MQTT svjetla za raspoloženje s ESP32: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Bio sam u iskušenju već neko vrijeme da uskočim na LED traku pa sam istrčao i uzeo LED traku s kojom ću se poigrati. Na kraju sam napravio ova svjetla za raspoloženje. Njima se može upravljati pomoću MQTT -a, što omogućuje dodavanje svih vrsta pametnosti.

Ovo je dobar vikend projekt ako nemate ništa drugo raditi, a želite uprljati ruke praveći nešto.

Imajte na umu da je svrha ovog Instructable dokumentirati moj projekt i podijeliti ideje s drugima, a ne nužno pružiti čvrste upute i metode. S tim u vezi, čitajte dalje!

Pribor

Elektronika:

• 1x razvojna ploča ESP32
• 1x 0,96 "I2C OLED zaslon
• 1x zujalica
• 1x utičnica za bačvu
• 1x 12V napajanje (struja ovisi o duljini trake)
• 1x pretvarač u dolarima LM2596
• 1x RGB LED traka sa zajedničkom anodom
• 3x IRFZ44N MOSFET -ovi
• 3x tranzistor BC547
• 3x 10kΩ otpornici
• 4x 100Ω otpornika
• 1x ploča za izradu prototipa
• 4x vijčane stezaljke
• Muški i ženski zaglavlja
• Žica (koristio sam jednolančane)

Ostali hardver i alati:

• Željeni materijal za kućište (koristio sam MDF)
• Ravni, vodljivi materijal za kontakte na dodir (koristio sam tanki aluminijski lim)
• Testere, bušilice, brusni papir itd.
• Lemilica i prijatelji
• Vruće ljepilo

Toplo bih preporučio da se ne odlučite za ESP32 s ugrađenim OLED zaslonom jer postaje vrlo teško napraviti dobro usklađen izrez u svom kućištu.

Korak 1: Elektronika

Priložena shema prikazuje sve potrebne veze, osim ulaza na dodir. Postoji i relativno nejasan dijagram koji prikazuje kako spojiti jedan MOSFET u slučaju da shema nije primjerena.

Vlast

Pretvarač u dolarima LM2596 silazi 12V sa napajanja na 5V za VSP VSP -a ESP -a. Provjerite je li napajanje ispravno ocijenjeno prema duljini LED trake koju koristite. Moja traka duga 2 metra troši nešto više od 2 ampera.

Igle i periferni uređaji

Četiri dodirne pinove koriste se za, pa, dodirne ulaze. Moja ESP32 ploča je isporučena s OLED zaslonom, čiji su I2C pinovi bili ožičeni. Ovo koristi četiri PWM igle, po jednu za svaku komponentu boje (crvenu, zelenu i plavu) i jednu za zujalicu.

MOSFET zbrke

MOSFET -ovi su odabrani za rukovanje brzim vremenom uključivanja za PWM i relativno visokom strujom. Za svaku komponentu boje postoji jedan MOSFET. Koristio sam zasebne NPN BJT-ove (BC547) zajedno s pull-up otpornikom za pogon IRFZ44N, jer digitalni signali od 3,3 V iz ESP32 možda nisu bili dovoljni da MOSFET-ovi provode onoliko struje koliko je potrebno. MOSFET-ovi na logičkoj razini poput IRLZ44N postoje, ali sam za njih saznao tek nakon što sam završio s lemljenjem. U svakom slučaju, moja traka koja crta ~ 2A radi dobro.

Lemljenje

Vijčani terminali koriste se za spajanje na LED traku, a ženski priključci za priključivanje ESP32, u slučaju da želim zamijeniti bilo koji od njih bez odlepljivanja. Lemljenje je trajalo oko dva sata i bilo je vrlo jednostavno. Ja sam svojoj LED traci dao i neke duže žice.

Zašto sam odabrao ESP32

Ima WiFi i Bluetooth na vozilu (iako sam trenutno koristio samo WiFi), a jedan je ležao okolo i svrbelo me koristiti. Dodirni ulazi također su dobro došli za sučelje na kontroleru, jer im je potrebna samo jedna žica koja ide do kontakta. Međutim, ako želite, ESP32 bi se lako mogao zamijeniti mikrokontrolerom poput ESP8266.

Korak 2: Kodiranje

Koristio sam skup alata Arduino (zapravo proširenje Arduino za VS kod:)) za programiranje ovoga. Postoje odlični vodiči poput ovog o tome kako započeti s ESP32 i Arduino IDE -om, ako već niste.

Postoje četiri različita načina rada: statička boja, nasumična boja, crveno upozorenje i plavo upozorenje. Postoje četiri ulaza dodirom za gore, dolje, sljedeće i crveno upozorenje. Dodir koristi prekide.

Radovima sam dodao i MQTT, tako da ga mogu kontrolirati putem WiFi -a. Pokušavam osjetiti veliku trojicu web-aplikacija (HTML, CSS, JS), pa sam dizajnirao (ali prilično ružnu) web stranicu na temu Zvjezdanih staza koja komunicira s posrednikom MQTT za kontrolu svjetla raspoloženja.

