Lampes tactiles à couleurs synchronisées : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Pour ce projet, nous allons fabriquer deux lampes capables de changer de couleur au toucher et de synchroniser cette couleur entre elles via Internet. Nous l'avons utilisé comme cadeau de Noël pour un ami qui a déménagé dans une autre ville. Elle a obtenu une des lampes et l'autre reste avec nous. De cette façon, nous avons tous les deux une belle lampe tout en pouvant également nous envoyer des couleurs. C'est un moyen agréable et cool de communiquer les uns avec les autres, même séparés, et une forme de communication beaucoup plus légère que par le biais de texte, de voix ou d'images.

Ce projet est inspiré du projet Syncenlight de l'émission de radio allemande Netzbasteln, bien que nous ayons légèrement modifié le logiciel et construit des lampes plus sophistiquées pour notre projet. Dans la vidéo, vous pouvez voir comment cela fonctionne. À des fins de démonstration, les deux lampes sont placées directement l'une à côté de l'autre - mais cela fonctionnerait même si elles se trouvaient sur des côtés opposés de la planète (tant qu'il y a le WiFi).

Étape 1: Compétences, outils et pièces nécessaires

Comme nous devons souder l'électronique de la lampe, les seules compétences spéciales requises pour ce projet sont des compétences en soudure et une compréhension de base de l'électronique. Si vous comprenez certaines choses de base sur le développement de logiciels, ce serait un plus, car vous pourriez modifier le logiciel selon vos besoins. Mais si vous voulez juste l'utiliser comme nous l'avons fait, vous pouvez simplement télécharger le logiciel et le télécharger sur votre propre lampe.

Les pièces nécessaires à la lampe sont visibles sur l'image ci-dessus. Si vous voulez le construire exactement comme nous l'avons fait, voici ce dont vous avez besoin:

• une résistance de 100kΩ
• une Wemos D1 mini (ou toute autre carte basée sur ESP8266)
• quelques LED WS2812B (soit une seule, soit une bande de celles-ci)
• quelques câbles
• un câble USB (du même type que celui utilisé pour la plupart des smartphones, doit être un câble de données)
• un pot de fleurs en métal
• un vase en verre
• une boîte de spray de fleurs de glace (ou quelque chose de similaire)
• deux bâtons de bois
• un petit morceau de carton (de la taille du Wemos D1 mini)

Les cinq derniers éléments de cette liste sont ceux que nous avons utilisés pour l'une de nos conceptions de lampes spécifiques. Il s'agit de la conception de la lampe que nous utiliserons comme exemple dans ce Instructable. Vous pouvez construire votre propre lampe exactement comme celle-ci, mais bien sûr, vous pouvez également faire preuve de créativité dans cette partie et concevoir votre propre lampe comme vous le souhaitez. Comme vous pouvez le voir sur les photos, le second que nous construisons est différent du premier et nous avons déjà des idées pour de nouveaux designs de lampes. C'est donc la partie où il y a des possibilités presque infinies.

Bien sûr, nous n'avons pas seulement besoin des pièces mais aussi des outils pour tout assembler. Pour cela, nous avons besoin des éléments suivants:

• un fer à souder (plus de la soudure)
• du papier de verre
• une paire de ciseaux
• un pistolet thermofusible
• une scie à bois

Maintenant que nous avons tout ce dont nous avons besoin, nous allons expliquer l'idée de base de la lampe, comment tout cela fonctionne et bien sûr comment construire la lampe.

Étape 2: L'idée de base et son fonctionnement

L'idée de base peut être vue dans le schéma de câblage. Au cœur du projet se trouve la mini-carte Wemos D1 dotée d'un microcontrôleur ESP8266. L'avantage de l'ESP8266 est qu'il est bon marché et qu'il dispose du WiFi directement à bord, ce qui est exactement ce dont nous avons besoin. Nous avons utilisé la mini carte Wemos D1 car avec cette carte, vous n'avez besoin d'aucun outil supplémentaire pour télécharger le logiciel sur le microcontrôleur (à part un câble de données USB standard). Mais toute carte basée sur ESP8266 devrait fonctionner pour ce projet.

Pour contrôler la lampe, nous voulons utiliser un capteur tactile capacitif (donc le même principe de base utilisé dans la plupart des écrans de smartphone). Un tel capteur tactile peut être construit en connectant une résistance de 100 kΩ avec deux broches de l'ESP8266 (dans notre cas, les broches D2 et D5), puis en connectant un fil supplémentaire à la broche D5, puis en soudant ce fil sur une plaque métallique. L'endroit où vous soudez ce fil dépend de la conception de la lampe que vous choisissez. Dans le schéma de câblage, nous avons juste utilisé une plaque métallique générique, mais pour notre conception de lampe spécifique, nous avons soudé ce câble à la partie pot métallique de la lampe. Si vous êtes intéressé par la façon dont cela fonctionne exactement, vous trouverez une bonne explication sur le site Web de la bibliothèque Arduino que nous avons utilisée pour programmer le capteur tactile capacitif.

