Освещение, управляемое приложением Lego Mini Cooper: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Опасно, UXB

Вы мечтаете о работе специалиста по обезвреживанию бомб, но колеблетесь из-за умирающей части? Тогда этот проект для вас! Вы будете проводить долгие часы, внося крошечные настройки в крайне нестабильное устройство, пот струится у вас со лба, а руки бесконтрольно трясутся. Одно сердцебиение могло разделить Триумф и Бедствие. В любом случае вы не умрете, разве что от умерщвления. Так что вы должны быть готовы относиться к этим двум самозванцам одинаково. В противном случае вам может быть лучше с фактическим обезвреживанием бомб.

О чем я говорю? Внедрение полнофункционального набора веб-элементов управления для вашего Lego Mini Cooper, доступных с вашего телефона! Основные моменты включают:

• Индивидуальное управление внешним и внутренним освещением
• Выбор подсветки отражается на дисплее телефона
• Функция автоматического освещения зависит от уровня освещенности
• Интернет-хронометраж, чтобы ваш Mini мог показывать часы с помощью своих огней
• Настраиваемый пользователем часовой пояс
• Почти бесконечное количество выбираемых вручную цветов внутреннего освещения и уровней яркости
• Автоматический режим "Groovy" для изменения внутреннего освещения для истинной атмосферы шестидесятых. Да, детка!
• Автопилот типа Тесла. Нет, не совсем.

Плюс удобные функции для ботаников, такие как:

• Multicast DNS (не нужно запоминать назойливые IP-адреса)
• Обновление прошивки OTA (по воздуху) для простого добавления дополнительных функций

• WiFi Manager, позволяющий переносить Mini в новые сети без перекодирования SSID и паролей.

Давайте начнем!

Шаг 1. Что вам понадобится

Если у вас уже есть Lego Mini Cooper, вам повезло. Этот проект обойдется вам примерно в 10 долларов. Меньше, если у вас уже лежат некоторые или все расходные материалы. Если у вас нет Lego Mini, они стоят около 100 долларов. Что я сделал, так это купил своей (взрослой) дочери на Рождество. Умно, а?

Единственный другой важный компонент - это NodeMCU на базе ESP8266. Примерно 6 долларов за бросок. Затем все, что вам нужно, это связка 3-миллиметровых светодиодов, несколько резисторов (включая дополнительный LDR / фоторезистор), пара NPN-транзисторов, тонкий провод для подключения и термоусадочные трубки.

Инструменты

Здесь главное - паяльник. Плюс сверло с битами от 1/8 дюйма и ниже. Вам также понадобятся небольшие ручные инструменты - особенно полезными я считаю острый пинцет.

Шаг 2. Рекомендации по дизайну

Параметры

Как и в случае с настоящим Mini Cooper, нужно определиться с опциями. В этом случае, сколько отдельных источников света вы хотите и хотите ли вы добавить другие вещи (например, рог). Мой совет - не становитесь слишком амбициозными. Во-первых, NodeMCU имеет только 9 используемых контактов GPIO и один аналоговый входной контакт. Даже если вы хотите расширить контакты с помощью сдвигового регистра, необходимо учитывать физическое пространство для проводки и управляемых аксессуаров. Вот что у меня получилось:

• Фары
• Противотуманные фары / фары дальнего света
• Правые и левые указатели поворота / опасности (передние и задние)
• Три внутренних светильника для RGB (можно было использовать один комбинированный, но его не было - использование контактов одинаково в любом случае)
• Фоторезистор на аналоговом выводе для автоматического включения / выключения

Я использовал транзисторы на поворотниках, чтобы сэкономить пару контактов, подход, который вы также можете использовать для фар и противотуманных фар (все, что всегда будет переключаться вместе). Однако будьте осторожны - я столкнулся с проблемой при использовании транзисторов на некоторых выводах, которая обсуждается позже.

Правила

1. Никаких переделок внешнего вида автомобиля
2. Как можно меньше внутренних модификаций
3. Никакого клея, как бы ни хотелось добавить стабильности
4. Нет жесткого кодирования ключевых настраиваемых параметров (например, сети Wi-Fi)
5. Достаточно красивый графический интерфейс для "приложения"

В конце концов, я интерпретировал эти правила скорее как рекомендации, но не думаю, что сделал какие-либо грубые отклонения.

Шаг 3: соберите свой Mini

Хотя я и коварный, я не лишен человечности. Так что в духе Рождества я позволил своей дочери построить Mini. Потому что это было ее. Это она сделала очень умело. Это было потрясающе.

