Chơi với lửa qua WIFI! ESP8266 & Neopixels: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Trang web chính thức của ElectropeakElectroPeak Theo dõi thêm của tác giả:

Giới thiệu: ElectroPeak là nơi lý tưởng để bạn học điện tử và biến ý tưởng của bạn thành hiện thực. Chúng tôi cung cấp các hướng dẫn hàng đầu để chỉ cho bạn cách bạn có thể thực hiện các dự án của mình. Chúng tôi cũng cung cấp các sản phẩm chất lượng cao để bạn có… Thông tin thêm về Electropeak »

Tạo hiệu ứng mô phỏng ngọn lửa thú vị với điều khiển không dây Wi-Fi. Một ứng dụng di động (dành cho điện thoại thông minh Android) với giao diện đẹp mắt đã sẵn sàng cài đặt để chơi với sáng tạo của bạn! Chúng tôi cũng sẽ sử dụng Arduino và ESP8266 để điều khiển ngọn lửa. Vào cuối dự án này, bạn sẽ học:

• Cách hoạt động của NeoPixels.
• Cách lập trình ESP8266 và điều khiển các biến qua wifi
• Cách tạo hiệu ứng lửa tuyệt vời với Neopixels

Bước 1: Giới thiệu về Neopixels

Đèn LED có thể đánh địa chỉ riêng lẻ hoặc thường được gọi là Neopixles đã xuất hiện khá lâu và bạn có thể biết chúng nhưng nếu bạn không biết, chúng giống như đèn LED RGB bình thường nhưng như tên gọi cho thấy màu sắc của từng chiếc trong số chúng có thể được giải quyết riêng, cho phép tạo ra các mẫu và hoạt ảnh vô cùng thú vị. Đối với WS2812b bạn chỉ cần 3 dây, 2 cho nguồn và 1 cho dữ liệu. Điều đó có nghĩa là bạn chỉ cần một chân Arduino miễn phí để điều khiển hàng tấn đèn LED!

Trong dự án này, chúng tôi sẽ sử dụng những đèn LED thông minh này để tạo ra hiệu ứng cháy. Để điều khiển đèn LED, chúng tôi sẽ sử dụng thư viện FastLED tuyệt vời. Chúng tôi sẽ sử dụng ví dụ phác thảo Fire2012 của thư viện do Mark Kriegsman viết. Chúng tôi sử dụng 6 dải đèn LED, mỗi dải có 30 đèn LED (tổng cộng 180 đèn LED), chúng tôi dán các đèn LED này lên một đoạn ống PVC và đặt chúng trong một ống trụ thủy tinh (những ống trụ thủy tinh này thường được sử dụng làm bình hoa). Chúng tôi phải khuếch tán ánh sáng của đèn LED để làm cho chúng trông liên tục, để làm điều đó, chúng tôi đã sử dụng giấy truy tìm cho phép ánh sáng xuyên qua và khuếch tán ánh sáng.

Bước 2: Vật liệu cần thiết

Các thành phần phần cứng

• Bảng mạch đám mây dí dỏm của ESP8266 WIFI nối tiếp × 1
• Dải đèn LED thông minh Neopixels (dải 60LED / m) × 1
• Công cụ chuyển đổi cấp độ logic × 1
• Dây nhảy 21cm 40P từ nam sang nữ × 1
• Ống PVC 60cm kích thước 2”× 1
• Giấy can × 1
• Xi lanh thủy tinh × 1

Ứng dụng phần mềm

Arduino IDE

Dụng cụ cầm tay

• Súng bắn keo nóng
• Hàn sắt

Bước 3: Thi công

Trước hết hãy lấy một hình trụ thủy tinh thích hợp, hình trụ của chúng ta có chiều dài là 60cm và đường kính là 12cm.

Nếu bạn có thể tìm thấy xi lanh thủy tinh mờ sẽ đẹp nhưng nếu đó là thủy tinh trong, bạn có thể sử dụng giấy can để phủ lên bề mặt hình trụ (bề mặt bên trong hoặc bên ngoài), giấy can sẽ thực hiện tốt công việc khuếch tán ánh sáng và mang lại kết quả tốt. Sau khi có được một hình trụ thủy tinh, hãy đo chiều dài bên trong của nó rồi cắt ống PVC sao cho vừa với bên trong hình trụ. Hình trụ thủy tinh của chúng tôi có chiều cao 60cm (không bao gồm phần đế, nó có chiều dài bên trong là 59cm) vì vậy chúng tôi cắt ống PVC của chúng tôi còn 59cm. Bạn sẽ dán các dải đèn LED trên đường ống này, một đường ống có đường kính 4cm sẽ là hoàn hảo. Tiếp theo, chúng tôi phải cắt dải đèn led của chúng tôi thành 6 phần bằng nhau ở đây chúng tôi sử dụng dải mật độ 60LED / m (bạn có thể sử dụng mật độ cao hơn để có hiệu ứng tốt hơn nếu bạn muốn) chúng tôi sử dụng sáu đoạn dài 50cm, nghĩa là chúng tôi cần 3 mét. Khoảng cách sáu chiều dài bằng nhau xung quanh ống PVC và dán các dải vào ống. Đây là cách nó trông như thế nào.

Để các dải LED lại với nhau, bạn có thể hàn trực tiếp dây vào dải theo hình vẽ sau hoặc hàn đầu tiên ghim vào dải và sau đó sử dụng dây breadboard để kết nối chúng.

