Moonlamp Nightlight: 13 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτό το υπέροχο νυχτερινό φως χρησιμοποιεί την υπέροχη λάμπα φεγγαριού που μπορείτε να βρείτε εδώ

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

Χρησιμοποιεί έναν χαμηλού κόστους πίνακα ESP8266 για να δημιουργήσει ένα φανταστικό νυχτερινό φως που χρησιμοποιεί LED 3W RGB από το Future Eden και μπορεί να εμφανίσει οποιοδήποτε από τα επτά χρώματα συν μια όμορφη λειτουργία «shimmer» όπου το χρώμα αλλάζει συνεχώς.

Η σφαίρα του φεγγαριού είναι περιστρεφόμενη - αν προτιμάτε να βλέπετε τη «σκοτεινή πλευρά του φεγγαριού», τότε απλά γυρίστε τον πλανήτη.

Δεδομένου ότι αυτό θα χρησιμοποιηθεί στο δωμάτιο ενός παιδιού, έχει δοθεί προσεκτική προσοχή στα ζητήματα ασφάλειας. δείτε την ενότητα αργότερα για την ασφάλεια για περισσότερες λεπτομέρειες

Εάν έχετε έναν νεαρό που ενδιαφέρεται να μάθει προγραμματισμό, το νυχτερινό φως ελέγχεται από το MicroPython. Αυτός είναι επίσης ένας πολύ καλός τρόπος για να εμπλέξετε κάποιον με προγραμματισμό υπολογιστών !.

Προμήθειες

WeMos D1 Mini ESP8266 πλακέτα.

Υπάρχουν πολλοί προμηθευτές στο ebay. Θα πρότεινα να αγοράσετε περίπου 10 από έναν Κινέζο προμηθευτή όπως παρακάτω. Είναι απίστευτα φθηνά και αναμφίβολα θα βρείτε πολλές χρήσεις σε έργα IoT

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

BC337 τρανζίστορ

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

Φίλτρα φερρίτη

www.ebay.co.uk/itm/10Pcs-Black-Clip-On-Cla…

Αντιστάσεις 2W

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

Πρωτότυπος πίνακας

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

3W RGB LED

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

Υποδοχή DC 2,5mm

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

Ψυγείο 40mm

www.ebay.co.uk/itm/Aluminium-Heatsink-Radia…

Περιστροφικός κωδικοποιητής

Υπάρχουν πολλοί προμηθευτές ebay που τα πωλούν αυτά. Χρησιμοποίησα έναν κωδικοποιητή άξονα D 15 mm

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

Κουμπί (για να ταιριάζει στον άξονα D)

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

Βήμα 1: Εκτυπώστε τη λάμπα φεγγαριού

Θέλετε να εκτυπώσετε τη λάμπα φεγγαριού 5 ιντσών από το σύνδεσμο με οδηγίες που ανέφερα νωρίτερα. Το εκτύπωσα σε ένα Ender 3 χρησιμοποιώντας λευκό PLA σε 100% πλήρωση και ύψος στρώματος 0,15 ιντσών με στηρίγματα. Στη συνέχεια έβγαλα έναν πυρσό μέσα από την εκτύπωση και χρησιμοποίησα ένα κοφτερό μαχαίρι για να αφαιρέσω όλο το υπόλοιπο υλικό στήριξης. Το αποτέλεσμα ήταν απολύτως τέλειο. Ο συνολικός χρόνος εκτύπωσης ήταν περίπου 15 ώρες.

Βήμα 2: Εκτυπώστε την κορυφή και τη βάση του λαμπτήρα φεγγαριού

Χρησιμοποιήστε τα συνημμένα STL για να εκτυπώσετε το επάνω μέρος και τη βάση. Τα εκτύπωσα σε μαύρο PETG για να αποκτήσω ένα ωραίο γυαλιστερό φινίρισμα, αλλά το PLA θα λειτουργούσε επίσης καλά.

Βήμα 3: Εκτυπώστε την υποστήριξη του φεγγαριού

Το εκτύπωσα σε ημιδιαφανές PLA για να αποφύγω τυχόν σκιές. Χρησιμοποίησα το PLA επειδή η πλάκα στήριξης του φεγγαριού θα είναι κολλημένη στην εκτύπωση του φεγγαριού και ήθελα να είμαι σίγουρος ότι θα κολλήσει καλά.

