Batay sa Arduino Multi Color Light Light Wand: 13 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang light painting ay isang pamamaraan na ginamit ng Photographer, kung saan ang isang mapagkukunan ng ilaw ay ginagamit upang gumuhit ng mga kagiliw-giliw na mga pattern at isasama ng Camera ang mga ito. Bilang isang resulta maglalaman ang Larawan ng mga daanan ng ilaw dito na sa huli ay magbibigay ng isang hitsura ng isang pagpipinta gamit ang Liwanag.

Karaniwang gumagamit ng mga tool ang mga litratista tulad ng mga ilaw ng sulo, mga ilaw ng tubo at iba pang mapagkukunan ng ilaw upang lumikha ng mga ilaw na pagpipinta ngunit ang mga tool na ito ay seryosong limitado sa makitid na hanay ng mga kulay, mahirap hawakan at makontrol. Ang light painting stick na ginawa ko ay madaling madaig ang mga limitasyong ito.

Ang mga pangunahing tampok ng aming light painting stick ay:

• Pinapatakbo ang WiFi - Ang light painting stick na ito ay maaaring kontrolin (naka-ON / OFF, Pagbabago ng mga kulay) nang napakadali gamit ang isang simpleng browser sa loob ng anumang mga aparatong pinagana ng WiFi. Sa gayon ang mga aparatong WiFi na ito ay kikilos bilang isang remote control at maaaring maglaro ang mga Photographer na may iba't ibang mga kulay habang lumilikha ng kanilang master piece.
• Karaniwang mga kulay - Ang stick na ito ay naka-code upang maglabas ng mga karaniwang kulay tulad ng (Pula, Asul, Gulay, Ginto, Rainbow, Puti) gamit ang isang simpleng pag-input ng pindutan.
• Pasadyang Mga Kulay - Bukod sa karaniwang mga kulay ang stick na ito ay may kakayahang makabuo ng anumang kulay ayon sa nais ng Photographer. Ito ay naidagdag na may isang tampok upang mai-input ang RGB code ng anumang kulay na nais mo tulad ng cyan, magenta, turkesa, oliba, maroon atbp. Hanapin ang "RGB na mga code ng kulay dito" at gamitin ito upang makuha ang iyong pasadyang kulay.

Hakbang 1: Kinakailangan ang Mga Materyal

Inilista ko ang mga materyal na kinakailangan upang gawin ang proyektong ito. Gayundin naidagdag ko ang mga link kung saan mo ito mabibili mula sa Amazon.com. Ang pagbili ng mga materyales mula sa ibaba ng mga link ay makakakuha sa akin ng ilang mga komisyon at siya namang susuporta sa akin para sa mga proyekto sa hinaharap:)

1. Arduino Uno - Bilhin dito
2. RGB WS2812 LED strip (25 LED's) - Bumili dito
3. Power bank (5v, 10000mAh) - Bumili dito
4. Module ng ESP8266 - Bumili dito
5. Module ng converter ng lohika na bidirectional - Bumili dito
6. Mga Koneksyon sa Mga Wires

WS2812 RGB LED strip - Ang RGB LEDs na ito ay ikinakabit sa kadena at ibinebenta sa mga yunit ng 60/120 na mga PC. Ang pinaka-highlight ay ang RGB LED na ito ay may isang integrated chip dito na kung saan ay ginagawang madali ang bahagi ng pagkontrol. Ang detalyadong paliwanag tungkol dito ay lampas sa saklaw na ito. Suriin ang link na ito na "WS2812 LED strip na gumagana" para sa higit pang mga detalye.

Modulong ESP8266: Ito ay isang maliit na maliit na maliit na board ng pag-unlad ng WiFi na malawakang ginagamit sa mga proyekto ng IOT. Suriin ang link na ito sa "Pagsisimula sa module na ESP8266" kung hindi mo pa nagamit ang ESP8266 dati.

Module ng converter ng Bidirectional Logic: Pinapayagan ng modyul na ito ang Arduino na makipag-usap sa mga module ng ESP8266 sa pamamagitan ng pag-convert ng signal mula sa antas ng 5V hanggang sa antas ng lohika na 3.3v.

