Moonlamp Nightlight: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ไฟกลางคืนที่น่ารักนี้ใช้โคมไฟแสงจันทร์ที่ยอดเยี่ยมที่คุณสามารถพบได้ที่นี่

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

ใช้บอร์ด ESP8266 ราคาประหยัดเพื่อสร้างไฟกลางคืนที่ยอดเยี่ยมโดยใช้ไฟ LED RGB 3W จาก Future Eden และสามารถแสดงสีใดก็ได้จากเจ็ดสีพร้อมโหมด 'ชิมเมอร์' ที่สวยงามซึ่งสีจะเปลี่ยนไปอย่างต่อเนื่อง

ลูกโลกพระจันทร์หมุนได้ - หากคุณต้องการดู 'ด้านมืดของดวงจันทร์' ให้หมุนลูกโลกไป

เนื่องจากจะใช้ในห้องเด็ก จึงคำนึงถึงความปลอดภัย ดูหัวข้อความปลอดภัยในภายหลังสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

หากคุณมีเด็กรุ่นใหม่ที่สนใจเรียนรู้การเขียนโปรแกรม ไฟกลางคืนจะถูกควบคุมโดย MicroPython ดังนั้นนี่จึงเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการดึงดูดให้คนเข้ามามีส่วนร่วมในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์!

เสบียง

บอร์ด WeMos D1 Mini ESP8266

มีซัพพลายเออร์มากมายบนอีเบย์ ฉันขอแนะนำให้ซื้อ 10 หรือมากกว่านั้นจากซัพพลายเออร์จีนดังต่อไปนี้ ราคาถูกอย่างไม่น่าเชื่อและคุณจะพบการใช้งานมากมายสำหรับพวกเขาอย่างไม่ต้องสงสัยในโครงการ IoT

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

BC337 ทรานซิสเตอร์

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

ตัวกรองเฟอร์ไรต์

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

ตัวต้านทาน 2W

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

บอร์ดต้นแบบ

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

ไฟ LED RGB 3W

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

ปลั๊ก DC 2.5 มม.

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

ฮีทซิงค์ 40 มม.

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

ตัวเข้ารหัสโรตารี่

มีซัพพลายเออร์อีเบย์จำนวนมากที่ขายสิ่งเหล่านี้ ฉันใช้ตัวเข้ารหัสเพลา D ขนาด 15 มม.

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

ลูกบิด (เพื่อให้พอดีกับเพลา D)

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

ขั้นตอนที่ 1: พิมพ์โคมไฟดวงจันทร์

คุณต้องการพิมพ์ moonlamp ขนาด 5 นิ้วจากลิงค์คำสั่งที่ฉันกล่าวถึงก่อนหน้านี้ ฉันพิมพ์สิ่งนี้บน Ender 3 โดยใช้ PLA สีขาวที่เติม 100% และความสูงของเลเยอร์ 0.15 นิ้วพร้อมส่วนรองรับ จากนั้นฉันก็ส่องคบเพลิงผ่านงานพิมพ์และใช้มีดคมเพื่อเอาวัสดุรองรับที่เหลือทั้งหมดออก ผลลัพธ์ก็สมบูรณ์แบบมาก เวลาพิมพ์ทั้งหมดประมาณ 15 ชั่วโมง

ขั้นตอนที่ 2: พิมพ์โคมไฟดวงจันทร์ด้านบนและฐาน

ใช้ STL ที่แนบมาเพื่อพิมพ์ด้านบนและฐาน ฉันพิมพ์ PETG สีดำเพื่อให้ได้ผิวมันเงาที่ดี แต่ PLA ก็ใช้ได้ดีเช่นกัน

ขั้นตอนที่ 3: พิมพ์ดวงจันทร์สนับสนุน

ฉันพิมพ์สิ่งนี้ด้วย PLA แบบโปร่งแสงเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้มีเงาเกิดขึ้น ฉันใช้ PLA เพราะแผ่นรองรับดวงจันทร์จะติดกับลายพระจันทร์ และฉันต้องการให้แน่ใจว่าจะยึดติดได้ดี

