Fari RGB wireless ESP8266 (Genesis Coupe): 10 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Stai cercando di aggiungere LED RGB multicolori ai tuoi fari? Per la maggior parte delle persone un kit da banco può probabilmente selezionare le caselle necessarie. Dai nomi dei marchi è possibile ottenere un sistema testato e collaudato con un certo livello di garanzia. Ma con cos'altro viene? Un telecomando economico facile da perdere? Cablaggio ingombrante? Blocco dell'ecosistema del marchio? Se hai le braciole fai-da-te, leggi ulteriormente per imparare come iniziare a creare il tuo kit LED RGB personalizzato. Assicurati di leggere le leggi della tua zona relative ai requisiti di illuminazione del veicolo. Non mi prenderò né mi assumerò alcuna responsabilità per le tue azioni!

Questa guida inizia con alcune ipotesi, quindi ti preghiamo di coprire questi punti prima di procedere:

• avere familiarità con ESP8266 e come programmarlo
• essere in grado di smontare i fari della tua auto
• poter saldare senza scottarsi… R. I. P. le mie punte delle dita
• tieni presente che qualsiasi cosa qui potrebbe essere diversa per il tuo veicolo, quindi regolati di conseguenza
• assicurati di leggere le leggi della tua zona in merito ai requisiti di illuminazione del veicolo

Passaggio 1: scheda del controller del faro: raccogliere i materiali di consumo

Per le due schede del microcontrollore del faro dovrai raccogliere le seguenti parti

• 2 schede ESP-01
• 2 x schede di prototipazione (fori con passo di 2,54 mm / 0,1" / 100 mil)
• 4 x 2N7000 piccoli mosfet di segnale (pacchetto TO-92)
• 4 x 1N4001 diodi raddrizzatori
• Condensatori 4 x 0.1uF
• 2 x resistori pull up a drain aperto - da 2k Ohm a 4k Ohm
• 2 x resistori superiori del divisore di resistori - circa 8.2k Ohm
• 2 x resistori inferiori del divisore di resistori - da circa 2k Ohm a 4K Ohm
• 2 x modulo convertitore buck - uscita impostata su 5 V
• 2 x modulo LDO - uscita impostata su 3,3 V
• opzionale: 2x morsettiere a vite
• opzionale: 2 adattatori per breadboard ESP-01
• opzionale: 2x diodi di protezione contro le sovratensioni TVS (~18V-21V)
• opzionale: 2 condensatori da 22uF (25V min)
• opzionale: 2 condensatori da 22uF (6,3 V min)

Reperimento

Ho acquistato quasi tutto in questa guida da eBay (o China Bay come la chiamo io). Questo perché non sono preoccupato per le contraffazioni o la bassa qualità quando si tratta di cose come terminali a vite, resistori, schede o mosfet a bassa potenza. Non li sto portando ai loro limiti. Tuttavia ho speso buoni soldi per i diodi TVS e i condensatori ordinandoli tramite DigiKey. L'ho fatto solo per garantire quello che ho ricevuto è quello che ho ordinato.

Passaggio 2: scheda controller - Protezione ingresso alimentazione

Per proteggere la tua elettronica dalla tensione inversa entra in gioco il diodo raddrizzatore. Ho preso i diodi 1N4004 dal mio negozio di elettronica locale. Sono pensati per trasportare un solo amplificatore al massimo. Puoi vedere nel mio prototipo nel passaggio successivo che ho usato un diodo raddrizzatore ma per sicurezza ne ho usati due paralleli sulla mia scheda finale. Per la protezione dai picchi di tensione utilizziamo diodi TVS. Sono come i diodi zener ma a differenza degli zener possono effettivamente sopravvivere a poche decine di ampere senza sudare. Potresti riuscire a scappare senza usare i diodi TVS, ma non volevo rischiare. Ho anche usato un condensatore all'ingresso, ma era necessario solo per prevenire un brown-out ogni volta che gli anelli dell'alone erano accesi.

Fase 3: Scheda controller - Alimentatori

Dopo che la tua alimentazione in ingresso ha superato il circuito di protezione, vuoi iniziare a renderlo utilizzabile per i componenti della tua scheda. Questo è il compito del convertitore buck e dell'LDO. Il convertitore buck può ridurre in modo efficiente l'alimentazione a 14 V della tua auto fino a 4,5 V in uscita. I LED WS2818B e l'LDO saranno collegati al buck. L'LDO regola ulteriormente la tensione a 3,3 V per l'utilizzo da parte dell'ESP8266 e degli interruttori di ingresso.

Nota: il buck è impostato su 4,5 V perché il segnale digitale dall'MCU ai LED è solo 3,3 V. Se i LED funzionano a 5,0 V, a volte i LED ricevono dati errati e viene visualizzato il colore sbagliato. L'abbassamento del convertitore buck a 4,5 V riduce questa possibilità. In alternativa, utilizzare un convertitore di livello di tensione tra l'MCU e i LED.

