🖥️ 👂🏾 🤛 مصباح ذكي 🎰 👓 👩🏿‍🌾

مرحبا يا هبر! أوجه انتباهكم إلى ترجمة مقال "DIY Smart Lamp" للمخرج Maciej Matuszewski .

دليل خطوة بخطوة حول كيفية الانتقال من فكرة تم ابتكارها إلى منتج عامل.

في انتظار الواقع

هل سبق أن طرحت على نفسك الأسئلة التالية؟

يمكن الغراء الساخن إصلاح كل شيء؟
هل المعدات الذكية صعبة الصنع؟
يمكنك صب الخرسانة في شكل من الورق المقوى؟

إذا لم يكن كذلك ، فربما حان الوقت. ولكن إذا قمت بذلك ، فمرحباً بكم في النادي! كان لدينا مؤخرًا داخليًا في EL Passion ، وكان لدي فكرة صعبة. صنع مصباح!

مصباح ذكي.
مصباح ذكي مصنوع من الخرسانة.
مصباح أرضي / RGB LED ذكي ...
وبلوتوت!

في يومين قصيرين من hackathon (مع القليل من النفقات العامة) فعلنا كل شيء!

كل شيء بدأ مع الالكترونيات

منذ حوالي شهرين ، بدأت اللعب بالإلكترونيات. أردت توسيع آفاقي ومعرفة الكابلات التي يجب قطعها في حالة ثورة الآلات الذكية ، وتجاوز معرفتي بشركة Frontend Engineering. أعتقد أن معظمكم قد تكون متشابهة.

لقد بدأت بالأساسيات ، وحصلت على بعض المكونات ، ونظرت في البرامج التعليمية ، وبعد ذلك لم أستطع تحديد ما يجب القيام به بعد ذلك.

بعد حوالي شهرين ، تذكرت أنه تم إعداد hackathon!

لقد رأيت مؤخرًا ستيفاني نيميث تتحدث في مؤتمر حيث أظهرت أشياء رائعة يمكنك القيام بها باستخدام الإضاءة الخلفية لأردينو و RGB. لذلك قررت أنني أريد أن أفعل شيئًا أنيقًا كهذا.

لكنني أردت أن أفعل شيئًا سيكون مفيدًا وعمليًا ويتطلب مهارات في مجال البرمجة اليدوية والبرمجة والإلكترونيات.

استقرت على الشيء الأكثر وضوحًا الذي يمكن القيام به بمساعدة المصابيح - المصابيح. ووجدت مجموعة DIY مثالية أردت محاكاةها.

مصباح DIY من البرنامج التعليمي DIY Creators youtube

كان لدي بالفعل فكرة. أنا الآن بحاجة إلى فريق.

نصب - بناء الفريق

قبل ثلاثة أيام من الاختراق ، عادة ما يكون لدينا عرض تقديمي حيث نقدم أفكارنا إلى بقية الشركة ونجمع الأشخاص الذين سيعملون في مشروعنا. أنا لست بائعًا كبيرًا ، لذا بدا لي شيئًا مثل هذا:

هممم ، لذلك نعم ، أريد أن أصنع مصباحًا ذكيًا ملموسًا. شكرا جزيلا

على الرغم من نقص المعلومات ، كان لدى فريقي خمسة أشخاص مهتمين بالانضمام! كان لدينا مجموعة رائعة من المهارات:

ماسيج - كنت الرئيس التنفيذي للمجموعة. لقد خططت للتجميع ، وتأكدت من أن لدينا كل ما نحتاجه ، وساعدت في تجميع جميع الأجزاء (مجازيًا ومجازيًا).
Wojtek - تولى منصب رئيس قسم الالكترونيات. لقد خطط للدائرة ، وأنشأ نموذجًا أوليًا ، وعمل مع Yakub (iOS) للتأكد من أن Bluetooth تعمل. وتأكد أيضًا من أننا لم نحرق المبنى.
العلا - رئيس ملموسة ورشة النجارة والغراء الساخن. لقد حرصت على فعل كل ما هو صواب ، واحتفظت بالمواعيد النهائية وعملت على مصباح المصباح الخشبي
نعم - فريق الماهر. بدا الأمر عندما كنا في أمس الحاجة إليه ، وتأكدنا من أن الجزء "اليدوي" من الجمعية سوف يعمل.
يعقوب هو رئيس قسم تطوير الأجهزة المحمولة. تأكد من أن لدينا نظامًا أساسيًا رائعًا ومذهلاً ومتقاطعًا ، ولكن في الواقع هو تطبيق ios الوحيد ، لأنه يستخدم android للتحكم في المصباح.

