Lâmpada acrílica controlada por WiFi: 6 etapas (com fotos)

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

A primeira revisão do candeeiro foi feita como presente de natal para um amigo, e após presentear o candeeiro foi revisto e melhorado o design, bem como o código. A primeira revisão do projeto levou 3 semanas para ser concluída do início ao fim, mas a segunda revisão foi concluída em 1 dia, já que a maioria dos obstáculos na codificação e design foram ignorados na segunda vez. Por trabalhar em vários projetos de diferentes complexidades, este projeto pode definitivamente ser fácil ou médio em dificuldade se você seguir as instruções. No entanto, pode ser difícil se você quiser fazer alterações na programação ou no design geral. O projeto pode seguir vários caminhos em termos do produto acabado e sua aparência geral. Essas diferentes rotas incluem como as luzes aparecem e o padrão físico que as hastes formam. Para fãs de luzes que brilham, você pode deixar as hastes como estão. Se você é um fã de cores mate com pouca variação, pode optar por lixar as hastes.

Etapa 1: Lista de materiais

• Haste acrílica de 3/8 "de diâmetro - $ 14,31 - Existem opções mais baratas, mas tendem a ter poucos defeitos gerais e sem defeitos de superfície.
• NodeMCU ESP8266 - $ 8,79 - Essas placas funcionaram bem e conforme o esperado em muitos projetos, e serão necessárias para a funcionalidade WiFi.
• Cabo USB-A para USB-Micro B - $ 4,89 - A opção mais barata em geral, mas o custo varia dependendo da escolha da marca ou cor.
• Filamento de impressora 3D de 1,75 mm baseado em madeira - US $ 24,50 - Opções mais baratas estão disponíveis, mas esta marca parecia funcionar muito bem e fornecer resultados consistentes.
• # 22 Gauge Hook-up Wire - $ 15,92 - Mais fio do que o necessário para completar este projeto, mas é ótimo ter para outros projetos.
• Kit de LED - US $ 6,89 - O kit contém mais LEDs do que o necessário para completar o projeto, mas um kit como este foi útil muitas e muitas vezes e já durou muitos projetos.
• Soldering Kit - $ 17,99 - O kit que costumo usar vem da RadioShack, que não existe mais, então este parece ser o kit mais bem avaliado na Amazon a um preço razoável.
• Helping Hands - $ 7,22 - Completamente opcional, mas definitivamente é útil para soldar segurando alguns dos componentes / fios no lugar.
• Conjunto de pistola de cola quente - $ 19,99 - Comprei minha pistola de cola quente em uma loja, mas parece ser de boa qualidade por um bom preço em comparação com o que eu comprei originalmente.
• Kit de lixa - R $ 7,99 - Um bom kit de diferentes grãos de lixa, necessários apenas se você quiser lixar as hastes de acrílico para dar um aspecto gelado ao acrílico, mas incrivelmente útil para limpar as pontas do acrílico após cortá-lo.
• Serrote - US $ 9,00 - Usado para cortar as hastes de acrílico, útil para centenas de outros projetos, ótima ferramenta se você ainda não tem uma.
• Furadeira - $ 47,89 - Completamente opcional, muito útil para lixar as hastes de acrílico de maneira uniforme e concêntrica, também uma ferramenta útil para muitos outros projetos.
• M3 Cap Screws - $ 4,99 - Mais parafusos do que o necessário para o projeto, mas mais uma vez, para pequenos projetos especialmente para projetos eletrônicos, esses parafusos são úteis porque muitas placas têm orifícios pré-perfurados que aceitam esse parafuso de diâmetro. Você precisará de chaves hexagonais métricas para girar esses parafusos.
• Impressora 3D - A maior parte sendo impressa neste projeto é de aproximadamente 6 "x 2" x 3 ", então você deve ter uma base de impressão que possa suportar um objeto deste tamanho, ou ser capaz de encontrar alguém / algum lugar que possa obter esta parte impresso, o preço varia muito dependendo de como as peças para este projeto são adquiridas, portanto, não será incluído.

Custo total - $ 190,37

O custo total é alto, mas a lista também inclui tudo o que alguém precisa para concluir o projeto. Pessoas que já trabalharam com eletrônica e impressão 3D antes provavelmente terão a maior parte do equipamento necessário para concluir o projeto e o preço cairá significativamente. Se você só precisa das hastes de acrílico, placa NodeMCU e filamento de madeira. o custo se torna ~ $ 48. que pode ser mais barato se você substituir por peças de origem mais barata, mas seja muito cauteloso com a qualidade, pois ela tende a cair com o preço.

