Llums controlades de l'aplicació Lego Mini Cooper: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Perill, UXB

El vostre treball de somni és ser un expert en l'eliminació de bombes, però dubteu a causa de la mort? Llavors aquest és el vostre projecte! Passareu llargues hores fent petits ajustaments a un dispositiu altament inestable, suant pel front i tremolant les mans de manera incontrolada. Un batec del cor podria separar Triumph i Disaster. Sigui com sigui, no morireu, excepte potser de mortificació. Per tant, heu d’estar preparats per tractar els dos impostors de la mateixa manera. En cas contrari, podríeu estar millor amb l'eliminació real de la bomba.

De què estic? Implementació d’un conjunt de controls basats en web per al vostre Lego Mini Cooper, tot accessible des del vostre telèfon. Els aspectes més destacats són:

• Control individual de la il·luminació exterior i interior
• Seleccions d’il·luminació reflectides a la pantalla del telèfon
• Les llums automàtiques són dependents del nivell de llum
• Horari basat en Internet perquè el Mini pugui parpellejar l’hora amb els seus llums
• Selecció de zona horària configurable per l'usuari
• Una varietat quasi infinita de colors i nivells de brillantor d’il·luminació interior seleccionables manualment
• Un mode "Groovy" automàtic per alternar la il·luminació interior per donar un ambient veritable als anys seixanta. Sí, nena!
• Pilot automàtic semblant a Tesla. No, no realment.

A més, funcions de comoditat com:

• DNS multidifusió (no cal recordar les molestes adreces IP)
• Actualitzacions de microprogramari OTA (over the air) per afegir fàcilment encara més funcions

• WiFi Manager perquè el Mini es pugui moure a xarxes noves sense recodificar SSID i contrasenyes

Comencem!

Pas 1: què necessiteu

Si ja teniu un Lego Mini Cooper, esteu de sort. Aquest projecte us costarà uns 10 dòlars. Menys si ja teniu alguns o tots els consumibles. Si no teniu un Lego Mini, costaran uns 100 dòlars. El que vaig fer va ser comprar-ne una per la meva filla (gran) per Nadal. Intel·ligent, eh?

L'únic altre component de conseqüència és un NodeMCU basat en ESP8266. Aproximadament 6 dòlars el llançament. Tot el que necessiteu és un munt de LEDs de 3 mm, unes quantes resistències (inclosa una LDR / fotoresistència opcionals), un parell de transistors NPN, fil prim de connexió i tubs termoretràctils.

Eines

Aquí hi ha un soldador. A més, un trepant amb broques d’1 / 8in cap avall. També necessitareu algunes petites eines manuals; he trobat que un parell de pinces punxegudes són especialment útils.

Pas 2: consideracions de disseny

Opcions

Igual que amb una Mini Cooper real, heu de decidir les opcions. En aquest cas, quantes llums individuals voleu i voleu afegir altres coses (una banya, per exemple). El meu consell és que no siguis massa ambiciós. En primer lloc, el NodeMCU només té 9 pins GPIO utilitzables i un pin d’entrada analògic. Fins i tot si voleu ampliar els pins amb un registre de canvis, es té en compte l’espai físic per al cablejat i els accessoris controlats. Això és el que vaig acabar amb:

• Fars
• Llums antiniebla / conducció
• Parpelleigs / perills dreta i esquerra (davant i darrere)
• Tres llums interiors per a RGB (podrien haver utilitzat una combinada, però no en tenien cap: l'ús de pins és el mateix de qualsevol manera)
• Fotoresistència al pin analògic per a la funcionalitat d’encès / apagat automàtic

Vaig utilitzar transistors als parpelleigs per estalviar un parell de pins, una aproximació que també podríeu fer als fars i als fars antiniebla (qualsevol cosa que sempre es commutarà junts). Cal anar amb compte, però, em vaig trobar amb un problema en utilitzar transistors en alguns dels pins, que es parlarà més endavant.

Normes

1. Cap alteració de l’aspecte exterior del cotxe
2. El mínim de modificacions internes possibles
3. Sense cola, per molt temptador que sigui afegir estabilitat
4. No hi ha codificació dura de configurables de claus (per exemple, xarxa wifi)
5. GUI d'aspecte raonable per a "l'aplicació"

Al final, he interpretat aquestes regles més com a pautes, però no crec que hagi fet cap desviació flagrant.

Pas 3: Creeu el vostre Mini

Encara que astut, no estic sense humanitat. Així doncs, amb l'esperit del Nadal, vaig deixar que la meva filla construís el Mini. Perquè, bé, era seva. Això ho va fer molt hàbilment. Va ser increïble.

