Faróis RGB sem fio ESP8266 (Genesis Coupe): 10 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Você está pensando em adicionar LEDs RGB multicoloridos aos seus faróis? Para a maioria das pessoas, um kit de venda livre pode provavelmente marcar as caixas necessárias. A partir das marcas, você pode obter um sistema testado e comprovado com algum nível de garantia. Mas com o que mais vem? Um controle remoto barato e fácil de perder? Fiação volumosa? Bloqueio do ecossistema da marca? Se você tem conhecimentos de DIY, leia mais para aprender como começar a fazer seu próprio kit LED RGB personalizado. Por favor, certifique-se de ler as leis em sua área em relação aos requisitos de iluminação de veículos. Não assumirei ou assumirei qualquer responsabilidade ou responsabilidade por suas ações!

Este guia começa com algumas suposições, portanto, cubra estes pontos antes de continuar:

• estar familiarizado com o ESP8266 e como programá-lo
• ser capaz de desmontar os faróis do seu carro
• ser capaz de soldar sem se queimar… R. I. P. minhas pontas dos dedos
• esteja ciente de que qualquer coisa aqui pode ser diferente para o seu veículo, então ajuste de acordo
• certifique-se de ler as leis em sua área em relação aos requisitos de iluminação de veículos

Etapa 1: Placa do controlador do farol - Colete os suprimentos

Para as duas placas do microcontrolador do farol, você precisará coletar as seguintes peças

• 2 placas ESP-01
• 2 x placas de prototipagem (orifícios de passo de 2,54 mm / 0,1 "/ 100 mil)
• 4 mosfets de pequeno sinal 2N7000 (pacote TO-92)
• 4 x diodos retificadores 1N4001
• 4 x capacitores de 0,1uF
• 2 x resistores de extração de dreno aberto - 2k Ohm a 4k Ohm
• 2 x resistores superiores divisores - cerca de 8,2 k Ohm
• 2 x resistores inferiores do divisor de resistor - cerca de 2k Ohm a 4K Ohm
• 2 x módulo conversor buck - saída definida para 5 V
• 2 x módulo LDO - saída definida para 3,3 V
• opcional: 2 blocos de terminais de parafuso
• opcional: 2 adaptadores de placa de ensaio ESP-01
• opcional: 2 diodos de proteção contra sobretensão TVS (~ 18V-21V)
• opcional: 2x capacitores de 22uF (25V min)
• opcional: 2x capacitores de 22uF (6,3 V min)

Abastecimento

Eu obtive quase tudo neste guia do eBay (ou China Bay, como eu o chamo). Isso ocorre porque não estou preocupado com falsificações ou baixa qualidade quando se trata de coisas como terminais de parafuso, resistores, placas ou mosfets de baixa potência. Não os estou levando ao limite. No entanto, gastei um bom dinheiro com os diodos TVS e os condensadores, encomendando-os através da DigiKey. Só fiz isso para garantir que o que recebi é o que pedi.

Etapa 2: Placa do controlador - Proteção de entrada de energia

Para proteger sua eletrônica da tensão reversa, o diodo retificador entra em ação. Comprei diodos 1N4004 em minha loja de eletrônicos local. Eles são destinados a transportar apenas um amp máx. Você pode ver no meu protótipo na próxima etapa que usei um diodo retificador, mas para ser seguro, usei dois paralelos na minha placa final. Para proteção contra picos de tensão, usamos diodos TVS. Eles são como diodos zener, mas ao contrário dos zeners, eles podem realmente sobreviver a algumas dezenas de amperes sem suar. Você pode conseguir escapar sem usar diodos TVS, mas eu não queria arriscar. Eu também usei um capacitor na entrada, mas isso só foi necessário para evitar um brown-out sempre que os anéis de halo eram ligados.

Etapa 3: Placa do controlador - Fontes de alimentação

Depois que sua alimentação de entrada passar pelo circuito de proteção, você deseja começar a torná-la utilizável para os componentes de sua placa. Este é o dever de seu conversor de buck e LDO. O conversor de buck pode reduzir com eficiência a alimentação de 14 V do seu carro para 4,5 V na saída. Os LEDs WS2818B e o LDO serão conectados ao buck. O LDO regula ainda mais a tensão para 3,3 V para uso pelo ESP8266 e os interruptores de entrada.

Nota: O valor está definido para 4,5 V porque o sinal digital do MCU para os LEDs é de apenas 3,3 V. Se os LEDs estiverem funcionando a 5,0 V, às vezes os dados incorretos são recebidos pelos LEDs e a cor errada é exibida. Abaixar o conversor de buck para 4,5 V reduz essa chance. Como alternativa, use um conversor de nível de tensão entre o MCU e os LEDs.

