Акриловая лампа с контролем Wi-Fi: 6 шагов (с изображениями)

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

Первая ревизия лампы была сделана в качестве рождественского подарка другу, и после того, как она была подарена, дизайн был пересмотрен и улучшен, а также код. Первая ревизия проекта заняла 3 недели от начала до конца, но вторая ревизия была завершена за 1 день, так как большинство препятствий в кодировании и дизайне были пропущены во второй раз. Из-за работы над несколькими проектами различной сложности этот проект определенно может оказаться легким и средним по сложности, если вы будете придерживаться инструкций. Однако это может вызвать затруднения, если вы захотите внести изменения в программирование или общий дизайн. С точки зрения готового продукта и его внешнего вида проект может пойти по нескольким направлениям. Эти различные маршруты включают в себя то, как появляются огни и физический узор, который образуют стержни. Любителям мерцающих огней можно оставить стержни такими, какие они есть. Если вам нравятся матовые цвета с небольшими вариациями, вы можете отшлифовать стержни.

Шаг 1. Спецификация материалов

• Акриловый стержень диаметром 3/8 дюйма - 14,31 доллара - есть более дешевые варианты, но они, как правило, имеют мало дефектов в целом и не имеют дефектов поверхности.
• NodeMCU ESP8266 - 8,79 долл. США. Эти платы хорошо зарекомендовали себя во многих проектах и, как и ожидалось, будут необходимы для работы Wi-Fi.
• Кабель USB-A - USB-Micro B - 4,89 доллара - самый дешевый вариант, но его стоимость будет зависеть от выбора марки или цвета.
• Нить для 3D-принтера на основе дерева 1,75 мм - $ 24,50 - Доступны более дешевые варианты, но этот бренд, похоже, отлично работает и дает стабильные результаты.
• Монтажный провод калибра № 22 - 15,92 доллара - больше провода, чем необходимо для завершения этого проекта, но его можно использовать для других проектов.
• Комплект светодиодов - 6,89 долл. США. В комплект входит больше светодиодов, чем необходимо для завершения проекта, но такой комплект пригодился много-много раз и использовался во многих проектах.
• Набор для пайки - 17,99 долларов - Набор, который я обычно использую, поступает от RadioShack, которого больше не существует, так что это, похоже, самый высокий рейтинг на Amazon по разумной цене.
• Helping Hands - 7,22 доллара - Совершенно необязательно, но определенно пригодится для пайки, удерживая некоторые компоненты / провода на месте.
• Набор пистолета для горячего клея - 19,99 доллара - Я купил свой пистолет для горячего клея в магазине, но, похоже, он хорошего качества по хорошей цене по сравнению с тем, что я купил изначально.
• Набор наждачной бумаги - 7,99 долларов - хороший набор наждачной бумаги разной зернистости, необходим только в том случае, если вы хотите отшлифовать акриловые стержни, чтобы придать акрилу морозный вид, но невероятно полезен для очистки концов акрила после его обрезки.
• Ножовка по металлу - 9,00 долларов - Используется для резки акриловых стержней, пригодится для сотен других проектов, отличный инструмент, если у вас его еще нет.
• Power Drill - 47,89 $ - Полностью необязательный, очень полезный для равномерного и концентрического шлифования акриловых стержней, а также полезный инструмент для многих других проектов.
• Винты с головкой под ключ M3 - 4,99 доллара США - больше винтов, чем необходимо для проекта, но, опять же, для небольших проектов, особенно для проекта электроники, эти винты пригодятся, поскольку на многих платах есть предварительно просверленные отверстия, которые подходят для винта этого диаметра. Для поворота этих винтов вам потребуются метрические шестигранные ключи.
• 3D-принтер - самая большая часть, печатаемая в этом проекте, составляет примерно 6 x 2 x 3 дюйма, поэтому у вас должна быть платформа для печати, которая может поддерживать объект такого размера, или вы можете найти кого-то / где-нибудь, кто сможет получить эту часть напечатанные, цена сильно варьируется в зависимости от того, как были получены детали для этого проекта, поэтому она не будет включена.

Общая стоимость - 190,37 долларов США.

Общая стоимость высока, но в список также включено все, что может понадобиться любому для завершения проекта. Люди, которые раньше работали с электроникой и 3D-печатью, скорее всего, будут иметь большую часть необходимого оборудования, необходимого для завершения проекта, и цена значительно упадет. Если вам нужны только акриловые стержни, доска NodeMCU и древесная нить. стоимость становится ~ 48 $. которые могут быть дешевле, если вы замените их более дешевыми деталями, но будьте очень осторожны с качеством, так как оно имеет тенденцию падать с ценой.

