πείρου 25 (ορίστηκε ως έξοδος, τιμή = 0, οπότε λειτουργεί ως αποστράγγιση) και ο πείρος 26 (ορίστηκε ως είσοδος με έλξη). Αυτό ήταν πιο εύκολο να συγκολληθεί από την ανάκτηση μιας γραμμής εδάφους.

Έβαλα λίγη μαύρη ηλεκτρική ταινία πάνω από το LED ισχύος της πλακέτας, για να μην εμφανίζεται μέσα στη θήκη. Άφησα το LED σήματος ακάλυπτο, καθώς το χρησιμοποιώ για να δείξω εάν η προετοιμασία (και η ρύθμιση του ρολογιού μέσω NTP) πέτυχε, και στη συνέχεια απενεργοποιήστε το.

Βήμα 2: Παραγγείλετε το περίβλημα

Αρχικά, μετρήστε τις διαστάσεις της πλακέτας ESP32. Έχω ετοιμάσει περιβλήματα για σανίδες 29x52 ή 26x49mm.

Στη συνέχεια, μετρήστε το ύψος του κουμπιού σας σε σχέση με την επιφάνεια της πλακέτας (όταν το πιέσετε προς τα κάτω). Τα σχέδιά μου υποθέτουν 7mm.

Εάν το ταμπλό σας ταιριάζει, μπορείτε να κατεβάσετε απευθείας το αντίστοιχο αρχείο. STEP από το αποθετήριο githup. Εάν όχι, θα χρειαστεί να τροποποιήσετε το σχέδιο στο Fusion360. Χρησιμοποιώ την "προσωπική μη εμπορική" δωρεάν άδεια. Ευχαριστώ Autodesk!

Δεν θα σας διδάξω πώς να χρησιμοποιείτε το Fusion360 εδώ, αλλά εδώ είναι μερικά βήματα που πρέπει να ακολουθήσετε μόλις μάθετε τον τρόπο που κυκλοφορείτε:

• Ο σχεδιασμός είναι παραμετρικός. Η αλλαγή μιας διάστασης στο σωστό μέρος θα πρέπει να κάνει όλα τα άλλα να μπουν στη θέση τους φυσικά.

• Για να τροποποιήσετε τις διαστάσεις της πλακέτας:

  • επεξεργαστείτε το σκίτσο "PCB",
  • κάντε διπλό κλικ στις εξωτερικές διαστάσεις για να τις τροποποιήσετε.
  • Επικυρώστε και, στη συνέχεια, κάντε κλικ στο "φινίρισμα σκίτσου".

• Για να τροποποιήσετε το ύψος του κουμπιού:

  • ρυθμίστε την προβολή σας να εμφανίζει μόνο το PCB
  • πλοηγηθείτε για να βρείτε το πάνω μέρος του κουμπιού (υλοποιήθηκε ως κύλινδρος)
  • χρησιμοποιήστε το εργαλείο "pull pull",
  • επιλέξτε αυτήν την επιφάνεια και εισαγάγετε το σωστό νέο ύψος (αρνητικό).
  • το ύψος του πείρου στο επάνω κάλυμμα πρέπει να ρυθμιστεί αυτόματα

• Για να παραγγείλετε εξαρτήματα τρισδιάστατης εκτύπωσης:

  • Βεβαιωθείτε ότι είναι ορατά μόνο τα πάνω και τα κάτω κελύφη. απόκρυψη του σώματος PCB
  • Μεταβείτε στο Αρχείο-> Εξαγωγή και, στη συνέχεια, επιλέξτε τη μορφή ΒΗΜΑ.
  • Το Fusion 360 θα εξάγει ένα αρχείο. STEP 3D που περιέχει και τα δύο σώματα και θα πρέπει να είναι ευανάγνωστο από το τρισδιάστατο κατάστημά σας.

Βήμα 3: Πρόγραμμα

Εγκαταστήστε το Micropython στον πίνακα σας, ακολουθώντας αυτές τις οδηγίες.

