Arduino bāzes daudzkrāsu gaismas gleznošanas nūjiņa: 13 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Gaismas gleznošana ir fotogrāfu izmantota tehnika, kurā gaismas avotu izmanto, lai zīmētu interesantus modeļus, un kamera tos saliks kopā. Rezultātā fotoattēlā būs gaismas pēdas, kas galu galā parādīs gleznas izskatu, izmantojot gaismu.

Fotogrāfi, lai izveidotu gaišas gleznas, parasti izmanto tādus rīkus kā lāpas gaismas, lampu lampas un citus gaismas avotus, taču šie rīki ir nopietni ierobežoti ar šauru krāsu gammu, stingru apstrādi un kontroli. Manis izgatavotā gaišā krāsošanas nūja var viegli pārvarēt šos ierobežojumus.

Mūsu gaišās krāsošanas nūjas galvenās iezīmes ir šādas:

• Darbojas ar WiFi - šo gaišo krāsošanas nūju var ļoti viegli kontrolēt (ieslēgt/izslēgt, mainīt krāsas), izmantojot vienkāršu pārlūkprogrammu visās ierīcēs, kurās ir WiFi. Tādējādi šīs WiFi ierīces darbosies kā tālvadības pults, un fotogrāfi, veidojot savu meistardarbu, var spēlēties ar dažādām krāsām.
• Standarta krāsas - šī nūja ir kodēta, lai, izmantojot vienkāršu pogas ievadi, izstarotu tādas standarta krāsas kā (sarkana, zila, zaļa, zelta, varavīksne, balta).
• Pielāgotas krāsas - izņemot standarta krāsas, šī nūja spēj radīt jebkuru krāsu atbilstoši fotogrāfa vēlmei. Tas tika pievienots ar funkciju, lai ievadītu jebkuras krāsas RGB kodu, kā vēlaties, piemēram, ciāna, purpursarkana, tirkīza, olīvu, sarkanbrūna utt. Atrodiet “RGB krāsu kodus šeit” un izmantojiet to, lai iegūtu pielāgotu krāsu.

1. darbība. Nepieciešamie materiāli

Esmu uzskaitījis materiālus, kas nepieciešami šī projekta veikšanai. Esmu arī pievienojis saites, kur to var iegādāties vietnē Amazon.com. Pērkot materiālus no zemāk esošajām saitēm, es nopelnīšu dažas komisijas maksas un, savukārt, mani atbalstīs turpmākajos projektos:)

1. Arduino Uno - pērciet šeit
2. RGB WS2812 LED sloksne (25 LED) - pērciet šeit
3. Barošanas bloks (5v, 10000mAh) - pērciet šeit
4. ESP8266 modulis - pērciet šeit
5. Divvirzienu loģikas pārveidotāja modulis - pērciet šeit
6. Savienojumu vadi

WS2812 RGB LED sloksne - šīs RGB gaismas diodes ir savienotas kopā un tiek pārdotas vienībās pa 60/120 gab. Visspilgtāk ir tas, ka šim RGB LED ir integrēta mikroshēma, kas savukārt padara vadības daļu diezgan vienkāršu. Detalizēts skaidrojums par to pārsniedz šo jomu. Lai iegūtu sīkāku informāciju, skatiet šo saiti "WS2812 LED sloksne darbojas".

ESP8266 modulis: šī ir maza, maza izmēra WiFi attīstības plāksne, ko plaši izmanto IOT projektos. Apskatiet šo saiti sadaļā "Darba sākšana ar ESP8266 moduli", ja iepriekš neesat izmantojis ESP8266.

Divvirzienu loģikas pārveidotāja modulis: Šis modulis ļauj Arduino sazināties ar ESP8266 moduļiem, pārveidojot signālu no 5 V līmeņa uz 3,3 V loģikas līmeni.

