Moonlamp Nightlight: 13 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Esta adorável luz noturna usa a maravilhosa lâmpada lunar que você pode encontrar aqui

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

Ele usa uma placa ESP8266 de baixo custo para criar uma luz noturna fantástica que usa um LED RGB de 3W do Future Eden e pode exibir qualquer uma das sete cores, além de um belo modo de 'brilho' onde a cor muda continuamente.

O globo lunar pode girar - se você preferir ver o 'lado escuro da lua', basta girar o globo.

Como isso será usado no quarto de uma criança, muita atenção foi dada às considerações de segurança; veja a seção mais tarde sobre segurança para mais detalhes

Se você tem um jovem interessado em aprender programação, a luz noturna é controlada pelo MicroPython. Portanto, esta também é uma ótima maneira de envolver alguém na programação de computadores !.

Suprimentos

Placa WeMos D1 Mini ESP8266.

Existem muitos fornecedores no ebay. Eu sugiro comprar 10 ou mais de um fornecedor chinês como abaixo. Eles são incrivelmente baratos e você, sem dúvida, encontrará muitos usos para eles em projetos de IoT

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

Transistor BC337

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

Filtros de ferrite

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

Resistores 2W

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

Placa de protótipo

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

LED RGB 3W

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

Soquete de 2,5 mm DC

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

Dissipador de calor de 40mm

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

Codificador rotativo

Existem muitos fornecedores de ebay vendendo estes. Eu usei um codificador de eixo D de 15 mm

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

Botão (para encaixar no eixo D)

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

Etapa 1: Imprimir a lâmpada da lua

Você deseja imprimir a lâmpada lunar de 5 polegadas a partir do link instructables que mencionei anteriormente. Imprimi isso em um Ender 3 usando PLA branco com 100% de preenchimento e camada de 0,15 polegada de altura com suportes. Em seguida, iluminei a impressão com uma lanterna e usei uma faca afiada para remover todo o material de suporte restante. O resultado foi absolutamente perfeito. O tempo total de impressão girou em torno de 15 horas.

Etapa 2: Imprimir a parte superior e a base da lâmpada lunar

Use os STLs anexados para imprimir a parte superior e a base. Imprimi em PETG preto para obter um bom acabamento brilhante, mas o PLA também funcionaria bem.

Etapa 3: Imprimir o suporte lunar

Imprimi isso em PLA translúcido para evitar que quaisquer sombras sejam projetadas. Usei o PLA porque a placa de suporte da lua será colada na impressão da lua e, portanto, queria ter certeza de que iria aderir bem.

Etapa 4: atualize o ESP8266 com MicroPython

Baixe a versão mais recente do Micro Python, conecte o ESP8266 a uma porta USB no seu PC e, em seguida, use o gerenciador de dispositivos para determinar para qual porta COM ele está mapeado

Em seguida, atualize o subsistema Micro Python usando a ferramenta de flash que eles fornecem. Os comandos de exemplo abaixo atualizam a versão mais recente que encontrei no momento da escrita, assumindo que COM4 é a porta para a qual o dispositivo está mapeado e que o Python 2.7 foi instalado em 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 = detectar 0 micropython / esp8266-20190529-v1.11.bin

Você só precisa atualizar o Micro Python uma vez.

Etapa 5: Instale o sistema WebRepl

WebRepl é um sistema baseado em navegador que permite inserir comandos Micro Python e também transferir arquivos de e para o ESP8266. Ele se conecta via WiFi diretamente ao ESP8266 para que você não precise ter a placa ESP conectada ao computador.

Siga as instruções aqui para colocar tudo em execução.

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

Transfira os dois arquivos Python acima para o ESP8266 usando a IU do navegador WebRepl

Também transfira os arquivos deste projeto github - há dois arquivos python que juntos controlam o codificador rotativo

github.com/miketeachman/micropython-rotary

Assim que tiver certeza de que o Micro Python está funcionando bem no ESP8266, continue com a próxima etapa, onde criará a placa controladora.

Observação - você pode reprogramar o ESP8266 a qualquer momento, mesmo depois de encaixá-lo na placa do controlador. No entanto, a unidade ímpar não pisca corretamente, por isso é uma boa ideia certificar-se de que funciona corretamente antes de soldá-la na placa controladora

Etapa 6: Conecte a placa de circuito

Usei uma placa de protótipo conforme mostrado no link de suprimentos. Os componentes são apenas conectados ponto a ponto

O led RGB é montado no dissipador de calor de 40 mm usando fita térmica Akasa.

Os clones WeMOS são fornecidos com pinos de cabeçalho; Eu os soldei na placa e depois na placa de prototipagem.

Observe que os pinos do codificador são soldados na parte inferior da placa de protótipo e que ela está ligeiramente deslocada para a direita da placa, olhando de cima para baixo e com o eixo do codificador voltado para você. Isso ocorre porque há oito pads de placa disponíveis na extremidade da placa e, portanto, os três pinos do codificador são conectados, deixando dois pads desocupados de um lado e três do outro.

