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 Le futur est entre vos mains

 

 

Le futur est entre vos mains

lundi, 19 février 2018 18:46

Une lampe connectée DIY en 2 heures

Vous voulez créer une lampe intelligente ? Avec celle-ci vous utiliserez votre smartphone pour faire varier la luminosité et les couleurs.

Débutant

En 2H

Buget 50 €


Ce tuto, écrit à l'origine par Becky Stern, détaille la construction, la programmation, et l'utilisation de ce simple "sign" en utilisant Arduino et le microcontrôleur Adafruit Feather Bluefruit 32u4 et son application Bluefruit LE Connect associée pour iOS / Android.

Vous pouvez suivre ce tuto sur youtube pour vous aider. 

Pour ce tuto DIY il vous faut :

  • Panneau de mousse noir foamcore (du carton mousse) chez Cultura ou n'importe quel vendeur d'arts créatifs
  • papier blanc d'imprimante
  • Bâton de colle
  • Outil pointu pour le transfert du gabarit au panneau de foamcore
  • Crayon
  • Règle
  • Tapis de coupe
  • Cutter
  • Couteau
  • Pistolet à colle
  • Ruban adhésif noir
  • Fer à souder
  • Câble ou fil à souder
  • Pince pour couper les fils
  • Pince à dénuder
  • Ruban LED RGBW NeoPixel (RGBW WS2812b) 60 / m ~ 1m  --> Vous pouvez acheter des LEDS WS2812b ailleurs que chez Adafruit. Ce qui est important c'est la référence des LEDS car celles-ci sont programmables (on peut faire varier leur intensité, luminosité,couleur)
  • 2 résistances 470 Ohm 1/4 Watt ---> il suffit de faire une recherche internet avec ce terme pour trouver un large choix de revendeurs. Nous achetons souvent sur Gotronic
  • 1 condensateur 4700uF 10v 
  • Un microcontrôleur Adafruit Feather Bluefruit 32u4 avec embases/headers soudables ---> si vous débutez ce microcontrôleur, qui vous permettra pleinement de réaliser ce tuto. 
  • Des embases soudables --> Elle vous permettront de réutiliser le microcontrôleur
  • Une carte Perma-proto --> La carte perma-proto d'Adafruit est ingénieuse. Elle permet de prototyper ses circuits électroniques et de les souder directement. si vous vous sentez à l'aise, utilisez une plaque de pcb vendu chez n'importe quel fournisseur de composants électroniques.
  • Une batterie Lipoly --> on vous recommande celle d'Adafruit car vous avez la garantie de la qualité. 
  • Un bouton On/Off (un switch) --> celui d'Adafruit ou chez n'importe quel revendeur de composants électroniques.
  • Un câble micro usb --> vous en avez un avec votre smartphone
  • Adaptateur secteur avec port USB (5V) avec au moins 2A --> Vous devriez en trouver un qui traîne chez vous comme celui de votre smartphone par exemple.
  • Gaine thermorétractable et pistolet thermique ou briquet --> Nous on achète nos gaines thermorétractables chez Leroy-Merlin au rayon quincaillerie.

 

Une grande partie des outils peuvent être substitués (si vous n'avez pas de tapis de coupe ce n'est pas grave), ainsi que les composants qui peuvent être achetés sur banggood (on adore banggood) ou chez un autre marchand d'électronique (pour les fils, les headers, le câble USB, le bouton).
Les seuls composants vraiment importants sont le microcontrôleur d'adafruit Feather Huzzah et les leds Néopixels de chez Adafruit aussi. On ne fait pas de prosélytisme mais Adafruit est très innovant et ses produits sont d'excellentes qualité.

