عصای نقاشی نور چند رنگ مبتنی بر آردوینو: 13 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

نقاشی نور تکنیکی است که عکاسان از آن استفاده می کنند ، جایی که از منبع نور برای ترسیم الگوهای جالب استفاده می شود و دوربین اینها را کنار هم قرار می دهد. در نتیجه عکس دارای مسیرهای نوری در خود است که در نهایت با استفاده از Light نمای نقاشی را نشان می دهد.

عکاسان معمولاً از ابزارهایی مانند چراغهای مشعل ، چراغهای لوله و سایر منابع نور برای ایجاد تابلوهای نور استفاده می کنند ، اما این ابزارها با طیف محدود رنگها ، کنترل و کنترل سخت محدود می شوند. چوب نقاشی نور که من ساخته ام به راحتی می تواند بر این محدودیت ها غلبه کند.

ویژگی های اصلی چوب نقاشی سبک ما عبارتند از:

• وای فای کار می کند - این چوب نقاشی نور را می توان به راحتی با استفاده از یک مرورگر ساده در هر دستگاه مجهز به WiFi کنترل کرد (روشن/خاموش ، تغییر رنگ). از این رو این دستگاه های WiFi به عنوان یک کنترل از راه دور عمل می کنند و عکاسان می توانند هنگام ایجاد قطعه اصلی خود با رنگ های مختلف بازی کنند.
• رنگهای استاندارد - این چوب کد شده است تا با استفاده از یک دکمه ساده رنگهای استاندارد مانند (قرمز ، آبی ، سبز ، طلایی ، رنگین کمان ، سفید) را منتشر کند.
• رنگهای سفارشی - جدا از رنگهای استاندارد ، این چوب کاملاً قادر است هر رنگی را مطابق میل عکاس ایجاد کند. این کد با یک ویژگی به کد RGB هر رنگی که مایل هستید مانند فیروزه ای ، سرخابی ، فیروزه ای ، زیتونی ، سرمه ای و غیره اضافه شده است. "کد رنگ RGB را اینجا جستجو کنید" و از آن برای به دست آوردن رنگ دلخواه خود استفاده کنید.

مرحله 1: مواد مورد نیاز

من مواد لازم برای ساخت این پروژه را فهرست کرده ام. همچنین پیوندهایی را اضافه کرده ام که می توانید آن را از Amazon.com خریداری کنید. خرید مواد از پیوندهای زیر برای من کمیسیون ایجاد می کند و به نوبه خود از من برای پروژه های آینده پشتیبانی می کند:)

1. Arduino Uno - اینجا خرید کنید
2. نوار LED RGB WS2812 (25 LED) - اینجا خرید کنید
3. پاور بانک (5 ولت ، 10000 میلی آمپر ساعت) - اینجا خرید کنید
4. ماژول ESP8266 - اینجا خرید کنید
5. ماژول مبدل منطق دو طرفه - اینجا خرید کنید
6. اتصال سیم ها

نوار LED WS2812 RGB - این LED های RGB با هم زنجیر شده و در واحدهای 60/120 عدد به فروش می رسند. مهمترین نکته این است که این LED RGB دارای یک تراشه یکپارچه است که به نوبه خود قسمت کنترل را بسیار آسان می کند. توضیح مفصل در این مورد فراتر از این محدوده است. برای جزئیات بیشتر ، این پیوند "نوار LED WS2812 در حال کار است" را بررسی کنید.

ماژول ESP8266: این یک تابلوی توسعه کوچک وای فای است که به طور گسترده در پروژه های IOT استفاده می شود. اگر قبلاً از ESP8266 استفاده نکرده اید ، این پیوند "شروع با ماژول ESP8266" را بررسی کنید.

ماژول مبدل منطق دو طرفه: این ماژول Arduino را قادر می سازد تا با تبدیل سیگنال از سطح 5V به سطح منطقی 3.3v با ماژول های ESP8266 ارتباط برقرار کند.

