Luce notturna portatile: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Il mio bambino di 5 anni continuava a svegliarci la notte e noi continuavamo a dargli lezioni su come far dormire mamma e papà, finché non mi sono reso conto che in realtà non era in grado di determinare da solo se era ora di dormire o di giocare.

Inoltre, ci chiedeva di accendere la luce. Si preoccupa sempre di spegnere la luce, ma io sono un po' preoccupato di lasciare la luce accesa tutta la notte, con gli effetti sulla melatonina e sulla qualità del sonno.

Non ero davvero soddisfatto di nessuna luce notturna che potessi trovare che il denaro può comprare: alcune potrebbero essere accese con un tocco, ma non si spegneranno da sole; alcuni erano tutti carini e morbidi, ma nessuno poteva dare il tempo a un bambino di 5 anni.

Quindi ho messo insieme un rapido trucco di una luce notturna che:

• assegna codici colore all'ora della notte:

  • giallo (sera): tempo della storia
  • rosso: tempo di sonno
  • giallo (mattina): puoi alzarti e giocare senza svegliare mamma o papà
  • bianco brillante: è ora di alzarsi
  • spento durante il giorno.
• Quando lo si preme di notte, emana un rassicurante bagliore giallastro. Poi svanisce e torna rosso dopo mezz'ora. (Premerlo al mattino per spegnerlo)
• si illumina delicatamente con una frequenza vicina alla velocità di respirazione a riposo di mio figlio (circa 2,5 ~ 3 secondi per respiro). Questo è un noto trucco per dormire.
• elimina la luce blu nota per disturbare la melatonina durante la notte. Al mattino produce una luce bianco-bluastra che diffonde la melatonina.
• Prende il tempo da Internet, tramite NTP.

Forniture

• Una scheda breakout ESP32, senza intestazioni. Ho comprato questo a buon mercato (25 RMB).

• Una custodia stampata in 3D.

  L'ho fatto stampare professionalmente da questo negozio, realizzato in resina bianca 未来8000, processo SLA, per circa 30 RMB. La cover superiore è venuta bene (è spessa 1 mm); e la trasparenza è buona

• un pulsante. Il mio è un bottone da 12*12 mm, alto 7,5 mm, con foro passante. Ho piegato i perni in modo che rimanessero piatti.
• due luci al neopixel (tagliate da una striscia comprata qui per 70 RMB)

• se vuoi una batteria:

  • un modulo caricabatteria. Uso un TP4056, come questo, per meno di 1 RMB.
  • una batteria Li-Po. Ho comprato queste batterie da 1000 mA, che erano leggermente più piccole della mia scheda a 45*26*8,5 mm, per 14 RMB.
  • un diodo Schottky per evitare che l'USB 5V si carichi e distrugga la batteria. Ho avuto qualche posa in giro.
  • ovviamente, fai in modo che la custodia sia abbastanza grande da ospitare la batteria, il caricabatterie e i cavi. ah!
• un po' di nastro biadesivo, nastro isolante, filo, filo per saldatura.
• strumenti e abilità di saldatura.

Dichiarazione di non responsabilità: non ho alcuna affiliazione con i fornitori elencati e li elenco solo per comodità del lettore.

Passaggio 1: preparare la scheda

Se necessario, rimuovere le intestazioni.

Incolla il pulsante e i LED sul retro dell'ESP32 con colla a caldo o nastro biadesivo.

Ho saldato i neopixel a GND e 3V3 e al pin 12 per i dati, quindi li ho collegati insieme con il filo.

Ho saldato il pulsante tra il pin 25 (impostato come output, valore=0, quindi funge da drain) e il pin 26 (impostato come input con pull-up). Questo era più facile da saldare che recuperare una linea di terra.

Ho messo un po' di nastro isolante nero sul LED di alimentazione della scheda, per evitare che si veda attraverso il case. Ho lasciato scoperto il LED di segnale, poiché lo uso per indicare se l'inizializzazione (e l'impostazione dell'orologio tramite NTP) è riuscita, quindi lo spengo.

Passaggio 2: ordina l'allegato

Innanzitutto, misura le dimensioni della tua scheda ESP32. Ho preparato custodie per schede 29x52 o 26x49mm.

Quindi, misura l'altezza del tuo pulsante rispetto alla superficie della scheda (se premuto). I miei progetti assumono 7 mm.

Se la tua scheda corrisponde, puoi scaricare direttamente il file. STEP corrispondente dal repository githup. In caso contrario, sarà necessario modificare il design in Fusion360. Sto usando la licenza gratuita "personale non commerciale". Grazie Autodesk!

Non ti insegnerò come utilizzare Fusion360 qui, ma ecco alcuni passaggi da seguire una volta che sai come muoverti:

• Il design è parametrico. Cambiare una dimensione al posto giusto dovrebbe far sì che tutto il resto vada a posto in modo naturale.

• Per modificare le dimensioni della scheda:

  • modificare lo schizzo "PCB",
  • fare doppio clic sulle dimensioni esterne per modificarle.
  • Convalida, quindi fai clic su "finisci schizzo".

• Per modificare l'altezza del pulsante:

  • imposta la visualizzazione per visualizzare solo il PCB
  • navigare per trovare la parte superiore del pulsante (materializzato come un cilindro)
  • utilizzare lo strumento "press pull",
  • selezionare quella superficie e inserire la nuova altezza corretta (negativa).
  • l'altezza del perno all'interno del coperchio superiore deve essere regolata automaticamente

• Per ordinare parti stampate in 3D:

  • Assicurati che siano visibili solo i gusci superiore e inferiore; nascondere il corpo del PCB
  • Vai su File->Esporta, quindi scegli il formato STEP.
  • Fusion 360 esporterà un file. STEP 3D che contiene entrambi i corpi e dovrebbe essere leggibile dal tuo negozio di stampa 3D.

