Večbarvna palica za barvanje na osnovi Arduino: 13 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Slikanje s svetlobo je tehnika, ki jo uporabljajo fotografi, kjer se vir svetlobe uporablja za risanje zanimivih vzorcev, kamera pa jih združi. Posledično bo fotografija vsebovala sledove svetlobe, ki bodo na koncu dali sliko sliki z uporabo svetlobe.

Fotografi za ustvarjanje svetlobnih slik običajno uporabljajo orodja, kot so svetilke, luči in drugi viri svetlobe, vendar so ta orodja resno omejena z ozko paleto barv, trdim rokovanjem in nadzorom. Lahka slikarska palica, ki sem jo naredil, zlahka premaga te omejitve.

Glavne značilnosti naše palice za lahka slikanja so:

• WiFi Operated - To svetlobno palico za slikanje lahko zelo preprosto upravljate (vklopite/izklopite, spreminjate barve) s preprostim brskalnikom v vseh napravah, ki podpirajo WiFi. Tako bodo te naprave WiFi delovale kot daljinski upravljalnik, fotografi pa se bodo lahko med ustvarjanjem svojega mojstrovine poigrali z različnimi barvami.
• Standardne barve - Ta palica je kodirana tako, da oddaja standardne barve, kot so (rdeča, modra, zelena, zlata, mavrica, bela) s preprostim vnosom gumbov.
• Barve po meri - Ta palica lahko poleg standardnih barv ustvari katero koli barvo po želji fotografa. Dodana je bila funkcija za vnos kode RGB poljubne barve, kot so cian, magenta, turkizna, oljka, kostanjeva itd. Poiščite »barvne kode RGB tukaj« in jih uporabite, da dobite barvo po meri.

1. korak: Potrebni materiali

Naštela sem materiale, potrebne za izdelavo tega projekta. Dodal sem tudi povezave, kjer ga lahko kupite na Amazon.com. Nakup materiala s spodnjih povezav mi bo prinesel nekaj provizij in mi bo pomagal pri prihodnjih projektih:)

1. Arduino Uno - Kupite tukaj
2. LED trak RGB WS2812 (25 LED) - kupite tukaj
3. Power bank (5v, 10000mAh) - Kupite tukaj
4. Modul ESP8266 - Kupite tukaj
5. Modul dvosmernega logičnega pretvornika - kupite tukaj
6. Priključitev žic

WS2812 RGB LED trak - Ta RGB LED je vezan skupaj in se prodaja v enotah 60/120 kosov. Najbolj poudarjeno je, da ima ta RGB LED vgrajen čip, zaradi česar je nadzorni del precej enostaven. Podrobna razlaga o tem presega to področje uporabe. Za več podrobnosti si oglejte to povezavo "WS2812 LED trak deluje".

Modul ESP8266: To je majhna majhna razvojna plošča WiFi, ki se pogosto uporablja v projektih IOT. Če še niste uporabljali ESP8266, si oglejte to povezavo na naslovu "Začetek delovanja z modulom ESP8266".

Modul dvosmernega pretvornika logike: Ta modul omogoča Arduinu komunikacijo z moduli ESP8266 s pretvorbo signala iz 5V ravni v 3.3V logično raven.

2. korak: blokovni diagram

Ta projekt slikanja s svetlobo temelji na konceptu IOT, kjer se dve omrežni napravi povežeta med seboj in tvorita omrežje, ki vzpostavlja komunikacijo in nadzor. Tu bo Arduino gostil spletno stran in deloval kot strežnik. Ta spletna stran je bila oblikovana tako, da od uporabnika vzame LED kontrolne vhode (barve: rdeča, modra, zelena in VKLOP/IZKLOP). Do te gostujoče spletne strani lahko dostopate prek naprave, ki podpira WiFi, ki je povezana z Arduinom in nadzoruje RGB LED trak, povezan z njo.