مرحله 2: بلوک نمودار

این پروژه نقاشی نور بر اساس مفهوم IOT است که در آن دو دستگاه شبکه به یکدیگر متصل می شوند و به نوبه خود یک شبکه ایجاد می کنند و ارتباط و کنترل را ایجاد می کنند. در اینجا آردوینو یک صفحه وب را میزبانی می کند و به عنوان یک سرور عمل می کند. این صفحه وب به گونه ای طراحی شده است که ورودی های کنترل LED (رنگ ها: قرمز ، آبی ، سبز و روشن/خاموش) را از کاربر بگیرد. این صفحه وب میزبانی شده می تواند از طریق دستگاه مجهز به WiFi که با Arduino متصل است قابل دسترسی باشد و نوار LED RGB متصل به آن را کنترل کنید.

برای درک بهتر این پروژه به شما توصیه می کنم مقاله "ایجاد وب سرور آردوینو با ESP8266" را مطالعه کنید. این به شما یک مفهوم مفهومی اساسی در مورد نحوه عملکرد این پروژه ارائه می دهد. به طور خلاصه آردوینو فعالیت های زیر را در این پروژه انجام می دهد:

1. به ESP8266 فرمان دهید تا به نقطه اتصال WiFi دستگاه ما بپیوندید.
2. ایجاد سرور با استفاده از برد ESP میزبان صفحه وب در خود Arduino و منتظر بمانید تا سرویس گیرندگان خارجی (مرورگر دستگاه) درخواست را ارسال کنند
3. پس از درخواست مشتری ، Arduino صفحه وب را از طریق ماژول ESP8266 به مشتری (مرورگر دستگاه) ارسال می کند.
4. سپس بی نهایت دستورات LED (در بخش رابط وب توضیح داده می شود) از سرویس گیرنده را اسکن می کند.
5. پس از دریافت دستورات LED ، آردوینو آن را پردازش کرده و نوار LED RGB متصل به آن را فعال می کند.

مرحله 3: نمودار مدار

نمودار مدار بالا نحوه اتصال Arduino با ESP8266 و نوار LED RGB را نشان می دهد. همانطور که ملاحظه می کنید TX و RX آردوینو که به مبدل Logic وارد می شوند در آنجا سیگنالها به 3.3v سازگار با ESP8266 منتقل می شوند. پین 6 آردوینو که یک پین PWM است ، پالس کنترل زمان را برای کنترل رنگ نوار LED RGB تغذیه می کند.

دو LED وجود دارد که به عنوان شاخص برای این پروژه عمل می کنند. LED D2 هر زمان که پروژه روشن باشد نشان می دهد. در حالی که LED D1 نشان می دهد که آردوینو با موفقیت یک وب سرور ایجاد کرده است. این چراغ سبز به کاربر کمک می کند تا متوجه شود که سرور آماده دریافت درخواست از سرویس گیرنده (مرورگر) است.

انتخاب پاوربانک بسیار مهم است زیرا مدار می تواند حداکثر جریان در حدود 1700 مگا متر را بکشد. من از باتری 5.1/10000mah با خروجی فعلی 2A در هر لحظه استفاده کرده ام.

مرحله 4: اتصال ESP8266 به نقطه اتصال WiFi

ماژول ESP8266 قادر به به خاطر سپردن نقاط زوج است. این پروژه بر اساس قابلیت اتصال خودکار برای اتصال با نقاط اتصال قبلی کار می کند. ماژول ESP8266 را می توان با استفاده از دستورات خاص AT اختصاص داده شده به آن کنترل کرد. با استفاده از آردوینو می توانیم این دستورات را منتقل کرده و ماژول ESP را مجبور کنیم که با نقطه اتصال دستگاه ما متصل شود.

برای انجام این کار ، کد "Bareminimum" را در آردوینو بارگذاری کنید. اکنون ESP8266 را با آردوینو همانطور که در زیر گفته شد با استفاده از دنده منطقی وصل کنید.

Arduino RX -> تغییر منطق -> ESP8266 RX

آردوینو TX -> تغییر منطق -> ESP8266 TX

اکنون مانیتور سریال خود را با نرخ Baud 57600 (نرخ Baud پیش فرض ماژول های ESP8266) و "هر دو NL & CR" انتخاب کنید ، باز کنید. دستورات زیر را تایپ کنید.

