Arduino -pohjainen monivärinen valomaalaussauva: 13 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Valomaalaus on valokuvaajien käyttämä tekniikka, jossa valonlähteellä piirretään mielenkiintoisia kuvioita ja Kamera yhdistää ne yhteen. Tämän seurauksena valokuva sisältää valon jälkiä, jotka lopulta antavat valoa käyttävän maalauksen ilmeen.

Valokuvaajat käyttävät yleisesti työkaluja, kuten taskulamppuja, putkivaloja ja muuta valonlähdettä luodakseen valomaalauksia, mutta nämä työkalut ovat vakavasti rajoitettuja kapealla värivalikoimalla, kovalla käsittelyllä ja hallittavuudella. Valmistamani kevyt maalauskeppi voi helposti voittaa nämä rajoitukset.

Valomaalaustangon pääominaisuudet ovat:

• WiFi -käyttö - Tätä kevyttä maalauskeppiä voidaan ohjata (kytkeä päälle/pois päältä, vaihtaa värejä) erittäin helposti yksinkertaisella selaimella missä tahansa WiFi -yhteensopivassa laitteessa. Näin nämä WiFi -laitteet toimivat kaukosäätimenä, ja valokuvaajat voivat leikkiä eri väreillä luodessaan mestariteoksensa.
• Vakiovärit - Tämä sauva on koodattu lähettämään vakiovärejä, kuten (punainen, sininen, vihreä, kulta, sateenkaari, valkoinen) käyttämällä yksinkertaista painikkeiden syöttöä.
• Mukautetut värit - Vakiovärien lisäksi tämä sauva pystyy tuottamaan minkä tahansa värin valokuvaajan toiveiden mukaan. Se lisättiin ominaisuudella syöttää minkä tahansa värin RGB -koodi haluamallasi tavalla, kuten syaani, magenta, turkoosi, oliivi, punaruskea jne. Etsi "RGB -värikoodit täältä" ja käytä sitä saadaksesi mukautetun värin.

Vaihe 1: Tarvittavat materiaalit

Olen luetellut tämän projektin toteuttamiseen tarvittavat materiaalit. Lisäksi olen lisännyt linkit, joista voit ostaa sen Amazon.com -sivustolta. Materiaalien ostaminen alla olevista linkeistä ansaitsee minulle palkkioita ja puolestaan tukee minua tulevissa projekteissa:)

1. Arduino Uno - Osta täältä
2. RGB WS2812 LED -nauha (25 LEDiä) - Osta täältä
3. Virtapankki (5v, 10000mAh) - Osta täältä
4. ESP8266 -moduuli - Osta täältä
5. Kaksisuuntainen logiikkamuunninmoduuli - Osta täältä
6. Johtojen yhdistäminen

WS2812 RGB -LED -nauha - Nämä RGB -LEDit on ketjutettu yhteen ja niitä myydään 60/120 kpl. Kaikkein korostettavinta on, että tässä RGB -LEDissä on integroitu siru, mikä puolestaan tekee ohjausosasta melko helpon. Yksityiskohtainen selitys tästä on tämän laajuuden ulkopuolella. Katso lisätietoja tästä linkistä "WS2812 LED -nauha toimii".

ESP8266 -moduuli: Tämä on pieni pieni WiFi -kehityskortti, jota käytetään laajalti IOT -projekteissa. Tutustu tähän linkkiin "ESP8266 -moduulin käytön aloittaminen", jos et ole aiemmin käyttänyt ESP8266 -laitetta.

Kaksisuuntainen logiikkamuunninmoduuli: Tämän moduulin avulla Arduino voi kommunikoida ESP8266 -moduulien kanssa muuntamalla signaalin 5 V: n tasolta 3,3 V: n logiikkatasolle.