Jo havia jugat amb Lego quan era un nen, però només vaig aconseguir fer allò que es podia descriure com una "casa". No crec que tingués cap finestra ni porta, de manera que calia una mica d’imaginació. Aquest Lego Mini es trobava en una altra lliga: capturava l’essència de l’autèntic (un exemple del qual la meva filla també és propietària) tot preservant la integritat del propi Lego.

Tot i el fred gelat, de seguida vam fer una sessió de fotos prolongada. Va ser més que increïble. Va ser perfecte!

Llevat, res és perfecte, oi? O almenys, és la condició humana veure allò que abans es veia tan perfecte com insatisfactori. Per això necessitem abocadors d’abocadors i advocats del divorci.

És evident que el que necessitava aquest cotxe eren els LED. La meva filla només estava de visita per vacances, així que vaig haver de treballar ràpid. La versió 1 d’aquest projecte només enganxava alguns LEDs als fars i als fars antiniebla i connectava tot fins a un parell de bateries amb un interruptor. Jo dic "només", però va ser la meva primera trobada amb la fragilitat del Mini (i suposo que la majoria dels altres kits de Lego personalitzats). Només recollir la cosa arriscava que els trossos caiguessin amb un desgavellant xafogor a terra. I hauria de practicar uns petits forats amb un gran DeWalt, tirar el cable per espais on el cable no estava dissenyat i fer que l’estructura suportés un compartiment de bateries a la part inferior.

Alguns dels bits alliberats eren força grans i per a mi era evident on van tornar. Altres peces eren tot un misteri. Aquests els vaig deixar de banda en una pila "massa difícil", que a pocs minuts del projecte havia crescut alarmantment. En algun moment, havien caigut prou peces perquè el risc que tot tornés a la seva condició original es convertís en més que teòric. Si alguna vegada heu dubtat que l’entropia defineix l’univers, no busqueu més que Lego.

En una perversa reacció biològica probablement familiar per als experts en eliminació de bombes, com més gran sigui el risc de catàstrofes, més em tremolaven les mans. Si teniu una disposició especialment nerviosa, es poden desencadenar altres reaccions biològiques. A Spotify, es va reproduir una cançó de T. Rex. El Mini com a Nèmesi. Em va venir al cap una línia de The Second Coming de Yeats.

Farem una pausa aquí perquè tinc un sentit massa desenvolupat de la narrativa dramàtica.

Pas 4: versió 1

Ben lector, sens dubte, se sentirà alleujat en saber que he aconseguit instal·lar els llums que funcionen amb bateria i que el Mini s’ha restaurat pràcticament a un estat totalment muntat. Amb només veure aquesta imatge, però, es pot veure que les teules que formen la teulada són desiguals. Suposo que se n’havien caigut tantes vegades que no em podia molestar tornar a pressionar-los per veure la imatge. O possiblement això fos una conseqüència d'algunes begudes fortificants absorbides per la mà i el cor estables. Era Nadal, al cap i a la fi.

Aquí quedaven les qüestions. La meva filla va haver de marxar al Canadà i es va endur el Mini. Segons sembla, és així com funcionen els presents.

Mentrestant, m’havia caigut fort per a Lego. Vaig començar a veure Lego Batman repetint, i a llegir ressenyes de kits de Lego. Un dia, em vaig trobar amb un vestit anomenat Brick Loot, una versió comercial de la "meva" idea. Encara pitjor, era millor que el meu esforç perquè tenia més llums. Més. Millor. Vaig intentar consolar-me que les llums blaves eren desordenades i que eren vint vegades més cares que els 1,30 dòlars que havia gastat en la versió 1. Però el meu cor no tenia cap lògica tan atractiva. Això no va poder aguantar, sobretot quan vaig descobrir que hi havia moltes altres opcions per afegir il·luminació LED al cotxe. És clar que havia de millorar el meu joc. El Mini es va retirar del Frozen North i es va començar a treballar.

Va passar que recentment em vaig embarcar en un altre projecte frívol que incloïa, entre altres, LEDs i un NodeMCU. No va suposar un salt gegant de la imaginació casar aquest projecte amb el Lego Mini. Fins i tot podria tornar a utilitzar uns quants trossos de codi. L’ús d’un NodeMCU significava que podríem tenir control de llums per telèfon i tanta automatització com la imaginació ens permetés. Agafeu-ho, Brick Loot, sigui qui diable sou.

Immediatament, vaig suspendre la investigació de Lego. Està bé que algú ja hagi fet alguna cosa similar a aquest projecte (perquè segur que sí). Mentre no ho sàpiga (comentaristes, respecteu aquesta ignorància intencionada).

