Luce notturna Moonlamp: 13 passaggi (con immagini)

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

Questa adorabile luce notturna utilizza la meravigliosa lampada lunare che puoi trovare qui

www.instructables.com/id/Progressive-Detai…

Utilizza una scheda ESP8266 a basso costo per creare una fantastica luce notturna che utilizza un LED RGB da 3 W di Future Eden e può visualizzare uno dei sette colori più una bellissima modalità "shimmer" in cui il colore cambia continuamente.

Il globo lunare è girevole: se preferisci vedere il "lato oscuro della luna", basta girare il globo.

Poiché questo verrà utilizzato nella stanza di un bambino, è stata prestata particolare attenzione alle considerazioni sulla sicurezza; vedere la sezione successiva sulla sicurezza per maggiori dettagli

Se hai un ragazzo interessato all'apprendimento della programmazione, la luce notturna è controllata da MicroPython. Quindi questo è anche un ottimo modo per coinvolgere qualcuno nella programmazione di computer!.

Forniture

Scheda WeMos D1 Mini ESP8266.

Ci sono molti fornitori su ebay. Suggerirei di acquistarne una decina da un fornitore cinese come di seguito. Sono incredibilmente economici e troverai senza dubbio molti usi per loro nei progetti IoT

www.ebay.co.uk/itm/ESP8266-ESP-12-WeMos-D1…

Transistor BC337

www.ebay.co.uk/itm/25-x-BC337-40-NPN-Trans…

Filtri in ferrite

www.ebay.co.uk/itm/10Pcs-Black-Clip-On-Cla…

Resistori da 2W

www.ebay.co.uk/itm/0-1-100ohm-Various-Valu…

Scheda prototipo

www.ebay.co.uk/itm/Double-Sided-Prototypin…

LED RGB da 3W

futureeden.co.uk/products/3w-rgb-red-green…

Presa CC da 2,5 mm

www.ebay.co.uk/itm/2-5mm-x-5-5mm-METAL-PAN…

Dissipatore da 40 mm

www.ebay.co.uk/itm/Aluminum-Heatssink-Radia…

Encoder rotativo

Ci sono molti fornitori ebay che li vendono. Ho usato un encoder con albero D da 15 mm

www.ebay.co.uk/itm/Rotary-Shaft-Encoder-EC…

Manopola (per adattarsi all'albero D)

www.ebay.co.uk/itm/5-Colours-D-Shaft-270-P…

Passaggio 1: stampa la lampada lunare

Vuoi stampare la lampada lunare da 5 pollici dal collegamento alle istruzioni che ho menzionato prima. L'ho stampato su un Ender 3 utilizzando PLA bianco al 100% di riempimento e altezza dello strato di 0,15 pollici con supporti. Quindi ho puntato una torcia attraverso la stampa e ho usato un coltello affilato per rimuovere tutto il materiale di supporto rimanente. Il risultato è stato assolutamente perfetto. Il tempo totale di stampa è stato di circa 15 ore.

Passaggio 2: stampa la parte superiore e la base della lampada lunare

Utilizzare gli STL allegati per stampare la parte superiore e la base. Li ho stampati in PETG nero per ottenere una bella finitura lucida, ma anche il PLA funzionerebbe bene.

Passaggio 3: stampa il supporto lunare

L'ho stampato in PLA traslucido per evitare che vengano proiettate ombre. Ho usato il PLA perché la piastra di supporto della luna sarà incollata alla stampa della luna e volevo quindi essere sicuro che aderisse bene.