Шаг 2: Печать основного корпуса и нижней крышки

Примечания: Вам НЕ нужно использовать нить на древесной основе, это было моим предпочтением, так как мне понравился ее внешний вид. Как сказано во «Вступлении», этот проект будет выглядеть фантастически, напечатанный черным цветом. Единственный цвет, который НЕ рекомендуется использовать: белый, так как свет от светодиодов может проникать сквозь материал даже с довольно толстыми стенами, в результате чего основа станет смесью теней и сочетанием любых цветов, которые активированы в данный момент.

Если у вас есть 3D-принтер, отвечающий требованиям шага «Спецификация материалов»:

Распечатайте файлы. STL, предоставленные на этапе «Спецификация материалов», так же, как вы распечатываете стандартный материал PLA, древесный материал - это просто PLA, смешанный с определенным процентом опилок. Тем не менее, для предотвращения засоров рекомендуется удалять материал, когда он в настоящее время не используется, чтобы предотвратить оседание опилок в сопле.

Если у вас нет 3D-принтера:

Вам нужно будет использовать службу 3D-печати, такую как 3D Hubs. Это увеличит стоимость проекта и увеличит время, необходимое для завершения, пока детали изготовлены и отгружены. Чтобы сделать обе детали максимально дешевыми, было оценено 27,36 доллара США, ваш пробег может отличаться. Возможно, стоит выяснить, есть ли в близлежащих библиотеках, школах, университетах и т. Д. 3D-принтер, который вы можете использовать бесплатно или по сниженной цене.

Шаг 3: отрезание акрилового стержня

В зависимости от того, какой узор вы пытаетесь создать с помощью акриловых стержней, вам может потребоваться больше акриловых стержней, поскольку в некоторых дизайнах будет использоваться больше акрила, чем в других. В этом проекте будет использоваться шаблон «Нисходящая лестница». Вы также можете попробовать другие шаблоны, включая «Пирамиду» или даже «Две вершины», все в зависимости от того, где вы размещаете стержни и какой длины вы их обрезаете. На рисунках выше показано, на какую длину следует обрезать стержни, если вы пытаетесь скопировать шаблон «Нисходящая лестница». Для выполнения этого шаблона каждый стержень должен быть примерно на 1 дюйм (25,4 мм) короче следующего. Вы должны быть уверены, что при разрезании стержней вы будете делать «квадратные» надрезы. Это означает, что вы должны разрезать стержень как можно перпендикулярно. Этого может быть легче или труднее достичь в зависимости от того, как вы режете стержни и какими инструментами. С помощью токарного станка для двигателя вы можете отрезать стержень точно до 9000 дюймов и получить абсолютно квадратный разрез, однако большинство людей этого не делает. У меня в гараже есть токарный станок для двигателей. Большинство людей, вероятно, нарежут стержни ножовкой или копировальной пилой, и ключом к получению наилучшего результата с помощью этих инструментов является нанесение линии, на которой вы хотите резать, и убедитесь, что вы выровняли пропил как можно точнее, насколько это возможно. пила будет пытаться следовать за канавкой, созданной, когда вы начинаете, поэтому, если вы начнете резать правильно, она будет пытаться следовать за этим начальным резом. Другой ключевой фактор - это «удержание заготовки» или то, как вы зажимаете материал; чем надежнее вы сделаете материал, тем легче будет его разрезать. Главное, о чем следует беспокоиться при зажиме акрила, - быть осторожным, так как слишком большое давление может его расколоть, а также имейте в виду, что эти стержни будут центральной частью проекта, вы должны быть уверены, что не поцарапаете акрил, как царапины. станет очень заметным, когда сквозь него будет светить. Если вы собираетесь шлифовать акриловые стержни, царапины будут скрыты шлифовкой, но вам все равно следует избегать царапин на акриле, так как чем глубже порез, тем больше потребуется шлифовки, чтобы скрыть его.

На фотографиях показано, как я решил задачу "удержания работы". Я прикрутил шурупы к рабочему столу с каждой стороны акрилового стержня и затягивал их до тех пор, пока он не захватил материал. Этот метод надежно удерживает материал, обеспечивая наилучший возможный диапазон движения, не используя громоздкие зажимы. Тем не менее, вам может потребоваться скорректировать свою «рабочую нагрузку» в зависимости от того, какое оборудование у вас есть.