Khi tất cả các kết nối dải đèn LED được thực hiện, bạn phải đặt đường ống bên trong hình trụ. Để căn giữa ống bên trong hình trụ, bạn có thể dùng xốp để cắt một hình tròn có đường kính ngoài bằng đường kính trong của hình trụ thủy tinh và đường kính trong bằng đường kính ngoài của ống PVC. Chuẩn bị hai trong số này cho mỗi bên của đường ống. Gắn các bộ phận này vào hai đầu và nhẹ nhàng đưa đường ống vào bên trong hình trụ.

Bước 4: Mã

Chúng tôi sử dụng Arduino IDE để mã hóa và tải lên ESP8266. Bạn phải sử dụng bảng có ESP8266 với 3MB SPIFFS nếu bạn muốn tải lên các tệp phần mềm điều khiển trên SPIFFS. SPIFFS là viết tắt của “Hệ thống tệp flash giao diện ngoại vi nối tiếp”, bạn có thể tải tệp bộ điều khiển lên bộ nhớ này để phân phát tệp từ vị trí đó. Bằng cách này, bạn có thể mở trình duyệt của mình (trên điện thoại hoặc máy tính xách tay) và truy cập địa chỉ của ESP (mặc định là 192.168.4.1) và bạn sẽ nhận được giao diện bộ điều khiển trong trình duyệt của mình mà không cần phải cài đặt ứng dụng, nếu bạn có iPhone hoặc iPad đây là sự lựa chọn duy nhất của bạn.

Tải bản phác thảo sau lên bảng ESP của bạn. Chúng tôi cần thư viện FastLED, vì vậy trước tiên hãy thêm nó vào IDE Arduino của bạn nếu bạn chưa có (Bạn có thể tải xuống tại đây). Mã mô phỏng đám cháy là bản phác thảo của Mark Kriegsman’s fire2012 mà bạn có thể tìm thấy trong các ví dụ. Ví dụ đó là cho một dải đèn LED, nhưng ở đây chúng tôi đã sửa đổi mã để sử dụng một số dải thay đổi. Số lượng dải / led càng nhiều thì hiệu quả sẽ càng lớn. Logic của mô phỏng đám cháy được mô tả rõ ràng trong tệp ví dụ. Nếu bạn muốn biết nó hoạt động như thế nào, hãy đọc mã nguồn của ví dụ.

Bước 5: Ứng dụng

Để kiểm soát "giao diện" của ngọn lửa, có hai biến để chơi: ĐÓNG XE và LÀM MÁT, bạn có thể điều khiển động trong phần mềm điều khiển được tải lên SPIFFS hoặc ứng dụng android mà bạn có thể tải xuống. Bạn cũng có thể kiểm soát FPS tại đây.

Màu sắc của ngọn lửa được điều khiển bằng bảng màu cũng có thể thay đổi thông qua phần mềm điều khiển (thông qua 4 điểm dừng màu). Chỉ cần nhấp / chạm vào từng vòng tròn màu đại diện cho một điểm dừng màu để đặt màu, sau khi đặt màu nhấn gần để đóng hộp thoại và xem sự thay đổi.

Bước 6: Làm thế nào để tải lên SPIFFS?

Để tải các tệp lên bộ nhớ SPIFFS bằng Arduino IDE, trước tiên, bạn cần tạo một thư mục có tên là “dữ liệu” bên trong thư mục của bản phác thảo và đặt tất cả các tệp bạn muốn tải lên trong thư mục đó. Tệp được tải lên ở đây chứa cả bản phác thảo và thư mục này.

Tiếp theo, bạn cần plugin trình tải lên hệ thống tệp Arduino ESP8266 cho Arduino. Làm theo hướng dẫn trên trang Github của nó và cài đặt plugin. Khi cài đặt, bạn sẽ tìm thấy ESP8266 Sketch Data Upload trong menu công cụ. Đặt ESP của bạn vào chế độ lập trình và nhấp vào đó. Hãy kiên nhẫn và để tệp tải lên, có thể mất một chút thời gian. Lưu ý: đặt “tốc độ tải lên” thành 921600 để làm cho tốc độ nhanh hơn.

Bước 7: Nó hoạt động như thế nào?

Bản phác thảo được tải lên bảng ESP8266 tạo ra một máy chủ web trên đó, máy chủ này sẽ phản hồi các yêu cầu được gửi từ ứng dụng. Ứng dụng chỉ gửi yêu cầu GET đến máy chủ (ESP8266). Dữ liệu về màu sắc để tạo bảng màu được gửi dưới dạng đối số trong yêu cầu nhận, điều này cũng đúng với các thông số khác như thông số Đánh lửa và Làm mát.

Ví dụ: để đặt độ sáng, yêu cầu sau được gửi bởi ứng dụng https://192.168.4.1/conf?brightness=224, có một trình xử lý cho yêu cầu này trong bản phác thảo mà khi nhận được yêu cầu này sẽ đặt độ sáng. Xem lại mã để tìm hiểu thêm.

Bước 8: Ứng dụng Android

Ứng dụng Android được tạo bằng Phonegap. Đây là một công nghệ cho phép bạn tạo các ứng dụng di động đa nền tảng bằng cách sử dụng công nghệ web (HTML, CSS, Javascript). Bạn có thể lấy mã nguồn từ liên kết sau.