IRIS - лампа, которая знает, когда вы рядом: 12 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Привет! Ага, все на карантине. Я студент инженерного факультета. Раньше я останавливался в общежитии и привык выполнять задания и учиться по ночам. Теперь, когда я дома, моей семье не так комфортно, потому что все здесь привыкли рано спать. И настольной лампы у меня нет.

Но если бы я хотел сделать такую сам, я бы хотел, чтобы у нее было больше функций, чем просто стандартная лампа. Задача заключалась в том, чтобы найти запчасти. Из-за общенационального запрета здесь, в Индии, магазины электроники не открыты. Это мой полностью домашний проект. Встречайте Iris, умную настольную лампу. Он имеет столько функций, сколько я мог добавить к электронике, которая была у меня дома.

Ручной режим: обычное настольное освещение

Умный режим: автоматическое определение пользователя, чтобы включить / выключить свет

Умная прикроватная лампа: автоматически освещает ваш путь, когда вы хотите пойти куда-нибудь посреди ночи

Адаптивная яркость: автоматически регулирует яркость в зависимости от окружающего освещения

Осведомленность о дневном свете: может автоматически включать интеллектуальный режим после захода солнца или когда поблизости нет другого источника света.

Последние две функции еще не добавлены, но я упомянул принцип работы, поэтому, если вы хотите их добавить, вы будете знать, что делать. Приступим!

Запасы

Да, я знаю, что на самом деле нет смысла давать ссылки для покупки, потому что в большинстве стран сайты электронной коммерции в настоящее время неактивны. Но если вы читаете это после того, как этот вирус взяли под контроль и все вернулось в норму (что, я надеюсь, скоро произойдет), тогда … гм … пожалуйста?

Arduino Uno:

Тепло-белая светодиодная лента: https://www.amazon.com/F flexible-16-4ft-Kitchen-Chr…

Одноканальное реле:

Датчик приближения / препятствий:

Источник питания 12 В:

Провод GI

Черная краска

Некоторые детали кое-где можно найти дома.

Шаг 1: Изготовление подставки

Было бы неправдой, если бы я сказал, что конструкция базы полностью моя. Я видел этот дизайн на видео. Но исполнение другое, так что да.

В первую очередь взял толстый сетевой шнур. Я хотел черный, но он единственный лежал в моем доме. Проблема в том, что он слишком гибкий. Нам нужно что-то, что может сохранять форму после сгибания. Поэтому я удалил алюминиевый провод внутри и вставил вместо него толстый провод GI. Затем я согнул проволоку в нужную форму. Это было так же просто, как сделать круг для нижней части, а затем согнуть оставшуюся часть проволоки в тонкую S-образную форму для подставки.

К сожалению, внутри не было места для кабелей питания, так что мы что-нибудь с этим сделаем позже. База практически готова.

Шаг 2: верх лампы

Для этого я взял с кухни два пластиковых контейнера. Оба немного сужаются, и один больше другого. Я наметил линию вдоль большего контейнера и обрезал ее.

Когда маленький контейнер помещается поверх большого, он выглядит в точности как лампа. Большой!

Шаг 3: лампочка

Это может быть так же просто, как пойти в стационар и купить ночник. Но мне не нужен был такой яркий свет, а также я хотел добавить автоматическую регулировку яркости к деталям, которые у меня были дома. Итак, я сделал лампочку на заказ.

Сначала я взял крышку небольшого контейнера, который использовал ранее, и приклеил к нему прямоугольную пластину из алюминия. Затем я приклеил два небольших кусочка теплой белой светодиодной ленты на алюминий. Почему именно алюминиевая полоса? Он действует как теплоотвод для светодиодов, потому что они нагреваются при длительном использовании. Все было склеено термостойким клеем, который я, к счастью, нашел в кладовке. Если не найдешь, ничего страшного. Светодиодные ленты обычно имеют клей на обратной стороне, вы можете просто приклеить его прямо.

