IRIS - la lampada che sa quando ci sei: 12 passaggi (con immagini)

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

ciao! Sì, sono tutti in quarantena. Sono uno studente di ingegneria. Stavo in un ostello e sono abituato a fare i miei compiti e studiare di notte. Ora che sono a casa, la mia famiglia non si sente a suo agio perché qui tutti sono abituati a dormire presto. Non ho nemmeno una lampada da tavolo.

Ma se voglio crearne uno da solo, vorrei che avesse più funzioni di una semplice lampada standard. La sfida era trovare le parti. A causa del blocco nazionale qui in India, nessun negozio di elettronica è aperto. Questo è il mio progetto completamente fatto in casa. Scopri Iris, la lampada da tavolo intelligente. Ha tutte le funzioni che potevo inserire con l'elettronica che avevo a casa mia.

Modalità manuale: normale illuminazione da scrivania

Modalità intelligente: rilevamento automatico dell'utente per accendere/spegnere la luce

Lampada da letto intelligente: illumina automaticamente il tuo percorso quando vuoi andare da qualche parte nel cuore della notte

Luminosità adattiva: regola automaticamente la luminosità in base alla luce circostante

Consapevolezza della luce diurna: può attivare automaticamente la modalità intelligente dopo il tramonto o quando non sono presenti altre fonti di luce.

Le ultime due funzionalità devono ancora essere aggiunte, ma ho menzionato il principio di funzionamento, quindi se vuoi aggiungerle, saprai cosa fare. Diamoci da fare!

Forniture

Sì, lo so che non ha molto senso dare link di acquisto perché nella maggior parte dei paesi i siti di e-commerce non sono attivi al momento. Ma nel caso tu stia leggendo questo dopo che questo virus è tornato sotto controllo e tutto è tornato alla normalità (cosa che spero accada presto), allora… ehm… sei il benvenuto?

Arduino Uno:

Striscia LED bianco caldo:

Relè a canale singolo:

Sensore di prossimità/ostacoli:

Alimentazione 12v:

Cavo GI

Vernice nera

Alcune parti qua e là possono essere trovate a casa.

Passaggio 1: fare il supporto

Ora non sarebbe proprio vero se dicessi che il design della base è completamente mio. Ho visto questo disegno in un video. Ma l'esecuzione è diversa, quindi sì.

Prima di tutto, ho preso un cavo di rete spesso. Ne volevo uno nero, ma questo era l'unico che giaceva in casa mia. Il problema è che è troppo flessibile. Abbiamo bisogno di qualcosa che possa mantenere la sua forma una volta piegato. Quindi ho rimosso il filo di alluminio all'interno e ho inserito invece un filo GI spesso. Poi ho piegato il filo in forma. Era semplice come fare un cerchio per il fondo e poi piegare il resto del filo a forma di S sottile per il supporto.

Purtroppo non c'era più spazio all'interno per far passare i cavi di alimentazione, quindi faremo qualcosa in seguito. La base è praticamente fatta.

Passaggio 2: la parte superiore della lampada

Per questo, ho preso due contenitori di plastica dalla cucina. Entrambi sono un po' affusolati e uno è più grande dell'altro. Ho segnato una linea lungo il contenitore più grande e l'ho tagliato corto.

Quando il piccolo contenitore viene posizionato sopra quello grande, sembra esattamente come una lampada. Grande!

Passaggio 3: la lampadina

Questo potrebbe essere semplice come andare alla cancelleria e acquistare una luce notturna. Ma non volevo una luce così brillante e volevo anche aggiungere un controllo automatico della luminosità con le parti che avevo a casa. Quindi, ho personalizzato la lampadina.

Per prima cosa ho preso il coperchio del piccolo contenitore che avevo usato in precedenza e ci ho incollato sopra un piatto rettangolare di alluminio. Ho quindi incollato due piccoli pezzi di striscia LED bianca calda sull'alluminio. Perché la striscia di alluminio? Funge da dissipatore di calore per i LED perché si riscaldano se utilizzati per periodi più lunghi. Il tutto è stato incollato insieme utilizzando un adesivo resistente al calore che fortunatamente ho trovato nel ripostiglio. Se non riesci a trovarlo, va bene. Le strisce LED generalmente hanno già adesivo sul retro, puoi semplicemente attaccarlo direttamente.