Κατεβάστε τα τρία αρχεία.py από αυτό το αποθετήριο Github και αντιγράψτε τα στον πίνακα χρησιμοποιώντας MU ή Thonny:

• main.py: αρχείο εκκίνησης. Θα καλέσει τα άλλα δύο αρχεία με τη σειρά, εκτός εάν πατήσετε το κουμπί προς τα κάτω. Αυτό είναι χρήσιμο εάν χρησιμοποιείτε MU, το οποίο διαφορετικά θα λήξει και δεν θα αναγνωρίσει τον πίνακα.

  πρέπει να επεξεργαστείτε αυτό το αρχείο εάν χρησιμοποιήσατε διαφορετικές ακίδες από το παράδειγμα για τη σύνδεση του κουμπιού ή των LED

• do_connect.py: ένα σενάριο για σύνδεση στο δίκτυό σας Wi-Fi και ανάκτηση του χρόνου.

  πρέπει να το επεξεργαστείτε και να συμπληρώσετε το Wi-Fi SSID και τον κωδικό πρόσβασής σας

• handheld_night_light.py: το σενάριο που χτυπά το φως της νύχτας ανάλογα με την ώρα της ημέρας.

  • πρέπει να το επεξεργαστείτε εάν χρησιμοποιήσατε διαφορετικές ακίδες από το παράδειγμα για τη σύνδεση του κουμπιού ή των LED
  • πρέπει επίσης να το επεξεργαστείτε για να διαμορφώσετε τα χρώματα και τις ώρες ύπνου σύμφωνα με τις προτιμήσεις σας
  • Τέλος, πρέπει να ορίσετε τη ζώνη ώρας σε αυτό το αρχείο

Μόλις μεταφορτωθούν τα 3 αρχεία στον πίνακά σας, επανεκκινήστε το και θα πρέπει να παρατηρήσετε ότι το LED σήματος αναβοσβήνει δύο φορές: μία ενώ συνδέεστε σε Wi-Fi και μια δεύτερη φορά όταν λαμβάνετε το χρόνο από το NTP. Και τα δύο μπορεί να διαρκέσουν πολλά δευτερόλεπτα.

Πατώντας το κουμπί θα ανάψει ή θα σβήσει το φως, ανάλογα με την ώρα της ημέρας.

Βήμα 4: Τροφοδοσία από μπαταρία

Τώρα είναι η ώρα να κολλήσουμε τα πάντα μαζί. Έχω τροφοδοτήσει τον πίνακα μου από μια μπαταρία και επίσης έχω προσθέσει μια μικρή μονάδα φόρτισης μπαταρίας. Με αυτόν τον τρόπο, η σύνδεση του ESP32 σε μια πηγή ενέργειας θα φορτίσει την μπαταρία και η αποσύνδεση θα τροφοδοτήσει την πλακέτα από την μπαταρία. Δεν υπάρχει διακόπτης ON/OFF, για απλότητα.

Η τροφοδοσία της πλακέτας από την μπαταρία γίνεται μέσω μιας μικρής διόδου. Χωρίς αυτήν τη δίοδο, η μπαταρία σας θα τροφοδοτηθεί απευθείας από την πηγή USB 5V και πιθανότατα θα υπερθερμανθεί και καταστραφεί. Έχω προσέξει να επιλέξω μια δίοδο Schottky, που μειώνει την πτώση τάσης, αυξάνοντας έτσι την αποτελεσματική διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Το νυχτερινό φως είναι ο έλεγχος του φωτός. Περισσότερα δεν είναι καλύτερα, ειδικά αν είναι μπλε (καθώς το μπλε φως τείνει να αναστέλλει την έκκριση μελατονίνης και να εμποδίζει τον ύπνο). Έχω καλύψει λοιπόν τις ανεπιθύμητες λυχνίες LED σηματοδότησης τόσο στο ESP32 όσο και στη μονάδα φορτιστή μπαταρίας με μαύρη ηλεκτρική ταινία.