Шаг 4: (Необязательно) Шлифование акриловых стержней

Если вы хотите, чтобы свет вашей лампы больше походил на картинку, только с активным зеленым и синим светом. То есть с более матовым видом цветов. Вы можете отшлифовать акриловые стержни, используя наждачную бумагу различной зернистости с зернистостью около 400, что дает красивый матовый вид. При шлифовании убедитесь, что шлифуйте равномерно по периметру стержня, так как неравномерное шлифование может привести к тому, что стержни будут отличаться друг от друга и нарушить симметрию или повлиять на появление света. Вы также должны помнить о посадке стержней в основную часть корпуса. Если он плотно прилегает перед шлифовкой, вы можете отшлифовать показанный конец стержня в гораздо большей степени, чем часть, которая удерживается в детали основного корпуса, чтобы стержень все еще можно было надежно удерживать на месте. Чтобы ускорить процесс, вы можете поместить стержни в патрон дрели, медленно поворачивать стержень и шлифовать стержень по мере его вращения. Это позволит сохранить концентричность шлифования вокруг стержня, а также удалить материал быстрее, чем если бы это было сделано вручную.

Процесс шлифования стержней делает цвет светодиодов матовым из-за более шероховатой поверхности, создаваемой шлифованием, крошечные пики и впадины, созданные при шлифовании, заставляют свет отражаться обратно внутри стержня, а не просто проходить сквозь него. Это также сохраняет цвета более «сдержанными», поскольку свет также не уходит, поэтому он не сливается с другими цветами, но он также может не распространяться так далеко, как свет от нешлифованной версии.

Как вы можете заметить на фотографии нешлифованных стержней, свет мерцает из-за примесей внутри акрилового стержня, каждый крошечный пузырь воздуха внутри заставляет свет отражаться в другом направлении и отражаться, что придает свету мерцание »эффект. Этот эффект, скорее всего, все еще наблюдается внутри отшлифованных стержней, но его не видно, поскольку свет останавливается по бокам стержня и не проходит сквозь него.

Шаг 5: Подключение

Примечания перед запуском:

Будьте ОЧЕНЬ осторожны, следуя схеме, что плата была установлена вверх ногами, чтобы упростить пайку. Вещи, которые появляются в правой части схемы, будут находиться в левой части в перевернутом виде, что можно увидеть на картинке готовой проводки. Желтые / сигнальные провода для каждого светодиода - это места, где расположены контакты GPIO. Тройная проверка перед запуском, я сделал эту ошибку хотя бы один раз на протяжении всего процесса, и это будет очень неприятно.

Также будьте осторожны при пайке, чтобы не касаться паяльником сторон основной части корпуса, он может быстро расплавиться через пластик, если вы этого не заметите достаточно быстро.

Наконец, рекомендуется сначала припаять провода к светодиоду, а затем припаять провода к плате, чтобы упростить работу.

Обозначение на плате - положение светодиода при взгляде спереди - номер контакта Arduino

• D0 - крайний левый светодиод - 16
• D1 - 2-й слева - 5
• D2 - третий слева - 4
• D3 - 4-й слева - 0
• D4 - 5 слева - 2
• D5 - Крайний правый светодиод - 14

Эти соединения будут выполняться от выводов на плате, перечисленных выше, к положительной (+) стороне каждого светодиода, отрицательная (-) сторона каждого светодиода может быть подключена к ближайшему контакту заземления (GND), некоторые светодиоды должны будут совместно использовать контакт заземления (GND) из-за того, что на плате всего четыре контакта заземления (GND).

Шаг 6: Код

Код работает, когда на плате NodeMCU размещается сеть Wi-Fi, в которой размещается страница входа. Затем вы входите в сеть Wi-Fi NodeMCU, которая по умолчанию не имеет пароля. Страницу входа в систему можно найти, введя IP-адрес доски в выбранный вами веб-браузер. На странице входа вы вводите SSID и пароль своей домашней сети, затем вы можете обновить страницу и найти IP-адрес, на котором будет размещена главная страница в вашей домашней сети. На этом этапе вы можете отключиться от сети NodeMCU и вернуться в свою домашнюю сеть. Теперь вы можете перейти на IP-адрес главной страницы и иметь возможность управлять лампой с любого устройства в вашей сети. Веб-страницы были разработаны для iPhone 6, 7, 8, поэтому страница может быть неправильно отформатирована для вашего устройства. Если вы хотите изменить HTML / CSS для своего устройства или выполнить автоматическое масштабирование для любого устройства, страницы для веб-сайтов расположены внутри кода Arduino, поскольку на плате NodeMCU фактически размещаются веб-сайты.

В коде есть несколько функций для фонарей. У него есть функция включения / выключения для каждого отдельного источника света, режим, который включает все источники света одновременно, режим, в котором огни исчезают слева направо, режим, в котором случайным образом включает каждый свет, пока они все не загорятся, а затем выключает их все. случайным образом, режим «Броска кубиков», который случайным образом выбирает один цвет для освещения, используя крайний левый светодиод как 1 и крайний правый светодиод как 6, и, наконец, режим «подбрасывание монет», в котором три крайних левых светодиода будут рассматриваться как «головы» и три крайних правых светодиода обозначены как «хвосты»