Lampu Sentuh Sinkronisasi Warna: 5 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2025-01-13 06:57

Untuk proyek ini kami akan membuat dua lampu yang dapat berubah warna dengan sentuhan dan yang dapat menyinkronkan warna ini satu sama lain melalui internet. Kami menggunakan ini sebagai hadiah Natal untuk seorang teman yang pindah ke kota lain. Dia mendapatkan salah satu lampu dan yang lainnya tetap bersama kami. Dengan cara ini kami berdua memiliki lampu yang tampak bagus sekaligus dapat saling mengirim warna. Ini adalah cara yang bagus dan keren untuk berkomunikasi satu sama lain meskipun terpisah dan bentuk komunikasi yang jauh lebih ringan daripada melalui teks, suara, atau gambar.

Proyek ini terinspirasi oleh proyek Syncenlight dari acara radio Jerman Netzbasteln, meskipun kami telah memodifikasi perangkat lunaknya sedikit dan membuat lampu yang lebih canggih untuk proyek kami. Dalam video Anda dapat melihat cara kerjanya. Untuk tujuan demonstrasi, kedua lampu berdiri tepat di samping satu sama lain – tetapi itu akan berfungsi jika mereka berada di sisi yang berlawanan dari planet ini (selama ada WiFi).

Langkah 1: Keterampilan, Alat, dan Bagian yang Dibutuhkan

Karena kita perlu menyolder elektronik lampu, satu-satunya keterampilan khusus yang diperlukan untuk proyek ini adalah keterampilan menyolder dan pemahaman dasar tentang elektronik. Jika Anda memahami beberapa hal dasar tentang pengembangan perangkat lunak itu akan menjadi nilai tambah, karena Anda dapat memodifikasi perangkat lunak sesuai kebutuhan Anda. Tetapi jika Anda hanya ingin menggunakannya seperti yang kami lakukan, Anda dapat mengunduh perangkat lunak dan mengunggahnya ke lampu Anda sendiri.

Bagian-bagian yang dibutuhkan untuk lampu dapat dilihat pada gambar di atas. Jika Anda ingin membangunnya persis seperti yang kami lakukan maka inilah yang Anda butuhkan:

• resistor 100kΩ
• a Wemos D1 mini (atau papan berbasis ESP8266 lainnya)
• beberapa LED WS2812B (baik yang tunggal atau strip dari itu)
• beberapa kabel
• kabel USB (jenis yang sama yang digunakan untuk sebagian besar ponsel cerdas, harus berupa kabel data)
• pot bunga logam
• vas kaca
• sekaleng semprotan bunga es (atau yang serupa)
• dua batang kayu
• selembar karton kecil (seukuran Wemos D1 mini)

Lima item terakhir dalam daftar ini adalah yang kami gunakan untuk salah satu desain lampu khusus kami. Ini adalah desain lampu yang akan kita gunakan sebagai contoh dalam Instruksi ini. Anda dapat membuat lampu sendiri persis seperti ini, tetapi tentu saja Anda juga bisa berkreasi di bagian ini dan mendesain lampu Anda sendiri sesuka Anda. Seperti yang Anda lihat pada gambar, yang kedua yang kami buat terlihat berbeda dari yang pertama dan kami sudah memiliki ide untuk desain lampu baru. Jadi ini adalah bagian di mana ada kemungkinan yang hampir tak terbatas.

Tentu saja kita tidak hanya membutuhkan bagian-bagiannya tetapi juga alat untuk menyatukan semuanya. Untuk ini kita membutuhkan barang-barang berikut:

• besi solder (ditambah solder)
• beberapa amplas
• sepasang gunting
• pistol panas meleleh
• gergaji kayu

Sekarang kami memiliki semua yang kami butuhkan, kami akan menjelaskan ide dasar lampu, cara kerjanya, dan tentu saja cara membuat lampu.