Я спаял провода, удерживая обе полоски параллельно. Затем я открыл диффузор от старой светодиодной лампочки и приклеил его на крышку.

Наша нестандартная светодиодная лампа готова!

Я сделал быстрый тест с блоком питания 12 В. Вы уже видите, как приятно это выглядит.

Шаг 4: покрасьте его в черный цвет

Я выкрасил все в черный цвет. Обязательно используйте наждачную бумагу, чтобы сделать поверхность контейнеров шероховатой, чтобы краска могла хорошо прилипнуть к ней.

Лучше всего использовать аэрозольную краску, но дома у меня ее не было. Поэтому я использовала акриловую краску. Красить основу было действительно сложно, потому что краска продолжала выходить. После трех слоев я остался доволен видом. Хотя надо было перед покраской тоже отшлифовать.

Я не рисовал верх большого контейнера, потому что он был полупрозрачным и при включении образовывал холодное световое кольцо.

Шаг 5: Электроника

После того, как я упомянул все функции, вы можете быть ошеломлены и подумать, что это может иметь какие-то сложные схемы. Но нет, это довольно просто. Спасибо плате Arduino.

Вход датчика: датчик препятствия определяет, когда вы находитесь перед ним. Вывод D0 идет на вывод 2 Arduino. Очевидно, вывод GND подключается к выводу GND Arduino. Вывод + 5В идет на вывод 5В Arduino.

Релейный выход: реле включает / выключает лампу, когда она находится в интеллектуальном режиме. Его входной контакт идет к контакту 3 Arduino, а другой контакт - к контакту GND Arduino.

В остальном соединения довольно просты. Просто следуйте схематической диаграмме. Будет немного проще, если вы будете знать, что происходит.

По сути, если вы сдвинете переключатель вправо, вы включите лампу напрямую от источника питания. Когда вы перемещаете переключатель влево, лампа находится в интеллектуальном режиме. С этого момента лампа управляется Arduino. По сути, сдвигая переключатель влево, вы отключаете источник питания от лампы и вместо этого включаете Arduino. Если Arduino хочет запитать лампу, он активирует реле, которое просто замыкает ранее отключенные клеммы переключателя.

Шаг 6: Что делать, если у меня нет Arduino?

Если у вас нет Arduino, вы все равно можете сделать интеллектуальный режим, используя BC547 или любой другой транзистор общего назначения и датчик препятствий. См. Принципиальную схему. Эту схему следует заменить на схему Arduino, реле и датчика, показанную на принципиальной схеме на предыдущем шаге. Хотя это более дешевый вариант, в простое он потребляет небольшое количество энергии.

Шаг 7: Программирование

Все эти умные функции контролируются Arduino. Наша программа решает, как они работают. Если вы хотите, чтобы он работал так же, как мой, вы можете просто загрузить мой код и загрузить его на свой Arduino. Если вы хотите понять код и настроить его по своему вкусу, я проведу обзор кода в конце инструкции, на которую вы можете сослаться.

Как я упоминал ранее, этот код считывает данные только с датчика препятствий. Функции адаптивной яркости и дневного света еще не добавлены. Я объясню это в части прохождения кода, чтобы вы могли добавить их, если хотите.

Шаг 8: как это работает?

Автоматическое определение пользователя:

Вы разместите датчик препятствий под столом лицом к себе. Итак, теперь, когда вы сядете перед ним, он обнаружит вас и отправит цифровой сигнал на Arduino. Затем Arduino включает реле, которое включает лампу.

Особенности прикроватной лампы:

На самом деле это не отдельная функция. Это существующий датчик препятствий, но его диапазон увеличен поворотом потенциометра. Если ваша лампа и стол находится рядом с кроватью, когда вы встаете с кровати, она обнаруживает вас и включает лампу на 15 секунд, после чего лампа выключается. Вы можете сфокусировать лампу на вашем пути перед сном, чтобы она загорелась.

