Luz nocturna Moonlamp: 13 pasos (con imágenes)

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

Esta hermosa luz nocturna utiliza la maravillosa lámpara de luna que puedes encontrar aquí.

www.instructables.com/id/Progressive-Detai…

Utiliza una placa ESP8266 de bajo costo para crear una fantástica luz nocturna que usa un LED RGB de 3W de Future Eden y puede mostrar cualquiera de los siete colores más un hermoso modo de 'brillo' donde el color cambia continuamente.

El globo lunar es giratorio: si prefiere ver el 'lado oscuro de la luna', simplemente gire el globo.

Como se utilizará en la habitación de un niño, se ha prestado especial atención a las consideraciones de seguridad; Consulte la sección más adelante sobre seguridad para obtener más detalles.

Si tiene un niño interesado en aprender a programar, la luz nocturna está controlada por MicroPython. ¡Así que esta también es una excelente manera de involucrar a alguien en la programación de computadoras!

Suministros

Placa WeMos D1 Mini ESP8266.

Hay muchos proveedores en eBay. Sugeriría comprar 10 o más a un proveedor chino como se muestra a continuación. Son increíblemente baratos y sin duda encontrará muchos usos para ellos en proyectos de IoT.

www.ebay.co.uk/itm/ESP8266-ESP-12-WeMos-D1…

Transistor BC337

www.ebay.co.uk/itm/25-x-BC337-40-NPN-Trans…

Filtros de ferrita

www.ebay.co.uk/itm/10Pcs-Black-Clip-On-Cla…

Resistencias de 2W

www.ebay.co.uk/itm/0-1-100ohm-Various-Valu…

Tablero prototipo

www.ebay.co.uk/itm/Double-Sided-Prototypin…

LED RGB de 3 W

futureeden.co.uk/products/3w-rgb-red-green…

Toma de CC de 2,5 mm

www.ebay.co.uk/itm/2-5mm-x-5-5mm-METAL-PAN…

Disipador de calor de 40 mm

www.ebay.co.uk/itm/Aluminum-Heatsink-Radia…

Codificador rotatorio

Hay muchos proveedores de eBay que venden estos. Usé un codificador de eje D de 15 mm

www.ebay.co.uk/itm/Rotary-Shaft-Encoder-EC…

Perilla (para adaptarse al eje D)

www.ebay.co.uk/itm/5-Colours-D-Shaft-270-P…

Paso 1: imprime la lámpara de la luna

Desea imprimir la lámpara de luna de 5 pulgadas del enlace de instrucciones que mencioné anteriormente. Imprimí esto en una Ender 3 usando PLA blanco al 100% de relleno y una altura de capa de 0,15 pulgadas con soportes. Luego iluminé la impresión con una antorcha y usé un cuchillo afilado para quitar todo el material de soporte restante. El resultado fue absolutamente perfecto. El tiempo total de impresión fue de unas 15 horas.

Paso 2: Imprima la parte superior y la base de la lámpara lunar

Utilice los STL adjuntos para imprimir la parte superior y la base. Los imprimí en PETG negro para obtener un buen acabado brillante, pero el PLA también funcionaría bien.

Paso 3: Imprime el soporte de Moon

Imprimí esto en PLA translúcido para evitar que se proyectaran sombras. Usé PLA porque la placa de soporte de la luna se pegará a la impresión de la luna y, por lo tanto, quería estar seguro de que se adheriría bien.

Paso 4: flashee el ESP8266 con MicroPython

Descargue la última versión de Micro Python, conecte el ESP8266 a un puerto USB en su PC y luego use el administrador de dispositivos para determinar a qué puerto COM está asignado

Luego actualice el subsistema Micro Python usando la herramienta flash que proporcionan. Los comandos de ejemplo a continuación muestran la última versión que encontré en el momento de escribir este artículo, asumiendo que COM4 es el puerto al que está asignado el dispositivo y que Python 2.7 se ha instalado en c: / python27

c: / python27 / scripts / esptool.py --port COM4 --baud 115200 erase_flash

c: / python27 / scripts / esptool.py --port COM4 --baud 115200 write_flash --flash_size = detectar 0 micropython / esp8266-20190529-v1.11.bin

Solo tienes que flashear Micro Python una vez.

Paso 5: Instale el sistema WebRepl

WebRepl es un sistema basado en navegador que le permite ingresar comandos Micro Python y también transferir archivos desde y hacia el ESP8266. Se conecta a través de WiFi directamente al ESP8266, por lo que no necesita tener la placa ESP conectada a su computadora.

Siga las instrucciones aquí para que todo funcione.

docs.micropython.org/en/latest/esp8266/tut…

Transfiera los dos archivos de Python anteriores al ESP8266 usando la interfaz de usuario del navegador WebRepl

También transfiera los archivos de este proyecto de github: hay dos archivos de Python que juntos controlan el codificador rotatorio

github.com/miketeachman/micropython-rotary

Una vez que esté seguro de que Micro Python está funcionando bien en el ESP8266, puede continuar con el siguiente paso, donde creará la placa controladora.

Nota: puede reprogramar el ESP8266 en cualquier momento, incluso después de instalarlo en la placa del controlador. Sin embargo, he tenido alguna unidad que no parpadea correctamente, por lo que es una buena idea asegurarse de que funcione correctamente antes de soldarla en la placa del controlador.

Paso 6: Conecte la placa de circuito

Usé una placa prototipo como se muestra en el enlace de suministros. Los componentes están cableados punto a punto

El led RGB se monta en el disipador de 40 mm con cinta térmica Akasa.

Los clones de WeMOS se suministran con pines de cabecera; Los soldé a la placa y luego a la placa de prototipos.