Langkah 2: Ide Dasar dan Cara Kerjanya

Ide dasarnya dapat dilihat pada skema pengkabelan. Inti dari proyek ini adalah papan mini Wemos D1 yang memiliki mikrokontroler ESP8266. Keuntungan dari ESP8266 adalah murah dan memiliki WiFi langsung di papan, itulah yang kita butuhkan. Kami menggunakan papan mini Wemos D1 karena dengan papan ini Anda tidak memerlukan alat tambahan untuk mengunggah perangkat lunak ke mikrokontroler (selain kabel data USB standar). Tetapi setiap papan berbasis ESP8266 harus bekerja untuk proyek ini.

Untuk mengontrol lampu, kami ingin menggunakan sensor sentuh kapasitif (jadi prinsip dasar yang sama digunakan di sebagian besar tampilan smartphone). Sensor sentuh semacam itu dapat dibuat dengan menghubungkan resistor 100kΩ dengan dua pin ESP8266 (dalam kasus kami pin D2 dan D5) dan kemudian menghubungkan kabel tambahan ke pin D5 dan kemudian menyolder kabel itu ke pelat logam. Di mana Anda menyolder kawat ini tergantung pada desain lampu yang Anda pilih. Dalam skema pengkabelan kami hanya menggunakan pelat logam umum tetapi untuk desain lampu khusus kami, kami menyolder kabel ini ke bagian pot logam dari lampu. Jika Anda tertarik dengan cara kerjanya, ada penjelasan bagus di situs web perpustakaan Arduino yang kami gunakan untuk memprogram sensor sentuh kapasitif.

Sekarang kita memiliki sesuatu yang dapat kita sentuh untuk mengontrol lampu, hal berikutnya yang kita butuhkan adalah sumber cahaya. Untuk ini kami menggunakan LED WS2812B. Itu banyak digunakan di berbagai proyek dan keuntungan utamanya adalah Anda dapat mengontrol warna banyak LED hanya dengan menggunakan satu koneksi data antara LED pertama dan mikrokontroler (dalam kasus kami terhubung ke D8 dari ESP8266). Dalam proyek kami, kami menggunakan empat LED WS2812B. Dalam skema pengkabelan, dua diperlihatkan tetapi menambahkan LED tambahan berfungsi persis seperti menambahkan yang kedua: Pin DOUT dari LED kedua perlu dihubungkan ke DIN yang ketiga dan VSS dan VDD harus dihubungkan ke pin ground dan 5V pin masing-masing. LED WS2812B tersebut kemudian dapat diprogram dengan mudah, mis. dengan perpustakaan NeoPixel Adafruit.

Sekarang kita memiliki semua bahan yang kita butuhkan: mikrokontroler dengan kemampuan WiFi, sensor sentuh untuk mengontrol lampu dan sumber cahaya itu sendiri. Pada langkah selanjutnya kami akan menjelaskan cara membuat lampu yang sebenarnya dan cara mengunggah perangkat lunak dan apa yang perlu dilakukan agar dua (atau lebih) lampu dapat melakukan sinkronisasi melalui internet.

Langkah 3: Menyolder Elektronik

Jadi pertama-tama kita perlu menyolder semua bagian elektronik bersama-sama. Kami mulai dengan menyolder LED WS2812B tunggal bersama-sama (seperti yang ditunjukkan dan dijelaskan pada langkah sebelumnya). Jika kami akan melakukan proyek ini lagi, kami mungkin akan membeli LED WS2812B dalam bentuk strip. Strip tersebut dapat dipotong sehingga Anda memiliki jumlah LED yang tepat yang Anda inginkan dan kemudian Anda hanya perlu menyolder konektor DIN, VDD dan VSS strip tersebut ke pin D8, 5V dan G dari ESP8266. Ini akan lebih mudah daripada melakukannya seperti yang kami lakukan, tetapi menyolder satu LED WS2812B bersama-sama juga dimungkinkan seperti yang dapat dilihat pada gambar (walaupun sambungan solder kami tidak terlalu indah – tetapi berfungsi)

Selanjutnya kami menyolder resistor antara pin D2 dan D5. Pada pin D5 kita juga perlu menyolder pada kabel tambahan yang nantinya akan disolder ke bagian lampu yang seharusnya berfungsi sebagai sensor sentuh. Dalam gambar Anda dapat melihat bahwa kami tidak menyolder resistor langsung ke papan, tetapi menyolder konektor ke papan di mana kami kemudian menempatkan resistor. Ini karena kami ingin mengetahui resistor mana yang paling cocok untuk proyek ini, tetapi Anda juga dapat menyolder resistor langsung ke papan.