Sav moj kôd se može naći u privitku, zajedno s listom za brze upute, čije biste ime datoteke možda htjeli promijeniti kako biste ga označili kao minus. Premjestite sve datoteke u mapu s imenom "ESP32MQTTMoodLighting" prije otvaranja s Arduinom.

Imajte na umu da moj kôd radi, ali vjerojatno nije najveći. Ali to ne bi trebalo biti važno, jer ćete ionako sami napisati, zar ne?:)

Korak 3: Kućište i montaža

Tijekom zaključavanja jedini materijal koji sam mogao nabaviti bio je list od 5 mm MDF -a. Napravio sam velike rezove običnom motornom pilom, a svemu sam dao dobar pijesak. Dvostruki sloj emajlirane boje završio je glavnu pripremu.

Stražnja ploča

Htio sam da se moja kutija može lako otvoriti, pa sam svu svoju elektroniku montirao na stražnju ploču s četiri nosača M2 PCB -a. Na mojoj perfboard ploči već su bile izbušene rupe M2. Moji zastoji imali su male navojne stubove na dnu, koje sam namjeravao popraviti u MDF. Ali, nisam imao burgiju M2. Dakle, označavajući položaj svake rupe, upotrijebio sam mali odvijač s ravnom glavom da ručno izbušim rupe. Grubo, ali učinkovito. Promjeri rupa bili su samo malo manji od promjera navojnog dijela zastoja. Nekoliko sam puta uvijao zastoje u rupe i iz njih, što ih je proširilo i gotovo provuklo.

Na kraju su zastoji čvrsto sjeli u svoje rupe i držali ploču na mjestu. Budući da je moj MDF bio vrlo debeo, ništa se nije vidjelo s druge strane.

Izbušio sam rupu za utičnicu i napravio utor za prolaz žica LED traka, točno ispod mjesta gdje su se nalazili moji vijčani priključci.

Prednja ploča

Izrez OLED zaslona

Počeo sam s izrezivanjem OLED -a s nekoliko rupa za pokretanje i ispisao ih prema veličini. Na kraju je bilo vrlo nesigurno i neusklađeno. Možda dvostruka provjera mjerenja nije odigrala veliku ulogu u tome, ali uštedite si probleme ne upotrebljavajući razvojnu ploču s ugrađenim OLED-om. Mnogo je lakše samo montirati zaslon na svoju rupu.

Priključak

Napravio sam konektor od nekih muških i ženskih zaglavlja. Jedan kraj spojen je na žice spojene na dodirne kontakte na prednjoj ploči, dok je s druge strane žice vodile do dodirnih ulaza ESP -a. To je bilo tako da se prednja ploča po potrebi može potpuno ukloniti sa stražnje strane, bez ometanja lemnih spojeva. Ako na prednju ploču montirate bilo što drugo, možda ćete htjeti i za to napraviti konektor.

Dodirni jastučići

Dodirni kontakti izrađeni su od nekog aluminijskog lima. Izrezao sam ga da dobijem četiri potrebna uloška i provjerio da nema nazubljenih rubova. Zatim sam izbušio rupe na prednjoj ploči, dovoljno velike za žicu. Kako bih lemljenje pustio da se zalijepi za jastučiće, isekao sam mali dio jedne strane brusnim papirom kako bih uklonio oksidirani sloj, a zatim sam ga brzo obrisao kako bih uklonio sve čestice. Prolazeći svaku žicu kroz odgovarajuću rupu na prednjoj ploči, svaku sam lemio na podlogu. Pazite da vaše lemljenje ne stvori preveliko ispupčenje na stražnjoj strani, jer to neće dopustiti da jastučić sjedne u ravnini s pločom.

Na kraju, dodajte malo vrućeg ljepila na stražnju stranu svakog jastučića i gurnite ih na prednju ploču. Dodavanjem previše, jastučići će sjediti podignuti od ploče. Očistite sav višak ljepila koji je možda istisnut ispod jastučića.

Ostatak

Bočne ploče su prilično jednostavne. Rupa za brzi pristup vijčanim stezaljkama bila je veća nevolja nego što je vrijedilo. Vruće sam zalijepio bočne ploče na prednju ploču.

Čičak na dva ruba drži prednji dio na stražnjoj ploči. Praznine omogućuju izlaženje zvuka zujalice. Ako radite bolje od mene, ne biste trebali završiti s nečim što izgleda kao predškolski zanat petogodišnjaka:)

Moja LED traka imala je ljepljiva leđa (sigurna sam da i vaša ima). Ja sam svoj montirao tako da se svjetlost rasipa sa zida.

Korak 4: Uključite ga

Sada biste trebali imati potpuno svjetlo raspoloženja koje kontrolira MQTT. Svoju sam montirao na stol, gdje dodaje mrlje boje ponekad monotonom poslu. Noć je idealno vrijeme da impresionirate ljude.

Nadam se da ste uživali čitajući ovaj Instructable i da ste dobili nekoliko ideja za vlastite projekte. Kao što sam već spomenuo, početnik sam i ovo mi je prvi Instructable. Bio bih zahvalan na svakom savjetu i komentaru.