IRIS: la lámpara que sabe cuándo estás cerca: 12 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

¡Hola! Sí, todo el mundo está en cuarentena. Soy un estudiante de ingenieria. Solía quedarme en un hostal y estoy acostumbrado a hacer mis tareas y estudios por la noche. Ahora que estoy en casa, mi familia no se siente tan cómoda porque todos aquí están acostumbrados a dormir temprano. Tampoco tengo lámpara de mesa.

Pero si quiero hacer uno yo mismo, me gustaría que tuviera más funciones que una lámpara estándar. El desafío fue encontrar piezas. Debido al bloqueo en todo el país aquí en la India, no hay tiendas de electrónica abiertas. Este es mi proyecto completamente construido en casa. Conoce a Iris, la lámpara de mesa inteligente. Tiene tantas funciones como pude incorporar con la electrónica que tenía en mi casa.

Modo manual: iluminación de escritorio habitual

Modo inteligente: detección automática del usuario para encender / apagar la luz

Lámpara de cama inteligente: ilumina automáticamente tu camino cuando quieres ir a algún lugar en medio de la noche

Brillo adaptable: ajusta automáticamente el brillo según la luz circundante

Concienciación de la luz del día: puede activar el modo inteligente automáticamente después de la puesta del sol o cuando no hay otra fuente de luz cerca.

Las dos últimas funciones aún no se han agregado, pero he mencionado el principio de funcionamiento, por lo que si desea agregarlas, sabrá qué hacer. ¡Empecemos a hacer!

Suministros

Sí, sé que no tiene sentido dar enlaces de compra porque en la mayoría de los países los sitios de comercio electrónico no están activos en este momento. Pero en caso de que estés leyendo esto después de que este virus esté bajo control y todo vuelva a la normalidad (lo que espero que suceda pronto), entonces … um … ¿de nada?

Arduino Uno:

Tira de LED blanco cálido:

Relé de un solo canal:

Sensor de proximidad / obstáculos:

Fuente de alimentación de 12v:

Alambre GI

Pintura negra

Algunas partes aquí y allá se pueden encontrar en casa.

Paso 1: Hacer el soporte

Ahora bien, realmente no sería cierto si dijera que el diseño de la base es completamente mío. Vi este diseño en un video. Pero la ejecución es diferente, así que sí.

En primer lugar, tomé un cable de red grueso. Quería uno negro, pero este era el único que había en mi casa. El problema es que es demasiado flexible. Necesitamos algo que pueda conservar su forma una vez doblado. Así que quité el cable de aluminio del interior e inserté un cable GI grueso en su lugar. Luego doblé el alambre para darle forma. Esto fue tan simple como hacer un círculo para la parte inferior y luego doblar el resto del cable en forma de S delgada para el soporte.

Desafortunadamente, no había más espacio en el interior para pasar los cables de alimentación, así que haremos algo al respecto más tarde. La base está prácticamente terminada.

Paso 2: la parte superior de la lámpara

Para ello, saqué dos recipientes de plástico de la cocina. Ambos son un poco afilados y uno es más grande que el otro. Marqué una línea a lo largo del recipiente más grande y lo corté.

Cuando el recipiente pequeño se coloca encima del grande, se ve exactamente como una lámpara. ¡Excelente!

Paso 3: la bombilla

Esto podría ser tan simple como ir a la papelería y comprar una luz de noche. Pero no quería una luz tan brillante y también quería agregar un control automático de brillo con las partes que tenía en casa. Entonces, hice la bombilla a medida.

Primero, tomé la tapa del recipiente pequeño que usé anteriormente y le pegué una placa rectangular de Aluminio. Luego pegué dos pequeños trozos de tira de LED blanco cálido en el aluminio. ¿Por qué la tira de aluminio? Actúa como un disipador de calor para los LED porque se calientan cuando se usan durante períodos más prolongados. Todo estaba pegado con adhesivo resistente al calor que, afortunadamente, encontré tirado en el almacén. Si no puede encontrarlo, está bien. Las tiras de LED generalmente ya tienen adhesivo en la parte posterior, puede pegarlo directamente.