Hakbang 2: I-block ang Diagram

Ang proyekto ng ilaw na pagpipinta ay batay sa konsepto ng IOT kung saan ang dalawang mga aparato sa networking ay kumonekta sa bawat isa upang makabuo ng isang network na nagtatatag din ng komunikasyon at kontrol. Dito magho-host ang Arduino ng isang webpage at kumilos bilang isang server. Ang webpage na ito ay dinisenyo sa isang paraan upang kumuha ng mga LED control input (Mga Kulay: Pula, Asul, berde at ON / OFF) mula sa gumagamit. Ang na-host na webpage ay maaaring ma-access sa pamamagitan ng aparatong pinagana ng WiFi na konektado sa Arduino at makontrol ang RGB LED strip na konektado dito.

Upang mas maunawaan ang proyektong ito pinapayuhan ko kayo na basahin ang "Lumilikha ng isang Arduino webserver kasama ang ESP8266". Bibigyan ka nito ng isang pangunahing pag-unawa sa konsepto sa kung paano gumagana ang proyektong ito. Sa madaling sabi Gagawa ng Arduino ang mga sumusunod na aktibidad sa proyektong ito:

1. Command ESP8266 na sumali sa aming WiFi hotspot sa aparato.
2. Lumikha ng isang server gamit ang paggamit ng board ng Host Host ang webpage sa Arduino mismo at maghintay para sa mga panlabas na kliyente (browser ng Device) upang magawa ang kahilingan
3. Kapag nasa loob na ang kahilingan ng kliyente, ipapadala ng Arduino ang webpage sa client (browser ng aparato) sa pamamagitan ng module na ESP8266.
4. Pagkatapos ay walang hanggan itong i-scan para sa mga LED command (ipapaliwanag sa seksyon ng web interface) mula sa client.
5. Kapag natanggap ang mga LED command, ipaproseso iyon ng Arduino at i-activate ang RGB LED strip na konektado dito.

Hakbang 3: Diagram ng Circuit

Ipinapakita ng diagram sa circuit sa itaas kung paano ikonekta ang Arduino sa ESP8266 at RGB LED strip. Tulad ng mapapansin mo na ang TX at RX ng Arduino na pupunta sa converter ng Logic kung saan ang mga signal ay lilipat sa 3.3v na katugma sa ESP8266. Ang Pin 6 ng Arduino na isang PWM pin ay nagpapakain ng kontrol sa oras na pulso upang makontrol ang kulay ng RGB LED strip.

Mayroong dalawang mga LED na nagsisilbing tagapagpahiwatig para sa proyektong ito. Ipinapahiwatig ng LED D2 tuwing naka-ON ang proyekto. Samantalang ang LED D1 ay nagpapahiwatig kung kailan matagumpay na nilikha ng Arduino ang isang webserver. Tutulungan ng berdeng LED na ito ang gumagamit na mapagtanto na ang server ay handa nang matanggap ang kahilingan mula sa client (browser).

Ang pagpili ng powerbank ay talagang mahalaga dahil ang circuit ay maaaring halos gumuhit ng maximum na kasalukuyang ng paligid ng 1700ma. Gumamit ako ng isang 5.1 / 10000mah na baterya na may kasalukuyang output ng 2A sa anumang instant.

Hakbang 4: Pagkonekta sa Iyong ESP8266 sa WiFi Hotspot

Ang module ng ESP8266 ay may kakayahang alalahanin ang mga ipinares na hotspot. Gumagana ang proyektong ito batay sa kakayahang kumonekta ng auto upang kumonekta sa dating konektado na mga hotspot. Ang module ng ESP8266 ay maaaring makontrol sa pamamagitan ng paggamit ng tukoy na mga utos na AT na nakatuon dito. Gamit ang Arduino maaari naming maipasa ang mga utos na ito at puwersahin ang module ng ESP na kumonekta sa aming aparato na Hotspot.

Upang magawa ito Mag-upload ng code na "Bareminimum" sa Arduino. Ngayon ikonekta ang ESP8266 sa Arduino tulad ng nabanggit sa ibaba gamit ang logic shifter.

Arduino RX -> Logic shifter -> ESP8266 RX

Arduino TX -> Logic shifter -> ESP8266 TX

Ngayon buksan ang iyong serial monitor na may baud rate na 57600 (default baud rate ng mga module ng ESP8266) at "Parehong NL & CR" ang napili. I-type ang mga sumusunod na utos.