Sebagai langkah terakhir kita sekarang dapat menghubungkan kabel USB kita ke colokan USB Wemos D1 mini (pastikan Anda memiliki kabel data USB – ada juga kabel yang berfungsi hanya untuk mengisi daya tetapi tidak untuk mentransfer data, tetapi kita membutuhkan kemampuan data untuk mem-flash perangkat lunak nanti).

Langkah 4: Membangun Lampu

Sekarang setelah komponen elektronik siap, kita dapat mulai membuat lampu yang sebenarnya. Untuk ini kami ingin menerangi vas dari atas dengan LED kami dan kami ingin cahaya lampu menyebar. Karena kaca vas yang kami temukan sangat bening, kami menggunakan Ice Flower Spray untuk memberi kaca tampilan yang lebih buram. Ada beberapa versi semprotan yang tersedia yang dapat memberi kaca tampilan yang lebih buram atau menyebar sehingga Anda dapat melihat apa yang dapat Anda temukan. Jika Anda menggunakan semprotan ini, pastikan semuanya sudah kering dengan baik sebelum Anda melanjutkan. Ini bisa memakan waktu beberapa jam tergantung pada semprotan yang Anda gunakan.

Untuk membuat lampu sekarang, kita perlu memastikan bahwa pot bunga logam tetap berada di atas vas pada ketinggian yang tepat dan elektronik dipasang di dalam pot sehingga LED menerangi vas. Untuk melakukan ini, kami menggunakan dua batang kayu, kertas pasir dan gergaji kayu untuk membuat salib. Salib ini akan duduk di atas vas dan ujung salib akan direkatkan ke pot. Dengan begitu kita dapat memastikan bahwa pot berada pada ketinggian yang tepat (jika kayu salib memiliki ukuran yang sesuai).

Untuk melakukan ini, pertama-tama kami menggunakan gergaji untuk mendapatkan batang kayu dengan ukuran yang tepat. Kemudian kami menggunakan kertas pasir untuk mengampelas alur ke tengah salah satu tongkat. Sekarang kami merekatkan yang lain ke dalam alur dengan bantuan hot-melt gun. Jika kita meletakkan ini di atas vas, itu tidak akan pas, karena tongkatnya tidak sejajar. Jadi kami mengampelas dua alur baru di ujung tongkat yang ada di tingkat bawah, sehingga salib pas di vas. Ini bisa dilihat dengan baik di gambar.

Jika semuanya cocok, langkah selanjutnya adalah merekatkan selembar karton di atas salib. Ini harus di sisi salib di mana tidak ada alur. Kemudian kami menempelkan papan mini Wemos D1 di atas karton dan LED di sisi lain salib.

Langkah selanjutnya adalah menyolder kabel untuk sensor sentuh resistif ke panci logam. Dengan cara ini kita dapat mengontrol warna lampu dengan menyentuh pot. Jika ini dilakukan, salib kayu dapat direkatkan ke panci logam dengan pistol leleh dan setelah itu salib dan pot dapat direkatkan di atas vas.

Sebagai langkah terakhir kita sekarang bisa merekatkan kabel USB dengan lem super ke vas sehingga semuanya terlihat bagus dan rapi. Sekarang kita hampir selesai.