Étape 1: Modèle d'impression, le gabarit et transfert

Cette étape ne nécessite aucun outil difficile à trouver, mais nécessite un usinage précis. Vous pouvez remplacer les deux étapes suivantes par l'utilisation d'un cutter laser pour des coupes plus rapides et plus précises. Assurez-vous que le matériau que vous choisissez est compatible avec votre laser (le foamcore s'enflamme facilement dans les découpes au laser et est donc parfois interdit, et le découpeur laser peut facilement couper des matériaux comme le bois mince et les acryliques difficiles à couper à la main).
Imprimez le gabarit que vous trouverez en pdf ici ou créez le vôtre, et collez-le au centre d'un morceau de panneau de mousse de trois pouces plus grand que votre œuvre dans chaque dimension (14.5 "x 7" ou 37cm x 18cm si vous utilisez le gabarit 2017).

Utilisez un alêne, une épingle en T, une punaise ou un autre outil pointu pour percer de petits trous le long des contours du graphique. Pour les lignes droites, il suffit de marquer les coins. Après avoir retiré le gabarit en papier, utilisez une règle et un crayon pour créer les lignes droites et reliez les points à la main pour esquisser les lignes profilées. Ces lignes au crayon rendent plus facile de voir où vous prévoyez de couper.

Étape 2: Couper le panneau avant

Protégez votre surface de travail avec un tapis de coupe ou plusieurs couches de carton de rebut.
On a vite faît de se couper et de se retrouver au urgences, donc faîtes attention !
Veillez à ne pas trop tirer sur le couteau, ce qui rendrait vos coins bâclés. Une fois la coupe terminée, vous pouvez retourner le morceau et retoucher les endroits où le couteau n'a pas percé le papier arrière, puis sortir les déchets intérieurs.

Étape 3: Ajouter de la diffusion. Créer l'effet diffus 

 

Collez un morceau de papier d'imprimante ordinaire pour masquer les découpes dans le panneau avant et soutenir la forme découpées.

Étape 4: Assembler les côtés de la boîte

Pendant que la colle sur le panneau avant sèche, vos pouvez faire le reste de la boîte. Le dos est de la même taille que l'avant, et il faut également couper deux panneaux latéraux de chaque taille et haut / bas. La profondeur de la boîte est de 10 cm (quatre pouces), ce qui laisse suffisamment de place pour la bande LED, le circuit et la distance de diffusion de la lumière ainsi que la stabilité globale lorsque l'enseigne repose sur une surface plane.


Utilisez un pistolet à colle pour assembler la boîte, mais de la colle blanche ordinaire ou de la colle à bois fonctionnerait bien aussi. Après la mise en place de la colle, mettez un peu de ruban adhésif blanc ou noir autour des bords intérieurs pour empêcher toute lumière de fuiter (ce qui donnerait un aspect particulier à votre lampe dans la pénombre).


Bien sûr n'assemblez pas le dos de la boîte tout de suite puisque nous y mettrons le circuit.

Étape 5: la partie électronique avec les bandes de leds neopixel et le microcontrôleur

 

 

Coupez un mètre de bande NeoPixel RGBW 60 / m en deux, et soudez les deux pièces en parallèle (voir photo ou vidéo). Cela facilite le codage des animations LED qui traversent le signe d'un coin / bord à l'autre car, quoi que fasse une bande, l'autre le reflète. Raccordez le circuit avec du fil/câble à souder et des gaines thermorétractables en suivant le schéma du circuit, en ajustant le nombre de pixels pour qu'il corresponde à votre signe si la taille est différente.


Soudez les headers/embases males sur la carte Feather Huzzah. En soudant des embases femelles sur une carte perma-proto, ce qui vous permettra d'utiliser d'autres microcontrôleurs pour ce projet, comme une Huzzah ESP8266 avec wifi, etc.

Assurez-vous de consulter le guide officiel Feather 32u4 Bluefruit board pour plus de détails, un schéma de brochage, et des instructions d'installation Arduino IDE.

Le shéma de circuit inclut les résistances recommandées et le condensateur de puissance pour atténuer le risque de dommages sur les néopixels à cause des fluctuations d'alimentation. Pour plus d'informations, on vous suggère de lire les autres informations et les meilleures pratiques de l' Adafruit NeoPixel Uberguide de PhilB. 