Passaggio 4: Flash ESP8266 con MicroPython

Scarica l'ultima versione di Micro Python, collega ESP8266 a una porta USB sul tuo PC e quindi utilizza Gestione dispositivi per determinare su quale porta COM è mappato

Quindi eseguire il flash del sottosistema Micro Python utilizzando lo strumento flash fornito. I comandi di esempio sotto mostrano l'ultima versione che ho trovato al momento della scrittura, supponendo che COM4 sia la porta su cui è mappato il dispositivo e che Python 2.7 sia stato installato in c:\python27

c:\python27\scripts\esptool.py --port COM4 --baud 115200 erase_flash

c:\python27\scripts\esptool.py --port COM4 --baud 115200 write_flash --flash_size=rileva 0 micropython\esp8266-20190529-v1.11.bin

Devi solo flashare Micro Python una volta.

Passaggio 5: installare il sistema WebRepl

WebRepl è un sistema basato su browser che consente di immettere comandi Micro Python e anche di trasferire file da e verso ESP8266. Si collega tramite WiFi direttamente all'ESP8266, quindi non è necessario che la scheda ESP sia collegata al computer.

Segui le istruzioni qui per far funzionare tutto.

docs.micropython.org/en/latest/esp8266/tut…

Trasferisci i due file Python sopra all'ESP8266 utilizzando l'interfaccia utente del browser WebRepl

Trasferisci anche i file da questo progetto github: ci sono due file Python che insieme controllano l'encoder rotativo

github.com/miketachman/micropython-rotary

Una volta che sei sicuro che Micro Python funzioni correttamente su ESP8266, puoi continuare con il passaggio successivo, in cui creerai la scheda controller.

Nota: puoi riprogrammare ESP8266 in qualsiasi momento anche dopo averlo montato sulla scheda controller. Tuttavia, la strana unità non lampeggia correttamente, quindi assicurarsi che funzioni correttamente è una buona idea prima di saldarla sulla scheda del controller

Passaggio 6: collegare il circuito stampato

Ho usato una scheda prototipo come mostrato nel link dei materiali di consumo. I componenti sono solo cablati punto-punto

Il led RGB è montato sul dissipatore da 40 mm utilizzando il nastro termico Akasa.

I cloni WeMOS sono forniti con pin di intestazione; Li ho saldati alla scheda e poi alla scheda di prototipazione.

Notare che i pin dell'encoder sono saldati alla parte inferiore della scheda prototipo e che è leggermente sfalsata a destra della scheda guardando dall'alto e con l'albero dell'encoder rivolto verso di sé. Questo perché ci sono otto pad disponibili all'estremità della scheda e quindi i tre pin dell'encoder sono collegati lasciando due pad non occupati da un lato e tre dall'altro.

Poiché il dissipatore di calore da 40 mm si trova sopra la scheda del circuito, assicurati che l'area coperta dal dissipatore di calore non abbia componenti montati troppo in alto, altrimenti interferiranno con il dissipatore di calore.

Passaggio 7: stampare lo spessore e assemblare la piastra di base

Lo spessore è solo un piccolo quadrato di plastica che si trova sotto il dissipatore di calore per garantire che non vada in cortocircuito.

Montare lo spessore sulla piastra di base, quindi posizionare il dissipatore di calore sopra. Se preferisci, puoi semplicemente mettere del nastro isolante sul dissipatore di calore. In realtà non contatta comunque nulla sulla scheda del circuito, tranne forse lo scudo sulla scheda ESP8266 e il LED è comunque isolato elettricamente dal dissipatore di calore

Ora assemblare il circuito e la piastra di base.

Passaggio 8: collegare il LED al dissipatore di calore e quindi collegarlo al circuito stampato

Ho usato il nastro termico Akasa. Basta tagliare un quadrato di 20 mm x 20 mm e collegare il LED. Notare le istruzioni su quale lato colorato va al dissipatore di calore e quale lato va al LED.

Ho usato un cavo a nastro standard per computer per collegare i sei fili dal LED al circuito stampato.

