Как да запълним отворена дупка с 2 304 светодиода

Събудих се тази сутрин като се чувствах всяка сутрин, грозен и отчаян за кафе. Слязох по стълбището от спалнята си, за да избягам от непростимата утринна светлина. За мое учудване, втора удара от неуморни слънчеви лъчи ме удари в лицето. Таванът на хола ми се беше запазил.

Повечето хора биха се втренчили в зейнала дупка на тавана си и биха проклинали боговете, които са я поставили там. Те щяха да оценят щетите, да повикат изпълнител и да свият юмруци с юмруци. И това направих. Но в тъмните вдлъбнатини на ума си вече формулирах план. Тази дупка не беше само неудобство, а беше началото на моето най-голямо домашно приключение.

На 13 години започнах да се занимавам с електроника. Убедих родителите си да ми купят книга за правене сама по темата и действително поялник. Какво мислеха? Въпреки вълнението си, загубих интерес към аналоговия свят, когато ZX Spectrum влезе в живота ми. Първият ми компютър.

Не може да „разбие Интернет“, но може да счупи ПРОСТРАНСТВО

Родителите ми смятаха, че ще играя игри на ZX, но вместо това го хакнах. Програмирането беше примамливо и запали страст към софтуера в мен, който все още не изчезва. Но преди 8 години най-накрая успях да съгласувам еднократния си интерес към електрониката с радостта си от кодирането. Открих платформата Arduino.

Arduinos са джобни компютри, които извършват ограничен набор от операции. Те приемат вход, като натискане на бутон или текстово съобщение и изпращат изход. Тяхната масивна екосистема от добавки, изграждаща сложна електроника се чувства като подреждане на Legos. За програмистите, които искат да превърнат своите неща в интернет неща, Arduinos са перфектни.

Повечето хазяи не оставят наемателите да хакнат уредите си, щорите или предната си морава. Ето защо се преместих в самостоятелна къща в страната. Отдалечих се от досадни хазяи и безумно наука, страхуваща се от съседите. Така счупих хакерските си ръце и радостно пуснах в движение всичките си проекти за автоматизация на мечти. Arduinos започна да изниква в къщата ми като гъби.

Изградих соларна система за отопление и вентилация, климатик, контролер за щори, напоителна система за моята тревна площ, LED система за осветление на дивана си, - пренасям се тук. Около година по-късно се готвехме да изгорим свещите за рождения ден на сина ми. Гост отбеляза, че нашето коледно дърво отделя твърде много светлина за случая. Измъкнах телефона си, натиснах бутон екрана и коледното дърво изключих. Факторът ми на хладния татко изскочи.

Cue Barry White

Гордеех се, но тези проекти се чувстваха малки. Имах големи мечти и тези сънища включваха хакване на целия таван на хола ми. Таванът беше гол, болнично бял и се разтягаше за цяла вечност. Трябваше да направя нещо, но какво? Отлагах проекта многократно, като си казвах: „по-късно“, „нямаш време“ и „какво знаеш дори за таваните?“ Но тази зееща дупка беше катализаторът, който заглуши съмненията ми и даде ход на цялото тон страхотно.

Първо имах отстраняване на теча. Оставих дупката в тавана отворена за няколко дъждовни дни, само за да съм сигурен. Тогава беше време да планирам. Почерпих вдъхновение от моя проект за LED диван: кой не би искал танц на 70-те на техния таван? Измерване на време. Имах достатъчно място за правоъгълник 4 на 9 метра. Трябваха ми около 60 светодиода на квадратен метър, за да поддържам адекватно ниво на светлина, което означаваше общо 2 304 от тези малки смукатели.

Моят ум попита какво пита всеки ум на добър разработчик, когато се сблъска с проблем. Някой вече е решил това, така че не трябва? Оказва се, някой е имал. Бих могъл да си купя предварително изградени единични LED модули и да ги използвам в масив. И ако бях започнал да спестявам достатъчно пари, за да купя две хиляди от тях, все още щях да имам дупка в тавана си. Щеше да ми се наложи да го направя по моя начин, по евтиния начин на замърсяване.

Това беше персонализирана работа във всеки смисъл на думата, затова я съобразих според нуждите си. Не можех да огранича контрола върху смартфони, това нямаше смисъл за светлината. Трябваше да работи и чрез превключвател. И исках приспособление с такъв размер да бъде поддържано. Но познайте какво? Адресните светлинни ленти променят светодиодите последователно. Това означава, че ако някой излезе навън, всички го правят, като някакъв световен пакт за самоубийства. Демонтирането и поправянето на един модул трябваше да бъде без усилие.

Отляво: светодиоди в серия; Вдясно: единичен светодиод

И най-важната грижа за дизайна на всички: тази светлина трябваше да внушава страхопочитание. Това трябваше да бъде нещо повече от матрица от скучна точкова светлина. Исках целият панел да се чувства жив; да се движи през органични модели. Основният Ардуино нямаше да го реже; Имах нужда от надграждане на софтуера и хардуера. Открих ESP8266, комбиниран с фърмуера с отворен код NodeMCU. Този микроконтролер осигури повече мощност и повече памет. Освен това имаше интегрирана WiFi на изгодна цена, на която не можах да устоя.

Не става по-секси от това, хора

Имайки предвид архитектурата си, реших да изградя прототип. Прототирането на цялото устройство би било скъпо излишно. Така че аз се придържах към хакване на един ред от 32 LED модула заедно. Борях се да избера подходящия материал за жилището. Опитах шперплат, картон и дори стиропор. Евтините опции се чувствах, добре, евтино. Тогава хванах нетърпеливите си ръце върху фиброплита със средна плътност. MDF беше лесен за рязане и изглеждаше страхотно боядисан - придвижвайки по дяволите.