Etapa 2: impressão do corpo principal e da tampa inferior

Observações: NÃO é necessário usar filamento à base de madeira, essa foi minha preferência pois gostei do visual. Conforme afirmado na "Introdução", este projeto ficará fantástico impresso em preto. A única cor que NÃO é recomendada é: Branco, já que a luz dos LEDs pode penetrar no material mesmo com paredes bastante grossas, o que fará com que a base se torne uma mistura de sombras e mistura de quaisquer cores que sejam ativadas no momento.

Se você tiver uma impressora 3D, atendendo às especificações na etapa "Lista de materiais":

Imprima os arquivos. STL fornecidos na etapa "Lista de materiais" da mesma forma que imprimiria um material PLA padrão, o material de madeira é apenas PLA misturado com uma certa porcentagem de serragem. No entanto, tem sido recomendado para evitar entupimentos remover o material sempre que não estiver em uso, a fim de evitar que a serragem se deposite no bico.

Se você não tiver uma impressora 3D:

Você precisará usar um serviço de impressão 3D, como Hubs 3D. Isso aumentará o preço do projeto e o tempo de conclusão enquanto as peças são fabricadas e enviadas. O custo estimado foi de $ 27,36 para ambas as partes serem feitas da forma mais barata possível, sua milhagem pode variar. Pode valer a pena pesquisar se bibliotecas, escolas, universidades, etc. próximas têm uma impressora 3D que você pode usar gratuitamente ou a um custo reduzido.

Etapa 3: corte da haste de acrílico

Dependendo do padrão que você está tentando criar com as hastes de acrílico, pode ser necessário solicitar mais hastes de acrílico, pois alguns designs usarão mais acrílico do que outros. Este projeto usará um padrão de "Escada descendente". Outros padrões que você pode tentar incluem uma "Pirâmide" ou mesmo "Dois Picos", todos dependendo de onde você posiciona as hastes e em que comprimento você as corta. As fotos acima mostram os comprimentos nos quais as hastes devem ser cortadas se você estiver tentando copiar o padrão "Escada descendente". Para cumprir este padrão, cada haste deve ser cerca de 1 "(25,4 mm) mais curta que a seguinte. Você deve ter certeza de que, ao cortar as hastes, fará cortes" quadrados ". Isso significa que você deve cortar a haste o mais perpendicularmente possível. Isso pode ser mais fácil ou mais difícil de conseguir, dependendo de como você corta as hastes e com quais ferramentas. Com um torno de motor, você poderia cortar uma haste com exatamente 9.000 "e ter o corte absolutamente" quadrado ", no entanto a maioria das pessoas não t ter um torno de motor em sua garagem. A maioria das pessoas provavelmente cortará as hastes com uma serra ou serra de coping, e a chave para obter o melhor corte usando essas ferramentas é marcar uma linha onde deseja cortar, e certifique-se de alinhar o corte com a maior precisão possível como o serra tentará seguir o sulco que é criado quando você começa, então se você iniciar o corte perfeitamente, ele tentará seguir aquele corte inicial. Outro fator chave é "retenção do trabalho" ou como você prende o material; quanto mais seguro você fizer o material, mais fácil será de cortar. As principais coisas com que se preocupar com a fixação de acrílico é ser gentil, pois muita pressão pode quebrá-lo e também estar ciente de que essas hastes serão a peça central do projeto. Certifique-se de não riscar o acrílico como os arranhões ficará muito aparente quando a luz estiver brilhando através dele. Se você pretende lixar as hastes de acrílico, os arranhões ficarão escondidos pela lixa, mas você ainda deve evitar arranhar o acrílico, pois quanto mais profundo o corte, mais lixado será necessário para ocultá-lo.

Incluído nas fotos, é como resolvi o desafio "work holding". Aparafusei parafusos de madeira em minha bancada de trabalho em cada lado da haste de acrílico e os apertei até que prendessem firmemente o material, o método segura o material com firmeza enquanto permite a melhor amplitude de movimento possível, não envolvendo grampos volumosos. No entanto, pode ser necessário ajustar sua "retenção de trabalho" dependendo do equipamento que você possui.

Etapa 4: (opcional) lixar as barras de acrílico

Se você quiser que a luz de sua lâmpada se pareça mais com a imagem, apenas com as luzes verde e azul ativas. Ou seja, com um visual mais matte nas cores. Você pode escolher lixar as hastes de acrílico usando vários tipos de lixa, terminando em cerca de 400 grãos, o que dá um belo acabamento fosco. Ao lixar, certifique-se de lixar consistentemente ao redor do perímetro da haste, pois lixar de maneira desigual pode fazer as hastes parecerem diferentes umas das outras e quebrar a simetria ou afetar a aparência da luz. Você também deve estar atento ao encaixe das hastes na peça do corpo principal. Se for um ajuste perfeito antes de ser lixado, você pode desejar lixar a extremidade da haste que está sendo mostrada muito mais do que a parte que está sendo mantida na peça do corpo principal, de modo que a haste ainda possa ser mantida firmemente no lugar. Para tornar o processo mais rápido, você pode colocar as hastes no mandril de uma furadeira e girar a haste em um ritmo lento e lixar a haste conforme ela gira. Isso manterá o lixamento concêntrico ao redor da haste e também removerá o material mais rápido do que se fosse feito à mão.