Шаг 9: соберите

После того, как вся электроника была правильно подключена и протестирована, я поместил ее в небольшую коробку. Я мог прикрепить их к лампе, но я хотел, чтобы она выглядела минималистично, поэтому электроника была установлена отдельно внизу стола. Идеальное место для датчика препятствий и скрыто от глаз.

Приклеил один провод питания к стойке с помощью суперклея. А что насчет другого провода? Помните, мы вставляли провод заземления через подставку? Мы собираемся использовать это как другой провод. Так все будет выглядеть аккуратно.

После того, как все провода были правильно соединены и протестированы, я заклеил две части головки лампы эпоксидной смолой. Затем подставку прикрепили к голове, проделав отверстие и пропустив через него провод GI. Одна последняя капля смолы, и все готово.

Шаг 10: Готово

Пару раз все протестировав, я действительно доволен тем, как все работает. Не говоря уже о том, насколько мягкий и приятный свет от нашей лампы, изготовленной на заказ.

Однако были некоторые мелкие проблемы, которые я легко мог решить.

Датчик препятствий может обнаруживать стул все время. Это можно преодолеть, если использовать стул, у которого спинка только сверху, как у меня. Дно полое, поэтому датчик препятствий его не обнаруживает.

Датчик препятствий обнаруживает людей, идущих вокруг, и продолжает включать / выключать фонарь. Для меня стол был рядом с кроватью, поэтому никто не ходит туда, если они не хотят спать или использовать стол. Что вы можете сделать, так это правильно отрегулировать его диапазон, чтобы он обнаруживал вас только тогда, когда вы сидите.

Лампа не выключается. Это происходит, когда приемник (черная лампочка) датчика препятствий находится слишком близко к передатчику (прозрачная лампочка). Это просто решить. Все, что вам нужно сделать, это немного отогнуть их друг от друга.

Шаг 11: Дополнительные функции и настройка

Так что теперь может возникнуть одна проблема. Как переключаться между интеллектуальным режимом обнаружения пользователя и режимом интеллектуального прикроватного фонаря? В коде, который я предоставил, в основном это одно и то же. Но если вам нужен выделенный режим для каждого из них и переключение между ними автоматически, вы можете использовать микроконтроллер Nodemcu (esp8266) вместо Arduino.

Вы можете использовать службу IFTTT для автоматического запуска каждого режима в зависимости от времени и вашего расписания. Кроме того, вы можете легко добавить дополнительные функции, такие как управление лампой со смартфона, погодные предупреждения, таймеры и многое другое. Это может сделать Ирис по-настоящему умной. К сожалению, мой nodemcu вернулся в общежитие, поэтому я застрял с Arduino. Я добавлю эти функции, как только вернусь, и, возможно, сделаю еще один инструктируемый!

Шаг 12: обзор кода

Код не только выглядит, но и довольно прост.

Сначала мы объявляем входные и выходные контакты Arduino в функции настройки.

На контакт 2 поступает входной сигнал от датчика. Таким образом, если он показывает ВЫСОКИЙ, что означает, что кто-то находится рядом с ним, он включает реле (контакт 3) на 15 секунд. Через 15 секунд, если на контакте 2 по-прежнему высокий уровень, блок if продолжает выполняться, а лампа остается включенной. В противном случае выключится реле и лампа.

Если вы хотите, чтобы он работал автоматически после захода солнца, все, что вам нужно сделать, это добавить LDR с транзистором общего назначения к другому выводу. Затем весь приведенный выше код помещается в блок if. Когда LDR не считывает свет, блок if запускается, и процесс, описанный выше, выполняется Arduino.

Кроме того, для автоматической регулировки яркости вам снова понадобится LDR. Теперь лампа должна питаться напрямую от Arduino, для чего можно использовать другое реле. Вы можете использовать ШИМ для регулировки яркости лампы на основе аналогового входа от LDR. Обратите внимание, что для этого вам придется использовать светодиодную ленту на 5 В вместо 12 В.

Второй приз в конкурсе Work From Home Speed Challenge