التسوق

دعنا ننظر إلى قائمة التسوق . لقد أدرجت فقط ما استخدمناه ودمجناه باستمرار في المصباح. لا تؤخذ في الاعتبار جميع المعدات الإضافية ، Arduino (النماذج الأولية ، رمز التحميل إلى AVR) والمكونات التي اخترقناها.

التكلفة الإجمالية: 159 زلوتي (حوالي 43 دولار أمريكي).

يمكنك الحصول على جميع العناصر بسعر أقل ، ولكن في حالتنا كان الأمر عاجلاً للغاية.

لوحات ، ملموسة ، ورقة الرملي وغيرها من الأشياء المفيدة.

الجزء 1: الأساس ملموسة

كانت مرحلة البناء للمشروع بمثابة اختبار مثير. خلال الساعتين الأوليين اللذين قضيناهما في مناقشة كيفية وضع أساس للخرسانة تفي بالمتطلبات التالية:

اترك مساحة في الأسفل للإلكترونيات
ترك اثنين من الثقوب لهو وتشبع المقابض
اترك مساحة ليد خشبية

لقد توصلنا إلى شيء مثل هذا:

يبدو الأمر بسيطًا ، لكنه لم يكن سهلاً. لإنشاء القاعدة ، استخدمنا صندوق من الورق المقوى ، والكثير من الشريط الرمادي ، ومربع من "الفأر السحري 2" ، وقشّين من البلاستيك وبعض الغراء الساخن.

في وقت لاحق نمزج ونضيف الخرسانة.

ليس للأشخاص الذين يعانون من عدم تحمل اللاكتوز ، آسف.

لم نرغب في تشويه الضمادة ، لذلك استخدمنا المزيد من الشريط وأربعة لترات من الحليب. وضعنا أيضًا القاعدة الخشبية في الخرسانة حتى يكون لدينا مكان لها لاحقًا (على الرغم من أننا نسينها تقريبًا). كل هذا يعادل "حل سريع" في أنظمة الإنتاج ، ولكن كما يقولون:

إذا كان يبدو غبيًا ولكنه يعمل ، فهو ليس غبيًا
الناس الأذكياء

أصبح هذا الاقتباس شعارنا لبقية الجمعية.

ليس لدي صورة للقاعدة مباشرة بعد إزالتها من الجص ، ولكن هنا بعد قليل من الطحن بالفعل مع تثبيت ذراع خشبية. أضفنا أيضًا أقدام سيليكون لمنع الخرسانة من خدش سطح العمل.

الجزء 2: اليد الخشبية

يتكون القوس من جزأين منفصلين: الجزء العلوي من المصباح والقاعدة بداخله كابل. قمنا بتوصيلها بمسمار كبير ، حيث قمنا بحفر ثقوب في الأجزاء العلوية والسفلية.

بأعجوبة ، لم نحرق المكتب.

اتضح أن قياس الأمور في نصابها أمر صعب.

بدأنا بجعل الذراع العلوي.

عرض كامل.

كان الجزء العلوي معقدًا إلى حد ما لأنه يتطلب عملًا دقيقًا باستخدام مكواة لحام ، ولكن لنبدأ بالأساسيات. لقد صنعناها من ثلاث قطع من الخشب ، قطعتان رقيقتان (جانبيتان) ومربع. أولاً ، قمنا بلصق كل شيء معًا ، وحفرنا ثقبًا للمسمار الكبير الذي يجمع الأجزاء العلوية والسفلية معًا. بعد بعض الطحن ، للتعويض عن حقيقة أن الألواح كانت منحنية قليلاً ، رسمت العلا يدها ، وعندما جفت ، واصلت وبدأت بتثبيت شرائط LED عليها.

أول شيء فعلته هو تحديد كيفية قطع شريط LED. لم نرغب في وضع جزء واحد طويل في الداخل ، لأنه لن يعطي الكثير من الضوء ، وبالتالي ، لقياس مدى ملاءمة ، قطعت إلى ثلاثة شرائح ، كل منها بحجم 35 سم ، ثم أنا ملحوم الكابل الرئيسي مع الجزء الأول شريط LED واستخدام أنبوب يتقلص الحرارة لتأمين الاتصال.

أنابيب الانكماش الحراري ووصلات اللحام تربط شريطين LED.

بعد لصق الشريط الأول على الشجرة ، أدركت أنني قد نسيت الكابلات التي قمت بتوصيلها بمخرجات Red و Green و Blue و 12V +. لقد كانت نكسة صغيرة ، لكن لحسن الحظ ، كان لدينا جهاز متعدد يسمح لنا بفحص الاتصالات.

الشيء التالي الذي كنت بحاجة إلى القيام به هو لحام شريتي LED في السلسلة مع الجزء الأول. استغرق الأمر بعض الوقت ، لكنني تمكنت من القيام بذلك ، على الرغم من الحديد لحام 8 دولارات مع تلميح ، والتي انخفضت مع كل استخدام. لقد اختبرنا ذلك من خلال توصيل الكبل بلوحة اللوح واستخدام أحد أدوات التشفير الدوارة لتغيير اللون.