Ho saldato i fili mantenendo entrambe le strisce in parallelo. Ho quindi aperto il diffusore di una vecchia lampadina a LED e l'ho attaccato sopra il coperchio.

La nostra lampadina LED personalizzata è pronta!

Ho fatto un test veloce con un alimentatore da 12v. Puoi vedere quanto sembra già piacevole.

Passaggio 4: dipingilo di nero

Ho dipinto tutto di nero. Assicurati di usare una carta vetrata per rendere ruvida la superficie dei contenitori in modo che la vernice possa aderire correttamente ad essa.

È meglio usare la vernice spray, ma non ne avevo una a casa. Quindi ho usato la vernice acrilica. È stato davvero difficile dipingere la base perché la vernice continuava a uscire. Dopo tre passate sono rimasta soddisfatta del look. Anche se avrei dovuto carteggiarlo prima di dipingere.

Non ho dipinto la parte superiore del grande contenitore perché era semitrasparente e all'accensione formava un anello luminoso.

Passaggio 5: elettronica

Dopo aver menzionato tutte le funzionalità, potresti essere sopraffatto e pensare che potrebbe avere qualche circuito complicato in corso. Ma no, è piuttosto semplice. Grazie alla scheda Arduino.

Ingresso del sensore: il sensore di ostacoli rileva quando ci si trova di fronte. Il pin D0 va al pin 2 di Arduino. Il pin GND va al pin GND di Arduino, ovviamente. Il pin +5v va al pin 5v di Arduino.

Uscita relè: il relè accende/spegne la lampada quando è in modalità intelligente. Il suo pin di input va al pin 3 di Arduino e l'altro pin va al pin GND di Arduino.

Il resto dei collegamenti è piuttosto semplice. Basta seguire il diagramma schematico. Sarà un po' più facile se sai cosa sta succedendo.

Fondamentalmente, se fai scorrere l'interruttore verso destra, stai alimentando direttamente la lampada dall'alimentatore. Quando fai scorrere l'interruttore verso sinistra, la lampada è in modalità intelligente. Da qui in poi, la lampada è controllata da Arduino. Fondamentalmente facendo scorrere l'interruttore verso sinistra, stai scollegando l'alimentazione dalla lampada e alimentando invece l'Arduino. Se Arduino vuole alimentare la lampada, attiverà il relè che sta solo cortocircuitando i terminali dell'interruttore precedentemente scollegati.

Passaggio 6: cosa succede se non ho un Arduino?

Nel caso in cui non si disponga di un Arduino, è comunque possibile attivare la modalità intelligente utilizzando un BC547 o qualsiasi altro transistor generico e il sensore di ostacoli. Fare riferimento al diagramma schematico. Questo circuito dovrebbe essere sostituito con la disposizione di Arduino, relè e sensore nel diagramma schematico nel passaggio precedente. Sebbene questa sia un'opzione più economica, ci sarà un piccolo consumo energetico quando è inattivo.

Passaggio 7: programmazione

Tutte queste funzionalità intelligenti sono controllate da Arduino. Il nostro programma decide come funzionano. Se vuoi che funzioni come il mio, puoi semplicemente scaricare il mio codice e caricarlo sul tuo Arduino. Nel caso in cui desideri comprendere il codice e modificarlo a tuo piacimento, eseguirò una procedura guidata alla fine dell'istruzione a cui puoi fare riferimento.

Come accennato in precedenza, questo codice legge solo i dati dal sensore di ostacoli. Le funzioni di luminosità adattiva e consapevolezza della luce diurna non sono ancora state aggiunte. Lo spiegherò nel codice passo attraverso la parte in modo che tu possa aggiungerli se vuoi

Passaggio 8: come funziona?

Rilevamento automatico degli utenti:

Metterai il sensore di ostacoli sotto il tavolo, di fronte a te. Quindi ora, quando ci si siede davanti, ti rileverà e invierà un segnale digitale all'Arduino. L'Arduino quindi accende il relè, che accende la lampada.

La caratteristica della lampada da comodino:

Questa non è una funzione separata in realtà. È il sensore di ostacoli esistente ma con la sua portata aumentata ruotando il suo potenziometro. Se la tua disposizione di lampada e scrivania è tenuta accanto a un letto, quando scendi dal letto, ti rileva e accende la lampada per 15 secondi, dopodiché la lampada si spegne. Puoi tenere la lampada focalizzata sul tuo percorso prima di dormire in modo che lo illumini.