2. darbība. Bloķēt diagrammu

Šis gaismas apgleznošanas projekts ir balstīts uz IOT koncepciju, kurā divas tīkla ierīces savienojas savā starpā, veidojot tīklu, savukārt izveidojot sakarus un kontroli. Šeit Arduino mitinās tīmekļa lapu un darbosies kā serveris. Šī tīmekļa vietne tika veidota tā, lai no lietotāja ņemtu LED vadības ievadi (krāsas: sarkana, zila, zaļa un ieslēgta/izslēgta). Šai mitinātajai tīmekļa lapai var piekļūt, izmantojot ierīci, kurā ir iespējots WiFi, kas ir savienots ar Arduino un kontrolē ar to savienoto RGB LED sloksni.

Lai labāk izprastu šo projektu, iesaku izlasīt rakstu “Arduino tīmekļa servera izveide, izmantojot ESP8266”. Tas sniegs jums pamata konceptuālu izpratni par šī projekta darbību. Īsumā Arduino šajā projektā veiks šādas darbības:

1. Komanda ESP8266, lai pievienotos mūsu ierīces WiFi tīklājam.
2. Izveidojiet serveri, izmantojot ESP plati Izvietojiet tīmekļa vietni pašā Arduino un gaidiet, kamēr ārējie klienti (ierīces pārlūks) iesniegs pieprasījumu
3. Kad klienta pieprasījums ir ievadīts, Arduino nosūtīs tīmekļa lapu klientam (ierīces pārlūkprogrammai), izmantojot ESP8266 moduli.
4. Tad tas bezgalīgi meklēs LED komandas (tiks izskaidrots tīmekļa saskarnes sadaļā) no klienta.
5. Kad LED komandas ir saņemtas, Arduino to apstrādās un aktivizēs ar to savienoto RGB LED sloksni.

3. darbība: shēmas shēma

Iepriekš redzamā shēma parāda, kā savienot Arduino ar ESP8266 un RGB LED sloksni. Kā jūs varat pamanīt, Arduino TX un RX, kas nonāks loģikas pārveidotājā, kur signāli tiks pārvietoti uz 3.3V, kas ir saderīgs ar ESP8266. Arduino 6. tapa, kas ir PWM tapa, baro laika kontroles impulsu, lai kontrolētu RGB LED sloksnes krāsu.

Šim projektam ir divas gaismas diodes. Gaismas diode D2 norāda ikreiz, kad projekts ir ieslēgts. Tā kā gaismas diode D1 norāda, kad Arduino veiksmīgi izveidoja tīmekļa serveri. Šī zaļā gaismas diode palīdzēs lietotājam saprast, ka serveris ir gatavs saņemt klienta (pārlūkprogrammas) pieprasījumu.

Powerbank izvēle ir patiešām svarīga, jo ķēde var aptuveni piesaistīt maksimālo strāvu aptuveni 1700ma. Esmu izmantojis 5,1/10000 mAh akumulatoru ar strāvas izeju 2A jebkurā brīdī.

4. darbība. ESP8266 pievienošana WiFi tīklājam

ESP8266 modulis spēj atcerēties pārī savienotos karstos punktus. Šis projekts darbojas, pamatojoties uz tā automātisko savienojuma iespēju izveidot savienojumu ar iepriekš pievienotajiem karstajiem punktiem. ESP8266 moduli var vadīt, izmantojot tam paredzētas īpašas AT komandas. Izmantojot Arduino, mēs varam nodot šīs komandas un piespiest ESP moduli izveidot savienojumu ar mūsu ierīces Hotspot.

Lai to izdarītu, augšupielādējiet Arduino kodu "Bareminimum". Tagad savienojiet ESP8266 ar Arduino, kā minēts zemāk, izmantojot loģikas pārslēdzēju.

Arduino RX -> Loģikas pārslēdzējs -> ESP8266 RX

Arduino TX -> Loģikas pārslēdzējs -> ESP8266 TX

Tagad atveriet savu seriālo monitoru ar bodu pārraides ātrumu 57600 (ESP8266 moduļu noklusējuma pārraides ātrums) un "Gan NL & CR". Ierakstiet šādas komandas.