كان الذراع السفلي ، كما هو مبين في الشكل أعلاه ، معقدًا للغاية

كان الجزء السفلي من الذراع معقدًا لأننا اضطررنا إلى إدخال الكابل بداخله. لقد فكرنا في قطعها إلى النصف ، وتخصيص مساحة صغيرة ، ثم طيها معًا ، لكنها ستكون عرضة للخطأ وتستغرق وقتًا طويلاً. في النهاية ، قررنا لصق ثلاث قطع إضافية من الخشب لإفساح المجال للكابل ، كما هو موضح في الرسم البياني. هذا هو أيضًا السبب في أن الجزء الموجود داخل القاعدة أضيق قليلاً.

لقد افتقرنا إلى بعض الأجزاء وقطع الخشب والمسمار الذي يربط بين أيدينا. أخذنا استراحة قصيرة من العمل وذهبنا إلى المتجر لشراء كل هذه الأشياء.

لم يكن لون الصنوبر الطبيعي جيدًا ، لذا فقد رسمت العلا الأجزاء العلوية والسفلية من المصباح بحيث أصبحت أغمق قليلاً. تركنا حتى يجف ليلا ، وفي اليوم التالي وصلنا به ، وبدا رائعا!

عملية الطلاء.

موقع الكابلات داخل المصباح.

الجزء 3: برنامج تطبيق iOS

لم أشارك في عملية إنشاء تطبيق iOS ، لذلك لا يمكنني إعطاء فهم أعمق للرمز. تسلم ياكوب زمام المبادرة وسلم طلب العمل حتى نهاية اليوم الأول. في اليوم الثاني ، قام بتوسيعه بإضافة المزيد من الميزات الرائعة ، مثل دعم Ambilight ، عندما يقوم المصباح بمزامنة الألوان معه أثناء تشغيل الفيديو (العرض التوضيحي في نهاية المقالة).

حدثت بعض المشكلات في اتصال Bluetooth ، وبشكل أكثر دقة ، تم توصيل وحدة Bluetooth واحدة بنظام iOS ، ولكن ليس بنظام Android ، والآخر عكس ذلك. الآن يعمل المصباح فقط مع iOS ، لكن بالنسبة إلى MVP ، هذا يكفي. ويمكن تبديل وحدة Bluetooth بسهولة إذا لزم الأمر ، لأنها ليست ملحومة في مكانها.

كود تطبيق IOS

بناءً على تجربتي ، يمكنني القول أن التطبيق يبدو مثيرًا للإعجاب ، والسرعة التي قدم بها يعقوب لا تصدق أيضًا!

اردوينو / كود ATmega

جميع التعليمات البرمجية مفتوحة المصدر على جيثب . يمكنك الذهاب من خلال هذا. لن أخوض في التفاصيل الفنية العميقة لكيفية عمل هذا. Wojtek ، الذي كتب معظم التعليمات البرمجية ، سيكون أفضل لهذا ، لذلك قمت بإنشاء نظرة عامة حول كيفية عمل كل شيء. الخوارزمية المبسطة هي كما يلي:

خوارزمية برنامج المصباح المبسط

الانتقال من اردوينو إلى ATmega

كتب Wojtek النسخة الأولى من كود Arduino ، وبعد ذلك قمت بتحديثه للعمل على شريحة ATmega منتظمة. الاختلافات ضئيلة منذ أن قمت بتقديم تغييرين رئيسيين فقط:
لقد حذفت أحد الاتصالات التسلسلية - كان لدينا في السابق اتصال تسلسلي واحد ، استخدمناه لتصحيح الأخطاء (الطباعة إلى وحدة التحكم على الكمبيوتر) ، والآخر لاستخدام Bluetooth. عندما تحولنا إلى ATmega ، لم نعد بحاجة إلى تصحيح ، حيث قام بتحرير اثنين من المسامير وتبسيط الاتصالات.

لقد غيرت موقع المسامير - ولتحسين وضع كل شيء على التخطيط ، قمت بتغيير الموقع الفعلي ، الذي تطلب تغييرًا في المسامير المرجعية في الكود.

إذا كنت مهتمًا ، يمكنك رؤية طلب الاستلام ، والذي يحتوي على اختلافات جميع التغييرات.

الجزء 4: الالكترونيات

كانت خطتنا طموحة جدًا لفترة قصيرة ، لكن لحسن الحظ ، كان فويتك ذكيًا جدًا وكان معتادًا على اللعب مع الإلكترونيات ، لذلك كان "الزعيم" في هذا الجزء.

