Проекты по ардуино. Умная гирлянда на Arduino: калибровка и управление по Wi-Fi

alexxlabРазное
Как создать управляемую по Wi-Fi гирлянду на Arduino. Какие компоненты понадобятся для проекта. Как выполнить калибровку и настройку гирлянды. Какие возможности предоставляет приложение для управления.

Содержание

Компоненты для сборки умной гирлянды

Для создания умной Wi-Fi гирлянды потребуются следующие основные компоненты:

  • Плата Wemos D1 Mini на базе ESP8266
  • Адресная светодиодная лента WS2812B
  • Блок питания 5В
  • Кнопка для ручного управления
  • Провода для соединений

Количество светодиодов в ленте может варьироваться в зависимости от желаемой длины гирлянды. Рекомендуется использовать блок питания мощностью не менее 1.5А на каждые 100 светодиодов.

Схема подключения компонентов

Схема подключения компонентов умной гирлянды выглядит следующим образом:

  • Питание 5В с блока питания подается на Wemos D1 Mini и светодиодную ленту
  • Сигнальный провод ленты подключается к пину D4 (GPIO2) платы Wemos
  • Кнопка подключается между пином D3 и GND платы Wemos

Для защиты от скачков напряжения рекомендуется добавить диод между питанием платы и лентой. Важно соблюдать полярность подключения светодиодной ленты.


Прошивка контроллера гирлянды

Для загрузки прошивки в контроллер гирлянды необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Установить Arduino IDE и необходимые библиотеки
  2. Выбрать плату «LOLIN(WEMOS) D1 R2 & mini» в настройках Arduino IDE
  3. Скачать исходный код прошивки с GitHub
  4. Открыть скачанный .ino файл в Arduino IDE
  5. Настроить параметры в начале кода (количество светодиодов, пин подключения и т.д.)
  6. Загрузить прошивку в плату Wemos

После успешной загрузки прошивки контроллер будет готов к работе и калибровке гирлянды.

Калибровка расположения светодиодов

Калибровка позволяет настроить расположение светодиодов на елке или в пространстве для корректной работы эффектов. Процесс калибровки включает следующие этапы:

  1. Подключение к точке доступа гирлянды через Wi-Fi
  2. Открытие веб-интерфейса калибровки
  3. Последовательное указание координат каждого светодиода
  4. Сохранение калибровочных данных в памяти контроллера

Тщательная калибровка позволит добиться максимально эффектного отображения анимаций и режимов работы гирлянды.


Возможности управления через приложение

Для управления умной гирляндой разработано специальное приложение GyverTwink. Оно доступно для Android и Windows и предоставляет следующие возможности:

  • Выбор из 22 предустановленных эффектов
  • Настройка параметров каждого эффекта
  • Регулировка яркости
  • Автоматическая смена эффектов по таймеру
  • Таймер выключения гирлянды
  • Управление несколькими гирляндами в сети

Приложение позволяет полностью раскрыть потенциал умной гирлянды и настроить ее работу под любые потребности.

Режимы работы и эффекты гирлянды

Умная гирлянда поддерживает множество интересных режимов работы и световых эффектов:

  • Бегущие огни
  • Переливающаяся радуга
  • Мерцание
  • Случайные вспышки
  • Плавное угасание
  • Цветомузыка
  • Имитация пламени
  • Бенгальские огни

Каждый эффект можно настроить по яркости, скорости, цветовой гамме и другим параметрам. Это позволяет создать уникальное праздничное освещение.

Дополнительные функции проекта

Помимо базового функционала, умная гирлянда обладает рядом дополнительных возможностей:


  • Управление кнопкой (вкл/выкл, смена режима, яркость)
  • Автоматическое подключение к домашней Wi-Fi сети
  • Обновление прошивки «по воздуху»
  • Синхронизация нескольких гирлянд
  • Работа в режиме точки доступа
  • Сохранение настроек при отключении питания

Эти функции делают использование гирлянды максимально удобным и гибким.

Варианты улучшения проекта

Проект умной гирлянды можно дополнить и улучшить различными способами:

  • Добавление микрофона для реакции на музыку
  • Интеграция с умным домом (Google Home, Apple HomeKit)
  • Управление через Telegram бота
  • Синхронизация с музыкальным плеером
  • Добавление датчика освещенности для автовключения
  • Создание собственных эффектов

Открытый исходный код проекта позволяет реализовать практически любые идеи по расширению функционала гирлянды.

Часто задаваемые вопросы

Какое максимальное количество светодиодов поддерживает проект?

Текущая версия прошивки рассчитана на работу с гирляндой длиной до 500 светодиодов. При необходимости это ограничение можно увеличить, изменив соответствующий параметр в коде.


