Hallo habr Ich mache Sie auf eine Übersetzung des Artikels
„DIY Smart Lamp“ von
Maciej Matuszewski aufmerksam .
Eine schrittweise Anleitung zum Übergang von einer erfundenen Idee zu einem funktionierenden Produkt.
Warten gegen die Realität
Haben Sie sich jemals die folgenden Fragen gestellt?
- Kann Heißkleber ALLES reparieren?
- Ist es schwierig, intelligente Geräte herzustellen?
- Können Sie Beton in eine Pappform gießen?
Wenn nicht, ist es vielleicht Zeit. Aber wenn ja, dann herzlich willkommen im Club! Wir hatten kürzlich einen internen Hackathon bei
EL Passion und ich hatte eine schwierige Idee. Eine Lampe machen!
Intelligente Lampe.
Intelligente Lampe aus Beton.
Intelligente Holz- / Betonlampe mit RGB-LED-Leiste ...
UND BLUETOOTH!
In zwei kurzen Tagen des Hackathons (mit wenig Aufwand) haben wir alles geschafft!
Angefangen hat alles mit Elektronik
Vor ungefähr zwei Monaten habe ich angefangen, mit Elektronik zu spielen. Ich wollte meinen Horizont erweitern, herausfinden, welche Kabel im Falle eines Aufstands intelligenter Maschinen zu schneiden sind, und über mein Wissen über Frontend Engineering hinausgehen. Ich denke, die meisten von euch mögen ähnlich sein.
Ich begann mit den Grundlagen, bekam einige Komponenten, sah mir die Tutorials an und konnte mich dann nicht entscheiden, was ich als nächstes tun sollte.
Nach ungefähr zwei Monaten erinnerte ich mich, dass ein Hackathon vorbereitet wurde!
Ich habe
Stephanie Nemeth kürzlich auf einer Konferenz sprechen sehen, auf der sie fantastische Dinge zeigte, die man mit Arduino und RGB-Hintergrundbeleuchtung machen kann. Also habe ich beschlossen, dass ich etwas so Ordentliches machen möchte.
Aber ich wollte etwas tun, das nützlich und funktionell ist und Kenntnisse in Heimwerken, Programmieren und Elektronik erfordert.
Ich entschied mich für die naheliegendste Sache, die mit Hilfe von Lampen gemacht werden kann - Lampen. Und ich fand die perfekte DIY-Baugruppe, die ich emulieren wollte.
DIY Lampe aus einem DIY Creators Youtube Tutorial
Ich hatte schon eine idee Jetzt brauche ich ein Team.
Pitching - Teambildung
Drei Tage vor dem Hackathon haben wir in der Regel eine Präsentation, in der wir dem Rest des Unternehmens unsere Ideen vorstellen und Menschen zusammenbringen, die an unserem Projekt arbeiten werden. Ich bin kein großer Verkäufer, also hat sich meins ungefähr so angehört:
Hmmm, also ja, ich möchte eine konkrete intelligente Lampe machen. Vielen Dank.
Trotz des Mangels an Informationen hatte mein Team fünf Leute, die daran interessiert waren, beizutreten! Wir hatten beeindruckende Fähigkeiten:
- Maciej - Ich war der CEO der Gruppe. Ich plante die Montage, stellte sicher, dass wir alles hatten, was wir brauchten, und half dabei, alle Teile zusammenzusetzen (bildlich und bildlich).
- Wojtek - er übernahm den Posten des Leiters der Elektronikabteilung. Er plante die Strecke, erstellte einen Prototyp und arbeitete mit Yakub (iOS), um sicherzustellen, dass Bluetooth funktioniert. Er hat auch dafür gesorgt, dass wir das Gebäude nicht verbrannten.
- Ula - Konkreter Leiter der Tischlerei und Heißkleber. Sie sorgte dafür, dass wir alles richtig machten, die Fristen einhielten und am hölzernen Lampengehäuse arbeiteten.
- Ja - Team Handyman. Es erschien, als wir es am meisten brauchten, und stellte sicher, dass unser "manueller" Teil der Baugruppe funktionieren würde.
- Yakub ist der Leiter der mobilen Entwicklungsabteilung. Stellen Sie sicher, dass wir eine erstaunliche, native, plattformübergreifende, aber tatsächlich die einzige iOS-Anwendung haben, denn wer verwendet Android, um die Lampe zu steuern.
