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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Bio sam u iskušenju već neko vrijeme da uskočim na LED traku, pa sam istrčao i uzeo LED traku da se igram. 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 šta drugo raditi, a želite uprljati ruke praveći nešto.

Imajte na umu da je svrha ovog Instructable dokumentiranje mog projekta i razmjena ideja s drugima, a ne nužno pružanje čvrstih uputa i metoda. S tim u vezi, čitajte dalje!

Supplies

Elektronika:

• 1x razvojna ploča ESP32
• 1x 0,96 "I2C OLED ekran
• 1x zujalica
• 1x utičnica za cijev
• 1x napajanje od 12V (struja zavisi od dužine trake)
• 1x pretvarač u dolarima LM2596
• 1x RGB LED traka sa zajedničkom anodom
• 3x IRFZ44N MOSFET -ovi
• 3 tranzistora 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)
• Ravan, provodljiv materijal za kontakte na dodir (koristio sam tanki aluminijumski lim)
• Testere, bušilice, brusni papir itd.
• Lemilica i prijatelji
• Vruće ljepilo

Toplo bih preporučio da ne idete na ESP32 sa ugrađenim OLED ekranom, jer postaje veoma teško napraviti dobro usklađen izrez u vašem kućištu za to.

Korak 1: Elektronika

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

Snaga

Pretvarač u dolarima LM2596 spušta 12V sa napajanja na 5V za ESP -ov VIN. Uvjerite se da je napajanje pravilno ocijenjeno za dužinu LED trake koju koristite. Moja traka duga 2 metra troši nešto više od 2 ampera.

Igle i periferni uređaji

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

MOSFET zablude

MOSFET -ovi su odabrani za rukovanje brzim vremenom uključivanja za PWM i relativno velikom 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 logičkom nivou poput IRLZ44N postoje, ali sam za njih saznao tek nakon što sam završio sa 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. Takođe sam svojoj LED traci dao neke duže žice.

Zašto sam odabrao ESP32

Ima ugrađen WiFi i Bluetooth (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: Kodirajte

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

Postoje četiri različita načina rada: statička boja, nasumična boja, crveno upozorenje i plavo upozorenje. Postoje četiri ulaza na dodir 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 web-aplikaciju (HTML, CSS, JS), pa sam dizajnirao (ali prilično ružnu) web stranicu na temu Star Trek-a koja komunicira s posrednikom MQTT-a za kontrolu svjetla raspoloženja.

Sav moj kôd se može naći u privitku, zajedno sa listom za brze upute, čije ime datoteke biste 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 kod radi, ali vjerojatno nije najveći. Ali to ne bi trebalo biti važno, jer ćete ionako sami napisati, zar ne?:)

Korak 3: Kućište i montaža

Tokom zaključavanja, jedini materijal koji sam mogao nabaviti bio je list od 5 mm MDF -a. Napravio sam velike rezove običnom motornom pilom, a sve sam dobro posipao. Dvostruki sloj emajlirane boje završio je glavnu pripremu.

Zadnja ploča

Htio sam da se moja kutija lako otvara, pa sam svu svoju elektroniku montirao na stražnju ploču s četiri M2 PCB postolja. Moj perfboard je već imao izbušene rupe M2. Moje suprotnosti su imale 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 iskopam rupe. Grubo, ali efikasno. Promjeri rupa bili su samo malo manji od promjera navojnog dijela nosača. Nekoliko sam puta uvrnuo zastoje u i iz rupa, što ih je proširilo i gotovo provuklo.

Na kraju, sukobi su 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 otvor za prolaz žica LED traka, odmah ispod mjesta gdje su se nalazili moji vijčani priključci.

Prednji panel

Izrez OLED ekrana

Započeo sam izrezivanje za OLED s nekoliko rupa za pokretanje i ispisao ih prema veličini. Na kraju je bilo vrlo nesigurno i neusklađeno. Možda dvostruka provjera mjerenja nije odigrala ulogu u tome, ali uštedite sebi probleme ako ne koristite razvojnu ploču s ugrađenim OLED-om. Mnogo je lakše samo montirati ekran na svoju rupu.

Konektor

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 napraviti priključak i za to.

Dodirne podloge

Dodirni kontakti izrađeni su od aluminijskog lima. Prerezao sam ga da dobijem četiri potrebne podloge i provjerio da nema nazubljenih rubova. Zatim sam izbušio rupe na prednjoj ploči, dovoljno velike za žicu. Kako bih lemilu omogućio da se zalijepi za jastučiće, iscijepao 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 panelom.

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.

Ostalo

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 dvije ivice drži prednji dio na stražnjoj ploči. Praznine omogućavaju zvuk zujalice da se izvuče. Ako radite bolje od mene, ne biste trebali završiti s nečim što liči na predškolski zanat petogodišnjaka:)

Moja LED traka je imala ljepljiva leđa (siguran sam da i vaša). 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, ja sam početnik, i ovo mi je prvi Instructable. Bio bih zahvalan na svakom savjetu i komentaru.