В детстве я играл в Lego, но сумел создать только то, что можно было бы условно назвать «домиком». Я не думаю, что у меня были какие-либо оконные или дверные детали, поэтому требовалось немного воображения. Этот Lego Mini принадлежал к другой лиге - он улавливал саму суть настоящего (пример, которым владеет моя дочь) при сохранении целостности самого Lego.

Несмотря на мороз, мы сразу же пошли на длительную фотосессию. Это было более чем круто. Это было идеально!

Кроме того, нет ничего идеального, не так ли? Или, по крайней мере, человеческое состояние - рассматривать то, что когда-то считалось совершенным, как неудовлетворительное. Вот почему нам нужны свалки и адвокаты по разводам.

Понятно, что этой машине нужны были светодиоды. Моя дочь приехала только на каникулы, поэтому мне пришлось работать быстро. Версия 1 этого проекта заключалась в том, чтобы просто вставить несколько светодиодов в фары и противотуманные фары и подключить все до пары батареек типа «таблетка» через выключатель. Я говорю «просто», но это было мое первое знакомство с хрупкостью Mini (и я предполагаю, что большинство других нестандартных наборов Lego). Если просто поднять эту вещь, кусочки с удручающим стуком упали на пол. И мне нужно было бы просверлить несколько крошечных отверстий с помощью огромного, отличного DeWalt, протянуть провод через места, куда провод не был рассчитан, и сделать так, чтобы конструкция поддерживала батарейный отсек на нижней стороне.

Некоторые из высвобожденных фрагментов были довольно большими, и мне было очевидно, куда они вернулись. Остальные части были полной загадкой. Я отложил их в кучу «слишком сложных», которая всего за несколько минут начала работы над проектом тревожно разрослась. В какой-то момент отвалилось достаточно частей, и риск того, что вся вещь вернется в исходное состояние, стал более чем теоретическим. Если вы когда-нибудь сомневались, что энтропия определяет вселенную, не ищите ничего, кроме Lego.

В случае извращенной биологической реакции, которая, вероятно, знакома специалистам по обезвреживанию бомб, чем больше риск катастрофы, тем сильнее тряслись мои руки. Если вы особенно нервничаете, это может вызвать другие биологические реакции. На Spotify играла песня T. Rex. Мини как Немезида. На ум пришла фраза из «Второго пришествия» Йейтса.

Мы остановимся здесь, потому что у меня слишком развито чувство драматического повествования.

Шаг 4: Версия 1

Что ж, читатель, вы, несомненно, почувствуете облегчение, узнав, что мне удалось установить фонари с батарейным питанием, а Mini в значительной степени восстановлен в полностью собранном состоянии. Однако просто взглянув на эту картинку, можно увидеть, что черепица, из которой состоит крыша, неровная. Я предполагаю, что они падали так много раз, что я не побеспокоился, чтобы снова надавить на них для снимка. Или, возможно, это было следствием употребления некоторых укрепляющих напитков с твердой рукой и сердцем. В конце концов, это было Рождество.

Здесь дело осталось. Моей дочери пришлось уехать в Канаду, и она взяла с собой Mini. Так, видимо, работают подарки.

Тем временем я сильно влюбился в Lego. Я стал смотреть на повтор Lego Batman и читать обзоры наборов Lego. Однажды я наткнулся на это в компании Brick Loot, коммерческой версии «моей» идеи. Хуже того, это было лучше, чем мои усилия, потому что в нем было больше света. Более. Лучше. Я пытался утешить себя тем, что синие огни были безвкусными и были в двадцать раз дороже, чем 1,30 доллара, которые я потратил на версию 1. Но в моем сердце не было такой обычно привлекательной логики. Это не выдержало, особенно когда я узнал, что есть масса других вариантов добавить светодиодное освещение в машину. Очевидно, я должен был улучшить свою игру. Mini был отозван с Морозного Севера, и работа началась.

Так получилось, что я недавно приступил к другому легкомысленному проекту, который включал, в частности, светодиоды и NodeMCU. Объединение этого проекта с Lego Mini не было гигантским скачком воображения. Я мог бы даже повторно использовать несколько хороших кусков кода! Использование NodeMCU означало, что мы могли управлять освещением с помощью телефона и настолько автоматизировать, насколько позволяло воображение. Возьми это, Brick Loot, кем бы ты ни был.