Tenga en cuenta que los pines del codificador están soldados a la parte inferior de la placa prototipo y que están ligeramente desplazados hacia la derecha de la placa mirando desde la parte superior y con el eje del codificador hacia usted. Esto se debe a que hay ocho almohadillas de placa disponibles en el extremo de la placa, por lo que las tres clavijas del codificador están conectadas dejando dos almohadillas desocupadas a un lado y tres al otro.

Debido a que el disipador de calor de 40 mm se encuentra en la parte superior de la placa de circuito, asegúrese de que el área cubierta por el disipador de calor no tenga ningún componente montado demasiado alto, o interferirán con el disipador de calor.

Paso 7: imprima la calza y monte la placa base

La calza es solo un pequeño cuadrado de plástico que se coloca debajo del disipador de calor para asegurarse de que no cortocircuite nada.

Coloque la cuña en la placa base, luego coloque el disipador térmico en la parte superior. Puede poner un poco de cinta aislante en el disipador de calor si lo prefiere. En realidad, no hace contacto con nada en la placa de circuito de todos modos, excepto posiblemente el escudo sobre la placa ESP8266 y el LED está eléctricamente aislado del disipador de calor de todos modos.

Ahora ensamble la placa de circuito y la placa base.

Paso 8: conecte el LED al disipador de calor y luego conéctelo a la placa de circuito

Usé cinta térmica Akasa. Simplemente corte un cuadrado de 20 mm x 20 mm y coloque el LED. Tenga en cuenta las instrucciones sobre qué lado de color va al disipador de calor y qué lado va al LED.

Usé un cable plano de computadora estándar para conectar los seis cables del LED a la placa de circuito.

Paso 9: haga el cable de alimentación

El cable de alimentación está hecho con un cable USB económico. Corte el conector USB dejando aproximadamente 1-2 pulgadas de cable para que pueda pelarlo y conectar un cable de alimentación de doble núcleo (utilicé un cable de doble núcleo que tiene aproximadamente 5 mm de ancho total, de modo que un supresor de ferrita estándar de 5 mm se enganche en él). Utilice un tubo termorretráctil para conectar los cables rojo y negro del conector USB a la alimentación y a tierra, luego suelde un enchufe de alimentación de 2,5 mm en el otro extremo.

Tenga en cuenta que el cable que se muestra en la imagen es bastante más corto de lo que le gustaría: era para un proyecto diferente, pero con el mismo cableado. Probablemente desee alrededor de un cable de 2 m para mayor comodidad.

¿Por qué no conectar directamente al puerto micro USB? Bueno, hay dos problemas. La caída de voltaje sobre el cable USB estándar es bastante alta porque a altas corrientes los cables diminutos caen bastante voltaje y esto podría causar problemas con el ESP8266. Además, estas placas no están diseñadas para suministrar una corriente significativa, las trazas son bastante delgadas en la placa, por lo que suministraría energía por separado.

Nota: en este cable no se muestra un filtro de ferrita con clip. Recomiendo agregar uno de estos en caso de que se irradie algún ruido eléctrico a través del cable de alimentación. Recuerde que está cambiando alrededor de 500 mA de corriente a través de los tres LED y esto tiene el potencial de crear RFI.

Paso 10: Compruébalo

Con la alimentación conectada a la placa de circuito, debería ver que los LED se iluminan aproximadamente a la mitad del brillo y luego, al girar el codificador, se debería cambiar el brillo.

Si sigue girando el codificador, verá el cambio de color. Hay siete colores y el modo final es 'brillo'. En el modo de brillo, el color cambia constantemente. El efecto es bastante sutil y muy bonito.

Cuando presione el interruptor del codificador, la lámpara debería apagarse. Al presionarlo nuevamente, los LED se vuelven blancos a la mitad de brillo nuevamente.

Paso 11: pegue la placa de la lámpara lunar a la luna y júntelo todo

Compruebe que todo encaje correctamente. Luego pegue la placa de soporte de la lámpara de luna a la luna, colocando la luna con uno de los 'polos' hacia abajo, normalmente la base de la impresión 3D. Usé resina epoxi como se muestra en la imagen de arriba.

La luna debe girar libremente después, pero debe sujetarse firmemente al ensamblaje superior. Luego, solo use cuatro tornillos autorroscantes pequeños para atornillar la base al ensamblaje superior y, por supuesto, asegure el codificador a través de la tuerca suministrada.

Paso 12: una nota sobre seguridad

Como se trata de un aparato destinado a la habitación de un niño, la seguridad es importante. Funciona con un cargador de teléfono estándar seguro de 5 V, siempre y cuando use un cargador de buena reputación que sea bastante seguro. Los valores de la resistencia de potencia se eligen de modo que la temperatura del disipador de calor interno se mantenga entre 10 y 15 grados por encima de la temperatura ambiente. También se eligen de modo que, en el caso extremadamente improbable de un cortocircuito de LED, la disipación de energía en cada resistencia aún esté dentro de su potencia nominal de 2W.

Paso 13: el código Python

El programa principal de control de Python es bastante simple. No es un código terriblemente elegante, le vendría bien una refactorización en rutinas separadas, pero funciona.

El código tiene que lidiar con un problema inesperado que encontré: cuando lo probaba, recibía un molesto parpadeo aleatorio. Resulta que cuando cambia el ciclo de trabajo PWM de un canal, no puede cambiar varios canales al mismo tiempo. Si lo hace, a veces aparece un parpadeo, por lo que configuro un breve retardo de tiempo y luego los cambios de PWM se realizan en cada canal de manera 'round-robin', de modo que se evita el parpadeo.