Soldé los cables manteniendo ambas tiras en paralelo. Luego abrí el difusor de una bombilla LED vieja y lo pegué en la parte superior de la tapa.

¡Nuestra bombilla LED personalizada está lista!

Hice una prueba rápida con una fuente de alimentación de 12v. Ya puedes ver lo agradable que se ve.

Paso 4: ¡Píntalo de negro

Pinté todo de negro. Asegúrate de usar papel de lija para hacer que la superficie de los recipientes sea áspera para que la pintura se adhiera correctamente.

Es mejor usar pintura en aerosol, pero no tenía una en casa. Entonces usé pintura acrílica. Fue muy difícil pintar la base porque la pintura seguía saliendo. Después de tres capas, quedé satisfecho con el look. Aunque debería haberlo lijado también antes de pintar.

No pinté la parte superior del recipiente grande porque era semitransparente y formaría un anillo de luz fría al encenderlo.

Paso 5: Electrónica

Después de haber mencionado todas las características, es posible que se sienta abrumado y piense que podría tener algunos circuitos complicados. Pero no, es bastante simple. Gracias a la placa Arduino.

Entrada de sensor: el sensor de obstáculos detecta cuando estás frente a él. Su pin D0 va al pin 2 de Arduino. El pin GND va al pin GND de Arduino, obviamente. Su pin + 5v va al pin 5v de Arduino.

Salida de relé: el relé enciende / apaga la lámpara cuando está en modo inteligente. Su pin de entrada va al pin 3 de Arduino y el otro pin va al pin GND de Arduino.

El resto de las conexiones son bastante simples. Simplemente siga el diagrama esquemático. Será un poco más fácil si sabe lo que está sucediendo.

Básicamente, si desliza el interruptor hacia la derecha, está alimentando directamente la lámpara desde el suministro. Cuando desliza el interruptor hacia la izquierda, la lámpara está en modo inteligente. A partir de aquí, la lámpara está controlada por Arduino. Básicamente, al deslizar el interruptor hacia la izquierda, está desconectando la fuente de alimentación de la lámpara y alimentando el Arduino en su lugar. Si el Arduino quiere encender la lámpara, activará el relé que solo está cortocircuitando los terminales del interruptor previamente desconectados.

Paso 6: ¿Qué pasa si no tengo un Arduino?

En caso de que no tenga un Arduino, aún puede hacer el modo inteligente usando un BC547 o cualquier otro transistor de propósito general y el sensor de obstáculos. Consulte el diagrama esquemático. Este circuito debe reemplazarse con la disposición de Arduino, relé y sensor en el diagrama esquemático en el paso anterior. Aunque esta es una opción más económica, habrá un pequeño consumo de energía cuando esté inactivo.

Paso 7: programación

Todas estas funciones inteligentes están controladas por Arduino. Nuestro programa decide cómo funcionan. Si quieres que funcione igual que el mío, puedes descargar mi código y subirlo a tu Arduino. En caso de que desee comprender el código y modificarlo a su gusto, haré un recorrido por el código al final del instructivo que puede consultar.

Como mencioné anteriormente, este código solo lee datos del sensor de obstáculos. Las funciones de brillo adaptativo y reconocimiento de la luz del día aún no se han agregado. Explicaré esto en la parte del recorrido del código para que pueda agregarlos si lo desea

Paso 8: ¿Cómo funciona?

Detección automática de usuarios:

Colocarás el sensor de obstáculos debajo de la mesa, frente a ti. Así que ahora, cuando te sientes frente a él, te detectará y enviará una señal digital al Arduino. El Arduino luego enciende el relé, que enciende la lámpara.

La característica de la lámpara de noche:

En realidad, esta no es una característica separada. Es el sensor de obstáculos existente pero con su rango aumentado girando su potenciómetro. Si su arreglo de lámpara y escritorio se mantiene al lado de una cama, cuando se levanta de la cama, lo detecta y enciende la lámpara durante 15 segundos, luego de lo cual la lámpara se apaga. Puede mantener la lámpara enfocada en su camino antes de dormir para que se encienda.