Βήμα 4: Αναβοσβήστε το ESP8266 με MicroPython

Κατεβάστε την τελευταία έκδοση του Micro Python, συνδέστε το ESP8266 σε μια θύρα USB του υπολογιστή σας και, στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε τη διαχείριση συσκευών για να προσδιορίσετε σε ποια θύρα COM είναι αντιστοιχισμένη

Στη συνέχεια, αναβοσβήνετε το υποσύστημα Micro Python χρησιμοποιώντας το εργαλείο flash που παρέχουν. Οι παρακάτω εντολές αναβοσβήνουν την τελευταία έκδοση που βρήκα κατά τη σύνταξη, υποθέτοντας ότι το COM4 είναι η θύρα στην οποία έχει αντιστοιχιστεί η συσκευή και ότι το Python 2.7 έχει εγκατασταθεί στο 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 = εντοπισμός 0 micropython / esp8266-20190529-v1.11.bin

Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να αναβοσβήσετε μια φορά στο Micro Python.

Βήμα 5: Εγκαταστήστε το σύστημα WebRepl

Το WebRepl είναι ένα σύστημα που βασίζεται σε πρόγραμμα περιήγησης και σας επιτρέπει να εισάγετε εντολές Micro Python και επίσης να μεταφέρετε αρχεία από και προς το ESP8266. Συνδέεται μέσω WiFi απευθείας στο ESP8266, οπότε δεν χρειάζεται να έχετε συνδέσει την πλακέτα ESP στον υπολογιστή σας.

Ακολουθήστε τις οδηγίες εδώ για να λειτουργούν όλα.

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

Μεταφέρετε τα δύο παραπάνω αρχεία Python στο ESP8266 χρησιμοποιώντας τη διεπαφή χρήστη του προγράμματος περιήγησης WebRepl

Μεταφέρετε επίσης τα αρχεία από αυτό το έργο github - υπάρχουν δύο αρχεία python που μαζί ελέγχουν τον περιστροφικό κωδικοποιητή

github.com/miketeachman/micropython-rotary

Αφού βεβαιωθείτε ότι η Micro Python λειτουργεί ΟΚ στο ESP8266, μπορείτε να συνεχίσετε με το επόμενο βήμα, όπου θα δημιουργήσετε την πλακέτα ελεγκτή.

Σημείωση - μπορείτε να επαναπρογραμματίσετε το ESP8266 ανά πάσα στιγμή, ακόμη και αφού το τοποθετήσετε στην πλακέτα του ελεγκτή. Ωστόσο, είχα την περίεργη μονάδα να μην αναβοσβήνει σωστά, οπότε το να βεβαιωθείτε ότι λειτουργεί σωστά είναι καλή ιδέα πριν την κολλήσετε στην πλακέτα του ελεγκτή

Βήμα 6: Συνδέστε την πλακέτα κυκλωμάτων

Χρησιμοποίησα έναν πρωτότυπο πίνακα όπως φαίνεται στο σύνδεσμο προμηθειών. Τα εξαρτήματα είναι απλά ενσύρματα από σημείο σε σημείο

Το led RGB είναι τοποθετημένο στη ψύκτρα 40mm χρησιμοποιώντας θερμική ταινία Akasa.

Οι κλώνοι WeMOS παρέχονται με ακίδες κεφαλίδας. Τα συγκολλούσα στον πίνακα και στη συνέχεια στον πίνακα πρωτοτύπων.

Σημειώστε ότι οι ακίδες κωδικοποιητή είναι συγκολλημένες στο κάτω μέρος της πλακέτας πρωτότυπου και ότι μετατοπίζεται ελαφρώς δεξιά από την πλακέτα κοιτώντας από πάνω και με τον άξονα κωδικοποιητή στραμμένο προς το μέρος σας. Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχουν οκτώ διαθέσιμα μαξιλάρια πλακέτας στο άκρο του πίνακα και έτσι οι τρεις ακίδες κωδικοποιητή συνδέονται αφήνοντας δύο μη καταλαμβανόμενα μαξιλάρια στη μία πλευρά και τρία στην άλλη.