Soudez les composants (condensateur, résistance et leds néopixel) sur la carte de prototypage (ou perma-proto). 

Utilisez une alimentation 2A qui sera amplement suffisante. Le code limite la luminosité des pixels, puisque 60 pixels * 80mA max de courant chacun (20mA chacun pour les LEDs rouges, vertes, bleues et blanches à l'intérieur) = 4.8A (sans compter le microcontrôleur et radio Bluetooth) - oui ça fait un calcul de math. Si vous voulez utiliser plus de néopixels ou les rendre plus lumineuses que cet exemple de code, faites un peu de calcul pour voir combien vous aurez besoin d'intensité pour votre alim (un petit outil en ligne pour éviter de se fatiguer).

Vous n'avez pas besoin d'utiliser une batterie Lipoly, et si vous le faites, vous n'avez pas besoin de souder un interrupteur. Mais si vous soudez un interrupteur, soyez très prudent en le faisant, et mettez l'interrupteur sur le fil rouge afin que les Neopixels ne soient jamais connectés sans être reliées à la terre (grd ou ground), ce qui peut les endommager.

Étape 6: Programmation avec Arduino

Il est important de tester chaque composant avant de les combiner. Commencez par suivre la procédure de configuration et de test de l'IDE Arduino avec une simple esquisse Blink (la LED intégrée est connectée à la broche 13) pour vérifier que votre logiciel Arduino est correctement configuré pour programmer votre microcontrôleur Feather Huzzah. Ensuite, essayez un code de test NeoPixel simple (vous aurez besoin de la bibliothèque Neopixel si vous ne l'avez pas déjà installé, mais assurez-vous d'ajouter une commande de luminosité dans la configuration pour réduire la consommation d'énergie pendant les tests. Les ports USB ne peuvent délivrer que 500 mA max.

void setup() {
strip.setBrightness (50); // 0-255
strip.begin ();
strip.show (); // Initialise tous les pixels sur 'off'
}

Voici une version modifiée de l'exemple d'esquisse RGBWstrandtest que vous pouvez copier / coller, puis télécharger sur votre Feather 32u4 Bluefruit:

#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#ifdef __AVR__
#include <avr / power.h>
#fin si

#define PIN 11

#define NUM_LEDS 30

#define LUMINOSITE 50

// Paramètre 1 = nombre de pixels dans la bande
// Paramètre 2 = numéro de broche Arduino (la plupart sont valides)
// Paramètre 3 = indicateurs de type de pixel, ajoutez ensemble si nécessaire
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (NUM_LEDS, code PIN, NEO_GRBW + NEO_KHZ800);

void setup() {
strip.setBrightness (LUMINOSITÉ);
strip.begin ();
strip.show (); // Initialise tous les pixels sur 'off'
}

void loop () {
// Quelques exemples de procédures montrant comment afficher les pixels:
colorWipe (strip.Color (255, 0, 0), 50); // Rouge
colorWipe (strip.Color (0, 0, 0), 50); // Off
colorWipe (strip.Color (0, 255, 0), 50); // Vert
colorWipe (strip.Color (0, 0, 0), 50); // Off
colorWipe (strip.Color (0, 0, 255), 50); // Bleu
colorWipe (strip.Color (0, 0, 0), 50); // Off
colorWipe (strip.Color (0, 0, 0, 255), 50); // Blanc
colorWipe (strip.Color (0, 0, 0), 50); // Off
}

// Remplit les points l'un après l'autre avec une couleur
void colorWipe (uint32_t c, uint8_t wait) {
pour (uint16_t i = 0; i <strip.numPixels (); i ++) {
strip.setPixelColor (i, c);
strip.show ();
délai (attente);
}
}