1. AT
2. AT+RST
3. AT+CWJAP = "Jūsu ierīces SSID", "Jūsu parole"

Kad esat saņēmis apstiprinājumu "WIFI CONNECTED" un "WIFI GOT IP" savā sērijas monitorā. Šī darbība ir pabeigta, un nākamreiz, kad tā būs ieslēgta, jūsu ESP modulis automātiski izveidos savienojumu ar manu ierīci.

5. darbība: tīmekļa saskarne un tās kods

Tīmekļa saskarnei ir liela nozīme, jo tā kalpos kā lietotāja interfeiss, caur kuru komandas tiek nosūtītas uz Arduino, izmantojot ESP8266. Mūsu tīmekļa saskarne ir diezgan vienkārša un kodēta vienkāršā HTML. Pogas šajā saskarnē katru reizi nospiež pogu GET komandu ar URL parametru. Zemāk ir pogu saraksts ar atbilstošajiem URL parametriem.

1. 6 pogas standarta krāsām - “/Red”, “/Gre”, “Blu”, “/Whi”, “/Gol”, “Rai”
2. Pielāgota krāsu ievade, izmantojot RGB vērtības - “? R = 255 & G = 255 & B = 255”
3. Izslēdziet sloksni - “/izslēgts”

Kādu iemeslu dēļ es nevarēju ievietot tīmekļa saskarnes kodu šeit, šo kodu varat iegūt šajā saitē.

6. darbība: algoritms un kods

Pirms aparatūras iestatīšanas jums jāielādē kods Arduino, jo tas ir jāiepako konteinerā, un to nevar izdarīt vēlāk. Kopš tā laika esmu uzrakstījis algoritmu, kas palīdzēs jums saprast Arduino kodu.

Algoritms:

1. Atiestatiet ESP8266 moduli, nosūtot komandu “AT+RST / r / n”.
2. Pārbaudiet, vai nav atbildes no ESP8266, lai noskaidrotu, vai savienojums ar mūsu ierīces karsto punktu ir veiksmīgs. Kad savienojums ir izveidots, sāciet barot komandu secību “Servera izveide” (skatīt zemāk) uz ESP8266.
3. Pārraugiet katras ievades komandas reakciju.
4. Visām šīm komandām jāatgriež atbilde “OK / r / n”; nepareizas atbildes gadījumā atkārtojiet komandu ar nepareizu atbildi vai “KĻŪDA”.
5. Kad visa servera izveides komandu secība ir sekmīgi ievadīta, iededziet zaļo gaismas diodi Arduino 12. tapā. Lietotājam tā būs norāde, lai sniegtu klienta pieprasījumu.
6. Piespiediet Arduino gaidīt klienta pieprasījumu no jebkuras pārlūkprogrammas, kas atrodas LAN vai tīklā.
7. Kad klienta pieprasījums ir ievadīts, pārbaudiet savienojuma ID un nosūtiet komandu “AT+CIPSEND…”. ievietojot tajā atbilstošo savienojuma ID.
8. ESP8266 atbild ar zīmi “>”, kas norāda uz gatavību rakstzīmju saņemšanai. Saņemot šo, nosūtiet iepriekšējā darbībā redzēto tīmekļa lapas kodu klienta pārlūkam, izmantojot ESP8266 moduli.
9. Tagad tīmekļa lapa būs redzama lietotāja klienta pārlūkprogrammā, pēc tam Arduino neierobežoti ieslēgsies klienta “LED komandu” skenēšanas stāvoklī.
10. Tīmekļa lapa tika uzrakstīta tā, lai katrai pogas nospiešanai tiktu nodrošināts unikāls URL parametrs, tāpēc ikreiz, kad tiek nospiesta poga, ESP modulis nodos GET pieprasījumu ar šo unikālo URL parametru.
11. Arduino vajadzētu apstrādāt šo URL un attiecīgi kontrolēt RGB LED sloksni.

Servera izveides komandas:

• AT
• AT+CWMODE = 3
• AT+CIPSTA = 192.168.43.253 (Android ierīcei)
• AT+CIPMUX = 1
• AT+CIPSERVER = 1, 80

Kods:

Lai šis projekts darbotos, jums jāinstalē šī "Adafruit Neopixel bibliotēka", tās jālejupielādē un jāinstalē.