Vaihe 2: Lohkokaavio

Tämä Light -maalausprojekti perustuu IOT -konseptiin, jossa kaksi verkkolaitetta yhdistetään toisiinsa muodostaen verkon vuorostaan viestinnän ja ohjauksen luomiseksi. Täällä Arduino isännöi verkkosivua ja toimii palvelimena. Tämä verkkosivu on suunniteltu siten, että käyttäjä voi ottaa LED -ohjaustulot (värit: punainen, sininen, vihreä ja ON/OFF). Tätä isännöityä verkkosivua voi käyttää WiFi -yhteensopivan laitteen kautta, joka on yhdistetty Arduinoon ja ohjaa siihen liitettyä RGB -LED -nauhaa.

Jotta voisit ymmärtää tämän projektin paremmin, suosittelen lukemaan "Arduino -verkkopalvelimen luominen ESP8266: lla". Tämä antaa sinulle perustavanlaatuisen käsityksen siitä, miten tämä projekti toimii. Lyhyesti sanottuna Arduino suorittaa seuraavat toimet tässä projektissa:

1. Liity laitteemme WiFi -yhteyspisteeseen komennolla ESP8266.
2. Luo palvelin käyttämällä ESP -korttia käyttämällä Isännöi verkkosivua itse Arduinossa ja odota, että ulkoiset asiakkaat (laitteen selain) tekevät pyynnön
3. Kun asiakaspyyntö on saapunut, Arduino lähettää verkkosivun asiakkaalle (laitteen selaimelle) ESP8266 -moduulin kautta.
4. Sitten se etsii loputtomasti LED -komentoja (selitetään verkkokäyttöliittymässä) asiakkaalta.
5. Kun LED -komennot on vastaanotettu, Arduino käsittelee sen ja aktivoi siihen liitetyn RGB -LED -nauhan.

Vaihe 3: Piirikaavio

Yllä oleva piirikaavio osoittaa, miten Arduino liitetään ESP8266- ja RGB -LED -nauhoihin. Kuten huomaat, Arduinon TX ja RX menevät loogiseen muuntimeen, jossa signaalit siirretään 3.3V: een, joka on yhteensopiva ESP8266: n kanssa. Arduinon nasta 6, joka on PWM -nasta, syöttää ajanohjauspulssin ohjaamaan RGB -LED -nauhan väriä.

Tässä projektissa on kaksi merkkivaloa. LED D2 ilmaisee aina, kun projekti käynnistetään. LED D1 osoittaa, milloin Arduino loi onnistuneesti verkkopalvelimen. Tämä vihreä LED auttaa käyttäjää ymmärtämään, että palvelin on valmis vastaanottamaan pyynnön asiakkaalta (selaimelta).

Voimapankin valinta on todella tärkeää, koska piiri voi karkeasti ottaa noin 1700 mA: n maksimivirran. Olen käyttänyt 5,1/10000 mAh akkua, jonka virtalähtö on 2A milloin tahansa.

Vaihe 4: Yhdistä ESP8266 WiFi -yhteyspisteeseen

ESP8266 -moduuli pystyy muistamaan pariksi liitetyt hotspotit. Tämä projekti perustuu sen automaattiseen yhdistämismahdollisuuteen yhdistää aiemmin liitettyihin kuormittajiin. ESP8266 -moduulia voidaan ohjata käyttämällä sille omistettuja AT -komentoja. Arduinon avulla voimme välittää nämä komennot ja pakottaa ESP -moduulin muodostamaan yhteyden laitteeseen Hotspot.

Voit tehdä tämän lataamalla koodin "Bareminimum" Arduinolle. Kytke ESP8266 nyt Arduinon kanssa, kuten alla on mainittu, käyttämällä logiikkaa.

Arduino RX -> Logiikan vaihtaja -> ESP8266 RX

Arduino TX -> Logiikan vaihtaja -> ESP8266 TX

Avaa nyt sarjamonitorisi siirtonopeudella 57600 (ESP8266 -moduulien oletussiirtonopeus) ja "Sekä NL että CR" valittuna. Kirjoita seuraavat komennot.

