Управление NeoPixel-светодиодной лентой по Wi-Fi: проект на ESP8266 с Android-приложением

Компоненты и материалы

Инструменты

• Клейкий пистолет
• Паяльник

Приложения и сервисы

• Arduino IDE

О проекте

Создайте крутой эффект пламени с беспроводным управлением по Wi-Fi. Готовое Android-приложение с приятным интерфейсом позволяет играть с вашим творением. Используются Arduino и ESP8266 для управления пламенем. В итоге вы научитесь:

• Работе с NeoPixels (адресуемые RGB-светодиоды WS2812B).
• Программированию ESP8266 и управлению параметрами по Wi-Fi.
• Созданию реалистичного огненного эффекта на NeoPixels.

Знакомство с NeoPixels

Индивидуально адресуемые светодиоды (NeoPixels) позволяют управлять цветом каждого светодиода отдельно, создавая бесконечные паттерны и анимации. Для WS2812B достаточно 3 провода: 2 для питания и 1 для данных. То есть всего один свободный пин Arduino управляет сотнями светодиодов!

В проекте используется 6 полос по 30 светодиодов (всего 180), наклеенных на ПВХ-трубу, помещённую в стеклянный цилиндр. Для диффузии света и непрерывного вида используется калька.

Конструкция

1. Получите стеклянный цилиндр (наш: высота 60 см, диаметр 12 см). Если нашли матовый — отлично, если прозрачный — обклейте калькой (внутри или снаружи).
2. Измерьте внутреннюю длину цилиндра и отрежьте ПВХ-трубу под неё (у нас 59 см). Диаметр трубы ~4 см.
3. Нарежьте LED-ленту на 6 равных частей по 50 см (всего 3 м при плотности 60 LED/m). Распределите их равномерно вокруг трубы и приклейте.
4. Соедините полосы между собой: либо паяйте провода напрямую, либо припаяйте pin headers и используйте макетные провода.
5. Установите трубу в цилиндр. Для центрирования вырежьте из пенопласта два кольца: внешний диаметр = внутренний диаметр цилиндра, внутренний = внешний диаметр трубы. Вставьте их на концы трубы и аккуратно поместите в цилиндр.

Код

Используется Arduino IDE. Плата ESP8266 должна иметь 3 МБ SPIFFS для загрузки веб-интерфейса управления. SPIFFS (Serial Peripheral Interface Flash File System) позволяет хранить файлы веб-интерфейса и открывать их в браузере по адресу ESP (по умолчанию 192.168.4.1) — это единственный вариант для iOS.

Скетч использует библиотеку FastLED (пример Fire2012 от Mark Kriegsman), адаптированный для нескольких полос. Параметры огня: SPARKING (искристость) и COOLING (остывание) меняются динамически через веб-интерфейс или приложение. Также настраиваются FPS, яркость и цветовая палитра (4 цветовые точки).

Полный код скетча приведён в исходнике.

Загрузка файлов в SPIFFS

1. Создайте папку «data» в папке скетча и поместите туда файлы веб-интерфейса.
2. Установите плагин «ESP8266 Sketch Data Upload» для Arduino IDE (инструкции на GitHub).
3. Переведите ESP в режим программирования, выберите Tools → ESP8266 Sketch Data Upload. Скорость загрузки 921600 ускоряет процесс.

Принцип работы

Скетч на ESP8266 поднимает веб-сервер, отвечающий на GET-запросы от приложения. Приложение отправляет параметры (цвета палитры, SPARKING, COOLING, яркость, FPS) как аргументы запроса. Например, установка яркости: https://192.168.4.1/conf?brightness=224.

Android-приложение

Создано на Phonegap (HTML, CSS, JS) — кроссплатформенная технология. Исходный код доступен на сайте ElectroPeak.