Einkaufen
Schauen wir uns die Einkaufsliste an . Ich habe nur aufgeführt, was wir verwendet und ständig in die Lampe eingebaut haben. Alle zusätzlichen Geräte, Arduino (Prototyping, Laden von Code in AVR) und die von uns gehackten Komponenten werden nicht berücksichtigt.
Gesamtkosten: 159 Zloty (ca. 43 US-Dollar).
Sie können alle Artikel zu einem günstigeren Preis bekommen, aber in unserem Fall war es ziemlich dringend.
Bretter, Beton, Schleifpapier und andere nützliche Dinge.
Teil 1: Betonfundament
Die Bauphase des Projekts war ein spannender Test. In den ersten zwei Stunden haben wir darüber gesprochen, wie ein Fundament für Beton hergestellt werden kann, der die folgenden Anforderungen erfüllt:
- Lassen Sie unten Platz für die Elektronik
- Lassen Sie zwei Löcher für die Farbton- und Sättigungsregler
- Lassen Sie Platz für eine Holzhand
Wir haben uns so etwas ausgedacht:
Es sieht einfach aus, war aber nicht so einfach zu machen. Um die Basis zu schaffen, verwendeten wir eine Pappschachtel, viel graues Band, eine Schachtel „Magic Mouse 2“, zwei Plastikstrohhalme und etwas Heißkleber.
Später mischten wir und fügten Beton hinzu.
Nicht für Menschen mit Laktoseintoleranz, sorry.
Wir wollten nicht, dass sich der Verband verformt, also verwendeten wir mehr Klebeband und vier Liter Milch. Wir haben auch den Holzsockel in Beton gelegt, damit wir später einen Platz dafür hatten (obwohl wir es fast vergessen haben). All dies ist das Äquivalent einer „schnellen Lösung“ in Produktionssystemen, aber wie sie sagen:
Wenn es dumm aussieht, aber funktioniert, ist es nicht dumm
Kluge Leute
Dieses Zitat ist unser Motto für den Rest der Versammlung geworden.
Ich habe kein Bild von der Basis unmittelbar nach dem Entfernen vom Putz, aber hier ist es nach ein wenig Schleifen und bereits mit dem Holzhebel installiert. Wir haben auch Silikonfüße hinzugefügt, um zu verhindern, dass der Beton die Arbeitsplatte zerkratzt.
Teil 2: Holzhand
Die Halterung besteht aus zwei separaten Teilen: der Oberseite der Lampe und dem Sockel mit einem Kabel im Inneren. Wir haben sie mit einer großen Schraube verbunden, für die wir sowohl im oberen als auch im unteren Teil Löcher gebohrt haben.
Wie durch ein Wunder haben wir das Büro nicht verbrannt.
Es stellt sich heraus, dass es schwierig ist, die Dinge richtig zu messen.
Wir fingen damit an, den Oberarm zu machen.
Volle Sicht.
Der obere Teil war ziemlich kompliziert, weil es eine heikle Arbeit mit einem Lötkolben erforderte, aber fangen wir mit den Grundlagen an. Wir haben es aus drei Holzstücken gemacht, zwei dünnen (seitlichen) und quadratischen. Zuerst haben wir alles zusammengeklebt und ein Loch für die große Schraube gebohrt, die den oberen und unteren Teil zusammenhält. Nach einigem Schleifen malte Ula ihre Hand, um die Tatsache zu kompensieren, dass die Bretter leicht gebogen waren, und als sie trocknete, fuhr ich fort und begann, LED-Streifen darauf zu installieren.
Als erstes habe ich festgelegt, wie der LED-Streifen geschnitten werden soll. Wir wollten kein langes Teil hineinstecken, da es nicht so viel Licht geben würde. Daher habe ich, gemessen an der Größe, drei Streifen mit einer Größe von jeweils 35 cm geschnitten und dann das Hauptkabel mit dem ersten Teil verlötet LED-Streifen und verwendet einen Schrumpfschlauch, um die Verbindung zu sichern.
Wärmeschrumpfschläuche und Lötstellen verbinden zwei LED-Streifen.
Nachdem ich den ersten Streifen an den Baum geklebt hatte, stellte ich fest, dass ich vergessen hatte, welche Kabel ich an die Ausgänge von Rot, Grün, Blau und 12V + angeschlossen hatte. Es war ein kleiner Rückschlag, aber zum Glück hatten wir ein Multimeter, mit dem wir die Verbindungen überprüfen konnten.