Можно ли использовать другие модели плат вместо Wemos D1 Mini?

Да, проект совместим с любыми платами на базе ESP8266, например NodeMCU. Потребуется лишь изменить настройки платы в Arduino IDE при загрузке прошивки.

Поддерживаются ли другие типы адресных светодиодов кроме WS2812B?

Прошивка рассчитана на работу с лентами WS2812B, но может быть адаптирована и для других популярных чипов, таких как SK6812 или APA102. Потребуется внести изменения в код, отвечающий за работу со светодиодами.

Как добавить собственный эффект в прошивку?

Для создания нового эффекта необходимо добавить соответствующую функцию в код прошивки, следуя шаблону существующих эффектов. Затем нужно зарегистрировать новый эффект в массиве режимов и обновить приложение для его отображения в интерфейсе.

Есть ли ограничения по длине провода между контроллером и лентой?

Рекомендуемая максимальная длина провода между контроллером и первым светодиодом ленты составляет около 2 метров. При большей длине возможно ухудшение качества сигнала. Для увеличения расстояния рекомендуется использовать усилители сигнала.



Гирлянда v3 – калибровка и управление по WiFi

ОБНОВЛЕНИЯ

Прошивка

  • 1.1 – исправлена калибровка больше 255 светодиодов
  • 1.2 – исправлена ошибка с калибровкой

Приложение

  • 1.2 – калибровка больше 255, автоматический масштаб интерфейса, поля ввода подвинул наверх, оптимизация от TheAirBlow
  • 1.7 – починил связь с гирляндой

Всё работает! Обновитесь до актуальных версий, (прошивка 1.2+, приложение 1.7+), починились все проблемы после первого неудачного обновления

ОПИСАНИЕ

Ёлочная гирлянда на адресных светодиодах с управлением по WiFi

  • Контроллер на базе esp8266
  • Приложение под Android и Windows
  • Калибровка расположения на ёлке
  • 22 эффекта, каждый можно настроить
  • Автоматическая смена выбранных эффектов по времени, по порядку или случайно
  • Таймер выключения
  • Поддержка работы нескольких гирлянд в локальной сети
  • Управление кнопкой

 

Приложение GyverTwink
  • GyverTwink в Play Market
  • Скачать . apk файл для Android
  • Приложение для Windows – скачать архив проекта, скачать Processing, все инструкции в начале кода программы!

КОМПОНЕНТЫ

Инструменты, полезное

Каталоги ссылок на Алиэкспресс на этом сайте:

  • Всё для пайки: паяльники, приспособления
  • Платы Ардуино, модули и датчики
  • Модули и датчики для умного дома
  • Дешёвые инструменты
  • Аккумуляторы, платы защиты, зарядники
  • Мультиметры
  • Блоки питания, преобразователи

Железки со схемы

Стараюсь оставлять ссылки только на проверенные крупные магазины, из которых заказываю сам. Также по первые ссылки ведут по возможности на минимальное количество магазинов, чтобы минимально платить за доставку. Если какие-то ссылки не работают, можно поискать аналогичную железку в каталоге Ардуино модулей. Также проект можно попробовать собрать из компонентов моего набора GyverKIT.

  • Wemos mini купить в РФ, aliexpress, aliexpress, искать

  • Giant4 (Россия):
    • Wemos ссылка 
    • Коннектор питания ссылка
    • Гирлянда из модулей WS2812 ссылка
    • Гирлянда из модулей WS28123 ссылка
    • Блок питания 5V (до 200 светодиодов) ссылка
    • Блок питания 5V (до 400 светодиодов) ссылка
    • Гирлянда из пикселей WS2811 ссылка
    • Блок питания 12V (для пикселей) до 250 светодиодов ссылка
    • Блок питания 12V (для пикселей) до 900светодиодов ссылка
  • Aliexpress:

Рекомендация по блокам питания:

  • 5V – не менее 1. 5 А (7.5W) на каждые 100 светодиодов
  • 12V – не менее 0.7 А (7.5W) на каждые 100 светодиодов
  • Чёрненький компонент на рекомендуемой схеме – любой диод. ДА, ОН СТОИТ ПРАВИЛЬНО. ДА, ТАК НУЖНО.
  • Да, можно собрать на NodeMCU, подключение в те же пины по названиям.
  • Как завести на ESP32 – не знаю, не работаю с ней.

ПРОШИВКА

ВНИМАНИЕ! Максимально подробный гайд по началу работы с платой и загрузке прошивки для проекта находится ЗДЕСЬ. Изучи его внимательно, прежде чем писать на форум или в группу ВК!