Luzes controladas do aplicativo Lego Mini Cooper: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Perigo, UXB

O seu emprego dos sonhos é ser um especialista em eliminação de bombas, mas você está hesitando por causa da parte que está morrendo? Então este é o projeto para você! Você passará muitas horas fazendo pequenos ajustes em um dispositivo altamente instável, o suor escorrendo de sua testa e as mãos tremendo incontrolavelmente. Uma batida de coração poderia separar Triunfo e Desastre. De qualquer maneira, você não morrerá, exceto talvez de mortificação. Portanto, você deve estar preparado para tratar esses dois impostores da mesma forma. Caso contrário, você pode se sair melhor com o descarte real de bombas.

Sobre o que estou falando? Implementando um conjunto completo de controles baseados na web para o seu Lego Mini Cooper, todos acessíveis de seu telefone! Os destaques incluem:

• Controle individual de iluminação externa e interna
• Seleções de iluminação refletidas na tela do telefone
• O recurso de luzes automáticas depende do nível de luz
• Cronometragem baseada na Internet para que seu Mini possa piscar a hora com suas luzes
• Seleção de fuso horário configurável pelo usuário
• Uma variedade quase infinita de cores de iluminação interior selecionáveis manualmente e níveis de brilho
• Um modo automático "Groovy" para alternar a iluminação interior para a verdadeira vibração dos anos sessenta. Sim, baby!
• Piloto automático tipo Tesla. Não, na verdade não.

Além de recursos nerd de conveniência, como:

• DNS multicast (não há necessidade de lembrar endereços IP incômodos)
• Atualizações de firmware OTA (over the air) para adicionar facilmente ainda mais recursos

• WiFi Manager para que o Mini possa ser movido para novas redes sem recodificar SSID e senhas

Vamos começar!

Etapa 1: O que você precisa

Se você já tem um Lego Mini Cooper, está com sorte. Este projeto vai custar cerca de $ 10. Menos se você já tiver alguns ou todos os consumíveis disponíveis. Se você não tiver um Lego Mini, eles custam cerca de US $ 100. O que fiz foi comprar um para minha filha (já crescida) no Natal. Inteligente, hein?

O único outro componente de consequência é um NodeMCU baseado em ESP8266. Cerca de US $ 6 por lance. Então, tudo que você precisa é um monte de LEDs de 3 mm, alguns resistores (incluindo um LDR / fotorresistor opcional), alguns transistores NPN, fio de conexão fino e tubo termorretrátil.

Ferramentas

Um ferro de solda é o principal aqui. Além de uma broca com brocas de 1/8 pol. Para baixo. Você também precisará de algumas ferramentas manuais menores - achei uma pinça pontuda especialmente útil.

Etapa 2: Considerações sobre o projeto

Opções

Assim como com um Mini Cooper real, você precisa decidir as opções. Neste caso, quantas luzes individuais você deseja e deseja adicionar outras coisas (uma buzina, por exemplo). Meu conselho é não ser ambicioso demais. Em primeiro lugar, o NodeMCU tem apenas 9 pinos GPIO utilizáveis e um pino de entrada analógica. Mesmo que você queira expandir os pinos com um registrador de deslocamento, é necessário considerar o espaço físico para a fiação e os acessórios controlados. Aqui está o que eu terminei:

• Faróis
• Nevoeiro / lâmpadas de direção
• Piscas / riscos direito e esquerdo (dianteiro e traseiro)
• Três luzes internas para RGB (poderia ter usado uma combinada, mas não tinha nenhuma - o uso de pino é o mesmo de qualquer maneira)
• Fotorresistor no pino analógico para funcionalidade de ligar / desligar automático

Usei transistores nos piscas para economizar alguns pinos, uma abordagem que você também pode usar nos faróis e faróis de nevoeiro (qualquer coisa que sempre será ligada junto). No entanto, você precisa ter cuidado - tive um problema ao usar transistores em alguns dos pinos, que será discutido mais tarde.

Regras

1. Nenhuma alteração na aparência externa do carro
2. O mínimo possível de modificações internas
3. Sem cola, não importa o quão tentador seja adicionar estabilidade
4. Sem codificação de chaves configuráveis (por exemplo, rede wi-fi)
5. GUI de aparência razoável para o "aplicativo"

No final, interpretei essas regras mais como diretrizes, mas não acho que fiz quaisquer desvios flagrantes.

Etapa 3: Construa seu Mini

Embora tortuoso, não estou sem humanidade. Então, no espírito do Natal, deixei minha filha construir o Mini. Porque, bem, era dela. Ela fez isso com muita habilidade. Foi demais.