ขั้นตอนที่ 4: แฟลช ESP8266 ด้วย MicroPython

ดาวน์โหลด Micro Python เวอร์ชันล่าสุด เชื่อมต่อ ESP8266 กับพอร์ต USB บนพีซีของคุณ จากนั้นใช้ตัวจัดการอุปกรณ์เพื่อกำหนดว่าพอร์ต COM ใดที่แมปไว้

จากนั้นแฟลชระบบย่อย Micro Python โดยใช้เครื่องมือแฟลชที่จัดหาให้ คำสั่งตัวอย่างด้านล่างแฟลชเวอร์ชันล่าสุดที่ฉันพบในขณะที่เขียน สมมติว่า COM4 เป็นพอร์ตที่แมปอุปกรณ์และติดตั้ง Python 2.7 ใน 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=detect 0 micropython\esp8266-20190529-v1.11.bin

คุณต้องแฟลช Micro Python เพียงครั้งเดียว

ขั้นตอนที่ 5: ติดตั้งระบบ WebRepl

WebRepl เป็นระบบบนเบราว์เซอร์ที่ให้คุณป้อนคำสั่ง Micro Python และโอนไฟล์เข้าและออกจาก ESP8266 มันเชื่อมต่อผ่าน WiFi โดยตรงกับ ESP8266 ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องเสียบบอร์ด ESP เข้ากับคอมพิวเตอร์ของคุณ

ทำตามคำแนะนำที่นี่เพื่อให้ทุกอย่างทำงาน

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

ถ่ายโอนไฟล์ Python สองไฟล์ด้านบนไปยัง ESP8266 โดยใช้เบราว์เซอร์ WebRepl UI

โอนไฟล์จากโปรเจ็กต์ github นี้ด้วย - มีไฟล์ python สองไฟล์ซึ่งควบคุมตัวเข้ารหัสแบบหมุนร่วมกัน

github.com/miketeachman/micropython-rotary

เมื่อคุณแน่ใจว่า Micro Python ทำงานบน ESP8266 ได้ตามปกติแล้ว คุณสามารถดำเนินการในขั้นตอนต่อไป ซึ่งคุณจะต้องสร้างบอร์ดควบคุม

หมายเหตุ - คุณสามารถตั้งโปรแกรม ESP8266 ใหม่ได้ทุกเมื่อแม้หลังจากติดตั้งเข้ากับบอร์ดควบคุมแล้ว อย่างไรก็ตาม ฉันมีหน่วยคี่ที่ไม่แฟลชอย่างถูกต้อง ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่ามันทำงานอย่างถูกต้องเป็นความคิดที่ดีก่อนที่จะบัดกรีบนบอร์ดควบคุม

ขั้นตอนที่ 6: ต่อแผงวงจร

ฉันใช้บอร์ดต้นแบบตามที่แสดงในลิงค์อุปกรณ์สิ้นเปลือง ส่วนประกอบเป็นเพียงสายแบบจุดต่อจุด

ไฟ LED RGB ติดตั้งอยู่บนฮีทซิงค์ 40 มม. โดยใช้เทปความร้อน Akasa

โคลน WeMOS มาพร้อมกับหมุดส่วนหัว ฉันบัดกรีสิ่งเหล่านี้กับบอร์ดแล้วต่อกับบอร์ดสร้างต้นแบบ

โปรดทราบว่าหมุดตัวเข้ารหัสถูกบัดกรีไว้ที่ด้านล่างของบอร์ดต้นแบบและถูกชดเชยเล็กน้อยทางด้านขวาของบอร์ดเมื่อมองจากด้านบนและให้เพลาตัวเข้ารหัสหันเข้าหาคุณ เนื่องจากมีแผ่นรองบอร์ดอยู่แปดแผ่นที่ส่วนท้ายของบอร์ด ดังนั้นหมุดตัวเข้ารหัสสามตัวจึงเชื่อมต่อกันโดยเหลือแผ่นอิเล็กโทรดว่างสองแผ่นไว้ด้านหนึ่งและอีกสามด้าน