Passaggio 9: assemblare

Una volta che tutti i componenti elettronici sono stati collegati e testati correttamente, li ho sistemati in una piccola scatola. Potevo attaccarli alla lampada, ma volevo che sembrasse minimalista, quindi l'elettronica è stata montata separatamente sul fondo del tavolo. Posizione perfetta per il sensore di ostacoli e nascosta alla vista.

Ho incollato un cavo di alimentazione lungo il supporto usando la supercolla. E l'altro filo? Ricordi che abbiamo inserito un cavo GI attraverso il supporto? Lo useremo come un altro filo. Ciò manterrà tutto ordinato.

Una volta che tutti i fili sono stati correttamente collegati e testati, ho incollato le due parti della testa della lampada con resina epossidica. Quindi il supporto è stato fissato alla testa praticando un foro e facendo passare il filo GI attraverso di esso. Un'ultima goccia di resina e tutto è robusto e a posto.

Passaggio 10: pronto a partire

Dopo aver testato tutto un paio di volte, sono davvero soddisfatto di come funziona tutto. Per non parlare di quanto sia morbida e piacevole la luce della nostra lampadina su misura.

C'erano però alcuni problemi minori, che potevo risolvere facilmente.

Il sensore di ostacoli potrebbe rilevare continuamente la sedia. Questo può essere superato utilizzando una sedia che abbia uno schienale solo nella parte superiore, come la mia. Il fondo è cavo, quindi il sensore di ostacoli non lo rileva.

Il sensore di ostacoli rileva le persone che camminano e continua ad accendere/spegnere la lampada. Per me, la scrivania era accanto al letto, quindi nessuno ci va a meno che non voglia dormire o usare la scrivania. Quello che puoi fare è regolare correttamente la sua portata in modo che ti rilevi solo quando ti siedi.

Lampada che non si spegne. Questo accade quando il ricevitore (lampadina nera) del sensore ostacoli è troppo vicino al trasmettitore (lampadina trasparente). Questo è semplice da risolvere. Tutto quello che devi fare è piegarli leggermente l'uno dall'altro.

Passaggio 11: funzionalità aggiuntive e modifiche

Quindi ora potrebbe esserci un problema. Come passare dalla modalità intelligente per il rilevamento dell'utente alla modalità lampada da letto intelligente? Nel codice che ho fornito, entrambi sono fondamentalmente la stessa cosa. Ma se vuoi una modalità dedicata per ognuno e passa da una all'altra automaticamente, puoi usare un microcontrollore Nodemcu (esp8266) invece di un Arduino.

Puoi utilizzare un servizio chiamato IFTTT per attivare automaticamente ogni modalità in base all'ora e al tuo programma. Inoltre, puoi aggiungere più funzionalità come controllare la lampada dallo smartphone, avvisi meteo, timer e molte altre cose facilmente. Questo può rendere Iris davvero intelligente. Sfortunatamente il mio nodemcu è tornato in ostello, quindi sono bloccato con Arduino. Aggiungerò queste funzionalità una volta tornato e forse ne farò un altro istruibile!

Passaggio 12: passaggio al codice

Il codice non solo sembra, ma in realtà è piuttosto semplice.

Innanzitutto, dichiariamo i pin di input e output di Arduino nella funzione di configurazione.

Il pin 2 riceve input dal sensore. Quindi, se legge HIGH, che significa che qualcuno è vicino ad esso, accende il relè (pin 3) per 15 secondi. Dopo 15 secondi, se il pin 2 è ancora alto, il blocco if continua a essere eseguito e la spia rimane accesa. In caso contrario, il relè viene spento e anche la lampada.

Nel caso in cui desideri che funzioni automaticamente dopo il tramonto, tutto ciò che devi fare è aggiungere un LDR con un transistor generico a un altro pin. Quindi, l'intero codice sopra viene inserito all'interno di un blocco if. Quando l'LDR non legge la luce, il blocco if viene eseguito e il processo spiegato sopra viene eseguito da Arduino.

Inoltre, per il controllo automatico della luminosità, dovrai utilizzare nuovamente un LDR. La lampada ora dovrebbe essere alimentata direttamente dall'Arduino per cui è possibile utilizzare un altro relè. È possibile utilizzare PWM per regolare la luminosità della lampada in base all'ingresso analogico di LDR. Nota che per questo, dovrai usare una striscia LED da 5v invece di una da 12v.

Secondo premio al Work From Home Speed Challenge