Ara m'adono que vaig dir "Comencem" fa quatre passos. Comencem, doncs. De debò.

Pas 5: cablejat

El primer ordre del treball va ser decidir com obtenir energia a totes les llums. Cadascun dels jocs de llums (fars, llums antiniebla, parpelleus, llums interiors) necessitava un enfocament lleugerament diferent.

Deixaré que les imatges parlin sobre com ho vaig fer. En poques paraules, es pot instal·lar el cablejat a totes les llums, excepte els fars antiniebla, perforant un petit forat des del centre de la llum cap enrere cap a la següent cavitat disponible, i enrutant el cable de manera discreta cap a la part inferior del Mini. Per als fars antiniebla, el cable ha d’entrar lleugerament descentrat a la part posterior del reflector. Els LED interiors RGB (que no apareixen a la imatge) són fàcils d’instal·lar perforant un forat cap amunt per la part inferior perquè surti entre i lleugerament cap a la part posterior dels seients davanters. He utilitzat tres llums separats perquè no en tenia cap combinat.

L’única cosa digna d’esment és que en explorar les opcions dels parpellejadors posteriors vaig descobrir el pneumàtic de recanvi situat sota el terra del maleter. Va ser completament inesperat: no seria una exageració dir que em vaig sentir desconcertat. Aquí hi havia un component que alguns, si n’hi havia, veurien després del muntatge. Però molt més valuós per a això. Lego ben jugat!

Quan hàgiu acabat, tots els cables haurien de reunir-se a l'espai ampli entre els membres del marc sota el Mini. Aquí és on instal·larem el NodeMCU i acabarem el cablejat al pin adequat.

Abans havia pres una mala decisió elegint incloure les resistències de limitació de corrent per als LEDs, transistors i LDR a les connexions de cablejat. Ho vaig fer perquè no pensava muntar el NodeMCU a Perfboard. Al final, és exactament el que vaig fer, per tant, podria haver consolidat fàcilment tota l’electrònica en un sol lloc. Si no ho feu, la substitució dels components, especialment dels LED, serà una mica més difícil. Oh bé.

Abans de fixar el NodeMCU / Perfboard al marc, tingueu en compte a quin costat voleu que s’enfronti el micro USB.

Pas 6: el circuit

Res especial aquí. L’esbós de Fritzing hauria de ser bastant autoexplicatiu, per bé que afeccionat. Les resistències limitadores de corrent en tots els LED són de 220 Ω i en els transistors de 1 kΩ. Els transistors són 2N2222 NPN. La resistència fixa del LDR és de 10KΩ.

Dit això, ara pot ser el lloc per esmentar un parell de peculiaritats que vaig descobrir sobre el NodeMCU.

En primer lloc, tot i que hi ha algun suggeriment a les entranyes que els pins D9 (RX) i D10 (TX) es poden utilitzar com a GPIO si no hi ha trànsit en sèrie, no estic segur que puguin, certament, no em van funcionar.

En segon lloc, em vaig trobar amb un problema amb un dels transistors connectats a D3. No del tot segur per què: D3 (també D4 i D8) determina el mode d’arrencada, però no sé per què importaria. Simplement un cap amunt, de manera que si teniu un problema, proveu de moure coses als passadors.

He fet una nota mental per aprofundir en aquests dos temes, però de moment tot el que puc dir és que m’ha funcionat l’assignació de pins que es mostra al meu esbós.

Pas 7: el codi

El codi (Arduino, HTML / CSS i JavaScript) es comenta al màxim de les meves habilitats i està disponible a GitHub aquí. He deixat totes les imatges que he fet servir, inclosa una icona per afegir a la pantalla d'inici de l'iPhone, perquè funcioni fora de la caixa. Si no esteu familiaritzat amb l’ús de SPIFFS, mireu el fitxer README.

Com sempre, estic profundament en deute amb les persones desinteressades i amb experiència real que aporten biblioteques, tutorials i altres recursos per ser utilitzats i maltractats per persones desafortunades com jo. Per a aquest projecte, en particular, em vaig basar en gran mesura en una introducció molt completa a totes les coses ESP8266 disponibles aquí. La biblioteca WiFi Manager també mereix un crit especial per facilitar la portabilitat de la xarxa, molt desitjable atès que el Lego Mini viatja d’anada i tornada des del Canadà com un autèntic cotxe.

Finalment, un agraïment a la meva filla Emma, per deixar-me jugar amb el seu cotxe fins a un grau poc raonable.

Anem a Motor.

Leg Godt.