Če želite bolje razumeti ta projekt, vam svetujem, da preberete "Ustvarjanje spletnega strežnika Arduino z ESP8266". Tako boste dobili osnovno konceptualno razumevanje delovanja tega projekta. Na kratko Arduino bo v tem projektu izvajal naslednje dejavnosti:

1. Ukažite ESP8266, da se pridruži vroči točki WiFi naše naprave.
2. Ustvarite strežnik z uporabo plošče ESP Gostite spletno stran v samem Arduinu in počakajte, da zunanji odjemalci (brskalnik naprave) podajo zahtevo
3. Ko je vložena zahteva odjemalca, bo Arduino poslal spletno stran odjemalcu (brskalniku naprave) prek modula ESP8266.
4. Nato bo odjemalec neskončno iskal ukaze LED (razloženo v razdelku spletnega vmesnika).
5. Ko so ukazi LED prejeti, bo Arduino to obdelal in aktiviral RGB LED trak, povezan z njim.

3. korak: Shema vezja

Zgornji diagram vezja prikazuje, kako Arduino povezati z LED trakom ESP8266 in RGB. Kot lahko opazite, TX in RX Arduina, ki bosta šla v pretvornik Logic, kjer se bodo signali premaknili na 3,3 V, združljivo z ESP8266. Pin 6 Arduino, ki je PWM pin, napaja impulz za nadzor časa za nadzor barve RGB LED traku.

Za indikator tega projekta obstajata dve LED diodi. LED D2 prikazuje, kadar je projekt VKLOPLJEN. Medtem ko LED D1 označuje, kdaj je Arduino uspešno ustvaril spletni strežnik. Ta zelena LED bo uporabniku pomagala ugotoviti, da je strežnik pripravljen sprejeti zahtevo odjemalca (brskalnika).

Izbira powerbank je zelo pomembna, saj vezje lahko približno črpa največji tok okoli 1700 mA. V vsakem trenutku sem uporabil baterijo 5,1/10000mah s trenutnim izhodom 2A.

4. korak: Povežite svoj ESP8266 z vročo točko WiFi

Modul ESP8266 si lahko zapomni seznanjene vroče točke. Ta projekt deluje na podlagi njegove sposobnosti samodejnega povezovanja s predhodno povezanimi vročimi točkami. Modul ESP8266 lahko upravljate z uporabo posebnih ukazov AT, ki so mu namenjeni. S pomočjo Arduina lahko posredujemo te ukaze in prisilimo modul ESP, da se poveže z vročo točko naše naprave.

Če želite to narediti, naložite kodo "Bareminimum" v Arduino. Sedaj povežite ESP8266 z Arduinom, kot je navedeno spodaj, z uporabo logičnega menjalnika.

Arduino RX -> Logični menjalnik -> ESP8266 RX

Arduino TX -> Logični menjalnik -> ESP8266 TX

Zdaj odprite serijski monitor s hitrostjo prenosa 57600 (privzeta hitrost prenosa za module ESP8266) in izbrano "Oba NL & CR". Vnesite naslednje ukaze.

1. AT
2. AT+RST
3. AT+CWJAP = "SSID vaše naprave", "Vaše geslo"

Ko prejmete potrditev »WIFI CONNECTED« in »WIFI GOT IP« na vašem serijskem monitorju. Ta korak je končan in vaš modul ESP se bo ob naslednjem vklopu samodejno povezal z mojo napravo.

5. korak: Spletni vmesnik in njegova koda

Spletni vmesnik je zelo pomemben, saj bo služil kot uporabniški vmesnik, prek katerega ukazi gredo v Arduino prek ESP8266. Naš spletni vmesnik je precej preprost in kodiran v navadnem HTML -ju. Gumbi v tem vmesniku pri vsakem pritisku gumba prenesejo ukaz GET s parametrom URL. Spodaj je seznam gumbov z ustreznimi parametri URL.

1. 6 gumbov za standardne barve - “/Red”, “/Gre”, “Blu”, “/Whi”, “/Gol”, “Rai”
2. Barvni vnos po meri z vrednostmi RGB - "? R = 255 & G = 255 & B = 255"
3. Izklopite trak - “/Off”

Iz nekaterih razlogov kode spletnega vmesnika nisem mogel postaviti tukaj, to kodo dobite na tej povezavi.

6. korak: Algoritem in koda

Pred nastavitvijo strojne opreme morate naložiti kodo v Arduino, saj jo je treba zapakirati v vsebnik in je ni mogoče narediti kadar koli pozneje. Od takrat sem napisal algoritem, ki vam bo pomagal razumeti kodo Arduino.

