Ročna nočna luč: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Moj 5-letnik nas je ponoči neprestano prebujal, mi pa smo mu neprestano predavali, da smo mami in očetu pustili spati, dokler nisem spoznal, da dejansko ne more sam ugotoviti, ali je čas za spanje ali čas za igro.

Poleg tega bi nas prosil, da prižgemo luč. Vedno dela hrup glede ugasnitve luči, vendar me malo skrbi, da pustim luč prižgano celo noč, kar vpliva na melatonin in kakovost spanja.

Resnično nisem bil zadovoljen z nočno lučjo, ki bi jo lahko kupil z denarjem: nekatere bi lahko prižgali z dotikom, ne pa tudi sami; nekateri so bili vsi srčkani in mehki, a noben ni mogel dati časa 5-letniku.

Tako sem sestavil hiter pregled noči, ki:

• daje barvne kode nočnemu času:

  • rumena (zvečer): čas zgodbe
  • rdeča: čas spanja
  • rumena (zjutraj): lahko vstanete in se igrate, ne da bi zbudili mamo ali očeta
  • svetlo bela: čas za vstajanje
  • čez dan odsoten.
• Ko ga pritisnete ponoči, daje pomirjujoč rumenkast sijaj. Nato izgine in po pol ure spet postane rdeča. (Pritisnite ga zjutraj, da ga izklopite)
• nežno sveti s frekvenco, ki je blizu hitrosti dihanja mojega otroka v mirovanju (okoli 2,5 ~ 3 s na vdih). To je znan trik za pomoč pri spanju.
• odpravi modro svetlobo, za katero je znano, da moti melatonin ponoči. Zjutraj proizvaja modrikasto belo svetlobo, ki meče melatonin.
• Vzame si čas iz interneta prek NTP.

Zaloge

• Prelomna plošča ESP32, brez glav. To sem kupil poceni (25 RMB).

• Ohišje s 3D-tiskanjem.

  V tej trgovini sem ga profesionalno natisnil, izdelan iz bele smole 未来 8000, postopek SLA, za približno 30 RMB. Zgornji pokrov je lepo izšel (debel je 1 mm); preglednost pa dobra

• potisni gumb. Moj je gumb 12*12 mm, visok 7,5 mm, skozi luknjo. Igle sem upognil, da bi ležal.
• dve luči neopixel (odrezani od traku, kupljenega tukaj za 70 RMB)

• če želite baterijo:

  • modul za polnjenje baterij. Tako TP4056 uporabljam za manj kot 1 RMB.
  • Li-Po baterijo. Te baterije 1000 mA, ki so bile nekoliko manjše od moje plošče pri 45*26*8,5 mm, sem kupil za 14 RMB.
  • Schottkyjevo diodo, ki preprečuje polnjenje USB 5V in uničenje baterije. Nekaj sem imel naokoli.
  • Očitno naj bo ohišje dovolj veliko za namestitev baterije, polnilnika in kablov. Doh!
• nekaj dvostranskega traku, električni trak, žica, spajkalna žica.
• spajkalna orodja in spretnosti.

Izjava o omejitvi odgovornosti: Nisem povezan z navedenimi prodajalci in jih navajam le zaradi lažjega bralca.

1. korak: Pripravite tablo

Po potrebi odstranite glave.

Lepilni gumb in LED diode na zadnji strani ESP32 prilepite z vročim lepilom ali dvostranskim trakom.

Neopiksele sem spajkal na GND in 3V3 ter na pin 12 za podatke, nato pa sem jih povezal z žico.

Gumb sem spajal med zatičem 25 (nastavljen kot izhod, vrednost = 0, zato deluje kot odtok) in zatičem 26 (nastavljen kot vhod z izvlekom). To je bilo lažje spajkati kot pridobivanje ozemljitvene črte.

Na LED diodo za napajanje plošče sem položil malo črnega električnega traku, da se ne bi prikazal skozi ohišje. Signalno lučko LED sem pustil nepokrito, saj z njo označujem, ali je inicializacija (in nastavitev ure prek NTP) uspela, nato pa jo izklopite.

2. korak: Naročite ohišje

Najprej izmerite dimenzije plošče ESP32. Pripravil sem ohišja za plošče 29x52 ali 26x49mm.

Nato izmerite višino gumba glede na površino plošče (ko pritisnete). Moji modeli predvidevajo 7 mm.

Če se vaša plošča ujema, lahko neposredno prenesete ustrezno datoteko. STEP iz skladišča githup. Če ne, boste morali spremeniti zasnovo v Fusion360. Uporabljam "osebno nekomercialno" brezplačno licenco. Hvala Autodesk!

Tukaj vas ne bom naučil, kako uporabljati Fusion360, vendar morate slediti nekaj korakom, ko se boste spoznali:

• Zasnova je parametrična. Spreminjanje ene dimenzije na pravem mestu bi moralo vse drugo postaviti na svoje mesto.

• Če želite spremeniti dimenzije plošče:

  • uredite skico "PCB",
  • dvokliknite zunanje dimenzije, da jih spremenite.
  • Potrdite in kliknite »dokončaj skico«.

• Če želite spremeniti višino gumba:

  • nastavite pogled tako, da prikazuje samo tiskano vezje
  • krmarite in poiščite vrh gumba (materializiran kot valj)
  • uporabite orodje "press pull",
  • izberite to površino in vnesite pravilno novo višino (negativno).
  • višino zatiča znotraj zgornjega pokrova je treba samodejno prilagoditi

• Za naročilo 3D tiskanih delov:

  • Prepričajte se, da sta vidna samo zgornja in spodnja lupina; skriti telo PCB
  • Pojdite na Datoteka-> Izvozi in izberite obliko KORAK.
  • Fusion 360 bo izvozil datoteko. STEP 3D, ki vsebuje oba telesa, in jo mora brati vaša tiskarna 3D.