1. AT
2. SA + RST
3. AT + CWJAP = "Ang iyong aparato SSID", "Ang iyong password"

Sa sandaling makuha mo ang kumpirmasyon na "WIFI CONNected" at "WIFI GOT IP" sa iyong serial monitor. Tapos na ang hakbang na ito at ang iyong module ng ESP ay awtomatikong kumokonekta sa aking aparato sa susunod na ma-ON ito.

Hakbang 5: Web Interface at ang Code nito

Napakahalaga ng web interface dahil magsisilbi itong interface ng gumagamit kung saan ang mga utos ay pupunta sa Arduino sa pamamagitan ng ESP8266. Ang aming web interface ay medyo simple at naka-code sa simpleng HTML. Ang mga pindutan sa interface na ito ay pumasa sa isang utos ng GET na may isang parameter ng URL sa bawat pagpindot sa pindutan. Nasa ibaba ang listahan ng mga pindutan na may kani-kanilang mga parameter ng URL.

1. 6 na mga pindutan para sa karaniwang mga kulay - "/ Pula", "/ Gre", "Blu", "/ Whi", "/ Gol", "Rai"
2. Pasadyang pag-input ng kulay gamit ang Mga Halaga ng RGB - "? R = 255 & G = 255 & B = 255"
3. I-off ang Strip - "/ Off"

Para sa ilang kadahilanan na hindi ko mailagay ang code ng interface ng Web dito, maaari mong makuha ang code na iyon sa link na ito.

Hakbang 6: Algorithm at Code

Bago i-set up ang hardware makuha mo ang code na nai-upload sa Arduino dahil kailangan itong naka-pack sa loob ng isang lalagyan at hindi maaaring gawin anumang oras sa paglaon. Sinulat ko ang algorithm na makakatulong sa iyo na maunawaan ang Arduino code mula noon.

Algorithm:

1. I-reset ang module na ESP8266 sa pamamagitan ng pagpapadala ng "AT + RST / r / n" na utos.
2. Suriin ang tugon mula sa ESP8266 upang makita kung matagumpay ang koneksyon sa aming hotspot ng aparato. Kapag nakakonekta simulan ang pagpapakain ng "Paglikha ng server" (sumangguni sa ibaba) pagkakasunud-sunod ng utos sa ESP8266.
3. Subaybayan ang tugon para sa bawat mga utos ng pag-input.
4. Ang lahat ng mga utos na ito ay dapat bumalik sa isang tugon ng "OK / r / n", sa kaso ng maling sagot ay ulitin ang utos na may maling sagot o "ERROR".
5. Sa sandaling ang lahat ng pagkakasunud-sunod ng utos ng paglikha ng server ay matagumpay, sindihan ang Green LED sa pin 12 ng Arduino. Ito ay magiging pahiwatig para sa gumagamit na ibigay ang kahilingan ng kliyente.
6. Pilitin si Arduino na maghintay para sa kahilingan ng kliyente mula sa anumang browser na nakasalalay sa loob ng LAN o Network.
7. Kapag nasa kahilingan na ang kliyente, suriin ang koneksyon ID at ipadala ang utos na “AT + CIPSEND….” sa pamamagitan ng pagpasok ng naaangkop na koneksyon ID dito.
8. Tumutugon ang ESP8266 na may palatandaan na '>' na nagpapahiwatig ng kahandaan nito sa pagtanggap ng mga character. Sa pagtanggap nito ipadala ang webpage code na nakita namin sa naunang hakbang sa browser ng client sa pamamagitan ng module na ESP8266.
9. Ngayon ang webpage ay makikita sa browser ng client ng gumagamit, si Arduino ay papasok sa isang estado ng pag-scan nang walang katiyakan para sa "mga LED command" mula sa client.
10. Ang webpage ay isinulat sa isang paraan upang makapagbigay ng natatanging parameter ng URL para sa bawat pindutin ang pindutan, kaya't tuwing pinindot ang isang pindutan ang module ng ESP ay magpapasa sa isang kahilingan na GET kasama ang natatanging parameter ng URL na iyon.
11. Dapat iproseso ng Arduino ang URL na ito at magbigay ng kontrol sa RGB LED strip nang naaayon.

Mga Utos sa Paglikha ng Server:

• AT
• SA + CWMODE = 3
• AT + CIPSTA = 192.168.43.253 (Para sa android device)
• SA + CIPMUX = 1
• SA + CIPSERVER = 1, 80

Code:

Upang mapagana mo ang proyektong ito, kailangan mong i-install ang "Adafruit's Neopixel library", i-download at i-install ang mga ito.