Als nächstes musste ich die beiden LED-Streifen in Reihe mit dem ersten Teil löten. Es dauerte einige Zeit, aber ich schaffte es, trotz des 8-Dollar-Lötkolbens mit einer Spitze, die mit jedem Gebrauch abnahm. Wir haben dies getestet, indem wir das Kabel an das Steckbrett angeschlossen und mit einem der Drehgeber die Farbe geändert haben.
Der Unterarm war, wie in der obigen Abbildung gezeigt, ebenfalls recht komplex
Der untere Teil des Arms war kompliziert, weil wir das Kabel hineinstecken mussten. Wir haben darüber nachgedacht, es in zwei Hälften zu schneiden, etwas Platz zuzuweisen und dann zusammenzufalten, aber es ist fehleranfällig und zeitaufwändig. Am Ende haben wir beschlossen, drei zusätzliche Holzstücke zu kleben, um Platz für das Kabel zu schaffen, wie in der Grafik gezeigt. Dies ist auch der Grund, warum der Teil innerhalb der Basis etwas schmaler ist.
Es fehlten ein paar Teile, Holzstücke und eine Schraube, die unsere Hand zusammenhalten würde. Wir machten eine kurze Pause von der Arbeit und gingen in den Laden, um all diese Dinge zu kaufen.
Die natürliche Kiefernfarbe war nicht so gut, deshalb malte Ula den oberen und unteren Teil der Lampe, so dass sie etwas dunkler wurden. Wir ließen es für die Nacht trocknen und steckten es am nächsten Tag ein, und es sah großartig aus!
Der Malprozess.
Die Position der Kabel in der Lampe.
Teil 3: iOS-App-Software
Ich war nicht an der Erstellung einer iOS-Anwendung beteiligt, daher kann ich den Code nicht näher erläutern. Yakub übernahm die Führung und übermittelte den Arbeitsantrag bis zum Ende des ersten Tages. Am zweiten Tag erweiterte er es um weitere unglaubliche Funktionen, z. B. die Ambilight-Unterstützung, wenn die Lampe während der Videowiedergabe die Farben synchronisiert (Demo am Ende des Artikels).
Es gab einige Probleme mit der Bluetooth-Verbindung, genauer gesagt, ein Bluetooth-Modul war mit iOS verbunden, aber nicht mit Android, und das andere drehte sich um. Jetzt funktioniert die Lampe nur mit iOS, aber für MVP ist das genug. Und das Bluetooth-Modul kann bei Bedarf einfach gewechselt werden, da es nicht eingelötet ist.
IOS-App-Code
Aufgrund meiner Erfahrung kann ich sagen, dass die Anwendung beeindruckend aussieht und die Geschwindigkeit, mit der Yakub sie bereitgestellt hat, auch unglaublich ist!
Arduino / ATmega-Code
Alle Open-Source-Code auf GitHub . Sie können dies durchgehen. Ich werde nicht auf die tiefen technischen Details eingehen, wie dies funktioniert. Wojtek, der den größten Teil des Codes geschrieben hat, wäre dafür besser geeignet. Deshalb habe ich einen allgemeinen Überblick darüber erstellt, wie alles funktioniert. Ein vereinfachter Algorithmus lautet wie folgt:
Vereinfachter Lampen-Software-Algorithmus
Umzug von Arduino nach ATmega
Wojtek hat die erste Version des Codes für Arduino geschrieben, und später habe ich ihn aktualisiert, damit er auf einem normalen ATmega-Chip funktioniert. Die Unterschiede sind minimal, da ich nur zwei wesentliche Änderungen vorgenommen habe:
Ich habe eine der seriellen Verbindungen gelöscht - zuvor hatten wir eine serielle Verbindung, die wir zum Debuggen (Drucken über die Konsole auf dem Computer) verwendeten, und die andere für Bluetooth. Als wir zu ATmega wechselten, brauchten wir kein Debug mehr, wodurch zwei Pins frei wurden und die Verbindungen vereinfacht wurden.
Ich habe die Position der Stifte geändert - um alles im Layout besser zu platzieren, habe ich die physische Position geändert, was eine Änderung der Referenzstifte im Code erforderlich machte.
Bei Interesse sehen Sie eine Empfangsbestätigung, die die Unterschiede aller Änderungen enthält.
Teil 4: Elektronik
Unser Plan war für so eine kurze Zeit ziemlich ehrgeizig, aber zum Glück war Wojtek ziemlich schlau und pflegte mit Elektronik zu spielen, so dass er der „Anführer“ in diesem Teil war.