1. AT
2. AT+RST
3. AT+CWJAP = "Laitteesi SSID", "Salasanasi"

Kun saat vahvistuksen "WIFI CONNECTED" ja "WIFI GOT IP" sarjamonitorissasi. Tämä vaihe on tehty ja ESP -moduulisi muodostaa automaattisesti yhteyden laitteeseeni seuraavan kerran, kun se käynnistetään.

Vaihe 5: Verkkokäyttöliittymä ja sen koodi

Web -käyttöliittymä on erittäin tärkeä, koska se toimii käyttöliittymänä, jonka kautta komennot menevät Arduinolle ESP8266: n kautta. Verkkokäyttöliittymämme on melko yksinkertainen ja koodattu yksinkertaisella HTML -koodilla. Tämän käyttöliittymän painikkeet välittävät GET -komennon URL -parametrilla jokaisen painalluksen aikana. Alla on luettelo painikkeista, joissa on vastaavat URL -parametrit.

1. 6 painiketta vakiovärille - “/Punainen”, “/Gre”, “Blu”, “/Whi”, “/Gol”, “Rai”
2. Mukautettu väritulo käyttämällä RGB -arvoja - "? R = 255 & G = 255 & B = 255"
3. Sammuta nauha - “/pois”

Jostain syystä en voinut sijoittaa verkkokäyttöliittymän koodia tänne, saat koodin tästä linkistä.

Vaihe 6: Algoritmi ja koodi

Ennen kuin asennat laitteiston, koodi ladataan Arduinoon, koska se on pakattava säiliöön, eikä sitä voida tehdä milloin tahansa myöhemmin. Olen kirjoittanut algoritmin, joka auttaa sinua ymmärtämään Arduino -koodin siitä lähtien.

Algoritmi:

1. Nollaa ESP8266 -moduuli lähettämällä “AT+RST / r / n” -komento.
2. Tarkista ESP8266: n vastaus nähdäksesi, onko yhteys laitteemme hotspotiin onnistunut. Kun yhteys on muodostettu, aloita palvelimen luominen (katso alla) komentosarjan syöttäminen ESP8266: lle.
3. Seuraa jokaisen syöttökomennon vastetta.
4. Kaikkien näiden komentojen tulee palauttaa vastaus "OK / r / n", jos väärä vastaus, toista komento virheellisellä vastauksella tai "ERROR".
5. Kun kaikki palvelimen luontikomennot ovat onnistuneet, sytytä vihreä LED Arduinon nastassa 12. Käyttäjän on osoitettava asiakaspyyntö.
6. Pakota Arduino odottamaan asiakkaan pyyntöä mistä tahansa selaimesta lähiverkossa tai verkossa.
7. Kun asiakaspyyntö on saapunut, tarkista yhteyden tunnus ja lähetä komento”AT+CIPSEND…”. lisäämällä siihen asianmukainen yhteystunnus.
8. ESP8266 vastaa ">" -merkillä, joka osoittaa olevansa valmis vastaanottamaan merkkejä. Kun olet vastaanottanut tämän, lähetä aikaisemmassa vaiheessa näkemämme verkkosivun koodi asiakasselaimelle ESP8266 -moduulin kautta.
9. Nyt verkkosivu näkyy käyttäjän asiakasselaimessa, ja Arduino siirtyy sitten loputtomiin tilaan skannatakseen asiakkaan "LED -komentoja".
10. Verkkosivu on kirjoitettu siten, että jokaiselle painikkeen painallukselle annetaan yksilöllinen URL -parametri, joten aina, kun painiketta painetaan, ESP -moduuli välittää GET -pyynnön kyseisen yksilöllisen URL -parametrin kanssa.
11. Arduinon tulisi käsitellä tämä URL -osoite ja ohjata RGB -LED -nauhaa vastaavasti.