3. korak: Program

Sledite tem navodilom, na svojo ploščo namestite Micropython.

Prenesite tri datoteke.py iz tega skladišča Github in jih prekopirajte na ploščo z uporabo MU ali Thonny:

• main.py: zagonska datoteka. Poklicala bosta drugi dve datoteki, razen če pritisnete gumb. To je uporabno, če uporabljate MU, ki sicer izteče in ne prepozna plošče.

  to datoteko morate urediti, če ste za povezavo gumba ali LED uporabili različne zatiče iz primera

• do_connect.py: skript za povezavo z omrežjem Wi-Fi in pridobivanje časa.

  morate ga urediti ter vnesti SSID in geslo za Wi-Fi

• handheld_night_light.py: skript, ki utripa nočno svetlobo glede na čas dneva.

  • ga morate urediti, če ste za povezovanje gumba ali LED uporabili različne zatiče iz primera
  • urediti ga morate tudi, da barve in čas spanja nastavite po svojih željah
  • končno morate v tej datoteki nastaviti časovni pas

Ko so tri datoteke naložene na vašo ploščo, jo znova zaženite in opazite, da signalna LED-lučka dvakrat utripa: enkrat med povezavo z omrežjem Wi-Fi in drugič med pridobivanjem časa iz NTP. Oboje lahko traja več sekund.

S pritiskom na gumb se lučka vklopi ali izklopi, odvisno od časa dneva.

4. korak: Napajanje iz baterije

Zdaj je čas, da vse skupaj spajkamo. Svojo ploščo sem napajal iz baterije in dodal tudi majhen modul za polnjenje baterij. Na ta način bo priključitev ESP32 na vir napajanja napolnila baterijo, izklop pa bo napajal ploščo iz baterije. Za poenostavitev ni stikala za vklop/izklop.

Napajanje plošče iz baterije poteka prek majhne diode. Brez te diode se bo baterija napajala neposredno iz 5V vira USB, verjetno pa se bo pregrela in uničila. Previdno sem izbral Schottkyjevo diodo, ki zmanjša padec napetosti in s tem podaljša učinkovito življenjsko dobo baterije.

Nočna luč je namenjena samo nadzoru svetlobe. Več ni bolje, še posebej, če je modro (saj modra svetloba zavira izločanje melatonina in ovira spanec). Tako sem neželene signalne LED diode na ESP32 in modulu polnilca baterij prekril s črnim električnim trakom.

5. korak: Končna montaža

Ohišje je precej preprosto sestaviti. V spodnjem pokrovu sta 2 majhna kljuka za držanje zgornjega pokrova in odprtina za vrata USB.

Preden zaprete, obvezno preverite, ali je možno prestrezanje žice. Zunaj tiskarne bo zgornji pokrov položen vzdolž zgornje površine plošče ESP32. Na zgornjem pokrovu sem naredil vdolbino, da pustim prostor za žice.

6. korak: Nasveti za starše

In končali ste!

Tukaj je nekaj nasvetov, ko se pogovarjate s svojim otrokom:

• Že zgodaj sem zaročila svojega otroka in mu pokazala zasnovo ohišja v računalniku ter ga vprašala, ali si tega želi ali ne. To je spodbudilo zanimanje in posvojitev.
• Nekajkrat sem z njim vadil barvne kode, preden sem mu dal nočno luč. Zelo je sodeloval.
• Svetujem testiranje in polnjenje, preden mu dam končni izdelek. Prvič, težko ga je vzeti nazaj. Prav tako se je odločil, da ga "pusti priklopljenega ponoči, da se ne bi nenadoma izklopil" in se ne bo pomaknil …
• Nazadnje je bil moj otrok zelo dovzeten za svetlobne kode. Med zgodbo pozorno opazuje svetlobo in čaka, da se obarva rdeče. Nekega večera smo malo pozno začeli z obredom za spanje in luč se je v zgodbo obarvala rdeče. Namesto da bi se pogajal, kot običajno, je postal iskreno v stiski in takoj zajokal, kot da ni časa za spanje … (dal sem mu 5 minut milosti in pritisnil gumb, da je luč v tem času spet postala rumena drugače ne bi niti poslušal).

7. korak: Naslednji koraki

Nočna luč, kakršna je, deluje in prinaša zadovoljstvo.

Nekaj stvari, ki jih boste morda želeli premakniti naprej, če se odločite za svoje:

• luči Neopixel občasno oddajajo kratek utrip, verjetno zaradi časovnih napak. Nekatere druge vrste LED so morda manj zahtevne. To se zgodi kljub napajanju iz 3.3V (ista napetost na napajalnih in signalnih zatičih).
• Zanimivo bi bilo zabeležiti čas pritiskov na gumbe in preveriti, ali je otrok dejansko ponoči uporabljal svetlobo.
• Življenjska doba baterije bi se močno podaljšala z uporabo DC-DC napetostne črpalke za napajanje plošče.
• Preizkusil sem življenjsko dobo baterije in traja eno noč, vendar ne vse do naslednjega večera.
• Sprva sem razmišljal o oblikovanju ločenega svetlobnega vira zunaj postelje z več diodami Neopixel, ki bi jih daljinsko upravljal bluetooth. Dokazano še ni bilo potrebno.