Lámpara de ambiente inalámbrica para escritorio
Mantener un estado de ánimo saludable en un lugar de trabajo ocupado es muy importante, y las personas comunes comprarán una maceta de cactus para poner en su escritorio para decoración y relajación. Como ingenieros, también necesitamos elementos con la misma función, y sería lo más maravilloso hacer un pequeño bonsái luminoso por nosotros mismos. En este proyecto, haremos una luz ambiental inalámbrica iluminada para escritorio. Podemos enviar comandos de forma inalámbrica para controlarla y que se ilumine con diferentes colores para coincidir con nuestros diferentes estados de ánimo, ¡así que veamos cómo hacerlo!
Hardware
- Wio RP2040 mini Dev Board
- WS2812
- Cable de datos Type-C
- PC
- WiFi
Diagrama de Conexiones
Software
1. Instalar Thonny
Fácil de comenzar. Thonny viene con Python 3.7 integrado, por lo que solo se necesita un instalador simple y estás listo para aprender a programar. Primero, haz clic en Thonny.org para ingresar a la página de descarga. En la esquina superior derecha de la página, selecciona el paquete de instalación de Thonny según tu sistema operativo para descargarlo. Haz doble clic en el paquete de instalación que descargaste para abrirlo, e instálalo siguiendo los pasos.
Ahora que tienes Thonny instalado, abre la aplicación. Deberías ver la interfaz principal de Thonny:
-
Barra de herramientas: herramientas básicas comunes, como nuevo, abrir, guardar, ejecutar el script actual, detener, etc.
-
Editor de código: el área central de Thonny, donde escribiremos código Python/MicroPython.
-
Shell: Podemos ejecutar comandos aquí, y los resultados de los comandos se mostrarán en el Shell inmediatamente. También podemos ver las salidas de nuestro código en la ventana del Shell.
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Intérprete: Aquí puedes seleccionar el tipo de intérprete para compilar el programa. Haz clic en Python 3.7.9, encuentra MicroPython (Raspberry pi Pico) en el menú emergente, y haz clic en OK para cambiar el intérprete al intérprete de Pico. También puedes hacer clic en "Tools>>>Options>>>Interpreter" para seleccionar.
2.Conectar Wio RP2040 mini Dev Board
Usa el cable de datos para conectar la placa de desarrollo a la computadora, y luego haz clic en el botón "Restart backend" en la barra de herramientas. Si Wio RP2040 se conecta exitosamente a la computadora, verás la información de la versión de MicroPython y el nombre del dispositivo en el Shell.
3.Código
Para poder llamar al LED RGB WS2812B en MicroPython necesitamos importar el archivo de biblioteca de este WS2812B en la memoria del Wio RP2040. Esto se hace de la siguiente manera: Copia el siguiente código, pégalo en una nueva ventana del editor de thonny, luego guárdalo en la placa de desarrollo y renómbralo como "ws2812.py"
import array, time
from machine import Pin
import rp2
# Configure the number of WS2812 LEDs.
# brightness = 0.2
@rp2.asm_pio(sideset_init=rp2.PIO.OUT_LOW, out_shiftdir=rp2.PIO.SHIFT_LEFT, autopull=True,pull_thresh=24)
def ws2812():
T1 = 2
T2 = 5
T3 = 3
wrap_target()
label("bitloop")
out(x, 1) .side(0) [T3 - 1]
jmp(not_x, "do_zero") .side(1) [T1 - 1]
jmp("bitloop") .side(1) [T2 - 1]
label("do_zero")
nop() .side(0) [T2 - 1]
wrap()
class WS2812():
def __init__(self, pin_num, led_count, brightness = 0.5):
self.Pin = Pin
self.led_count = led_count
self.brightness = brightness
self.sm = rp2.StateMachine(0, ws2812, freq=8_000_000, sideset_base=Pin(pin_num))
self.sm.active(1)
self.ar = array.array("I", [0 for _ in range(led_count)])
def pixels_show(self):
dimmer_ar = array.array("I", [0 for _ in range(self.led_count)])
for i,c in enumerate(self.ar):
r = int(((c >> 8) & 0xFF) * self.brightness)
g = int(((c >> 16) & 0xFF) * self.brightness)
b = int((c & 0xFF) * self.brightness)
dimmer_ar[i] = (g<<16) + (r<<8) + b
self.sm.put(dimmer_ar, 8)
time.sleep_ms(10)
def pixels_set(self, i, color):
self.ar[i] = (color[1]<<16) + (color[0]<<8) + color[2]
def pixels_fill(self, color):
for i in range(len(self.ar)):
self.pixels_set(i, color)
def color_chase(self,color, wait):
for i in range(self.led_count):
self.pixels_set(i, color)
time.sleep(wait)
self.pixels_show()
time.sleep(0.2)
def wheel(self, pos):
# Input a value 0 to 255 to get a color value.
# The colours are a transition r - g - b - back to r.
if pos < 0 or pos > 255:
return (0, 0, 0)
if pos < 85:
return (255 - pos * 3, pos * 3, 0)
if pos < 170:
pos -= 85
return (0, 255 - pos * 3, pos * 3)
pos -= 170
return (pos * 3, 0, 255 - pos * 3)
def rainbow_cycle(self, wait):
for j in range(255):
for i in range(self.led_count):
rc_index = (i * 256 // self.led_count) + j
self.pixels_set(i, self.wheel(rc_index & 255))
self.pixels_show()
time.sleep(wait)
Luego crea una nueva ventana de programa para escribir el siguiente código.