Maintenant que nous avons quelque chose que nous pouvons toucher pour contrôler la lampe, la prochaine chose dont nous avons besoin est une source de lumière. Pour cela, nous avons utilisé des LED WS2812B. Ceux-ci sont largement utilisés dans divers projets et leur principal avantage est que vous pouvez contrôler la couleur de nombreuses LED en utilisant une seule connexion de données entre la première LED et le microcontrôleur (dans notre cas connecté au D8 de l'ESP8266). Dans notre projet, nous utilisons quatre LED WS2812B. Dans le schéma de câblage, deux sont affichés, mais l'ajout de LED supplémentaires fonctionne exactement comme l'ajout de la seconde: la broche DOUT de la deuxième LED doit être connectée au DIN de la troisième et VSS et VDD doivent être connectées à la broche de masse et au Broche 5V respectivement. Ces LED WS2812B peuvent ensuite être programmées facilement, par ex. avec la bibliothèque NeoPixel d'Adafruit.

Maintenant, nous avons tous les ingrédients dont nous avons besoin: un microcontrôleur avec capacité WiFi, un capteur tactile pour contrôler la lampe et la source lumineuse elle-même. Dans les prochaines étapes, nous décrirons comment construire la lampe réelle et comment télécharger le logiciel et ce qui doit être fait pour que deux (ou plus) lampes puissent se synchroniser sur Internet.

Étape 3: Souder l'électronique

Donc, tout d'abord, nous devons souder toutes les pièces électroniques ensemble. Nous avons commencé par souder les LED WS2812B ensemble (comme indiqué et décrit à l'étape précédente). Si nous devions refaire ce projet, nous achèterions probablement simplement les LED WS2812B sous forme de bande. Ces bandes peuvent être coupées pour que vous ayez exactement la quantité de LED que vous souhaitez, puis il vous suffit de souder les connecteurs DIN, VDD et VSS de cette bande aux broches D8, 5V et G de l'ESP8266. Ce serait plus facile que de le faire comme nous l'avons fait, mais souder les LED WS2812B ensemble est également possible comme on peut le voir sur les photos (bien que nos joints de soudure ne soient pas très beaux - mais ils fonctionnent)

Ensuite, nous avons soudé la résistance entre les broches D2 et D5. À la broche D5, nous devons également souder un fil supplémentaire qui sera ensuite soudé sur la partie de la lampe qui devrait fonctionner comme capteur tactile. Sur les photos, vous pouvez voir que nous n'avons pas soudé la résistance directement à la carte, mais à la place des connecteurs soudés à la carte dans laquelle nous avons ensuite mis la résistance. C'était parce que nous voulions savoir quelle résistance fonctionne le mieux pour ce projet, mais vous pouvez également souder la résistance directement sur la carte.

Comme dernière étape, nous pouvons maintenant connecter notre câble USB à la prise USB du Wemos D1 mini (assurez-vous d'avoir un câble de données USB - il existe également des câbles qui fonctionnent uniquement pour charger mais pas pour transférer des données, mais nous avons besoin du capacité de données pour flasher le logiciel plus tard).

Étape 4: Construire la lampe

Maintenant que les pièces électroniques sont prêtes, nous pouvons commencer à fabriquer la lampe elle-même. Pour cela nous voulons éclairer le vase par le haut avec nos LED et nous voulons que la lumière de la lampe soit diffuse. Parce que le verre du vase que nous avons trouvé est très clair, nous avons utilisé Ice Flower Spray pour donner au verre un aspect plus givré. Il existe plusieurs versions de spray disponibles qui peuvent donner au verre un aspect plus givré ou diffus afin que vous puissiez simplement regarder ce que vous pouvez trouver. Si vous utilisez ce spray, assurez-vous que tout est bien séché avant de continuer. Cela peut prendre plusieurs heures selon le spray que vous utilisez.

Pour construire maintenant la lampe, nous devons nous assurer que le pot de fleurs en métal reste au-dessus du vase à la bonne hauteur et que l'électronique est fixée à l'intérieur du pot afin que les LED illuminent le vase. Pour ce faire, nous avons utilisé les deux bâtons de bois, le papier de verre et la scie à bois pour faire une croix. Cette croix reposera sur le vase et les extrémités de la croix seront collées au pot. De cette façon, nous pouvons nous assurer que le pot est à la bonne hauteur (si la croix en bois a la taille appropriée).