Palvelimen luomiskomennot:

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

Koodi:

Jotta tämä projekti toimisi, sinun on asennettava tämä "Adafruitin Neopixel -kirjasto", ladattava ja asennettava ne.

Saat tämän projektin Arduino -koodin tästä linkistä -> "Arduinolla toimiva kevyt maalauskeppi"

Vaihe 7: Valotikun valmistelu

Olen tehnyt videon tämän "Kevyen maalaussauvan" tekemisestä, katso tarkemmin.

Aloita juottamalla johdot LED -nauhan päähän. Jatka levittämällä sen päälle kuumaa liimaa, jotta yhteys vahvistuu. Etsi pala muovinauhaa, jonka päälle voit kiinnittää LED -nauhan. Olen käyttänyt muovipakkausputkea, josta IC on peräisin. Sain tätä runsaasti kotona, joten päätin käyttää tätä ja se sopi täydellisesti.

Leikkaa pakkausputki tai mikä tahansa muu käyttökelpoinen haluttuun kokoon. Liimasin LED -nauhan pakkausputken päälle käyttämällä vahvaa liimaa. Kuuma liima ei ehkä ole hyvä idea tähän, koska ylimääräinen lämpö voi vahingoittaa LED -valoja ja se on viimeinen asia, jonka haluamme tapahtua. Sitten olen antanut sen kuivua noin 20 minuuttia, jotta se jähmettyy.

Vaihe 8: Säiliön valinta ja tikun asentaminen

Tämä on melko tärkeä askel, koska virtapankki, Arduino, merkkivalot ja ESP8266 -moduulit menevät tähän säiliöön. Valitse sopivan kokoinen säiliö, jotta siihen mahtuu kaikki edellä mainitut. Olen valinnut sylinterimäisen säiliön, jotta minun on helppo pitää sitä kädessäni.

Koska olen valinnut lieriömäisen, olen merkinnyt nuolen merkillä LED -nauhan suunnan. Olen merkinnyt säiliön opastamaan minua, kun asetan sisällön säiliön sisään. Aseta pieni reikä säiliön korkkiin juotospistoolilla. Varmista, että olet tehnyt riittävän suuren reiän, joka mahtuu valokeppiin sen sisään.

Kun olet asettanut tikun korkin sisään, sulje se liimapistoolilla ja varmista, että tikku on vakaa eikä liiku.

Vaihe 9: Virtapankin ja merkkivalojen kokoaminen

Virtapankki on melko raskas verrattuna muihin tämän projektin osiin. Aseta virtapankki säiliöön piirretyn viivan vasemmalle puolelle. Siksi on tärkeää varmistaa, että se ei liiku käytön aikana. Tätä tarkoitusta varten olen käyttänyt tarranauhaa ja käärinyt sen tiukasti virtapankin ympärille. Säiliön sisälle olen asettanut toisen parin tarranauhat. Olen kiinnittänyt virtapankin Velcro -laastaria vasten ja se pitää sen melko tiukasti, ja sitä tarvitsen.

Aseta kytkin vastapäätä piirrettyä viivaa. Tämän kytkimen on tarkoitus kytkeä PÄÄLLE/POIS koko projekti. Kytkimen alapuolella. Aseta kaksi LEDiä (punainen ja vihreä) ja juota ne molemmilla vastuksilla (katso piirikaavio vaiheessa 3) vertailua varten. LED -valojen ja kytkimen tulee olla suoraan vastapäätä sitä suuntaa, johon valotikku tulee sisään. Näin vältetään ei -toivotut valohäiriöt merkkivalojen valon maalaamisen aikana. Liitä irrotettu USB -kaapeli ja muutama liitin painikkeeseen viimeisen kuvan mukaisesti. Liitäntäkaapelit ovat olemassa Arduino- ja ESP8266 -moduulien virtalähteeksi.