Βήμα 5: Τελική συνέλευση

Το περίβλημα είναι αρκετά απλό στη συναρμολόγηση. Υπάρχουν 2 μικρά άγκιστρα για τη συγκράτηση του επάνω καλύμματος στο κάτω κάλυμμα και ένα άνοιγμα για τη θύρα USB.

Πριν το κλείσετε, φροντίστε να ελέγξετε για τυχόν τσίμπημα σύρματος. Έξω από το τυπογραφείο, το επάνω κάλυμμα θα είναι επίπεδο κατά μήκος της επάνω επιφάνειας του πίνακα ESP32. Έκανα ένα βαθούλωμα στο επάνω κάλυμμα για να αφήσω χώρο για τα καλώδια.

Βήμα 6: Συμβουλές για γονείς

Και τελειώσατε!

Ακολουθούν μερικές συμβουλές όταν μιλάτε στο παιδί σας:

• Έχω ασχοληθεί με το παιδί μου νωρίς στη διαδικασία, δείχνοντάς του το σχέδιο του περιβλήματος στον υπολογιστή μου και ρωτώντας το αν το θέλει ή όχι. Αυτό κίνησε το ενδιαφέρον και την υιοθεσία.
• Έχω δοκιμάσει μερικές φορές τους κωδικούς χρωμάτων μαζί του πριν του δώσω το νυχτερινό φως. Ταν πολύ συνεργάσιμος.
• Θα σας συμβούλευα να δοκιμάσετε και να φορτίσετε πριν του δώσετε το τελικό προϊόν. Πρώτον, είναι δύσκολο να το πάρεις πίσω. Επίσης, αποφάσισε να "το αφήσει στην πρίζα κατά τη διάρκεια της νύχτας, ώστε να μην σβήσει ξαφνικά" και δεν θα κουνηθεί…
• Τέλος, το παιδί μου ήταν πολύ δεκτικό στους φωτεινούς κώδικες. Παρακολουθεί έντονα το φως κατά τη διάρκεια της ιστορίας, περιμένοντας να γίνει κόκκινο. Ένα βράδυ, ξεκινήσαμε την τελετουργία του ύπνου λίγο αργά, και το φως έγινε κόκκινο λίγα λεπτά στην ιστορία. Αντί να διαπραγματεύεται όπως συνήθως, στενοχωρήθηκε ειλικρινά και έκλαψε αμέσως, σαν να μην υπήρχε τρόπος ύπνου… (του έδωσα 5 λεπτά χάρης και πάτησα το κουμπί για να γυρίσει το φως ξανά στο κίτρινο εκείνο το διάστημα, αλλιώς δεν θα άκουγε καν).

Βήμα 7: Επόμενα βήματα

Το νυχτερινό φως όπως λειτουργεί και δίνει ικανοποίηση.

Υπάρχουν μερικά πράγματα που μπορεί να θέλετε να προωθήσετε αν κάνετε τα δικά σας:

• τα φώτα Neopixel αναβοσβήνουν κάθε τόσο, πιθανότατα από δυσλειτουργίες χρονισμού. Ορισμένοι άλλοι τύποι LED ενδέχεται να είναι λιγότερο απαιτητικοί. Αυτό συμβαίνει παρά την τροφοδοσία τους από τα 3.3V (ίδια τάση στις ακίδες ισχύος και σήματος).
• Θα ήταν ενδιαφέρον να καταγράψουμε την ώρα των πιέσεων κουμπιών, για να δούμε αν το παιδί πράγματι χρησιμοποίησε το φως κατά τη διάρκεια της νύχτας.
• Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας θα παραταθεί πολύ χρησιμοποιώντας μια αντλία τάσης DC-DC για την τροφοδοσία της πλακέτας.
• Έχω δοκιμάσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και διαρκεί μια ολόκληρη νύχτα, αλλά όχι μέχρι το επόμενο βράδυ.
• Αρχικά σκεφτόμουν να επινοήσω μια ξεχωριστή πηγή φωτός έξω από το κρεβάτι, με περισσότερα LED Neopixel, που θα ελέγχονταν τηλεχειριστικά από bluetooth. Δεν έχει αποδειχθεί ακόμη απαραίτητο.