O processo de lixar as hastes faz com que a cor dos LEDs pareça fosca devido à superfície mais áspera criada pelo lixamento, os minúsculos picos e vales criados pela lixagem fazem com que a luz reflita para dentro da haste em vez de apenas passar. Isso também mantém as cores mais "contidas", pois a luz também não escapa, por isso não se fundirá com outras cores, mas também pode não viajar tão longe quanto a luz da versão não lixada.

Como você pode notar na imagem das hastes não lixadas, a luz brilha devido às impurezas dentro da haste de acrílico, cada pequena bolha de ar dentro faz com que a luz rebata em uma direção diferente e reflita, o que dá a luz a " efeito cintilante ". Este efeito provavelmente ainda está ocorrendo dentro das hastes lixadas, mas não é visto porque a luz está sendo interrompida nas laterais da haste e não está passando.

Etapa 5: Fiação

Notas antes de começar:

Tenha MUITO cuidado ao seguir o diagrama se a placa foi montada de cabeça para baixo para permitir uma soldagem mais fácil. As coisas que aparecem no lado direito do diagrama, estarão no lado esquerdo da perspectiva de cabeça para baixo, que pode ser visto na foto da fiação acabada. Os fios amarelo / sinal para cada LED são onde os pinos GPIO estão localizados. Verifique três vezes antes de começar, cometi este erro pelo menos uma vez ao longo do processo e será muito frustrante.

Também tome cuidado ao soldar para não tocar nas laterais da peça do corpo principal com o ferro de solda, ele pode derreter rapidamente através do plástico se você não notar rápido o suficiente.

Por último, é recomendável soldar os fios ao LED primeiro e, em seguida, soldar os fios à placa para tornar as coisas menos difíceis.

Designação a bordo - Posição do LED quando visto de frente - Número do pino do Arduino

• D0 - LED mais à esquerda - 16
• D1 - 2º da esquerda - 5
• D2 - 3º da esquerda - 4
• D3 - 4º da esquerda - 0
• D4 - 5º da esquerda - 2
• D5 - LED mais à direita - 14

Essas conexões serão feitas dos pinos na placa listados acima para o lado positivo (+) de cada LED, o lado negativo (-) de cada LED pode ser conectado ao pino de aterramento mais próximo (GND), alguns LEDs terão que compartilhar um pino de aterramento (GND) devido ao fato de a placa ter apenas quatro pinos de aterramento (GND).

Etapa 6: O Código

O código funciona fazendo com que a placa NodeMCU hospede uma rede WiFi, que hospeda uma página de login. Em seguida, você se conecta à rede WiFi do NodeMCU, que por padrão não tem senha. A página de login pode ser encontrada digitando o endereço IP da placa no navegador de sua escolha. Na página de login, você digita o SSID e a senha de sua rede doméstica e, em seguida, pode atualizar a página e encontrar o endereço IP em que a página principal será hospedada em sua rede doméstica. Neste ponto, você pode se desconectar da rede do NodeMCU e retornar à sua rede doméstica. Agora você pode ir para o endereço IP da página principal e controlar a lâmpada de qualquer dispositivo em sua rede. As páginas da web foram projetadas para o IPhone 6, 7, 8, portanto, a página pode não estar formatada corretamente para o seu dispositivo. Se você deseja alterar o HTML / CSS do seu dispositivo ou escalonar automaticamente para qualquer dispositivo, as páginas dos sites estão localizadas dentro do código do Arduino, pois a placa NodeMCU está, na verdade, hospedando os sites.

O código possui várias funções para as luzes. Tem a funcionalidade de ligar / desligar para cada luz individual, um modo que liga todas as luzes simultaneamente, um modo que desvanece as luzes da esquerda para a direita, um modo que liga aleatoriamente cada luz até que todas estejam ligadas e depois desliga todas aleatoriamente, um modo de "Rolagem de dados" que selecionará aleatoriamente uma cor para acender usando o LED mais à esquerda como 1 e o LED mais à direita como 6 e, por último, um modo "Coin Flip" que considerará os três LEDs mais à esquerda como "cabeças" e os três LEDs mais à direita como "caudas"