Умная лампа (TCfD) - Радуга + музыкальный визуализатор: 7 шагов (с изображениями)

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

Этот проект выполняется для курса «Технология концептуального дизайна» в TUDelft.

Конечный продукт представляет собой базовую светодиодную лампу ESP-32, которая подключается к серверу. В прототипе лампа выполняет две функции; эффект радуги, излучающий успокаивающее свечение с изменяющимся цветом в сторону окружающей среды, и, во-вторых, звуковой визуализатор, в котором пиксели светодиода «танцуют» в соответствии с уровнями звука. Система подключена к Wi-Fi, и пользователь может выбрать, какой эффект от лампы он хочет получить через Wi-Fi.

Дешевый микрочип ESP-32 предоставляет нам мощные процессоры, встроенный датчик Холла, датчик температуры, сенсорный датчик, а также возможность Wi-Fi и Bluetooth. При этом, хотя для этого проекта были выбраны только два эффекта, значение этой «умной» лампы безгранично. Он будет использоваться, чтобы указать пользователю погоду или температуру в комнате, сама лампа может выступать в качестве триггера сигнала тревоги или может давать успокаивающее солнечное сияние рядом с вашей кроватью, имитируя восход солнца, для приятного пробуждения.

Шаг 1: Необходимый материал

Arduino esp32

Звуковой датчик

Четырехсторонний двунаправленный преобразователь логического уровня

Neopixel led 2 м 60 светодиодов / м

Провода перемычки

Кабель Micro USB с адаптером

интернет-соединение

Шаг 2: Принципиальная схема

Принципиальная схема была нарисована, и электрическая цепь была сделана соответственно, как указано в

диаграмму ниже.

Шаг 3: Код Arduino

Здесь сначала был написан код визуализатора. Затем два примера кода

; «Neoplxel RGBW starndtest»; и «simpleWebServerWifi» был изменен и интегрирован в код визуализатора. Хотя код все еще иногда содержит ошибки (время от времени загорается случайный светодиод). Следующая итерация кода (когда у нас будет достаточно времени) будет обновлена.

#включают

#ifdef _AVR_

#включают

#endif

const int numReadings = 5;

int чтения [numReadings];

int readIndex = 0;

int total = 0;

int среднее = 0;

int micPin = 33;

#define PIN 4

#define NUM_LEDS 120

#define ЯРКОСТЬ 100

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (NUM_LEDS, PIN, NEO_GRBW + NEO_KHZ800);

byte neopix_gamma = {

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 8, 8, 8, 9, 9, 9, 10, 10, 10, 11, 11, 11, 12, 12, 13, 13, 13, 14, 14, 15, 15, 16, 16, 17, 17, 18, 18, 19, 19, 20, 20, 21, 21, 22, 22, 23, 24, 24, 25, 25, 26, 27, 27, 28, 29, 29, 30, 31, 32, 32, 33, 34, 35, 35, 36, 37, 38, 39, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 50, 51, 52, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 66, 67, 68, 69, 70, 72, 73, 74, 75, 77, 78, 79, 81, 82, 83, 85, 86, 87, 89, 90, 92, 93, 95, 96, 98, 99, 101, 102, 104, 105, 107, 109, 110, 112, 114, 115, 117, 119, 120, 122, 124, 126, 127, 129, 131, 133, 135, 137, 138, 140, 142, 144, 146, 148, 150, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 167, 169, 171, 173, 175, 177, 180, 182, 184, 186, 189, 191, 193, 196, 198, 200, 203, 205, 208, 210, 213, 215, 218, 220, 223, 225, 228, 231, 233, 236, 239, 241, 244, 247, 249, 252, 255 };

#включают

#включают

char ssid = "yourNetwork"; // SSID вашей сети (имя)

char pass = "secretPassword"; // ваш сетевой пароль

int keyIndex = 0; // номер индекса вашего сетевого ключа (требуется только для WEP)

int status = WL_IDLE_STATUS;

Сервер WiFiServer (80);

установка void ()

{

Serial.begin (9600); // инициализируем последовательную связь

pinMode (9, ВЫХОД); // устанавливаем режим вывода светодиода

// проверяем наличие щита:

если (WiFi.status () == WL_NO_SHIELD) {

Serial.println («WiFi щит отсутствует»);

в то время как (правда); // не продолжать

}

Строка fv = WiFi.firmwareVersion ();

if (fv! = "1.1.0") {

Serial.println («Обновите прошивку»);

}

// пытаемся подключиться к сети Wi-Fi:

while (status! = WL_CONNECTED) {

Serial.print («Попытка подключиться к сети с именем:»);

Serial.println (ssid); // выводим имя сети (SSID);

// Подключаемся к сети WPA / WPA2. Измените эту строку, если используете открытую сеть или сеть WEP:

status = WiFi.begin (ssid, pass);

// ждем 10 секунд подключения:

задержка (10000);

}

server.begin (); // запускаем веб-сервер на 80-м порту

printWifiStatus (); // теперь вы подключены, поэтому распечатайте статус

}

{

Serial.begin (9600);

strip.setBrightness (ЯРКОСТЬ);

strip.begin ();

strip.show (); // Инициализируем все пиксели в положение "выключено"

pinMode (micPin, ВХОД);

for (int thisReading = 0; thisReading <numReadings; thisReading ++) {

чтения [thisReading] = 0;