Επειδή η ψύκτρα 40 χιλιοστών βρίσκεται στην κορυφή της πλακέτας κυκλώματος, βεβαιωθείτε ότι η περιοχή που καλύπτεται από τη ψύκτρα δεν έχει τοποθετημένα εξαρτήματα πολύ ψηλά, διαφορετικά θα επηρεάσουν τη ψύκτρα.

Βήμα 7: Εκτυπώστε το Shim και συναρμολογήστε το Baseplate

Το γυαλιστερό είναι μόνο ένα μικρό τετράγωνο πλαστικού που βρίσκεται κάτω από τη ψύκτρα για να διασφαλίσει ότι δεν στεγάζει τίποτα.

Τοποθετήστε το κάλυμμα στην πλάκα βάσης και, στη συνέχεια, τοποθετήστε την ψύκτρα στην κορυφή. Μπορείτε απλά να βάλετε κάποια ηλεκτρική ταινία στη ψύκτρα αν προτιμάτε. Στην πραγματικότητα δεν έρχεται σε επαφή με τίποτα στην πλακέτα κυκλώματος, εκτός από την ασπίδα πάνω από την πλακέτα ESP8266 και το LED είναι ηλεκτρικά απομονωμένο από τη ψύκτρα ούτως ή άλλως

Τώρα συναρμολογήστε την πλακέτα κυκλώματος και την πλάκα βάσης.

Βήμα 8: Συνδέστε το LED στη ψύκτρα και στη συνέχεια συνδέστε το στην πλακέτα κυκλώματος

Χρησιμοποίησα θερμική ταινία Akasa. Απλά κόψτε ένα τετράγωνο 20mm x 20mm και συνδέστε το LED. Σημειώστε τις οδηγίες σχετικά με το ποια έγχρωμη πλευρά πηγαίνει στη ψύκτρα και ποια πλευρά πηγαίνει στο LED.

Χρησιμοποίησα κάποιο τυπικό καλώδιο κορδέλας υπολογιστή για να συνδέσω τα έξι καλώδια από το LED πίσω στην πλακέτα κυκλώματος.

Βήμα 9: Φτιάξτε το καλώδιο τροφοδοσίας

Το καλώδιο τροφοδοσίας είναι φτιαγμένο από ένα φθηνό καλώδιο USB. Κόψτε τη σύνδεση USB αφήνοντας περίπου 1-2 ίντσες καλώδιο, ώστε να μπορείτε να το απογυμνώσετε και να συνδέσετε κάποιο καλώδιο τροφοδοσίας δύο πυρήνων (χρησιμοποίησα καλώδιο διπλού πυρήνα με συνολικό πλάτος περίπου 5 mm, έτσι ώστε ένας τυπικός καταστολέας φερρίτη 5 mm να κολλήσει επάνω του) Το Χρησιμοποιήστε σωλήνες θερμικής συρρίκνωσης για να συνδέσετε το κόκκινο και το μαύρο καλώδιο από την υποδοχή USB στην τροφοδοσία και τη γείωση και στη συνέχεια κολλήστε ένα βύσμα τροφοδοσίας 2,5 χιλιοστών στο άλλο άκρο.

Σημειώστε ότι το καλώδιο που απεικονίζεται είναι μάλλον πιο κοντό από ό, τι θα θέλατε - ήταν για διαφορετικό έργο, αλλά το ίδιο καλώδιο. Μάλλον θα θέλατε ένα καλώδιο 2 μέτρων για ευκολία.

Γιατί όχι μόνο να συνδέσετε απευθείας τη θύρα micro USB;. Λοιπόν, υπάρχουν δύο προβλήματα. Η πτώση τάσης πάνω από το τυπικό καλώδιο USB είναι αρκετά υψηλή, επειδή σε υψηλά ρεύματα τα μικροσκοπικά καλώδια πέφτουν όντως αρκετή τάση και αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει προβλήματα με το ESP8266. Επιπλέον, αυτοί οι πίνακες δεν έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν σημαντικό ρεύμα - τα ίχνη είναι αρκετά λεπτά στον πίνακα - οπότε θα τροφοδοτούσα ξεχωριστά.

Σημείωση: δεν φαίνεται σε αυτό το καλώδιο είναι ένα φίλτρο φερρίτη κλιπ. Σας συνιστώ να προσθέσετε ένα από αυτά σε περίπτωση που ακτινοβολεί ηλεκτρικό θόρυβο μέσω του καλωδίου τροφοδοσίας. Θυμηθείτε ότι αλλάζετε περίπου 500mA ρεύματος μέσω των τριών LED και αυτό έχει τη δυνατότητα να δημιουργήσει RFI.