Maaari mong makuha ang Arduino code para sa proyektong ito sa link na ito -> "Pinapatakbo ng Arduino ang light painting stick"

Hakbang 7: Paghahanda ng Light Stick

Gumawa ako ng isang video sa paggawa ng "Light painting wand" na ito, magkaroon ng pagtingin para sa higit na kalinawan.

Magsimula sa pamamagitan ng mga wire ng paghihinang sa dulo ng LED strip. Magpatuloy sa paglalapat ng ilang maiinit na pandikit sa ibabaw nito upang gawing mas malakas ang koneksyon. Maghanap ng isang piraso ng plastic strip kung saan maaari mong idikit ang iyong LED strip. Gumamit ako ng plastic packaging tube kung saan nagmula ang IC. Nakuha ko ang maraming ito sa paligid ng aking bahay, kaya nagpasya na gamitin ito at ito ay ganap na nababagay.

Gupitin ang packaging tube o anumang bagay na nakikita mong magagamit sa kinakailangang laki. Naidikit ko ang LED strip sa ibabaw ng packaging tube sa pamamagitan ng paggamit ng ilang malakas na malagkit. Ang mainit na pandikit ay maaaring hindi magandang ideya para dito, dahil ang labis na init ay maaaring makapinsala sa mga LED at iyon ang huling bagay na nais nating mangyari. Pagkatapos ay hinayaan ko itong matuyo nang halos 20 minuto upang payagan itong maitakda.

Hakbang 8: Pagpili ng Lalagyan at Pag-set up ng Stick

Ito ay medyo mahalagang hakbang dahil ang powerbank, Arduino, mga module ng LED at ESP8266 ay pupunta sa lalagyan na ito. Pumili ng isang lalagyan ng naaangkop na laki upang maipapaloob nito ang lahat sa itaas. Pumili ako ng isang lalagyan na may silindro upang madali para sa akin na hawakan habang pinapatakbo ang mga ito.

Dahil pumili ako ng isang cylindrical, minarkahan ko ang direksyon kung saan haharapin ang LED strip na may markang arrow. Minarkahan ko ang lalagyan upang gabayan ako habang inilalagay ang mga nilalaman sa loob ng lalagyan. Ilagay sa isang maliit na butas sa takip ng lalagyan na may soldering gun. Tiyaking nakagawa ka ng isang butas na sapat na malaki upang magkasya ang ilaw na stick sa loob nito.

Kapag inilagay ang stick sa loob ng takip, selyo ito sa tulong ng isang pandikit gun at tiyakin na ang stick ay matatag at hindi gumagalaw.

Hakbang 9: Ang Assembling Power Bank at mga LED LED

Ang power bank ay magiging mabigat kung ihahambing sa iba pang mga bahagi ng proyektong ito. Ilagay ang power bank sa kaliwang bahagi ng linya na iginuhit sa lalagyan. Kaya't mahalagang tiyakin na hindi ito gagalaw habang nasa operasyon. Para sa hangaring ito ay gumamit ako ng isang Velcro patch at balot itong mahigpit sa power bank. Sa loob ng lalagyan ay naglagay ako ng isa pang pares ng Velcro patch. Inilagay ko ang power bank laban sa Velcro patch at hinahawakan nito nang medyo mahigpit at iyon ang kailangan ko.

Maglagay ng switch sa tapat lamang ng guhit na linya. Ang switch na ito ay inilaan upang buksan / I-OFF ang buong proyekto. Sa ibaba ng switch. Ilagay ang dalawang LED (Pula at berde) at solder ang mga ito sa bawat risistor (sumangguni sa diagram ng circuit sa hakbang 3) para sa sanggunian. Ang LED's at Switch ay dapat na tuwid na kabaligtaran sa direksyon kung saan ang ilaw ng stick ay papasok. Ito ay upang maiwasan ang hindi ginustong pagkagambala ng ilaw mula sa mga tagapagpahiwatig na LED habang ilaw na pagpipinta. Ikonekta ang hubad na USB cable at ilang mga konektor sa pindutan tulad ng ipinakita sa huling imahe. Ang mga cable ng konektor ay naroon upang mapagana ang mga modyul ng Arduino at ESP8266.