Langkah 5: Mengoperasikannya

Langkah terakhir adalah mengupload software ke lampu dan mengkonfigurasi server yang akan digunakan untuk sinkronisasi lampu. Jika Anda tertarik dengan cara kerja perangkat lunak ini, Anda dipersilakan untuk mempelajari kode sumbernya, kami tidak akan membahas terlalu banyak detail di sini. Tetapi ide dasarnya adalah bahwa setiap lampu yang ingin Anda sinkronkan harus terhubung ke server MQTT yang sama. MQTT adalah protokol perpesanan untuk internet hal-hal dan komunikasi mesin ke mesin. Jika salah satu lampu berubah warna, ia akan memublikasikannya ke server MQTT yang kemudian akan mengirim sinyal ke semua lampu lain yang kemudian memberi tahu mereka untuk mengubah warnanya juga.

Tapi jangan khawatir, Anda tidak perlu mengerti apa-apa tentang MQTT, cara kerjanya atau cara mengatur server MQTT jika Anda hanya ingin menggunakan lampu. Tentu saja Anda dapat mengatur dan mengkonfigurasi server Anda sendiri jika Anda mau. Tetapi jika Anda tidak ingin melakukannya, ada juga beberapa layanan yang tersedia di mana Anda dapat menyewa server MQTT yang dihosting di cloud. Kami menggunakan CloudMQTT untuk ini, di mana Anda bisa mendapatkan server yang sangat terbatas bahkan gratis (tetapi dengan fungsionalitas dan bandwidth yang cukup untuk keperluan kami). Paket gratis disebut Cute Cat dan jika Anda mendapatkan salah satunya, Anda hanya perlu melihat Detail→ Instance Info dan di sana Anda dapat melihat Server, User, Password, dan Port instans MQTT Anda. Nilai-nilai itu adalah semua yang Anda butuhkan, jadi tuliskan:-)

Sekarang untuk mengunggah perangkat lunak ke lampu Anda perlu menghubungkan kabel USB ke laptop atau komputer Anda dan kemudian Anda dapat mengunggah perangkat lunak menggunakan perangkat lunak Arduino. Cara menginstal dan mengkonfigurasi perangkat lunak Arduino untuk digunakan dengan papan berbasis ESP8266 dijelaskan dengan baik dalam Instruksi ini, jadi kita tidak perlu mengulangi langkah-langkah itu di sini.

Setelah Anda menginstal dan mengonfigurasi semua yang Anda butuhkan, buka Alat → Kelola Perpustakaan di perangkat lunak Arduino dan instal perpustakaan yang diperlukan untuk proyek ini: Adafruit NeoPixel, CapacativeSensor, PubSubClient, WifiManager (dalam versi 0.11) dan ArduinoJson (dalam versi 5, bukan versi beta 6). Jika sudah terpasang, Anda dapat mengunduh kode sumber untuk lampu dari repositori Github kami untuk proyek ini dan mengunggahnya ke lampu menggunakan perangkat lunak Arduino.

Jika semuanya berjalan dengan baik, lampu sekarang akan menyala dan siap digunakan:-) Saat memulai, lampu akan berkedip dalam warna biru dan mencoba menyambung ke WiFi yang dikenal. Saat pertama kali dinyalakan, lampu jelas tidak mengetahui tentang WiFi apa pun sehingga akan memulai Hotspotnya sendiri (dengan nama yang merupakan kombinasi dari "Syncenlight" dan pengenal unik untuk ESP8266 yang Anda gunakan). Anda dapat menghubungkan mis. ponsel cerdas Anda ke WiFi ini dan Anda akan diarahkan ke halaman konfigurasi lampu tempat Anda dapat mengonfigurasi kredensial WiFi Anda dan juga memasukkan pengaturan yang diperlukan untuk server MQTT (yang perlu Anda tuliskan beberapa paragraf sebelumnya). Jika Anda selesai dengan itu, lampu akan menyala ulang dan sekarang benar-benar siap digunakan!

Beri tahu kami bagaimana Anda menyukai proyek ini atau jika Anda memiliki pertanyaan, kami harap Anda menyukai Instruksi ini:-)