بدأنا بخطوات الأطفال ، واختبار الحلول المختلفة عن طريق التجربة والخطأ. عملت فويتك على الكود والدائرة في نفس الوقت ودققت في كيفية عمل كل شيء. يتكون الجزء الإلكتروني من المصباح من:

متحكم - المخ
اثنين من المقابض مع أزرار للسيطرة على السطوع ، هوى والتشبع
وحدة بلوتوث للتحكم اللاسلكي
قطاع الصمام للضوء

أولاً ، استخدمنا Arduino بدلاً من متحكم مستقل ، ووضعنا كل شيء على التخطيط لتبسيط عملية التطوير. في نهاية اليوم الثاني ، كان لدينا كل ما يتعلق بلوحة النموذج الأولي. بلوتوث ، الترميز الدوارة واردوينو. إليك كيف نظرت إلى الجلسة التجريبية:

تمكنا أيضًا من حرق شريحة Bluetooth واحدة ...

الجزء 5: دعونا نجعلها أصغر!

بعد الاختراق ، أردت أن أقضي بعض الوقت وأضغط على الإلكترونيات بحيث تناسبها داخل المصباح حتى يكتمل التجميع. لضغط الالكترونيات ، واضطررت الى:

استبدل Arduino بـ ATmega328
خطة الاتصالات على الورق المقوى
لحام مأخذ AVR حتى نتمكن من استبداله إذا لزم الأمر
عناصر لحام غير قابلة للإزالة (الترانزستورات ، مقبس التيار المباشر ، إلخ.)
ضعها جميعًا معًا

لقد بدأت من خلال استبدال اردوينو. للقيام بذلك ، كنت بحاجة إلى تثبيت أداة تحميل الإقلاع على AVme ATmega (هو نفسه كما في Arduino). لقد ألقيت نظرة على العديد من البرامج التعليمية حول كيفية تثبيت أداة تحميل الإقلاع وكيفية استخدام برنامج Arduino كمبرمج لمزود خدمة الإنترنت (يتيح لك تنزيل البرنامج إلى متحكم دون أي أجهزة إضافية). بعد ذلك قمت بتحديث الرمز لاستخدام جهات اتصال مختلفة قليلاً وفويلا!

اردوينو قطعت بنجاح!

ثم اضطررت إلى لحام كل شيء على كرتون صغير.

كانت هذه هي المرة الأولى التي أعمل فيها مع بطاقات الشريط ، ولم أجد أي برنامج بسيط من شأنه أن يساعد في تصميم الدوائر المادية ، لذلك ذهبت إلى مدرسة قديمة وخططت لها يدويًا. قمت بطباعة ورقة مع شبكة منقط ، حيث كانت النقاط ثقوب في الورق المقوى. ثم وجهت جميع الاتصالات وكيف ينبغي أن تناسبها على أساس مخطط التصميم الحالي.

التخطيط لدائرة الدائرة نفسها استغرقني أكثر من ساعة.

لجعله أكثر قابلية للفهم ومرئية ، قمت بإنشاء رسم يمثل رسم تخطيطي على الورق المقوى.

تمثيل المخطط الذي تم إنشاؤه. في عملية بناء حقيقية ، اضطررت إلى تعديلها قليلاً لتناسب جميع المكونات ، لكنها تبدو أعلى بنسبة 90٪.

بعد حوالي عشر ساعات من اللحام (لا يزال مبتدئا) واثنين من أصابعك المحترقة (لا تلمس المكونات إذا كانت هناك رائحة كريهة) ، تمكنت من الحصول على العمل! كل شيء ذهب أفضل مما كان متوقعا.

جميع الأجزاء مجتمعة. الكابلات البيضاء هي مقابض ، والأسلاك الصغيرة مع العزل الأسود هي وصلات الصمام

عرض من الأسفل. لقد استخدمت سلكًا نحاسيًا رقيقًا لتوصيل المفاصل

إذا كنت تبدو قريبة بما فيه الكفاية ، يمكنك أن ترى كل الغراء الذي استخدمناه.

المنتج جاهز!

شاهد عرضًا كاملاً حيث سأتحدث عن جميع ميزات هذا المصباح. على الرغم من وجود العديد من المشكلات ، على سبيل المثال ، المقابض الدوارة المنحنية وعرض الألوان غير الصحيح ، فهذا يعمل!

بالنسبة لي ، وآمل ، بالنسبة لبقية الفريق ، كان هذا أحد أكثر مشاريع الهاكاثون متعة. كانت كل من العملية والنتيجة مذهلة ، لقد استمتعنا كثيرًا ، وتعلمنا الكثير عن العمل مع الخشب والخرسانة والإلكترونيات.

إذا أراد شخص ما إنشاء مصباح مشابه أو يحتاج إلى معلومات أكثر تفصيلاً ، فلا تتردد في التعليق وسألني أي شيء!

مصباح ذكي