เนื่องจากฮีทซิงค์ขนาด 40 มม. วางอยู่บนแผงวงจร ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นที่ที่ฮีทซิงค์ครอบคลุมไม่มีส่วนประกอบใดๆ ติดตั้งอยู่สูงเกินไป มิฉะนั้นจะรบกวนฮีทซิงค์

ขั้นตอนที่ 7: พิมพ์แผ่นชิมและประกอบแผ่นฐาน

แผ่นชิมเป็นพลาสติกสี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่อยู่ใต้ฮีทซิงค์เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่ลัดวงจร

ติดแผ่นชิมกับแผ่นฐาน จากนั้นวางฮีทซิงค์ไว้ด้านบน คุณสามารถติดเทปพันสายไฟบนฮีทซิงค์ได้หากต้องการ จริงๆ แล้วมันไม่ได้สัมผัสกับอะไรบนแผงวงจรเลย ยกเว้นแผงป้องกันบนบอร์ด ESP8266 และไฟ LED ก็ถูกแยกด้วยไฟฟ้าจากฮีทซิงค์อยู่ดี

ตอนนี้ประกอบแผงวงจรและแผ่นฐาน

ขั้นตอนที่ 8: ต่อ LED เข้ากับฮีทซิงค์แล้วต่อเข้ากับแผงวงจร

ฉันใช้เทปความร้อน Akasa เพียงตัดสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 20 มม. x 20 มม. แล้วติด LED สังเกตคำแนะนำว่าด้านใดเป็นสีไปที่ฮีทซิงค์และด้านใดไปที่ LED

ฉันใช้สายแพมาตรฐานของคอมพิวเตอร์เพื่อเชื่อมต่อสายไฟทั้งหกจาก LED กลับไปที่แผงวงจร

ขั้นตอนที่ 9: สร้างสายไฟ

สายไฟทำมาจากสาย USB ราคาถูกเท่านั้น ถอดขั้วต่อ USB ออกโดยเหลือสายไว้ประมาณ 1-2 นิ้ว เพื่อให้คุณสามารถดึงและต่อสายไฟแกนคู่ (ฉันใช้สายเคเบิลแกนคู่ที่มีความกว้างทั้งหมดประมาณ 5 มม. เพื่อให้ตัวต้านเฟอร์ไรต์ขนาด 5 มม. มาตรฐานยึดเข้ากับขั้วต่อนั้น). ใช้ท่อระบายความร้อนเพื่อเชื่อมต่อสายสีแดงและสีดำจากขั้วต่อ USB เข้ากับแหล่งจ่ายไฟและกราวด์ จากนั้นบัดกรีปลั๊กไฟขนาด 2.5 มม. ที่ปลายอีกด้าน

โปรดทราบว่าสายเคเบิลในภาพค่อนข้างสั้นกว่าที่คุณต้องการ - สำหรับโครงการอื่น แต่มีสายเหมือนกัน คุณอาจต้องการสายเคเบิลประมาณ 2 ม. เพื่อความสะดวก

ทำไมไม่เพียงแค่ต่อสายตรงไปยังพอร์ต micro USB?. มีสองปัญหา แรงดันไฟตกบนสาย USB มาตรฐานค่อนข้างสูง เนื่องจากที่กระแสไฟสูง สายไฟขนาดเล็กจะมีแรงดันตกเล็กน้อย และอาจทำให้เกิดปัญหากับ ESP8266 ได้ นอกจากนี้ บอร์ดเหล่านี้ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อจ่ายกระแสไฟที่มีนัยสำคัญ ร่องรอยค่อนข้างบางบนบอร์ด ดังนั้นฉันจะจ่ายไฟแยกต่างหาก

หมายเหตุ: ไม่แสดงในสายนี้เป็นตัวกรองเฟอร์ไรต์แบบหนีบ ฉันขอแนะนำให้เพิ่มตัวเลือกเหล่านี้ในกรณีที่มีสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้ารั่วไหลผ่านสายไฟ จำไว้ว่าคุณกำลังสลับกระแสประมาณ 500mA ผ่าน LED สามดวง และสิ่งนี้มีศักยภาพในการสร้าง RFI