Βήμα 10: Ελέγξτε το

Με τροφοδοσία συνδεδεμένη στην πλακέτα κυκλώματος, θα πρέπει να δείτε τα LED να ανάβουν περίπου στη μισή φωτεινότητα και, στη συνέχεια, περιστρέφοντας τον κωδικοποιητή να αλλάξετε τη φωτεινότητα.

Εάν συνεχίσετε να περιστρέφετε τον κωδικοποιητή, θα δείτε την αλλαγή χρώματος. Υπάρχουν επτά χρώματα και η τελική λειτουργία είναι «shimmer». Στη λειτουργία shimmer το χρώμα αλλάζει συνεχώς. Το αποτέλεσμα είναι αρκετά λεπτό και πολύ όμορφο.

Όταν πατάτε το διακόπτη κωδικοποιητή, η λάμπα πρέπει να σβήσει. Πιέζοντάς το ξανά, τα LED ανάβουν ξανά λευκά στη μισή φωτεινότητα.

Βήμα 11: Κολλήστε το πιάτο Moonlamp στο φεγγάρι και βάλτε το όλα μαζί

Ελέγξτε ότι όλα ταιριάζουν σωστά. Στη συνέχεια, κολλήστε την πλάκα στήριξης της λάμπας φεγγαριού στο φεγγάρι, τοποθετώντας το φεγγάρι με έναν από τους «πόλους» προς τα κάτω - συνήθως τη βάση της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Χρησιμοποίησα εποξειδική ρητίνη όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα.

Το φεγγάρι θα πρέπει να περιστρέφεται ελεύθερα στη συνέχεια, αλλά να συγκρατείται με ασφάλεια στο επάνω συγκρότημα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε μόνο τέσσερις μικρές βίδες για να βιδώσετε τη βάση στο επάνω συγκρότημα και φυσικά ασφαλίστε τον κωδικοποιητή μέσω του παρεχόμενου παξιμαδιού.

Βήμα 12: Σημείωση για την ασφάλεια

Δεδομένου ότι πρόκειται για μια συσκευή που προορίζεται για παιδικό δωμάτιο, η ασφάλεια είναι σημαντική. Λειτουργεί από έναν ασφαλή 5V φορτιστή τηλεφώνου, εφόσον χρησιμοποιείτε έναν αξιόπιστο φορτιστή που θα είναι αρκετά ασφαλής. Οι τιμές της αντίστασης ισχύος επιλέγονται έτσι ώστε η εσωτερική θερμοκρασία της ψύκτρας να παραμένει περίπου 10-15 μοίρες πάνω από το περιβάλλον. Είναι επίσης επιλεγμένα έτσι ώστε στην εξαιρετικά απίθανη περίπτωση βραχυκυκλώματος LED, η διάχυση ισχύος σε κάθε αντίσταση να εξακολουθεί να βρίσκεται εντός της ονομαστικής ισχύος 2W.

Βήμα 13: Ο κώδικας Python

Το κύριο πρόγραμμα ελέγχου python είναι αρκετά απλό. Δεν είναι τρομερά κομψός κώδικας - θα μπορούσε να γίνει με κάποια αναδιαμόρφωση σε ξεχωριστές ρουτίνες - αλλά λειτουργεί.

Ο κώδικας πρέπει να αντιμετωπίσει ένα απροσδόκητο ζήτημα που βρήκα - κατά τη δοκιμή, έκανα ενοχλητικό τυχαίο τρεμόπαιγμα. Αποδεικνύεται ότι όταν αλλάζετε τον κύκλο εργασίας PWM ενός καναλιού δεν μπορείτε να αλλάξετε πολλά κανάλια ταυτόχρονα. Αν το κάνετε τότε παίρνετε τρεμόπαιγμα μερικές φορές - έτσι δημιουργώ μια σύντομη χρονική καθυστέρηση και στη συνέχεια οι αλλαγές PWM γίνονται σε κάθε κανάλι με τρόπο "round -robin", έτσι ώστε να αποφεύγεται το τρεμόπαιγμα.