Eu brincava com Lego quando era criança, mas só consegui fazer o que poderia ser descrito como uma "casa". Eu não acho que tinha nenhuma janela ou peça de porta, então um pouco de imaginação foi necessária. Este Lego Mini estava em outro campeonato - capturando a própria essência da coisa real (um exemplo que minha filha também possui) enquanto preserva a integridade do próprio Lego.

Apesar do frio congelante, partimos imediatamente para uma sessão de fotos prolongada. Foi mais do que incrível. Foi perfeito!

Exceto, nada é perfeito, certo? Ou, pelo menos, é condição humana ver o que antes era visto como perfeito como insatisfatório. É por isso que precisamos de aterros sanitários e advogados de divórcio.

Claramente, o que esse carro precisava eram LEDs. Minha filha estava de visita apenas nas férias, então eu tive que trabalhar rápido. A versão 1 deste projeto foi apenas colocar alguns LEDs nos faróis e luzes de neblina e conectar tudo a um par de baterias de célula tipo moeda por meio de um interruptor. Eu digo "apenas", mas foi meu primeiro encontro com a fragilidade do Mini (e eu acho que a maioria dos outros kits personalizados de Lego). Só de pegar a coisa arriscava-se a cair pedaços com um barulho desanimador no chão. E eu precisaria fazer alguns furos minúsculos com um grande DeWalt enorme, puxar o fio por espaços onde o fio não foi projetado para ir e fazer a estrutura suportar um compartimento de bateria na parte inferior.

Alguns dos bits liberados eram bastante grandes e era óbvio para mim para onde eles voltaram. Outras peças eram um mistério completo. Coloquei-os de lado em uma pilha "muito difícil", que apenas alguns minutos depois do início do projeto havia crescido de forma alarmante. Em algum ponto, pedaços suficientes haviam caído e o risco de tudo voltar à sua condição original tornou-se mais do que teórico. Se você já duvidou que a entropia define o universo, não procure além do Lego.

Em uma reação biológica perversa provavelmente familiar aos especialistas em descarte de bombas, quanto maior o risco de catástrofe, mais minhas mãos tremiam. Se você tem uma disposição particularmente nervosa, outras reações biológicas podem ser desencadeadas. No Spotify, uma música do T. Rex tocou. O Mini como Nemesis. Uma frase de The Second Coming, de Yeats, veio à mente.

Faremos uma pausa aqui porque tenho um senso superdesenvolvido da narrativa dramática.

Etapa 4: Versão 1

Bem leitor, sem dúvida você ficará aliviado ao saber que consegui instalar as luzes alimentadas por bateria e o Mini praticamente restaurado à condição totalmente montada. Só de olhar para esta foto, porém, você pode ver que as telhas que compõem o telhado são irregulares. Acho que eles haviam caído tantas vezes que não me importei em pressioná-los novamente para tirar a foto. Ou possivelmente isso foi uma consequência de algumas bebidas fortificantes embebidas para firmar a mão e o coração. Afinal, era Natal.

Aqui as coisas permaneceram. Minha filha teve que partir para o Canadá e levou o Mini com ela. É assim que os presentes funcionam, aparentemente.

Enquanto isso, eu tinha me apaixonado fortemente por Lego. Comecei a assistir Lego Batman repetidamente e a ler resenhas de kits de Lego. Um dia, descobri isso com uma empresa chamada Brick Loot, uma versão comercial da "minha" ideia. Pior ainda, foi melhor do que o meu esforço porque tinha mais luzes. Mais. Melhor. Tentei me consolar, achando que as luzes azuis eram de mau gosto e eram vinte vezes mais caras do que os US $ 1,30 que gastei na versão 1. Mas meu coração não tinha nenhuma lógica normalmente atraente. Isso não podia suportar, especialmente quando descobri que havia toneladas de outras opções por aí para adicionar iluminação LED ao carro. Claramente eu tive que melhorar meu jogo. O Mini foi retirado do Frozen North e o trabalho começou.

Acontece que eu havia embarcado recentemente em outro projeto frívolo que envolvia, entre outros, LEDs e um NodeMCU. Não foi um salto gigante da imaginação casar este projeto com o Lego Mini. Eu poderia até mesmo reutilizar alguns pedaços de código! Usar um NodeMCU significava que poderíamos ter controle das luzes por telefone e tanta automação quanto a imaginação permitisse. Pegue isso, Brick Loot, seja quem for.