1. در AT
2. AT+RST
3. AT+CWJAP = "SSID دستگاه شما" ، "گذرواژه شما"

پس از تأیید "WIFI CONNECTED" و "WIFI GOT IP" در مانیتور سریال خود دریافت کنید. این مرحله انجام شده است و ماژول ESP شما دفعه بعد که روشن است به طور خودکار به دستگاه من متصل می شود.

مرحله 5: رابط وب و کد آن

رابط وب از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا به عنوان رابط کاربری عمل می کند که از طریق آن دستورات از طریق ESP8266 به Arduino می روند. رابط وب ما بسیار ساده است و در HTML ساده کدگذاری شده است. دکمه های این رابط با هر بار فشار یک دکمه ، فرمان GET را با پارامتر URL ارسال می کند. در زیر لیستی از دکمه ها با پارامترهای URL مربوطه آمده است.

1. 6 دکمه برای رنگهای استاندارد - "/قرمز" ، "/Gre" ، "Blu" ، "/Whi" ، "/Gol" ، "Rai"
2. ورودی رنگ سفارشی با استفاده از مقادیر RGB - "؟ R = 255 & G = 255 & B = 255"
3. خاموش کردن نوار - "/خاموش"

به دلایلی نتوانستم کد رابط وب را در اینجا قرار دهم ، می توانید آن کد را در این پیوند دریافت کنید.

مرحله 6: الگوریتم و کد

قبل از راه اندازی سخت افزار ، کد را در Arduino بارگذاری کنید ، زیرا باید در یک ظرف بسته بندی شود و بعداً قابل انجام نیست. من الگوریتمی را نوشته ام که از آن به بعد به شما در درک کد آردوینو کمک می کند.

الگوریتم:

1. با ارسال دستور "AT+RST / r / n" ماژول ESP8266 را بازنشانی کنید.
2. پاسخ ESP8266 را بررسی کنید تا ببینید آیا اتصال به نقطه اتصال دستگاه ما موفق است یا خیر. پس از اتصال ، دستورات "ایجاد سرور" (در زیر مراجعه کنید) را با ESP8266 تغذیه کنید.
3. نظارت بر پاسخ برای هر فرمان ورودی.
4. همه این دستورات باید پاسخ "OK / r / n" را بازگردانند ، در صورت پاسخ نادرست ، فرمان را با پاسخ نادرست یا "ERROR" تکرار کنید.
5. پس از موفقیت آمیز بودن تمام دستورات ایجاد سرور ، LED سبز را در پین 12 آردوینو روشن کنید. این نشان می دهد که کاربر درخواست مشتری را ارائه می دهد.
6. آردوینو را مجبور کنید تا منتظر درخواست مشتری از هر مرورگر در LAN یا شبکه باشد.
7. پس از ورود درخواست مشتری ، شناسه اتصال را بررسی کرده و دستور "AT+CIPSEND …" را ارسال کنید. با قرار دادن شناسه اتصال مناسب به آن.
8. ESP8266 با علامت ">" نشان می دهد که آمادگی آن را در دریافت کاراکترها نشان می دهد. با دریافت این کد ، کد صفحه وب را که در مرحله قبل مشاهده کردیم از طریق ماژول ESP8266 به مرورگر سرویس گیرنده ارسال کنید.
9. اکنون صفحه وب در مرورگر سرویس گیرنده کاربر قابل مشاهده است ، سپس آردوینو به صورت نامحدود برای "دستورات LED" از سرویس گیرنده وارد حالت اسکن می شود.
10. صفحه وب به گونه ای نوشته شده است که پارامتر URL منحصر به فرد را برای هر دکمه فشار دهد ، بنابراین هر زمان که دکمه ای فشار داده شود ، ماژول ESP درخواست GET را با آن پارامتر URL منحصر به فرد ارسال می کند.
11. آردوینو باید این URL را پردازش کند و بر این اساس نوار LED RGB را کنترل کند.

دستورات ایجاد سرور:

• در AT
• AT+CWMODE = 3
• AT+CIPSTA = 192.168.43.253 (برای دستگاه اندروید)
• AT+CIPMUX = 1
• AT+CIPSERVER = 1 ، 80

کد:

برای اینکه بتوانید این پروژه را عملی کنید ، باید این "کتابخانه نئوپیکسل Adafruit" را نصب کرده ، آنها را بارگیری و نصب کنید.