Jūs varat iegūt šī projekta Arduino kodu šajā saitē -> "Arduino darbināta gaismas krāsošanas nūja"

7. solis: Gaismas nūjas sagatavošana

Esmu uztaisījis video par šīs "Gleznas nūjiņas" izgatavošanu, paskatieties, lai būtu lielāka skaidrība.

Sāciet ar vadu lodēšanu līdz LED sloksnes galam. Turpiniet ar karstas līmes uzklāšanu, lai stiprinātu savienojumu. Atrodiet plastmasas sloksnes gabalu, virs kura varat uzlīmēt savu LED sloksni. Esmu izmantojis plastmasas iepakojuma cauruli, no kuras nāk IC. Man bija daudz šī, kas atrodas manā mājā, tāpēc nolēmu to izmantot, un tas bija lieliski piemērots.

Izgrieziet iepakojuma cauruli vai visu, kas jums šķiet izmantojams, vajadzīgajā izmērā. Es esmu pielīmējis LED sloksni virs iepakojuma caurules, izmantojot spēcīgu līmi. Karstā līme tam varētu nebūt laba ideja, jo pārmērīgs karstums var sabojāt gaismas diodes, un tā ir pēdējā lieta, ko mēs vēlamies. Tad es esmu ļāvis tai nožūt apmēram 20 minūtes, lai ļautu tai sacietēt.

8. solis: konteinera izvēle un nūjas uzstādīšana

Tas ir diezgan svarīgs solis, jo šajā konteinerā nonāks Powerbank, Arduino, indikatora gaismas diodes un ESP8266 moduļi. Izvēlieties atbilstoša izmēra konteineru, lai tajā varētu ievietot visu iepriekš minēto. Esmu izvēlējies cilindrisku trauku, lai to ekspluatācijas laikā man būtu viegli turēt.

Tā kā esmu izvēlējies cilindrisku, ar bultiņu atzīmēju virzienu, kurā LED sloksne ir vērsta. Esmu iezīmējis konteineru, lai vadītu mani, ievietojot saturu traukā. Ielieciet nelielu caurumu tvertnes vāciņā ar lodēšanas pistoli. Pārliecinieties, vai esat izveidojis pietiekami lielu caurumu, lai tajā ietilptu gaismas nūja.

Ievietojot nūju vāciņa iekšpusē, aizzīmogojiet to ar līmes pistoli un pārliecinieties, ka nūja ir stabila un nekustās.

9. solis: Power Bank un indikatoru LED montāža

Jaudas banka būs diezgan smaga, salīdzinot ar citiem šī projekta komponentiem. Novietojiet strāvas banku tvertnē ievilktās līnijas kreisajā pusē. Tāpēc ir svarīgi pārliecināties, ka darbības laikā tas nepārvietojas. Šim nolūkam esmu izmantojis Velcro plāksteri un cieši ietin to ap strāvas banku. Tvertnes iekšpusē esmu ievietojis vēl vienu Velcro plākstera pāri. Es esmu uzlīmējis strāvas banku pret Velcro plāksteri, un tas tur to diezgan cieši, un tas ir tas, kas man vajadzīgs.

Novietojiet slēdzi tieši pretēji novilktajai līnijai. Šis slēdzis ir paredzēts, lai ieslēgtu/izslēgtu visu projektu. Zem slēdža. Novietojiet abas gaismas diodes (sarkano un zaļo) un pielodējiet tās ar rezistoru (skatiet shēmas shēmu 3. solī). Gaismas diodēm un slēdžiem jābūt tieši pretēji virzienam, kurā iedegsies apgaismojuma stienis. Tas ir, lai gaismas krāsošanas laikā izvairītos no nevēlamiem gaismas traucējumiem no indikatora gaismas diodēm. Pievienojiet noņemto USB kabeli un dažus savienotājus pogai, kā parādīts pēdējā attēlā. Savienotāju kabeļi ir paredzēti, lai darbinātu Arduino un ESP8266 moduļus.