Pour ce faire, nous avons d'abord utilisé la scie pour obtenir les bâtons de bois à la bonne taille. Ensuite, nous avons utilisé le papier de verre pour poncer une rainure au milieu de l'un des bâtons. Maintenant, nous avons collé l'autre dans la rainure à l'aide du pistolet thermofusible. Si nous mettions cela sur le vase, cela ne s'adapterait pas bien, car les bâtons ne sont pas au même niveau. Nous avons donc poncé deux nouvelles rainures aux extrémités du bâton qui se trouve au niveau inférieur, afin que la croix s'adapte parfaitement au vase. Cela se voit bien sur les photos.

Si tout va bien, l'étape suivante consiste à coller un morceau de carton sur la croix. Cela doit être du côté de la croix où il n'y a pas de rainures. Ensuite, nous avons collé la mini-carte Wemos D1 sur le carton et les LED de l'autre côté de la croix.

L'étape suivante consiste alors à souder le câble du capteur tactile résistif au pot métallique. De cette façon, nous pouvons contrôler la couleur de la lampe en touchant le pot. Si cela est fait, la croix en bois peut être collée au pot en métal avec le pistolet thermofusible et ensuite la croix et le pot peuvent être collés sur le vase.

Comme dernière étape, nous pouvons maintenant coller le câble USB avec la super colle sur le vase pour que tout soit joli et bien rangé. Maintenant, nous avons presque terminé.

Étape 5: Mettez-le en service

La dernière étape consiste à télécharger le logiciel sur la lampe et à configurer le serveur qui sera utilisé pour la synchronisation de la lampe. Si vous êtes intéressé par le fonctionnement exact du logiciel, vous pouvez étudier le code source, nous n'entrerons pas trop dans les détails ici. Mais l'idée de base est que chacune des lampes que vous souhaitez synchroniser doit être connectée au même serveur MQTT. MQTT est un protocole de messagerie pour l'Internet des objets et la communication de machine à machine. Si l'une des lampes change de couleur, elle le publiera sur le serveur MQTT qui enverra alors un signal à toutes les autres lampes qui leur dira alors de changer également de couleur.

Mais ne vous inquiétez pas, vous n'avez pas besoin de comprendre quoi que ce soit à propos de MQTT, de son fonctionnement ou de la configuration d'un serveur MQTT si vous souhaitez simplement utiliser la lampe. Bien sûr, vous pouvez installer et configurer votre propre serveur si vous le souhaitez. Mais si vous ne voulez pas le faire, il existe également plusieurs services disponibles où vous pouvez louer un serveur MQTT hébergé dans le cloud. Nous avons utilisé CloudMQTT pour cela, où vous pouvez obtenir un serveur très limité même gratuitement (mais avec suffisamment de fonctionnalités et de bande passante pour nos besoins). Le plan gratuit s'appelle Cute Cat et si vous en obtenez un, il vous suffit de consulter Détails → Informations sur l'instance et vous pouvez y voir le serveur, l'utilisateur, le mot de passe et le port de votre instance MQTT. Ces valeurs sont tout ce dont vous avez besoin, alors écrivez-les:-)

Maintenant, pour télécharger le logiciel sur la lampe, vous devez connecter le câble USB à votre ordinateur portable ou à votre ordinateur, puis vous pouvez télécharger le logiciel à l'aide du logiciel Arduino. Comment installer et configurer le logiciel Arduino pour une utilisation avec des cartes basées sur ESP8266 est bien expliqué dans ce Instructable, nous n'avons donc pas besoin de répéter ces étapes ici.

Après avoir installé et configuré tout ce dont vous avez besoin pour aller dans Outils →Gérer les bibliothèques dans le logiciel Arduino et installer les bibliothèques nécessaires à ce projet: Adafruit NeoPixel, CapacativeSensor, PubSubClient, WifiManager (en version 0.11) et ArduinoJson (en version 5, pas la version bêta 6). Si ceux-ci sont installés, vous pouvez télécharger le code source de la lampe à partir de notre référentiel Github pour ce projet et le télécharger sur la lampe à l'aide du logiciel Arduino.

Si tout s'est bien passé, la lampe va maintenant démarrer et est prête à être utilisée:-) Lors du démarrage, elle s'allumera en bleu et essaiera de se connecter à un WiFi connu. Au premier démarrage, la lampe ne connaît évidemment aucun WiFi, elle démarrera donc son propre hotspot (avec un nom qui est une combinaison de "Syncenlight" et d'un identifiant unique pour l'ESP8266 que vous avez utilisé). Vous pouvez vous connecter par ex. votre smartphone à ce WiFi et vous serez dirigé vers la page de configuration de la lampe où vous pourrez configurer vos identifiants WiFi et également saisir les paramètres requis pour le serveur MQTT (ceux que vous deviez noter quelques paragraphes plus tôt). Si vous avez terminé, la lampe redémarrera et est maintenant complètement prête à l'emploi !

Faites-nous savoir comment vous avez aimé ce projet ou si vous avez des questions, nous espérons que vous avez aimé ce Instructable:-)