می توانید کد آردوینو برای این پروژه را در این لینک دریافت کنید -> "چوب نقاشی با نور آردوینو"

مرحله 7: آماده سازی Light Stick

من یک ویدیو در مورد ساخت این "چوب نقاشی نور" تهیه کرده ام ، برای وضوح بیشتر نگاه کنید.

با لحیم کاری سیم ها تا انتهای نوار LED شروع کنید. برای محکم کردن اتصال ، چسب حرارتی را روی آن بمالید. یک تکه نوار پلاستیکی پیدا کنید که بتوانید نوار LED خود را روی آن بچسبانید. من از لوله های پلاستیکی بسته بندی استفاده کرده ام که IC ها از آن آمده اند. من مقدار زیادی از این را در خانه ام پیدا کردم ، بنابراین تصمیم گرفتم از آن استفاده کنم و کاملاً مناسب بود.

لوله بسته بندی یا هر چیزی که به نظر می رسد در اندازه مورد نیاز قابل استفاده است را برش دهید. من با استفاده از چسب قوی نوار LED را روی لوله بسته بندی چسبانده ام. چسب حرارتی ممکن است ایده خوبی برای این کار نباشد ، زیرا گرمای اضافی ممکن است به LED ها آسیب برساند و این آخرین چیزی است که می خواهیم اتفاق بیفتد. سپس اجازه می دهم حدود 20 دقیقه خشک شود تا بماند.

مرحله 8: انتخاب ظرف و راه اندازی چوب

این یک مرحله بسیار مهم است زیرا پاوربانک ، آردوینو ، نشانگرهای LED و ESP8266 وارد این محفظه می شوند. یک ظرف با اندازه مناسب انتخاب کنید تا بتواند همه موارد بالا را در خود جای دهد. من یک ظرف استوانه ای انتخاب کرده ام تا بتوانم در حین کار آنها را راحت نگه دارم.

از آنجا که من استوانه ای را انتخاب کرده ام ، جهت حرکت نوار LED را با علامت فلش مشخص کرده ام. من ظرف را علامت گذاری کرده ام تا هنگام قرار دادن محتویات داخل ظرف راهنمای من باشد. یک سوراخ کوچک در سرپوش ظرف با تفنگ لحیم کاری قرار دهید. مطمئن شوید که سوراخی را به اندازه ای بزرگ کرده اید که چوب سبک را داخل آن قرار دهید.

پس از قرار دادن چوب در داخل کلاه ، آن را با کمک تفنگ چسب محکم کنید و مطمئن شوید که چوب ثابت است و حرکت نمی کند.

مرحله 9: مونتاژ پاور بانک و LED های شاخص

پاور بانک در مقایسه با سایر اجزای این پروژه بسیار سنگین خواهد بود. پاوربانک را در سمت چپ خط کشیده شده در ظرف قرار دهید. بنابراین مهم است که مطمئن شوید در حین کار حرکت نمی کند. برای این منظور ، من از یک پچ Velcro استفاده کرده و آن را محکم دور پاور بانک پیچیده ام. داخل ظرف من یک جفت پچ Velcro دیگر قرار داده ام. من پاور بانک را در مقابل پچ Velcro چسبانده ام و آن را محکم نگه می دارد و این همان چیزی است که من نیاز دارم.

یک سوئیچ درست در مقابل خط کشیده شده قرار دهید. این سوئیچ برای روشن/خاموش کردن کل پروژه در نظر گرفته شده است. زیر سوئیچ. دو چراغ LED (قرمز و سبز) را قرار دهید و هر کدام را با یک مقاومت لحیم کنید (برای مدارک به نمودار مدار مراجعه کنید). چراغ ها و سوئیچ ها باید مستقیماً در جهت جهتی که چراغ روشنایی وارد آن می شود ، باشند. این امر برای جلوگیری از تداخل ناخواسته نور LED های نشانگر هنگام رنگ آمیزی نور است. همانطور که در تصویر گذشته نشان داده شده است ، کابل USB محروم و چند کانکتور را به دکمه وصل کنید. کابل های اتصال دهنده برای تغذیه ماژول های آردوینو و ESP8266 وجود دارد.