import network
import mqtt
import utime
from machine import Pin, I2C, ADC, UART, SPI, PWM
from time import sleep
from ws2812 import WS2812
BLACK = (0, 0, 0)
RED = (255, 0, 0)
YELLOW = (255, 150, 0)
GREEN = (0, 255, 0)
CYAN = (0, 255, 255)
BLUE = (0, 0, 255)
PURPLE = (180, 0, 255)
WHITE = (255, 255, 255)
led = WS2812(13,10)#WS2812(pin_num,led_count)
N1 = network.WLAN_SPI(network.STA_IF)
N1.active(True)
N1.connect("CHCK","depot0510")
sleep(1)
SERVER = 'mqtt.p2hp.com'
CLIENT_ID = 'Wio RP2040_Dev_board'
TOPIC = 'RGB_LED'
def mqtt_callback(topic):
print('topic: {}'.format(topic[0]))
print('msg:{}'.format(topic[1]))
if(topic[1] == "RED"):
print('RED')
led.pixels_fill(RED)
led.pixels_show()
utime.sleep(0.2)
if(topic[1] == "GREEN"):
print('GREEN')
led.pixels_fill(GREEN)
led.pixels_show()
utime.sleep(0.2)
if(topic[1] == "YELLOW"):
print('YELLOW')
led.pixels_fill(YELLOW)
led.pixels_show()
utime.sleep(0.2)
if(topic[1] == "CYAN"):
print('CYAN')
led.pixels_fill(CYAN)
led.pixels_show()
utime.sleep(0.2)
if(topic[1] == "BLUE"):
print('BLUE')
led.pixels_fill(BLUE)
led.pixels_show()
utime.sleep(0.2)
if(topic[1] == "PURPLE"):
print('PURPLE')
led.pixels_fill(PURPLE)
led.pixels_show()
utime.sleep(0.2)
if(topic[1] == "WHITE"):
print('WHITE')
led.pixels_fill(WHITE)
led.pixels_show()
utime.sleep(0.2)
cl = mqtt.MQTTClient(CLIENT_ID, SERVER, mqtt_port = 1883)
cl.connect()
cl.publish(TOPIC,"start")
cl.subscribe(TOPIC)
cl.set_callback(mqtt_callback)
print('ok')
led.pixels_fill(RED)
led.pixels_show()
utime.sleep(0.2)
while True:
cl.wait_msg()
sleep(0.1)
Nota que en la línea 20 del programa, cambia tu nombre y contraseña de WiFi correctos.
4.Configuración del cliente MQTT
MQTT es un protocolo de transporte de mensajería de publicación/suscripción Cliente-Servidor. El cliente puede funcionar como publicador o suscriptor o ambos.
El publicador puede crear un tema con mensajes adjuntos al tema. Por ejemplo, puedo crear un nuevo tema "El Clima de Hoy" y el contenido del mensaje es "25 grados Celsius", y luego enviar el mensaje al Servidor. Después de recibir el mensaje del tema, el publicador distribuye la información a cualquier cliente que se haya suscrito a ese tema. Es decir, el suscriptor recibirá el mensaje de "25 grados Celsius" solo si se suscribe al tema "El Clima de Hoy". Si el suscriptor no se suscribe al tema de "El Clima de Hoy", sin importar qué mensaje envíe el publicador, el suscriptor no recibirá el mensaje.
Descarga el software del servidor MQTTX e instálalo en la computadora, y luego configura el servidor MQTT.
Usaremos el servidor gratuito de "mqtt.p2hp.com" en este proyecto. Servidor en línea
- Dirección: mqtt.p2hp.com
- Puertos: 1883 (TCP), 8083 (WebSocket)
- Tipo: EMQ
- Compatible con MQTT V3.1.1/V5.0
Ingresa al software MQTTX para crear una nueva conexión, llena el nombre, servidor, puerto, tema, y luego haz clic en "Conectar" para conectarte al servidor.
Después de que la conexión sea exitosa, habrá una ventana emergente en la esquina superior derecha del software.
Luego configura el tema y mensaje abajo.
Cuando se reciben datos, el número de mensajes se muestra en la parte superior. Si no ves el mensaje, haz clic en el tema de suscripción.
Aquí, se completa la implementación del cliente MQTT. A continuación, regresa al editor Thonny y ejecuta el código. Cuando diga "ok" y el WS2812B conectado se encienda en rojo, el programa se ejecuta exitosamente.
Apariencia
Para la parte exterior usamos tablero acrílico + tablero de madera para hacer, puedes necesitar una máquina de grabado láser o sierra.
Puedes simplemente usar mi diseño terminado para la base y panel y cortarlo con un grabador láser.
Luego se obtuvieron las siguientes partes.
A continuación, ensambla la parte de la base
Luego pega el WS2812B en la parte
Depura el programa y observa si el hardware está funcionando correctamente
Si todo está hecho, puedes usar pegamento termofusible para pegar los tableros restantes juntos
¡Finalmente, enviamos diferentes comandos en MQTTX para cambiar su color de forma inalámbrica!
Tema: RGB_LED
msg: RED,BLACK,YELLOW,GREEN,CYAN,BLUE,PURPLE,WHITE
Por supuesto, también puedes editar el código para probar algunos efectos de iluminación diferentes. ¡Comparte tu trabajo conmigo!
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