Etapa 4: Placa do controlador - Chaves de entrada

Vamos falar sobre as opções de entrada agora. Digamos que queremos que nossa placa de controle detecte quando o sinal de mudança está piscando e se o farol baixo está funcionando. É necessário algum mecanismo de detecção da presença de energia. No entanto, temos um problema: os sinais de energia dentro do seu carro são de voltagem muito alta para serem conectados diretamente ao ESP8266. Existem muito poucos chips por aí que podem fazer interface com um sinal de 16 V e viver para contar sobre isso. Por causa disso, implementamos uma camada de isolamento entre as linhas de energia dos faróis e as entradas do ESP8266. Com apenas 3 resistores, um capacitor e um pequeno mosfet de sinal, podemos montar um switch capaz de alta tensão que atenda às nossas necessidades e tenha capacidade de debounce!

A teoria de operação aqui é usar o mosfet como um buffer de dreno aberto. Consulte a imagem para saber como construir seu circuito. O sinal IN virá da potência de + 12V do sinal de mudança de direção do farol, farol baixo ou farol alto. O sinal OUT vai para o pino ESP-01. O pino a ser usado será abordado na seção de software.

Etapa 5: Placa do controlador - alguma montagem necessária

O layout é com você! Certamente me ajudou a esboçar o layout em um pedaço de papel antes de colocar os componentes no chão. Também ajuda a evitar a soldagem até que tudo esteja colocado e finalizado. Na minha primeira placa, apenas a descartei em vez de tentar mover os componentes depois do fato.

Visão geral das etapas anteriores:

Energia do carro => Proteção de entrada => Energia 5V => Energia 3,3V => Processador

Pensamento lateral

Recomendo investir no bloco de terminais de parafuso. A conveniência adicional não tem preço e torna a placa muito mais profissional. Usar o adaptador de placa de ensaio ESP-01 também permite remover e substituir o ESP-01 a qualquer momento, caso ele parta ou precise ser reprogramado.

Etapa 6: Placa do controlador - Software

Seu ambiente de desenvolvimento consistirá no mais recente IDE do Arduino (arduino.cc) e na biblioteca NeoPixelBus da Makuna, que você pode baixar usando o gerenciador de bibliotecas integrado do Arduino. Para adicionar suporte ESP8266 ao Arduino IDE, siga estas instruções:

O código-fonte do meu projeto está anexado

A pinagem do ESP-01 é a seguinte:

• GPIO 0 - entrada de médios
• GPIO 1 - entrada do sinal de mudança de direção
• GPIO 2 - saída da faixa 2
• GPIO 3 - saída de faixa de canto

Você está livre para usar qualquer módulo ESP8266 que desejar com mais pinos de E / S disponíveis.

Automação

O software de demonstração é programado para piscar a faixa de canto âmbar em conjunto com a seta. Este é apenas um exemplo simples de como você pode levar esta placa controladora muito além de um kit de balcão. Depois que o sinal de mudança de direção pára por 1,25 segundos, ele retorna para always-on / DRL. Já está programado para manter a seta âmbar enquanto mantém o DRL na memória como a última cor definida. Isso significa que você pode usar seu telefone para definir uma cor DRL padrão enquanto mantém o recurso da seta âmbar.

Esteja ciente das leis de iluminação de veículos em sua área.

Ao controle

Em sua rede, o ESP8266 deve aparecer como https://headlight-left.local ou https://headlight-right.local. A partir daí, você pode chamar a URL "https://headlight-left.local/help" para ver o menu de ajuda e aprender como enviar valores de cores hexadecimais como argumentos em solicitações

Etapa 7: Faixa LED de canto ("Luz de estacionamento") - Componentes

Você pode comprar esses LEDs em folhas de 100 por um preço bem barato online. Eles vêm em almofadas de PCB redondas que são fáceis de soldar. Com fios rígidos, você pode soldá-los e fazer todos os tipos de formatos. Ou, com fios soltos, você pode costurá-los na roupa.

Etapa 8: Faixa LED de canto ("Luz de estacionamento")

É simples: energia, aterramento e dados seguem uma direção. Usei 18 LEDs de cada lado. O comprimento da faixa de LED que você pode fazer é programável e praticamente ilimitado.

Etapa 9: Instalação do farol

A remoção dos faróis é diferente para cada veículo. No Genesis Coupe 2013, os faróis não podem ser removidos sem tirar primeiro o pára-choque dianteiro do carro! Abrir os faróis é felizmente simples. Tudo que você precisa fazer é assar os faróis em um forno a 205 a 215 graus F por cerca de 15 minutos. Isso tornará o selo fraco o suficiente para você separar os faróis. Definitivamente, pare no YouTube para um tesouro sem fim de vídeos sobre o assunto.

Colocar os faróis juntos novamente requer apenas que você junte as peças novamente e, opcionalmente, aqueça-as novamente.

Dica Profissional: Antes de colocar os faróis no forno, você deve remover lâmpadas, parafusos e tudo o que possa atrapalhar. Quando os faróis saem do forno, você só se preocupa em desmontá-los.