}

}

пустая радуга (uint8_t wait) {

uint16_t i, j;

for (j = 0; j <256; j ++) {

для (i = 0; i

strip.setPixelColor (i, Wheel ((i + j) & 255));

}

strip.show ();

задержка (ждать);

}

}

void visualizer () {

total = total - показания [readIndex];

показания [readIndex] = analogRead (micPin);

total = total + чтения [readIndex];

readIndex = readIndex + 1;

if (readIndex> = numReadings) {

readIndex = 0;

}

среднее = всего / числоЧтений;

задержка (1);

int микпиксель = (среднее-100) / 5;

Serial.println (микпиксель);

if (микпиксель> 0) {

{

для (int j = 0; j <= микпиксель; j ++)

strip.setPixelColor (j, (микпиксель * 2), 0, (90-микпиксель), 0);

для (int j = микпиксель; j <= NUM_LEDS; j ++)

strip.setPixelColor (j, 0, 0, 0, 0);

strip.show ();

}

}

if (микпиксель <0) {

для (int j = 0; j <= 20; j ++)

strip.setPixelColor (j, 0, 0, 50, 0);

strip.show ();

}

}

void loop () {

{

WiFiClient client = server.available (); // слушаем входящих клиентов

if (client) {// если у вас есть клиент, Serial.println («новый клиент»); // выводим сообщение через последовательный порт

Строка currentLine = ""; // делаем String для хранения входящих данных от клиента

while (client.connected ()) {// цикл, пока клиент подключен

if (client.available ()) {// если есть байты для чтения от клиента, char c = client.read (); // читаем байт, затем

Serial.write (c); // распечатываем серийный монитор

if (c == '\ n') {// если байт является символом новой строки

// если текущая строка пуста, у вас есть два символа новой строки подряд.

// это конец клиентского HTTP-запроса, поэтому отправьте ответ:

if (currentLine.length () == 0) {

// Заголовки HTTP всегда начинаются с кода ответа (например, HTTP / 1.1 200 OK)

// и тип содержимого, чтобы клиент знал, что будет дальше, затем пустая строка:

client.println («HTTP / 1.1 200 ОК»);

client.println ("Content-type: text / html");

client.println ();

// содержимое ответа HTTP следует за заголовком:

client.print («Щелкните здесь, чтобы включить эффект радуги»);

client.print («Щелкните здесь, чтобы включить визуализатор»);

// HTTP-ответ заканчивается еще одной пустой строкой:

client.println ();

// выход из цикла while:

перерыв;

} else {// если у вас есть новая строка, очистите currentLine:

currentLine = "";

}

} else if (c! = '\ r') {// если у вас есть что-то еще, кроме символа возврата каретки, currentLine + = c; // добавляем в конец currentLine

}

// Проверяем, был ли запрос клиента "GET / H" или "GET / L":

if (currentLine.endsWith ("GET / R")) {

Радуга (10); // Эффект радуги включен

}

if (currentLine.endsWith ("GET / V")) {

Визуализатор (); // Визуализатор включен

}

}

}

// закрываем соединение:

client.stop ();

Serial.println («клиент отключен»);

}

}

void printWifiStatus () {

// выводим SSID сети, к которой вы подключены:

Serial.print ("SSID:");

Serial.println (WiFi. SSID ());

// выводим IP-адрес вашего WiFi-щита:

IP-адрес ip = WiFi.localIP ();

Serial.print ("IP-адрес:");

Serial.println (ip);

// выводим мощность полученного сигнала:

длинный rssi = WiFi. RSSI ();

Serial.print ("мощность сигнала (RSSI):");

Serial.print (rssi);

Serial.println ("дБм");

// выводим куда идти в браузере:

Serial.print («Чтобы увидеть эту страницу в действии, откройте в браузере

Serial.println (ip);

}

}

uint32_t Wheel (byte WheelPos) {

WheelPos = 255 - WheelPos;

if (WheelPos <85) {

возвратная полоса. Color (255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3, 0);

}

if (WheelPos <170) {

WheelPos - = 85;

возвратная полоса. Color (0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);

}

WheelPos - = 170;

возвратная полоса. Цвет (WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0, 0);

}

uint8_t red (uint32_t c) {

возврат (c >> 16);

}

uint8_t зеленый (uint32_t c) {

возврат (c >> 8);

}

uint8_t blue (uint32_t c) {

return (c);

}

}

//Serial.println(micpixel);

}

Шаг 4: 3D-печать основания лампы

Была измерена, спроектирована и напечатана трехмерная модель цоколя лампы с размерами, достаточными для размещения всех электрических компонентов внутри цокольного отсека.

Шаг 5: прикрепление светодиода

Светодиоды были намотаны в картонный рулон и прикреплены двусторонним скотчем, в нижней части просверлено отверстие для пропуска провода.

Шаг 6: кожух лампы

Ограждение было сделано путем обнаружения прозрачного флакона с такой же шириной, что и основание лампы, и высотой с насадкой для светодиода. Затем это было покрыто толстой бумагой для лучшего рассеивания света. В качестве альтернативы можно использовать матовое стекло или полупрозрачные пластиковые трубки в качестве кожуха лампы.

Шаг 7: настройка

Все было склеено и собрано. И лампа была готова к тестированию !.