10. solis: Arduino un ESP8266 moduļu salikšana konteinera iekšpusē

Salieciet Arduino plati un spraudņa moduli ESP8266, kurā ir arī divvirzienu loģikas līmeņa pārslēdzējs. Pievienojiet vadu, pielīmējiet un salieciet kopā. Kad tas ir izdarīts, ievietojiet to traukā, es to darīju ar vislielāko rūpību, jo man jāpārliecinās, ka neviens no vadiem nesapinas. Tas ir tāpēc, ka esmu izvēlējies trauku ar mazāku diametru. Bet gaišajā pusē konteiners ir ļoti ērts un viegli iekļaujas manās plaukstās.

Pievienojiet vadus no gaišas krāsošanas nūjas ar strāvas spailēm un Arduino 6. tapu. Kad tas ir izdarīts, uzmanīgi aizveriet tvertnes vāciņu.

11. solis: Nosedziet to

Pārklājiet trauku ar melnu lenti vai citu materiālu. Tas ir paredzēts, lai gaismas traucējumi netraucētu gaismas krāsošanas darbību. Tas ir tāpēc, ka Arduino, ESP8266 un Power bank ir gaismas diodes. Ja tie netiek atklāti, tie var traucēt un sabojāt fotoattēlus.

Šim nolūkam esmu izmantojis melnu lenti. Lai gan šim nolūkam varat izmantot jebkuru citu jūsu izvēlētu lietu. Kad ar WiFi darbināma gaismas krāsošanas nūja tagad ir gatava krāsot dažas vēsas nokrāsas.

12. solis: pārbaudiet to

1. Ieslēdziet slēdzi, un sarkanajai gaismas diodei vajadzētu iedegties
2. Pagaidiet, līdz iedegas zaļā gaismas diode, tas parasti notiek 5-10 sekunžu laikā un norāda, ka ir izveidots Arduino serveris.
3. Kad zaļā gaismas diode deg, atveriet ierīces pārlūkprogrammu un ierakstiet IP adresi 192.168.43.253 palaidiet URL
4. Tīmekļa lapa, ko esam redzējuši 5. darbībā, jāparāda jūsu ekrānā.
5. Tagad mijiedarbojieties ar tīmekļa saskarni un kontrolējiet LED sloksni
6. Un ej un dari kādu foršu gaismas gleznu.

13. darbība: lietas, kas jāatceras, un vēl daži fotoattēli

• Šī projekta pamatā ir ESP8266 spēja automātiski izveidot savienojumu ar WiFi tīklāju, kad tas ir ieslēgts. Tāpēc ESP8266 un jūsu tīklāja ierīce ir jāizveido pārī vismaz vienu reizi pirms izmantošanas šajā projektā.
• Arduino tika ieprogrammēts tā, lai apstrādātu tikai vienu klienta saziņu, kas nozīmē, ka tikai viens pārlūks var pieprasīt Arduino kontrolēt gaismas diodes
• Ir jāgaida, lai Arduino izveidotu serveri ar ESP8266. Šī gaidīšanas laika beigas var uzzināt ar zaļo gaismas diodi.
• Kad iedegas zaļā gaismas diode, varat sākt klienta pieprasījumu no pārlūkprogrammas. Visam projektam ir jāpiegādā vismaz 2A avots, lai tas neradītu problēmas.
• Šis projekts ir veiksmīgi pārbaudīts, izmantojot Google Chrome darbvirsmai un Opera viedtālruņiem.

Ceru, ka jums visiem patīk šī pamācība, izmēģiniet šo un dariet man zināmu rezultātu. Es plānoju šim projektam izveidot PCB un drīzumā to publicēšu šeit. Turpmākas uzlabošanas idejas ir ļoti apsveicamas.

Šis projekts aizņēma daudz laika, lai izveidotu un dokumentētu Instructable. Lūdzu, balsojiet par mani “LED konkursā”, “Arduino konkursā” un “Tālvadības pults konkursā”, ja uzskatāt, ka tas ir tā vērts. Ceru, ka tiksimies ar citu pamācāmu

Otrā vieta LED konkursā 2017