Imediatamente, suspirei outras pesquisas com Lego. Está tudo bem se outra pessoa já fez algo semelhante a este projeto (pois certamente o fez). Contanto que eu não saiba sobre isso (comentadores, por favor, respeitem essa ignorância intencional).

Agora percebo que disse "vamos começar" quatro etapas atrás. Então vamos começar. Mesmo.

Etapa 5: Fiação

A primeira coisa a fazer era decidir como fornecer energia para todas as luzes. Cada um dos conjuntos de luzes (faróis, faróis de nevoeiro, piscas, luzes interiores) precisava de uma abordagem ligeiramente diferente.

Vou deixar as fotos falarem sobre como fiz isso. Em suma, a fiação para todas as luzes, exceto as luzes de nevoeiro, pode ser instalada perfurando um pequeno orifício do centro da luz direto para a próxima cavidade disponível e, em seguida, direcionando o fio discretamente para a parte inferior do Mini. Para os faróis de nevoeiro, o fio deve entrar na parte traseira do refletor ligeiramente fora do centro. Os LEDs RGB internos (não ilustrados) são fáceis de instalar, fazendo um orifício direto para cima na parte de baixo para que saia entre os bancos dianteiros e ligeiramente para trás. Usei três luzes separadas porque não tinha nenhuma combinada.

A única outra coisa que vale a pena mencionar é que ao explorar opções para os piscas traseiros descobri o estepe, localizado sob o assoalho do porta-malas. Isso foi completamente inesperado - não seria exagero dizer que fiquei pasmo. Aqui estava um componente que poucos, se algum, veriam após a montagem. Mas ainda mais valioso por isso. Lego bem jogado!

Quando terminar, todos os fios devem se encontrar no grande espaço entre os membros da estrutura sob o Mini. É aqui que devemos instalar o NodeMCU e terminar a fiação no pino apropriado.

Eu já havia tomado uma decisão errada ao optar por incluir os resistores limitadores de corrente para os LEDs, transistores e LDR na fiação. Fiz isso porque não planejava montar o NodeMCU no Perfboard. No final, foi exatamente o que fiz para que pudesse facilmente consolidar todos os componentes eletrônicos em um só lugar. Não fazer isso tornará a substituição de componentes, especialmente os LEDs, um pouco mais desafiadora. Ah bem.

Antes de fixar o NodeMCU / Perfboard na estrutura, considere para qual lado você deseja que o micro USB fique voltado.

Etapa 6: o circuito

Nada de especial aqui. O esboço de Fritzing deve ser bastante autoexplicativo, embora seja amador. Os resistores limitadores de corrente em todos os LEDs são 220Ω e nos transistores 1kΩ. Os transistores são 2N2222 NPNs. O resistor fixo no LDR é 10KΩ.

Dito isso, agora pode ser o lugar para mencionar algumas peculiaridades que descobri sobre o NodeMCU.

Primeiro, embora haja alguma sugestão nas interwaves de que os pinos D9 (RX) e D10 (TX) podem ser usados como GPIOs se não houver tráfego serial, não tenho certeza se eles podem - certamente não funcionou para mim.

Em segundo lugar, tive um problema com um dos transistores conectados ao D3. Não tenho certeza do motivo - D3 (também D4 e D8) determinam o modo de inicialização, mas não tenho certeza do motivo pelo qual isso seria importante. Apenas um aviso, então se você tiver algum problema, tente mover as coisas nos pinos.

Fiz uma nota mental para examinar mais a fundo essas duas questões, mas, no momento, tudo o que posso dizer é que a alocação de pinos mostrada em meu esboço funcionou para mim.

Etapa 7: O Código

O código (Arduino, HTML / CSS e JavaScript) é comentado da melhor maneira possível e está disponível no GitHub aqui. Deixei todas as imagens que usei, incluindo um ícone para adicionar à tela inicial do iPhone, para que funcione imediatamente. Se você não estiver familiarizado com o uso de SPIFFS, dê uma olhada no arquivo README.

Como sempre, estou profundamente grato aos indivíduos altruístas com experiência real que contribuem com bibliotecas, tutoriais e outros recursos para serem usados e abusados por indivíduos infelizes como eu. Para este projeto em particular, contei muito com uma introdução muito abrangente a todas as coisas ESP8266 disponíveis aqui. A biblioteca WiFi Manager também merece uma menção especial por facilitar a portabilidade da rede, altamente desejável, visto que o Lego Mini viaja de ida e volta do Canadá como um carro de verdade.

Finalmente, um grande obrigado a minha filha Emma, por me deixar brincar com seu carro de forma irracional.

Vamos motorizar.

Leg godt.