Vaihe 10: Arduino- ja ESP8266 -moduulien kokoaminen säiliön sisällä

Kokoa Arduino -kortti ja ESP8266 -laajennusmoduuli, joka sisältää myös kaksisuuntaisen logiikan tasonsiirtimen. Kiinnitä se, liimaa ja yhdistä se. Kun tämä on tehty, laita tämä säiliön sisälle, tein tämän erittäin huolellisesti, koska minun pitäisi varmistaa, että mikään johto ei sotkeudu. Tämä johtuu siitä, että olen valinnut pienemmän halkaisijan säiliön. Mutta kirkkaalla puolella säiliö on erittäin kätevä ja mahtuu helposti kämmeniini.

Kytke valomaalaustangon johdot virtaliittimiin ja Arduinon 6. nastaan. Kun olet valmis, sulje säiliön korkki huolellisesti.

Vaihe 11: Peitä se

Peitä säiliö mustalla teipillä tai muulla materiaalilla. Näin estetään valon häiriöt häiritsemästä valomaalauksen toimintaa. Tämä johtuu siitä, että Arduino, ESP8266 ja Power Bank sisältävät LED -valoja. Jos ne pidetään peittämättöminä, ne voivat häiritä ja pilata valokuvia.

Olen käyttänyt mustaa teippiä tähän tarkoitukseen. Vaikka voit käyttää mitä tahansa muuta valitsemasi asiaa tähän tarkoitukseen. WiFi -käyttöinen kevyt maalauskeppi on nyt valmis maalaamaan hienoja sävyjä.

Vaihe 12: Testaa se

1. Kytke virta päälle ja punainen LED -valo syttyy
2. Odota, että vihreä LED -valo syttyy, tämä tapahtuu yleensä 5-10 sekunnin kuluessa ja se osoittaa, että Arduino -palvelin on luotu.
3. Kun vihreä LED palaa, avaa laitteesi selain ja kirjoita IP -osoite 192.168.43.253 käynnistä URL
4. Verkkosivu, jonka olemme nähneet vaiheessa 5, pitäisi näkyä näytölläsi.
5. Ole nyt vuorovaikutuksessa web -käyttöliittymän kanssa ja ohjaa LED -nauhaa
6. Ja mene ja tee hieno viileä maalaus.

Vaihe 13: Muistettavaa ja muutama valokuva

• Tämä projekti perustuu ESP8266: n kykyyn muodostaa automaattinen yhteys WiFi -yhteyspisteeseen, kun se on kytketty päälle. ESP8266 ja hotspot -laite on siis muodostettava pariksi vähintään kerran ennen käyttöä tässä projektissa.
• Arduino on ohjelmoitu siten, että se käsittelee vain yhtä asiakasviestintää, mikä tarkoittaa, että vain yksi selain voi pyytää Arduinoa ohjaamaan LED -valoja
• Arduinon palvelimen luomiseen ESP8266: lla on odotusaika. Tämän odotusajan päättymisen voi tietää vihreällä LED -valolla.
• Kun vihreä LED -valo syttyy, voit aloittaa asiakaspyynnön selaimesta. Sinun tulee toimittaa koko projekti vähintään 2 A: n lähteellä, jotta se ei aiheuta ongelmia.
• Tämä projekti on testattu onnistuneesti Google Chromella pöytäkoneille ja Opera älypuhelimille.

Toivottavasti pidät tästä Instructable -ohjelmasta, kokeile tätä ja kerro minulle lopputulos. Olen suunnitellut piirilevyn suunnittelua tälle projektille ja julkaisen sen pian täällä. Lisäparannusideat ovat erittäin tervetulleita.

Tämä projekti kesti paljon aikaa Instructable -ohjelman luomiseen ja dokumentointiin. Äänestä ystävällisesti "LED -kilpailussa", "Arduino -kilpailussa" ja "Kauko -ohjauskilpailussa", jos luulet sen olevan sen arvoista. Toivottavasti nähdään toisen opettavaisen kanssa

Toinen sija LED -kilpailussa 2017