Passaggio 9: realizzare il cavo di alimentazione

Il cavo di alimentazione è costituito solo da un cavo USB economico. Tagliare il connettore USB lasciando circa 1-2 pollici di cavo in modo da poterlo spellare e collegare un cavo di alimentazione a due anime (ho usato un cavo a due anime con una larghezza totale di circa 5 mm, in modo che un soppressore di ferrite standard da 5 mm si attacchi su di esso). Utilizzare un tubo termoretraibile per collegare i cavi rosso e nero dal connettore USB all'alimentazione e alla messa a terra, quindi saldare una spina di alimentazione da 2,5 mm all'altra estremità.

Nota che il cavo nella foto è piuttosto più corto di quanto vorresti: era per un progetto diverso ma cablato allo stesso modo. Probabilmente vorrai circa un cavo di 2 m per comodità.

Perché non collegare direttamente alla porta micro USB?. Beh, ci sono due problemi. La caduta di tensione sul cavo USB standard è piuttosto elevata perché a correnti elevate i fili minuscoli cadono un po' di tensione e questo potrebbe causare problemi con ESP8266. Inoltre, queste schede non sono progettate per fornire una corrente significativa - le tracce sono piuttosto sottili sulla scheda - quindi fornirei alimentazione separatamente.

Nota: non mostrato su questo cavo è un filtro in ferrite a clip. Consiglio di aggiungere uno di questi nel caso in cui vengano irradiati disturbi elettrici tramite il cavo di alimentazione. Ricorda che stai commutando circa 500 mA di corrente attraverso i tre LED e questo ha il potenziale per creare RFI.

Passaggio 10: dai un'occhiata

Con l'alimentazione collegata al circuito, dovresti vedere i LED accendersi a circa metà della luminosità e quindi ruotare l'encoder dovrebbe cambiare la luminosità.

Se continui a ruotare l'encoder vedrai il colore cambiare. Ci sono sette colori e la modalità finale è "shimmer". In modalità shimmer il colore cambia costantemente. L'effetto è abbastanza sottile e molto carino.

Quando si preme l'interruttore dell'encoder, la spia dovrebbe spegnersi. Premendolo di nuovo, i LED tornano bianchi a metà luminosità.

Passaggio 11: incolla la piastra Moonlamp sulla luna e metti tutto insieme

Controlla che tutto combaci correttamente. Quindi incollare la piastra di supporto della lampada lunare alla luna, posizionando la luna con uno dei "poli" verso il basso, normalmente la base della stampa 3D. Ho usato resina epossidica come mostrato nella foto sopra.

La luna dovrebbe ruotare liberamente in seguito, ma essere tenuta saldamente al gruppo superiore. Quindi utilizzare solo quattro piccole viti autofilettanti per avvitare la base al gruppo superiore e, naturalmente, fissare l'encoder tramite il dado in dotazione.

Passaggio 12: una nota sulla sicurezza

Trattandosi di un apparecchio destinato alla cameretta di un bambino, la sicurezza è importante. Funziona con un caricabatterie per telefono standard da 5 V sicuro, purché si utilizzi un caricabatterie affidabile che sarà abbastanza sicuro. I valori della resistenza di potenza sono scelti in modo tale che la temperatura interna del dissipatore si mantenga intorno ai 10-15 gradi sopra quella ambiente. Sono inoltre scelti in modo che nell'evento estremamente improbabile di un cortocircuito del LED, la dissipazione di potenza in ciascun resistore sia ancora ben all'interno della sua potenza nominale di 2 W.

Passaggio 13: il codice Python

Il programma di controllo principale di Python è abbastanza semplice. Non è un codice estremamente elegante - potrebbe fare con un po' di refactoring in routine separate - ma funziona.

Il codice ha a che fare con un problema imprevisto che ho riscontrato: durante il test, ho riscontrato un fastidioso sfarfallio casuale. Si scopre che quando si modifica il ciclo di lavoro PWM di un canale non è possibile modificare più canali contemporaneamente. Se lo fai, a volte ottieni uno sfarfallio, quindi ho impostato un breve ritardo e quindi le modifiche PWM vengono apportate su ciascun canale in modo "round-robin", in modo da evitare lo sfarfallio.