Passaggio 3: programma

Installa Micropython sulla tua scheda, seguendo queste istruzioni.

Scarica i tre file.py da questo repository Github e copiali sulla scheda usando MU o Thonny:

• main.py: file di avvio. Chiamerà a turno gli altri due file, a meno che il pulsante non venga premuto. Questo è utile se stai usando MU, che altrimenti andrà in timeout e non riuscirà a riconoscere la scheda.

  devi modificare questo file se hai usato pin diversi dall'esempio per collegare il pulsante o i LED

• do_connect.py: uno script per connettersi alla rete Wi-Fi e recuperare l'ora.

  è necessario modificarlo e inserire il SSID Wi-Fi e la password

• handheld_night_light.py: lo script che fa pulsare la luce notturna in base all'ora del giorno.

  • devi modificarlo se hai usato pin diversi dall'esempio per collegare il pulsante o i LED
  • devi anche modificarlo per configurare i colori e i tempi di sonno a tuo piacimento
  • infine, devi impostare il tuo fuso orario in questo file

Una volta che i 3 file sono stati caricati sulla tua scheda, riavviala e dovresti osservare il LED di segnale lampeggiare due volte: una volta durante la connessione al Wi-Fi e una seconda volta durante il recupero dell'ora da NTP. Entrambi potrebbero richiedere più secondi.

Premendo il pulsante si accende o si spegne la luce, a seconda dell'ora del giorno.

Passaggio 4: alimentazione dalla batteria

Ora è il momento di saldare tutto insieme. Ho alimentato la mia scheda da una batteria e ho anche aggiunto un piccolo modulo caricabatteria. In questo modo, collegando ESP32 a una fonte di alimentazione si caricherà la batteria e scollegandolo si alimenterà la scheda dalla batteria. Non c'è un interruttore ON/OFF, per semplicità.

L'alimentazione della scheda dalla batteria avviene tramite un piccolo diodo. Senza questo diodo, la batteria verrà alimentata direttamente dai 5V della sorgente USB e probabilmente si surriscalderà e verrà distrutta. Sono stato attento a scegliere un diodo Schottky, che abbassa la caduta di tensione, aumentando così la durata effettiva della batteria.

Una luce notturna è tutta una questione di controllo della luce. Di più non è meglio, soprattutto se è blu (poiché la luce blu tende a inibire la secrezione di melatonina e ostacolare il sonno). Quindi ho coperto i LED di segnalazione indesiderati su ESP32 e sul modulo caricabatteria con nastro isolante nero.

Passaggio 5: assemblaggio finale

La custodia è abbastanza semplice da montare. Ci sono 2 piccoli ganci per tenere il coperchio superiore all'interno del coperchio inferiore e un'apertura per la porta USB.

Prima di chiudere, assicurati di controllare eventuali pizzicamenti del filo. Fuori dalla tipografia, il coperchio superiore si appiattirà lungo la superficie superiore della scheda ESP32. Ho fatto un'ammaccatura nel coperchio superiore per lasciare spazio ai fili.

Passaggio 6: consigli per i genitori

E hai finito!

Ecco alcuni suggerimenti quando parli con tuo figlio:

• Ho coinvolto mio figlio all'inizio del processo, mostrandogli il design della custodia sul mio computer e chiedendogli se lo voleva o no. Questo ha stimolato l'interesse e l'adozione.
• Ho provato i codici colore un paio di volte con lui prima di dargli la luce notturna. È stato molto collaborativo.
• Consiglierei di testare e caricare prima di dargli il prodotto finale. Per uno, è difficile riprenderlo. Inoltre, ha deciso di "lasciarlo collegato durante la notte, in modo che non si spenga improvvisamente" e non si muova…
• Infine, mio figlio è stato molto ricettivo ai codici della luce. Osserva attentamente la luce durante il tempo della storia, aspettando che diventi rossa. Una sera, abbiamo iniziato il rituale della buonanotte un po' tardi, e la luce ha trasformato i minuti rossi nella storia. Invece di negoziare come fa normalmente, è diventato sinceramente angosciato e ha pianto immediatamente, come se non ci fosse modo di dormire… (Gli ho concesso 5 minuti di grazia e ho premuto il pulsante per far tornare la luce gialla durante quel periodo, altrimenti non ascolterebbe nemmeno).

Passaggio 7: passaggi successivi

La luce notturna così com'è funziona, e dà soddisfazione.

Ci sono alcune cose che potresti voler spingere in avanti se tiri da solo:

• le luci Neopixel emettono un breve lampo ogni tanto, probabilmente a causa di problemi di temporizzazione. Alcuni altri tipi di LED potrebbero essere meno impegnativi. Questo accade nonostante siano alimentati da 3.3V (stessa tensione sui pin di alimentazione e segnale).
• Sarebbe interessante registrare il tempo delle pressioni dei pulsanti, per vedere se il bambino ha effettivamente utilizzato la luce durante la notte.
• La durata della batteria sarebbe notevolmente estesa utilizzando una pompa di tensione DC-DC per alimentare la scheda.
• Ho testato la durata della batteria e dura una notte intera, ma non fino alla sera successiva.
• Inizialmente stavo pensando di ideare una fonte di luce separata fuori dal letto, con più LED Neopixel, che sarebbe stata controllata a distanza tramite bluetooth. Non si è ancora dimostrato necessario.