Algoritem:

1. Ponastavite modul ESP8266 tako, da pošljete ukaz »AT+RST / r / n«.
2. Preverite odziv ESP8266 in preverite, ali je povezava z vročo točko naprave uspešna. Ko ste povezani, začnite vnos zaporedja ukazov »Ustvarjanje strežnika« (glejte spodaj) v ESP8266.
3. Spremljajte odziv vsakega vhodnega ukaza.
4. Vsi ti ukazi bi morali vrniti odgovor »V redu / r / n«, v primeru napačnega odziva ponovite ukaz z napačnim odzivom ali »NAPAKO«.
5. Ko je vse zaporedje ukazov za ustvarjanje strežnika uspešno vklopljeno, prižgite zeleno LED na pin 12 Arduina. Uporabnik bo nakazal zahtevo odjemalca.
6. Prisilite Arduino, da počaka na zahtevo odjemalca iz katerega koli brskalnika v LAN -u ali omrežju.
7. Ko je vložena zahteva odjemalca, preverite ID povezave in pošljite ukaz »AT+CIPSEND…«. tako, da vanj vstavite ustrezen ID povezave.
8. ESP8266 se odzove z znakom '>', ki označuje njegovo pripravljenost na sprejem znakov. Ko smo to prejeli, pošljite kodo spletne strani, ki smo jo videli v prejšnjem koraku, v brskalnik odjemalca prek modula ESP8266.
9. Zdaj bo spletna stran vidna v odjemalčevem brskalniku uporabnika, Arduino bo nato za nedoločen čas prešel v stanje »ukazov LED« odjemalca.
10. Spletna stran je bila napisana tako, da za vsak pritisk gumba poda edinstven parameter URL, zato bo modul ESP ob vsakem pritisku gumba posredoval zahtevo GET s tem edinstvenim parametrom URL.
11. Arduino bi moral obdelati ta URL in ustrezno upravljati LED trak RGB.

Ukazi za ustvarjanje strežnika:

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

Koda:

Če želite, da bo ta projekt deloval, morate namestiti to "Adafrutovo knjižnico Neopixel", jih prenesti in namestiti.

Kodo Arduino za ta projekt lahko dobite na tej povezavi -> "Arduino palica za slikanje s svetlobo"

7. korak: Priprava Light Sticka

Naredil sem videoposnetek o izdelavi te "palice za svetlobo", poiščite več jasnosti.

Začnite s spajkanjem žic do konca LED traku. Nadaljujte z nanosom vročega lepila, da okrepite povezavo. Poiščite kos plastičnega traku, na katerega lahko prilepite LED trak. Uporabil sem plastično embalažno cev, iz katere prihaja IC. V hiši imam veliko tega, zato sem se odločil, da ga izkoristim in mi je popolnoma ustrezal.

Izrežite embalažno cev ali vse, kar se vam zdi uporabno, do zahtevane velikosti. LED trak sem z lepljivim lepilom prilepil na embalažno cev. Vroče lepilo za to morda ni dobra ideja, saj lahko odvečna toplota poškoduje LED diode in to je zadnja stvar, ki jo želimo. Nato sem pustil, da se posuši približno 20 minut, da se strdi.

8. korak: Izbira vsebnika in nastavitev palice

To je zelo pomemben korak, saj bodo v to posodo šli moduli powerbank, Arduino, indikatorske LED in ESP8266. Izberite posodo ustrezne velikosti, tako da lahko sprejme vse zgoraj navedeno. Za cilindrično posodo sem se odločil tako, da jo bom med upravljanjem enostavno držal.

Ker sem se odločil za valjasto, sem smerno smer LED traku označil s puščico. Označil sem posodo, ki me vodi, medtem ko vsebino postavim v posodo. Nataknite majhno luknjo v pokrovu posode s spajkalno pištolo. Prepričajte se, da ste naredili dovolj veliko luknjo, da se vanjo prilega svetlobna palica.

Ko palico postavite v pokrovček, jo s pomočjo pištole za lepilo zatesnite in se prepričajte, da je palica stabilna in se ne premika.

9. korak: Sestavljanje Power Bank in LED indikatorjev

Power bank bo precej težak v primerjavi z drugimi komponentami v tem projektu. Power bank postavite na levo stran črte v posodi. Zato je pomembno, da se med delovanjem ne premika. V ta namen sem uporabil Velcro obliž in ga tesno ovil okoli napajalnika. V posodo sem dal še en par Velcro obliža. Power bank sem prilepil na Velcro obliž in ga drži zelo trdo in to je tisto, kar potrebujem.