ขั้นตอนที่ 10: ลองดูสิ

เมื่อต่อสายไฟเข้ากับแผงวงจร คุณจะเห็นไฟ LED สว่างขึ้นที่ความสว่างประมาณครึ่งหนึ่ง จากนั้นการหมุนตัวเข้ารหัสควรเปลี่ยนความสว่าง

หากคุณหมุนตัวเข้ารหัสไปเรื่อย ๆ คุณจะเห็นการเปลี่ยนสี มีเจ็ดสีและโหมดสุดท้ายคือ 'ชิมเมอร์' ในโหมดชิมเมอร์ สีจะเปลี่ยนไปตลอดเวลา เอฟเฟกต์ค่อนข้างบอบบางและสวยมาก

เมื่อคุณกดสวิตช์เข้ารหัส หลอดไฟควรดับลง การกดอีกครั้งจะทำให้ไฟ LED เป็นสีขาวที่ความสว่างครึ่งหนึ่งอีกครั้ง

ขั้นตอนที่ 11: กาวแผ่นโคมไฟดวงจันทร์กับดวงจันทร์และประกอบเข้าด้วยกัน

ตรวจสอบทุกอย่างพอดีกันอย่างถูกต้อง จากนั้นติดแผ่นรองรับโคมไฟดวงจันทร์กับดวงจันทร์ โดยวางตำแหน่งดวงจันทร์โดยให้ "ขั้ว" อันใดอันหนึ่งอยู่ด้านล่าง ซึ่งปกติจะเป็นฐานของการพิมพ์ 3 มิติ ฉันใช้อีพอกซีเรซินตามที่แสดงในภาพด้านบน

ดวงจันทร์ควรหมุนได้อย่างอิสระหลังจากนั้น แต่ยึดไว้กับส่วนประกอบด้านบนอย่างแน่นหนา จากนั้นใช้สกรูเกลียวปล่อยเล็กๆ สี่ตัวเพื่อขันฐานเข้ากับส่วนประกอบด้านบน และยึดเอ็นโค้ดเดอร์ให้แน่นด้วยน็อตที่ให้มา

ขั้นตอนที่ 12: หมายเหตุเกี่ยวกับความปลอดภัย

เนื่องจากเป็นอุปกรณ์สำหรับห้องเด็ก ความปลอดภัยจึงเป็นสิ่งสำคัญ มันทำงานจากที่ชาร์จโทรศัพท์มาตรฐาน 5V ที่ปลอดภัย ตราบใดที่คุณใช้ที่ชาร์จที่มีชื่อเสียงซึ่งค่อนข้างปลอดภัย ค่าตัวต้านทานกำลังจะถูกเลือกเพื่อให้อุณหภูมิฮีทซิงค์ภายในอยู่ที่ประมาณ 10-15 องศาเหนือสภาพแวดล้อม นอกจากนี้ยังได้รับการคัดเลือกเพื่อให้ในกรณีที่ไฟ LED ลัดวงจร การกระจายพลังงานในตัวต้านทานแต่ละตัวยังดีภายในระดับพลังงาน 2W

ขั้นตอนที่ 13: รหัส Python

โปรแกรมควบคุมไพ ธ อนหลักค่อนข้างง่าย โค้ดนี้ไม่ใช่โค้ดที่สวยหรูอย่างยิ่ง - ทำได้ด้วยการรีแฟคเตอร์บางส่วนเป็นกิจวัตรที่แยกจากกัน - แต่ใช้งานได้

รหัสต้องจัดการกับปัญหาที่ไม่คาดคิดที่ฉันพบ - ขณะทำการทดสอบ ฉันมีอาการกะพริบแบบสุ่มที่น่ารำคาญ ปรากฎว่าเมื่อคุณเปลี่ยนรอบการทำงาน PWM ของช่องสัญญาณ คุณจะไม่สามารถเปลี่ยนหลายช่องพร้อมกันได้ หากคุณทำเช่นนั้น คุณจะมีแสงวูบวาบในบางครั้ง - ดังนั้นฉันจึงตั้งค่าการหน่วงเวลาสั้น ๆ จากนั้นการเปลี่ยนแปลง PWM จะทำในแต่ละช่องในลักษณะ 'แบบวนซ้ำ' เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดการสั่นไหว