مرحله 10: جمع آوری ماژول های آردوینو و ESP8266 در داخل ظرف

برد آردوینو و ماژول افزونه ESP8266 را که دارای تغییر دهنده سطح منطق دو طرفه است نیز کنار هم قرار دهید. سیم را بچسبانید ، بچسبانید و آن را کنار هم قرار دهید. پس از اتمام کار ، این ظرف را داخل ظرف قرار دهید ، من این کار را با نهایت دقت انجام دادم ، زیرا باید مطمئن شوم هیچ یک از سیم ها در هم پیچیده نشده است. این به این دلیل است که من یک ظرف با قطر کمتر انتخاب کرده ام. اما در قسمت روشن ظرف بسیار مفید است و به راحتی در کف دست من قرار می گیرد.

سیمها را از چوب نقاشی روشن به پایانه های برق و پین ششم آردوینو وصل کنید. پس از اتمام کار ، درپوش ظرف را با دقت ببندید.

مرحله 11: آن را بپوشانید

روی ظرف را با نوار سیاه یا مواد دیگر بپوشانید. این امر به منظور جلوگیری از اختلال در تداخل نور در عملکرد نقاشی با نور است. چرا که آردوینو ، ESP8266 و پاور بانک دارای LED هستند. بدون روکش نگه داشتن آنها ممکن است باعث تداخل و خراب شدن عکس ها شود.

من برای این منظور از نوار سیاه استفاده کردم. اگرچه می توانید از هر چیز دیگری به انتخاب خود برای این منظور استفاده کنید. پس از اتمام کار با وای فای ، چوب نقاشی نور آماده رنگ آمیزی رنگ های سرد است.

مرحله 12: آزمایش کنید

1. کلید را روشن کنید و LED قرمز باید روشن شود
2. منتظر بمانید تا چراغ سبز روشن شود ، این معمولاً در عرض 5 تا 10 ثانیه رخ می دهد و نشان می دهد که سرور آردوینو ایجاد شده است.
3. پس از روشن شدن چراغ سبز ، مرورگر را در دستگاه خود باز کرده و آدرس IP را 192.168.43.253 تایپ کنید ، URL را راه اندازی کنید
4. صفحه وب ما در مرحله 5 دیده ایم باید در صفحه شما نمایش داده شود.
5. اکنون با رابط وب تعامل داشته باشید و نوار LED را کنترل کنید
6. و برو نقاشی نور خنک انجام بده.

مرحله 13: مواردی که باید به خاطر بسپارید و چند عکس دیگر

• این پروژه بر اساس قابلیت ESP8266 برای اتصال خودکار با نقطه اتصال WiFi پس از روشن شدن است. بنابراین ESP8266 و دستگاه hotspot شما باید حداقل یکبار قبل از استفاده در این پروژه جفت شوند.
• Arduino به گونه ای برنامه ریزی شده است که تنها با یک سرویس گیرنده ارتباط برقرار کند ، این بدان معناست که تنها یک مرورگر می تواند از Arduino درخواست کند تا LED ها را کنترل کند
• زمان انتظار برای ایجاد سرور توسط Arduino با ESP8266 وجود دارد. پایان این زمان انتظار را می توان با LED سبز مشخص کرد.
• هنگامی که LED سبز روشن شد ، بهتر است درخواست مشتری را از مرورگر خود شروع کنید. شما باید کل پروژه را با منبع حداقل 2A تهیه کنید تا بدون دردسر اجرا شود.
• این پروژه با Google Chrome برای دسکتاپ و Opera برای تلفن های هوشمند با موفقیت آزمایش شده است.

امیدوارم این دستورالعمل همه را دوست داشته باشید ، این کار را امتحان کنید و نتیجه را به من اطلاع دهید. من در حال برنامه ریزی برای طراحی PCB برای این پروژه هستم و به زودی آن را در اینجا منتشر خواهم کرد. ایده های بهبود بیشتر استقبال می شود.

این پروژه زمان زیادی صرف ساخت و مستندسازی آن برای ایجاد یک دستورالعمل شد. اگر فکر می کنید ارزشش را دارد در "مسابقه LED" ، "مسابقه آردوینو" و "مسابقه کنترل از راه دور" به من رای دهید. امیدوارم شما را با دستورالعمل دیگری ملاقات کنم

نفر دوم مسابقات LED 2017