Stikalo postavite ravno nasproti narisane črte. Namen tega stikala je vklop/izklop celotnega projekta. Pod stikalom. Namestite dve LED (rdečo in zeleno) in ju spajajte z uporom (glejte diagram vezja v koraku 3) za referenco. LED in stikalo morata biti naravnost nasproti smeri, v katero bo vstopila svetilka. S tem se izognete neželenim motnjam svetlobe od lučk LED pri slikanju. Odstranjeni kabel USB in nekaj priključkov priključite na gumb, kot je prikazano na zadnji sliki. Priključni kabli so namenjeni napajanju modulov Arduino in ESP8266.

10. korak: Sestavljanje modulov Arduino in ESP8266 znotraj vsebnika

Sestavite ploščo Arduino in modul vtičnika ESP8266, ki vsebuje tudi preusmerjevalnik ravni dvosmerne logike. Ožičite ga, zlepite in sestavite skupaj. Ko sem to končal, sem to storil zelo previdno, saj se moram prepričati, da se nobena žica ne zaplete. To je zato, ker sem izbral posodo z manjšim premerom. Toda s svetle strani je posoda zelo priročna in se zlahka prilega mojim dlanim.

Priključite žice iz svetlobne palice na napajalne sponke in 6. pin Arduina. Ko končate, previdno zaprite pokrov posode.

11. korak: Pokrijte

Posodo pokrijte s črnim trakom ali katerim koli drugim materialom. To preprečuje, da bi svetlobne motnje motile delovanje svetlobnega slikanja. To je zato, ker imajo Arduino, ESP8266 in Power bank LED diode. Če jih odkrijete, lahko fotografije motijo in pokvarijo.

V ta namen sem uporabil črni trak. Čeprav lahko v ta namen uporabite katero koli drugo stvar po vaši izbiri. Ko je končana barvna palica, ki deluje na WiFi, je zdaj pripravljena za barvanje nekaj hladnih odtenkov.

12. korak: Preizkusite

1. Vklopite stikalo in rdeča LED naj zasveti
2. Počakajte, da zasveti zelena LED, kar se običajno zgodi v 5 do 10 sekundah in kaže, da je strežnik Arduino ustvarjen.
3. Ko zelena LED sveti, odprite brskalnik v napravi in vnesite naslov IP 192.168.43.253 zaženite URL
4. Spletna stran, ki smo jo videli v 5. koraku, bi se morala prikazati na vašem zaslonu.
5. Zdaj komunicirajte s spletnim vmesnikom in upravljajte LED trak
6. In pojdi slikat kul svetlobo.

Korak: Zapomnite si in še nekaj fotografij

• Ta projekt temelji na sposobnosti ESP8266, da se po vklopu samodejno poveže z dostopno točko WiFi. Zato morata biti ESP8266 in naprava z vročo točko vsaj enkrat seznanjeni pred uporabo v tem projektu.
• Arduino je bil programiran tako, da upravlja samo eno komunikacijo odjemalca, kar pomeni, da lahko le en brskalnik zahteva, da Arduino nadzoruje LED
• Za ustvarjanje strežnika s strani Arduina z ESP8266 je čakalna doba. Konec tega čakalnega časa je mogoče poznati po zeleni LED.
• Ko zasveti zelena LED, lahko v brskalniku sprožite zahtevo odjemalca. Celoten projekt morate oskrbeti z virom najmanj 2A, da bo deloval brez težav.
• Ta projekt je uspešno preizkušen z Google Chromom za namizne računalnike in Opera za pametne telefone.

Upam, da vam je ta Instructable všeč, poskusite to in mi sporočite rezultat. Za ta projekt sem načrtoval načrtovanje PCB -ja in ga bom kmalu objavil tukaj. Nadaljnje ideje za izboljšanje so zelo dobrodošle.

Ta projekt je vzel veliko časa za izdelavo in dokumentiranje za izdelavo Instructable. Vljudno me glasujte na "LED Contest", "Arduino Contest" in "Competition for remote control", če menite, da je vredno. Upam, da se vidimo z drugim poučevanjem

Podprvak na LED tekmovanju 2017