Я немедленно приостановил дальнейшие исследования Lego. Ничего страшного, если кто-то уже сделал что-то похожее на этот проект (потому что, конечно, он это сделал). Пока я не знаю об этом (комментаторы, пожалуйста, уважайте это умышленное незнание).

Теперь я понимаю, что сказал: «Давайте начнем» четыре шага назад. Итак, приступим. Действительно.

Шаг 5: Подключение

Первым делом нужно было решить, как подключить все фонари. К каждому из комплектов огней (фары, противотуманные фары, поворотники, внутреннее освещение) требовался немного другой подход.

Я позволю фотографиям говорить о том, как я это сделал. Короче говоря, проводку ко всем фарам, кроме противотуманных, можно установить, просверлив небольшое отверстие из центра фары прямо обратно в следующую доступную полость, а затем незаметно проложив провод к нижней части Mini. Для противотуманных фар провод должен входить в заднюю часть отражателя немного смещенно. Внутренние светодиоды RGB (не показаны) легко установить, просверлив отверстие прямо в нижней части, чтобы оно выходило между задними частями передних сидений и немного позади них. Я использовал три отдельных источника света, потому что у меня не было комбинированных.

Единственное, что стоит упомянуть, это то, что при изучении вариантов задних поворотников я обнаружил запасное колесо, расположенное под полом багажника. Это было совершенно неожиданно - не будет преувеличением сказать, что я был ошеломлен. Это был компонент, который мало кто увидит после сборки. Но тем ценнее за это. Хорошо сыграно Лего!

Когда вы закончите, все провода должны встретиться в большом пространстве между элементами рамы под Mini. Здесь мы установим NodeMCU и подключим проводку к соответствующему контакту.

Ранее я принял плохое решение, включив в проводку токоограничивающие резисторы для светодиодов, транзисторов и LDR. Я сделал это, потому что не планировал монтировать NodeMCU на Perfboard. В конце концов, именно это я и сделал, чтобы легко собрать всю электронику в одном месте. В противном случае замена компонентов, особенно светодиодов, станет немного более сложной задачей. Ну что ж.

Перед тем, как прикрепить NodeMCU / Perfboard к раме, подумайте, с какой стороны вы хотите обращать микро-USB.

Шаг 6: Схема

Здесь ничего особенного. Набросок Фритцинга должен быть довольно понятным, хотя и дилетантским. Токоограничивающие резисторы на всех светодиодах - 220 Ом, а на транзисторах - 1 кОм. Транзисторы - 2N2222 NPN. Постоянный резистор на LDR составляет 10 кОм.

Тем не менее, теперь, возможно, самое время упомянуть пару причуд, которые я обнаружил в NodeMCU.

Во-первых, хотя есть некоторые предположения о том, что контакты D9 (RX) и D10 (TX) могут использоваться в качестве GPIO, если нет последовательного трафика, я не уверен, что они могут - конечно, не сработало для меня.

Во-вторых, я столкнулся с проблемой с одним из транзисторов, подключенным к D3. Не совсем уверен, почему - D3 (также D4 и D8) определяет режим загрузки, но не уверен, почему это имеет значение. Просто предупреждаем, поэтому, если вы столкнетесь с проблемой, попробуйте переместить что-нибудь на шпильках.

Я сделал мысленную заметку, чтобы подробнее изучить обе эти проблемы, но на данный момент все, что я могу сказать, это то, что расположение контактов, показанное на моем эскизе, сработало для меня.

Шаг 7: Код

Код (Arduino, HTML / CSS и JavaScript) прокомментирован в меру моих возможностей и доступен на GitHub здесь. Я оставил все изображения, которые использовал, включая значок, который нужно добавить на домашний экран iPhone, поэтому он работает сразу после установки. Если вы не знакомы с использованием SPIFFS, взгляните на файл README.

Как всегда, я глубоко признателен самоотверженным людям с реальным опытом, которые предоставляют библиотеки, учебные пособия и другие ресурсы для использования и злоупотребления такими несчастными людьми, как я. В частности, для этого проекта я в значительной степени полагался на очень подробное введение во все возможности ESP8266, доступное здесь. Библиотека WiFi Manager также заслуживает особого упоминания за облегчение сетевой переносимости, что очень желательно, учитывая, что Lego Mini путешествует туда и обратно из Канады, как настоящий автомобиль.

Наконец, большое спасибо моей дочери Эмме за то, что позволила мне поиграть с ее машиной в необоснованной степени.

Давайте мотор.

Leg godt.