Wir begannen mit Kinderschritten und testeten verschiedene Lösungen durch Ausprobieren. Wojtek arbeitete gleichzeitig am Code und an der Schaltung und überprüfte, wie alles funktioniert. Der elektronische Teil der Lampe bestand aus:
- Mikrocontroller - Gehirn
- Zwei Knöpfe mit Knöpfen zur Steuerung von Helligkeit, Farbton und Sättigung
- Bluetooth-Modul zur drahtlosen Steuerung
- LED-Streifen für Licht
Zunächst verwendeten wir ein Arduino anstelle eines eigenständigen Mikrocontrollers und platzierten alles auf dem Layout, um den Entwicklungsprozess zu vereinfachen. Am Ende des zweiten Tages hatten wir alles, was mit dem Prototyp Board zu tun hatte. Bluetooth, Drehgeber und Arduino. So sah es in der Demo-Session aus:
Wir haben es auch geschafft, einen Bluetooth-Chip zu brennen ...
Teil 5: Machen wir es kleiner!
Nach dem Hackathon wollte ich einige Zeit damit verbringen, die Elektronik zusammenzudrücken, damit sie in die Lampe passt, damit der Zusammenbau abgeschlossen ist. Um die Elektronik zu komprimieren, musste ich:
- Ersetzen Sie Arduino durch ATmega328
- Anschlüsse auf Karton planen
- Löten Sie die AVR-Buchse, damit wir sie bei Bedarf ersetzen können
- Nicht entfernbare Elemente (Transistoren, DC-Buchse usw.) einlöten
- Alles zusammen
Ich begann mit dem Ersetzen des Arduino. Dazu musste ich den Bootloader auf dem AVme ATmega installieren (es ist dasselbe wie in Arduino). Ich habe mir mehrere Tutorials angesehen, in denen ich erklärt habe, wie man einen Bootloader installiert und Arduino als ISP-Programmierer verwendet (damit können Sie Software ohne zusätzliche Hardware auf einen Mikrocontroller herunterladen). Danach habe ich den Code aktualisiert, um etwas andere Kontakte und Voila zu verwenden!
Arduino erfolgreich getrennt!
Dann musste ich alles auf einen winzigen Karton löten.
Dies war das erste Mal, dass ich mit Farbbandkarten arbeitete, und ich konnte keine einfache Software finden, die beim Entwurf von physischen Schaltkreisen helfen würde. Ich ging zu einer alten Schule und plante sie manuell. Ich druckte ein Blatt Papier mit einem gepunkteten Raster, in dem die Punkte Löcher in der Pappe waren. Dann zeichnete ich alle Verbindungen und wie sie basierend auf dem aktuellen Layoutschema passen sollten.
Die Planung der Rennstrecke selbst dauerte mehr als eine Stunde.
Um es verständlicher und sichtbarer zu machen, habe ich eine Grafik erstellt, die ein Diagramm auf Karton darstellt.
Darstellung des erstellten Schemas. In einem echten Build musste ich es etwas anpassen, um es an alle Komponenten anzupassen, aber es sieht um 90% höher aus.
Nach ungefähr zehn Stunden Löten (noch ein Anfänger) und zwei verbrannten Fingern (berühren Sie die Komponenten nicht, wenn etwas schlecht riecht), konnte ich es zum Laufen bringen! Alles lief besser als erwartet.
Alle Teile kombiniert. Weiße Kabel sind Griffe, kleine Drähte mit schwarzer Isolierung sind LED-Anschlüsse
Ansicht von unten. Ich habe einen dünnen Kupferdraht verwendet, um die Gelenke zu verbinden
Wenn Sie genau hinsehen, können Sie den gesamten Klebstoff sehen, den wir verwendet haben.
Fertiges Produkt!
Sehen Sie sich eine vollständige Demo an, in der ich alle Funktionen dieser Lampe erläutere. Trotz einiger Probleme, zum Beispiel gebogener Drehknöpfe und falscher Farbdarstellung, funktioniert dies!
Für mich und hoffentlich für den Rest des Teams war dies eines der unterhaltsamsten Hackathon-Projekte. Sowohl der Prozess als auch das Ergebnis waren unglaublich, wir hatten viel Spaß und haben viel über die Arbeit mit Holz, Beton und Elektronik gelernt.
Wenn jemand eine ähnliche Lampe herstellen möchte oder detailliertere Informationen benötigt, kann er dies gerne kommentieren und mich etwas fragen!