Fase 4: Scheda controller - Interruttori di ingresso

Parliamo ora degli interruttori di ingresso. Diciamo che vogliamo che la nostra scheda controller rilevi quando l'indicatore di direzione lampeggia e se l'anabbagliante è in funzione. È necessario un meccanismo per rilevare la presenza di energia. Tuttavia, abbiamo un problema, i segnali di alimentazione all'interno della tua auto sono troppo alti per essere collegati direttamente al tuo ESP8266. Ci sono pochissimi chip là fuori che possono interfacciarsi con un segnale a 16V e vivere per raccontarlo. Per questo motivo implementiamo uno strato di isolamento tra le linee elettriche nei fari e gli ingressi sull'ESP8266. Con solo 3 resistori, un condensatore e un piccolo mosfet di segnale possiamo mettere insieme un interruttore ad alta tensione che risolve le nostre esigenze e ha capacità di antirimbalzo!

La teoria del funzionamento qui consiste nell'usare il mosfet come buffer open-drain. Fare riferimento all'immagine per come costruire il circuito. Il segnale IN proverrà dall'alimentazione +12V dell'indicatore di direzione del faro, anabbagliante o abbagliante. Il segnale OUT va al pin ESP-01. Quale pin usare sarà trattato nella sezione software.

Passaggio 5: scheda controller: è necessario un po' di assemblaggio

Il layout dipende da te! Sicuramente mi ha aiutato a disegnare il layout su un pezzo di carta prima di posizionare i componenti. Aiuta anche a evitare la saldatura fino a quando tutto non è posizionato e finalizzato. Sulla mia prima scheda l'ho semplicemente rottamata invece di provare a spostare i componenti dopo il fatto.

Panoramica dei passaggi precedenti:

Alimentazione auto => Protezione ingresso => Alimentazione 5V => Alimentazione 3,3V => Processore

pensiero laterale

Consiglio di investire nella morsettiera a vite. La comodità aggiuntiva non ha prezzo e rende la tavola molto più professionale. L'utilizzo dell'adattatore per breadboard ESP-01 consente inoltre di rimuovere e sostituire l'ESP-01 in qualsiasi momento se si rompe o deve essere riprogrammato.

Passaggio 6: scheda controller - Software

Il tuo ambiente di sviluppo sarà costituito dall'ultimo Arduino IDE (arduino.cc) e dalla libreria NeoPixelBus di Makuna che puoi scaricare utilizzando il gestore di librerie integrato di Arduino. Per aggiungere il supporto ESP8266 all'IDE Arduino segui queste istruzioni:

Il codice sorgente per il mio progetto è allegato

Il pinout dell'ESP-01 è il seguente:

• GPIO 0 - ingresso anabbaglianti
• GPIO 1 - ingresso segnale di svolta
• GPIO 2 - uscita striscia 2
• GPIO 3 - uscita della striscia d'angolo

Sei libero di utilizzare qualsiasi modulo ESP8266 che desideri con più pin I/O disponibili.

Automazione

Il software demo è programmato per far lampeggiare l'ambra della striscia d'angolo insieme all'indicatore di direzione. Questo è solo un semplice esempio di come puoi portare questa scheda controller ben oltre un kit da banco. Dopo che l'indicatore di direzione si è fermato per 1,25 secondi, ritorna sempre acceso / DRL. È già programmato per mantenere l'indicatore di direzione ambra mantenendo in memoria il DRL come ultimo colore impostato. Ciò significa che è possibile utilizzare il telefono per impostare un colore DRL predefinito mantenendo la funzione degli indicatori di direzione ambra.

Si prega di essere a conoscenza delle leggi sull'illuminazione dei veicoli nella propria zona.

Controllo

Sulla tua rete, ESP8266 dovrebbe apparire come https://headlight-left.local o https://headlight-right.local. Da lì puoi chiamare l'URL "https://headlight-left.local/help" per vedere il menu di aiuto e imparare a inviare valori di colore esadecimale come argomenti all'interno delle richieste

Passaggio 7: Striscia LED angolare ("Luce di parcheggio") - Componenti

Puoi acquistare questi LED in fogli da 100 a un prezzo abbastanza economico online. Vengono su pad PCB rotondi facili da saldare. Con i fili rigidi puoi saldarli insieme e creare tutti i tipi di forme. O con fili sciolti puoi cucirli nei vestiti.

Passaggio 8: striscia LED ad angolo ("Luce di parcheggio")

È semplice: alimentazione, massa e dati seguono tutti un'unica direzione. Ho utilizzato 18 LED su ciascun lato. La lunghezza della striscia LED che puoi realizzare è programmabile e praticamente illimitata.

Passaggio 9: installazione del faro

La rimozione dei fari è diversa per ogni veicolo. Sulla Genesis Coupé del 2013 i fari non possono essere rimossi senza aver prima tolto il paraurti anteriore dell'auto! L'apertura dei fari è fortunatamente semplice. Tutto quello che devi fare è cuocere i fari in un forno a 205-215 gradi F per circa 15 minuti. Ciò renderà il sigillo abbastanza debole da farti separare i fari. Sicuramente fermati da YouTube per una raccolta infinita di video su questo argomento.

Rimontare i fari richiede solo di rimettere insieme le parti e, facoltativamente, di riscaldarle di nuovo.

Suggerimento professionale: prima di inserire i fari nel forno, è necessario rimuovere lampadine, viti e qualsiasi altra cosa che possa intralciare. Quando i fari escono dal forno, la tua unica preoccupazione è quella di smontarlo.