Горе: Дизайн на панела; Отдолу: прототип на MDF

Когато дойде време да вкарам светодиодите в корпуса, се сблъсках с друг проблем - да ме. Светодиодните ленти извън рафта, подобно на вида, който използвах за дивана си, не бяха полезни за моята настилка. Тези ленти опаковаха светодиодите като сардини: твърде близо един до друг. Но повече късмет дойде на моя страна. AliExpress нека да поръчам персонализирана лента с точното разстояние, което ми беше необходимо. (Следете за моето следващо изобретение на IoT: Безсрамният щепсел).

Прототипът ми беше готов след една седмица нарязване, боядисване, залепване, изгаряне, крещене от ярост и плач дълго в нощта. И ако трябваше да направя още 71 на ръка, за да ме видят, децата ми ще трябва да посетят психиатричното отделение. Край.

Ето, най-нервният джак-фенер

Щеше да е краят, ако не бях намерил в близост магазин за дървообработване, който имаше рутер с ЦПУ. Това е устройство с възможност за прецизно рязане на материали и следва компютърно ръководен път. Това е всъщност дърводелски робот, изпратен от бъдещето, за да ни предупреди за Skynet. Пренебрегнах неговите древни AI предупреждения. И аз му поръчах да изгради 72 клона от моя панел за получаване на усилия за получаване на усилия. И след няколко седмици щяха да пристигнат.

Междувременно сезонът на рождените дни бързо наближаваше. Наричам го сезон за рождения ден, защото децата ми празнуват един месец един от друг, а сезонът беше почти при нас. Ако исках светлините да са готови навреме, ще трябва да ускоря нещата. И моят готин-татко фактор намаляваше. Трябваше да напомня на тези безгрижни, че съм най-баща баща наоколо. Когато роботите-господари идват да поробват човечеството, кой щеше да ги защити? Аз с моите хакерски умения или господин Ериксън и неговия кабриолет? Pfft. Pssh, каквото и да е.

Когато панелите пристигнаха, започнах да сглобявам всеки на ръка. Трябваше да залепя лентите надолу, да свържа всичко, да добавя светодиодите и да залепя филтъра. Тогава и едва тогава най-накрая монтирах модула към падащия таван. В този момент захранването беше включено и докато прикрепях всеки модул, той излъчваше чиста бяла светлина надолу от нелепо небе. Но на около половината път през втория ред модули, небето отиде на фрица. Естествеността ми най-накрая ме захапа в задника. Нискотарифните, ах, нискокачествени захранващи конектори не успяха да ме провалят. Те не можеха да предадат постоянна мощност от един панел на друг.

Трябваше да поръчам премиум конектори, за да отстраня този проблем и те бяха подредени обратно, защото, разбира се, бяха. Получих достатъчно окабеляване за половината от модулите и трябваше да чакам два месеца, преди да получа останалото. Само с три месеца преди първото парти за рожден ден времето изтече. Трябваше да направя сериозен ход на този таван веднага щом пристигнаха тези конектори.

След цяла вечност на чакане, конекторите се появиха на прага ми. Продължих работата веднага. И с напредък дойдоха повече змии - кога ще свършат? Докато монтирах първия модул в 3-ти ред, таванът се разми. Всеки светодиод изведнъж имаше свой собствен ум и този ум беше скочен от екстаз от военна класа. Панелът изглеждаше като полтергейст, общуващ с мен отвъд гроба. Не вярвам в призраци, но само за да съм в безопасност, изключих това нещо и се обадих на свещеник.

„Ще трябва да упражнявам всеки светодиод ... правя ценообразуване“

Екзорцистът отбеляза, че бързо превключващите електрически сигнали не се държат по време на дълги разстояния. Модулите, които са най-близо до контролера, бяха добре. Но с увеличаването на разстоянието между модул и контролер, нараства и нивото на шума и магнитните смущения. Трябваше ми начин да изпращам сигнала последователно до всички модули, независимо колко далеч е всеки от източника. Отговорът беше RS-485. Но това означаваше, че трябва да препроектирам контролера, за да работя с нов интерфейс.

Отляво: автобус RS485; Вдясно: Автобус + контролер 4, всички

Работих неуморно, за да префасонирам тавана навреме, но не го направих. Имах само половината таван, построен за първото парти за рожден ден. Едва ли беше готов да се покаже, камо ли да спаси света от зли роботи. Проверих фондовата борса на готините татко, пазарната ми капачка намаля.

Децата ме призоваха да включа светлината дори след като обясних, че ще изглежда, че в нощен клуб е излязла бомба. Накрая отстъпих и натиснах превключвателя. Тези деца загубиха ума си.

Само с половината панел приключи, светлината беше основен успех и на двете страни. И около година по-късно имах светлината напълно изградена и функционална. Все още имам няколко финални щрихи, за да го сложа и аз възстановявам мобилното приложение с помощта на най-новата ни платформа (трябваше да спомена шефа в някакъв момент, нали?). Но като цяло, това беше проект, променящ живота и изпитвам огромна гордост, като го завърших. Сега всичко, от което се нуждая, е чифт обувки за луна, за да мога да танцувам на това нещо.

Ако искате да помогнете за изграждането на своя собствена Интернет нещо или просто искате да разговаряте, изпратете ми имейл на hugo.lourenco@outsystems.com.

Дискотеката най-накрая може да се върне и приятелите ви трябва да знаят: Facebook | LinkedIn | Twitter | електронна поща

Първоначално публикуван на www.outsystems.com.