Si la mise en ligne de votre carte est réussie et que vos bandes de pixels s'animent en synchronisant les couleurs de leurs composants sans erreurs, scintillements, pixels morts ou autres problèmes, c'est tout bon! Procédez au téléchargement et à la programmation de votre carte avec le code Bluetooth activé pour ce projet, basé sur l'échantillon de bibliothèque (requis).
Si vous êtes bloqué, retracez vos étapes de test pour résoudre les problèmes:
- Arduino IDE est-il correctement configuré avec des cartes supplémentaires, une bibliothèque neopixel, une bibliothèque bluefruit et des pilotes si nécessaire? Test: programme avec un simple croquis Blink
- Votre câble USB est-il compatible avec les données ou avec un câble "charge uniquement"? Pour programmer, vous aurez besoin d'un câble USB avec des connexions de données à l'intérieur. Test: utilisez le câble pour connecter un autre périphérique de données à votre ordinateur, tel qu'un téléphone ou une tablette, et voyez si les périphériques reconnaissent une connexion ou la rechargent.
- Avez-vous la bonne carte et le bon port sélectionnés dans le menu Outils Arduino?
- Votre code spécifie-t-il la même broche de données à laquelle vos pixels sont physiquement connectés? Les pin du Feather sont très proches les unes des autres et il est facile de le câbler accidentellement "d'une seule broche" d'où vous le vouliez. Les pins sont un peu plus faciles à faire correspondre à leurs broches depuis l'arrière de la carte.


Le code bluetooth de ce projet comporte une animation de balayage de couleur blanche par défaut lors de son premier démarrage, avant qu'un périphérique ne s'y connecte. À ce stade, vous pouvez procéder à l'installation du circuit à l'intérieur de la boîte, ou sauter l'étape pour vous connecter directement via bluetooth et contrôler les pixels avec votre téléphone ou votre tablette.

Étape 7: Assemblage final avec circuit

Positionnez le circuit au fond de la boîte, et faîtes un trou pour brancher un câble USB. Positionnez l'interrupteur d'alimentation de la batterie à proximité de cette ouverture. Collez au pistolet à colle pour maintenir tout en place.


Il est maintenant temps de coller la bande NeoPixel sur le périmètre intérieur de l'arrière de la boîte. Les LED sont orientées vers l'intérieur et se trouvent à une bonne distance du panneau avant, offrant une excellente diffusion et un flux lumineux uniforme.


Si votre enseigne ne risque pas de rencontrer accidentellement du liquide (jus de fruit et autre boisson), vous pouvez retirer les pixels de leur revêtement en silicone, car il est difficile de les coller (seulement parce que presque rien ne s'y colle). Puisqu'il s'agit d'un projet léger destiné à ne pas être maniulé souvent (c'est une lampe après tout), vous pouvez utiliser le pistolet à colle pour coller les câbles et le microcontrôleur. Pour aider à réfléchir plus de lumière à l'intérieur vous pouvez peindre l'intérieur de la boîte en blanc.


NB: la lumière bleue indiquant la connexion BLE est visible à travers le panneau avant. Vous pouvez envisager de la couvrir ainsi que les autres LED du Feather Huzzah avec un morceau de ruban adhésif noir. Pour fixer le panneau arrière, utilisez du ruban adhésif noir.

Étape 8: Et voilà !

Pour contrôler votre lampe connectée, téléchargez l'application "Adafruit Bluefruit LE Connect" pour iOS ou Android, ouvrez-la et sélectionnez l'appareil appelé "Adafruit Bluefruit LE", puis sélectionnez "Contrôleur" comme type de connexion, et enfin "Color Picker" dans la liste (vous devrez peut-être faire défiler pour le voir en tant qu'option). Maintenant, choisissez une couleur et cliquez sur ENVOYER et votre lampe devrait effectuer une animation de balayage de couleur avec la couleur que vous avez spécifiée. Vous pouvez changer la couleur autant de fois que vous le souhaitez, et le signe répétera l'animation avec la dernière couleur reçue, même si vous déconnectez la connexion Bluetooth de votre appareil.

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Retrouvez le tuto original sur Instructables

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