Como o dissipador de calor de 40 mm fica na parte superior da placa de circuito, certifique-se de que a área coberta pelo dissipador de calor não tenha nenhum componente montado muito alto, ou eles irão interferir no dissipador.

Etapa 7: imprimir o calço e montar a placa de base

O calço é apenas um pequeno quadrado de plástico que fica sob o dissipador de calor para garantir que não cause nenhum curto-circuito.

Encaixe o calço na placa de base e coloque o dissipador de calor por cima. Você pode simplesmente colocar fita isolante no dissipador de calor, se preferir. Na verdade, ele não entra em contato com nada na placa de circuito, exceto possivelmente a blindagem sobre a placa ESP8266 e o LED está eletricamente isolado do dissipador de calor de qualquer maneira

Agora monte a placa de circuito e a placa de base.

Etapa 8: conecte o LED ao dissipador de calor e conecte-o à placa de circuito

Usei fita térmica Akasa. Simplesmente corte um quadrado de 20 mm x 20 mm e coloque o LED. Observe as instruções sobre qual lado colorido vai para o dissipador de calor e qual lado vai para o LED.

Usei um cabo de fita padrão de computador para conectar os seis fios do LED de volta à placa de circuito.

Etapa 9: faça o cabo de alimentação

O cabo de alimentação é feito apenas de um cabo USB barato. Corte o conector USB deixando cerca de 1-2 polegadas de cabo para que você possa removê-lo e conectar algum cabo de alimentação de núcleo duplo (usei um cabo de núcleo duplo com aproximadamente 5 mm de largura total, de modo que um supressor de ferrite padrão de 5 mm se encaixe nele). Use tubo termorretrátil para conectar os fios vermelho e preto do conector USB à alimentação e aterramento e, em seguida, solde um plugue de alimentação de 2,5 mm na outra extremidade.

Observe que o cabo ilustrado é um pouco mais curto do que você gostaria - era para um projeto diferente, mas com a mesma fiação. Você provavelmente vai querer um cabo de 2 m para sua conveniência.

Por que não basta conectar diretamente à porta micro USB ?. Bem, há dois problemas. A queda de tensão sobre o cabo USB padrão é bastante alta porque em altas correntes os pequenos fios caem um pouco de tensão e isso pode causar problemas com o ESP8266. Além disso, essas placas não foram projetadas para fornecer corrente significativa - os traços são muito finos na placa - então eu forneceria energia separadamente.

Observação: não é mostrado neste cabo um filtro de ferrite clipado. Eu recomendo adicionar um desses para o caso de qualquer ruído elétrico ser irradiado pelo cabo de alimentação. Lembre-se de que você está trocando cerca de 500mA de corrente através dos três LEDs e isso tem potencial para criar RFI.

Etapa 10: Confira

Com a alimentação conectada à placa de circuito, você deve ver os LEDs acenderem com cerca de metade do brilho e, em seguida, girar o codificador deve alterar o brilho.

Se você continuar girando o codificador, verá a mudança de cor. Existem sete cores e o modo final é 'shimmer'. No modo de brilho, a cor muda constantemente. O efeito é bastante sutil e muito bonito.

Quando você pressiona o interruptor do codificador, a lâmpada deve se apagar. Pressioná-lo novamente traz os LEDs brancos com metade do brilho novamente.

Etapa 11: cole a placa do lampião lunar na lua e coloque tudo junto

Verifique se tudo se encaixa corretamente. Em seguida, cole a placa de suporte da lâmpada na lua, posicionando a lua com um dos 'pólos' para baixo - normalmente a base da impressão 3D. Usei resina epóxi conforme mostrado na foto acima.

A lua deve girar livremente depois, mas deve ser presa com segurança ao conjunto superior. Em seguida, use quatro pequenos parafusos auto-roscantes para aparafusar a base ao conjunto superior e, claro, prenda o codificador por meio da porca fornecida.

Etapa 12: uma nota sobre segurança

Como se trata de um aparelho destinado ao quarto de uma criança, a segurança é importante. Ele funciona com um carregador de telefone padrão seguro de 5 V, desde que você use um carregador confiável que seja bastante seguro. Os valores do resistor de potência são escolhidos de forma que a temperatura do dissipador de calor interno fique em torno de 10-15 graus acima da ambiente. Eles também são escolhidos de forma que, no caso extremamente improvável de um curto-circuito do LED, a dissipação de energia em cada resistor ainda esteja dentro de sua classificação de potência de 2W.

Etapa 13: o código Python

O principal programa de controle do python é bastante simples. Não é um código muito elegante - poderia ser necessário refatorar em rotinas separadas - mas funciona.

O código tem que lidar com um problema inesperado que eu encontrei - durante o teste, eu estava recebendo uma tremulação aleatória irritante. Acontece que quando você altera o ciclo de trabalho PWM de um canal, não pode alterar vários canais ao mesmo tempo. Se você fizer isso, você obterá uma oscilação às vezes - então eu configurei um breve intervalo de tempo e então as alterações PWM são feitas em cada canal de maneira 'round-robin', para que a oscilação seja evitada.