Paso 9: Ensamblar

Una vez que todos los componentes electrónicos están conectados y probados correctamente, los arreglé en una caja pequeña. Podría unirlos a la lámpara, pero quería que se viera minimalista, por lo que los componentes electrónicos se montaron por separado en la parte inferior de la mesa. Posición perfecta para el sensor de obstáculos y oculta a la vista.

Pegué un cable de alimentación a lo largo del soporte con pegamento. ¿Qué pasa con el otro cable? ¿Recuerdas que insertamos un cable GI a través del soporte? Vamos a usar eso como otro cable. Esto mantendrá todo ordenado.

Una vez que todos los cables se unieron y probaron correctamente, pegué las dos partes del cabezal de la lámpara con resina epoxi. Luego, el soporte se unió a la cabeza haciendo un agujero y pasando el cable GI a través de él. Una última gota de resina y todo es resistente y listo para usar.

Paso 10: ¡Listo para empezar

Después de probar todo un par de veces, estoy realmente satisfecho con cómo funciona todo. Sin mencionar lo suave y agradable que es la luz de nuestra bombilla hecha a medida.

Sin embargo, hubo algunos problemas menores que pude resolver fácilmente.

El sensor de obstáculos puede detectar la silla todo el tiempo. Esto se puede superar usando una silla que tenga un respaldo solo en la parte superior, como la mía. La parte inferior es hueca, por lo que el sensor de obstáculos no la detecta.

El sensor de obstáculos detecta personas caminando y sigue encendiendo / apagando la lámpara. Para mí, el escritorio estaba al lado de la cama, por lo que nadie va allí a menos que quiera dormir o usar el escritorio. Lo que puede hacer es ajustar su rango correctamente para que solo lo detecte cuando esté sentado.

La lámpara no se apaga. Esto sucede cuando el receptor (bombilla negra) del sensor de obstáculos está demasiado cerca del transmisor (bombilla transparente). Esto es simple de resolver. Todo lo que tienes que hacer es doblarlos un poco el uno del otro.

Paso 11: Funciones adicionales y ajustes

Así que ahora podría haber un problema. ¿Cómo cambiar entre el modo inteligente para la detección de usuarios y el modo de lámpara de cama inteligente? En el código que he proporcionado, ambos son básicamente lo mismo. Pero si desea un modo dedicado para cada uno y cambiar entre ellos automáticamente, puede usar un microcontrolador Nodemcu (esp8266) en lugar de un Arduino.

Puede utilizar un servicio llamado IFTTT para activar cada modo según la hora y su horario automáticamente. Además, puede agregar más funciones como controlar su lámpara desde su teléfono inteligente, alertas meteorológicas, temporizadores y muchas otras cosas fácilmente. Esto puede hacer que Iris sea realmente inteligente. Desafortunadamente, mi nodemcu está de vuelta en el albergue, así que estoy atrapado con Arduino. ¡Agregaré estas características una vez que regrese y tal vez haga otro instructable!

Paso 12: Recorrido por el código

El código no solo se ve, sino que en realidad es bastante simple.

Primero, declaramos los pines de entrada y salida del Arduino en la función de configuración.

El pin 2 está recibiendo entrada del sensor. Entonces, si se lee ALTO, lo que significa que alguien está cerca, enciende el relé (pin 3) durante 15 segundos. Después de 15 segundos, si el pin 2 sigue leyendo alto, el bloque if sigue ejecutándose y la lámpara permanece encendida. De lo contrario, el relé se apaga y también la lámpara.

En caso de que desee que funcione automáticamente después de la puesta del sol, todo lo que tiene que hacer es agregar un LDR con un transistor de propósito general a otro pin. Luego, todo el código anterior se coloca dentro de un bloque if. Cuando el LDR lee sin luz, el bloque if se ejecuta y Arduino lleva a cabo el proceso explicado anteriormente.

Además, para el control automático del brillo, deberá volver a utilizar un LDR. La lámpara ahora debe alimentarse directamente desde el Arduino para lo cual se puede usar otro relé. Puede usar PWM para ajustar el brillo de la lámpara según la entrada analógica de LDR. Tenga en cuenta que para esto, tendrá que usar una tira de LED de 5v en lugar de una de 12v.

Segundo premio en el Work From Home Speed Challenge