Hakbang 10: Pag-iipon ng Mga Module ng Arduino at ESP8266 Sa Loob ng Lalagyan

Pagsamahin ang Arduino board at ESP8266 plugin module na nagtataglay din ng bidirectional logic level shifter. Wire it, kola at isabay ito. Sa sandaling tapos na ilagay ito sa loob ng lalagyan, ginawa ko ito nang buong pag-iingat, dahil dapat kong tiyakin na wala sa mga wire ang nakakagulo. Ito ay sapagkat pumili ako ng lalagyan na mas mababa ang diameter. Ngunit sa maliwanag na bahagi ang lalagyan ay napaka-madaling gamiting at madaling magkasya sa aking mga palad.

Ikonekta ang mga wire mula sa light painting stick sa mga power terminal at ika-6 na pin ng Arduino. Kapag tapos na isara ang takip ng lalagyan nang maingat.

Hakbang 11: Takpan Ito

Takpan ang lalagyan ng isang itim na tape o anumang iba pang materyal. Ito ay upang maiwasan ang pagkagambala ng ilaw mula sa nakakagambala sa pagpapatakbo ng light painting. Ito ay dahil ang Arduino, ESP8266 at Power bank ay mayroong mga LED sa kanila. Ang pagpapanatiling walang takip sa kanila ay maaaring makagambala at makasira sa Mga Larawan.

Gumamit ako ng isang itim na tape para sa hangaring ito. Kahit na maaari mong gamitin ang anumang bagay na iyong pinili para sa hangaring ito. Sa sandaling tapos na ang pinapatakbo ng WiFi light light stick ay handa na upang magpinta ng ilang mga cool na kulay.

Hakbang 12: Subukan Ito

1. I-on ang switch at ang Red LED ay dapat na ilaw
2. Hintayin ang ilaw ng Green LED, karaniwang nangyayari ito sa loob ng 5 hanggang 10 segundo at ipinapahiwatig nito na nilikha ang Arduino server.
3. Kapag naka-ON na ang Green LED, buksan ang browser sa iyong aparato at i-type ang IP address 192.168.43.253 ilunsad ang URL
4. Ang webpage na nakita natin sa hakbang 5 ay dapat na maipakita sa iyong screen.
5. Makipag-ugnay ngayon sa web interface at kontrolin ang LED strip
6. At pumunta at gumawa ng ilang cool na pagpipinta ng ilaw.

Hakbang 13: Mga Bagay na Dapat Tandaan at Ilang Iba pang Mga Larawan

• Ang proyektong ito ay batay sa kakayahan ng ESP8266 upang awtomatikong kumonekta sa WiFi hotspot nang naka-on. Kaya't ang ESP8266 at ang iyong hotspot device ay dapat na ipares kahit isang beses bago gamitin sa proyektong ito.
• Ang Arduino ay na-program sa isang paraan upang hawakan lamang ang isang komunikasyon sa client na nangangahulugang isang browser lamang ang maaaring humiling sa Arduino na kontrolin ang mga LED
• Mayroong oras ng paghihintay para sa paglikha ng server ng Arduino na may ESP8266. Ang pagtatapos ng oras ng paghihintay na ito ay maaaring malaman ng berdeng LED.
• Sa sandaling ang berde na LED light up ikaw ay mabuti upang simulan ang client kahilingan mula sa iyong browser. Dapat mong ibigay ang buong proyekto sa mapagkukunan ng hindi bababa sa 2A upang mapanatili itong magpatakbo ng walang abala.
• Matagumpay na nasubukan ang proyektong ito sa Google chrome para sa desktop at Opera para sa mga smartphone.

Sana magustuhan ninyong lahat ito, subukan ito at Ipaalam sa akin ang resulta. Plano ko ang disenyo ng isang PCB para sa proyektong ito at ilalathala ito sa lalong madaling panahon dito. Ang karagdagang mga ideya sa pagpapabuti ay malugod na tinatanggap.

Ang proyektong ito ay tumagal ng maraming oras upang mabuo at ma-dokumento upang lumikha ng isang Maituturo. Pinapayuhan akong iboto sa "LED Contest", "Arduino Contest" at "Remote control contest" kung sa palagay mo sulit ito. Inaasahan kong makita ka na may ibang itinuro

Runner Up sa LED Contest 2017