Handgehaltenes Nachtlicht - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Mein 5-Jähriger weckte uns nachts immer wieder auf, und wir hielten ihm bei, Mama und Papa schlafen zu lassen, bis ich merkte, dass er tatsächlich nicht in der Lage war, selbst zu bestimmen, ob es Schlaf- oder Spielzeit war.

Außerdem würde er uns bitten, das Licht anzuschalten. Er macht immer viel Aufhebens darum, das Licht auszuschalten, aber ich mache mir ein bisschen Sorgen, dass ich die ganze Nacht ein Licht anlassen könnte, was sich auf Melatonin und Schlafqualität auswirkt.

Ich war wirklich mit keinem Nachtlicht zufrieden, das ich für Geld kaufen konnte: Einige ließen sich mit einer Berührung anzünden, aber nicht von selbst ausschalten; einige waren alle süß und weich, aber keiner konnte einem 5-jährigen die Zeit geben.

Also habe ich einen schnellen Hack eines Nachtlichts zusammengestellt, das:

• gibt Farbcodes für die Nachtzeit:

  • gelb (abends): Geschichtenzeit
  • rot: Schlafzeit
  • gelb (morgens): du darfst aufstehen und spielen, ohne Mama oder Papa zu wecken
  • strahlend weiß: Zeit zum Aufstehen
  • tagsüber aus.
• Wenn Sie es nachts drücken, gibt es einen beruhigenden gelblichen Schimmer ab. Dann verblasst es und wird nach einer halben Stunde wieder rot. (Drücken Sie morgens, um es auszuschalten)
• leuchtet sanft mit einer Frequenz in der Nähe der Ruheatemgeschwindigkeit meines Kindes (ca. 2,5 ~ 3 s pro Atemzug). Das ist ein bekannter Einschlaf-Trick.
• beseitigt das blaue Licht, von dem bekannt ist, dass es das Melatonin während der Nacht stört. Erzeugt morgens ein bläulich-weißes Melatonin-verschüttendes Licht.
• Nimmt die Zeit aus dem Internet, über NTP.

Lieferungen

• Ein ESP32-Breakout-Board, ohne Header. Ich kaufte dieses für den billigen (25 RMB).

• Eine 3D-gedruckte Hülle.

  Ich habe es von diesem Shop professionell drucken lassen, aus weißem 未来8000-Harz, SLA-Prozess, für ca. 30 RMB. Die obere Abdeckung kam gut heraus (sie ist 1 mm dick); und die Transparenz ist gut

• ein Druckknopf. Meins ist ein 12 * 12 mm Knopf, 7,5 mm hoch, Durchgangsloch. Ich habe die Stifte so gebogen, dass sie flach liegen.
• zwei Neopixel-Lichter (abgeschnitten von einem hier gekauften Streifen für 70 RMB)

• wenn du eine batterie willst:

  • ein Batterielademodul. Ich benutze ein TP4056 wie dieses für weniger als 1 RMB.
  • ein Li-Po-Akku. Ich kaufte diese 1000-mA-Batterien, die mit 45 * 26 * 8,5 mm etwas kleiner waren als mein Board, für 14 RMB.
  • eine Schottky-Diode, um zu verhindern, dass der USB 5V aufgeladen und Ihren Akku zerstört wird. Ich hatte etwas herumliegen.
  • Achten Sie darauf, dass das Gehäuse groß genug ist, um den Akku, das Ladegerät und die Kabel aufzunehmen. Doh!
• etwas doppelseitiges Klebeband, Isolierband, Draht, Lötdraht.
• Lötwerkzeuge und Fähigkeiten.

Haftungsausschluss: Ich habe keine Verbindung zu den aufgeführten Anbietern und liste sie nur zur Erleichterung des Lesers auf.

Schritt 1: Bereiten Sie die Platine vor

Entfernen Sie bei Bedarf die Überschriften.

Kleben Sie den Druckknopf und die LEDs mit Heißkleber oder doppelseitigem Klebeband auf die Rückseite des ESP32.

Ich habe die Neopixel an GND und 3V3 gelötet und an Pin 12 für Daten, dann habe ich sie mit Draht verkettet.

Ich habe den Button zwischen Pin 25 (als Ausgang gesetzt, Wert=0, wirkt also als Drain) und Pin 26 (als Eingang mit Pull-Up eingestellt) gelötet. Dies war einfacher zu löten, als eine Masseleitung zu holen.

Ich habe ein bisschen schwarzes Isolierband über die Power-LED der Platine gelegt, damit sie nicht durch das Gehäuse hindurchscheint. Ich habe die Signal-LED unbedeckt gelassen, da ich sie verwende, um anzuzeigen, ob die Initialisierung (und das Einstellen der Uhr über NTP) erfolgreich war, und schalte sie dann aus.

Schritt 2: Bestellen Sie das Gehäuse

Messen Sie zuerst die Abmessungen Ihrer ESP32-Platine. Ich habe Gehäuse für 29x52 oder 26x49mm Boards vorbereitet.

Als nächstes messen Sie die Höhe Ihres Knopfes relativ zur Platinenoberfläche (wenn er nach unten gedrückt wird). Meine Designs gehen von 7mm aus.

Wenn Ihr Board übereinstimmt, können Sie die entsprechende. STEP-Datei direkt aus dem Githup-Repository herunterladen. Wenn nicht, müssen Sie das Design in Fusion360 ändern. Ich verwende die kostenlose "persönliche nicht-kommerzielle" Lizenz. Danke Autodesk!

Ich werde Ihnen hier nicht beibringen, wie man Fusion360 verwendet, aber hier sind ein paar Schritte, die Sie befolgen müssen, sobald Sie sich auskennen:

• Das Design ist parametrisch. Das Ändern einer Dimension an der richtigen Stelle sollte dazu führen, dass sich alles andere auf natürliche Weise ergibt.

• So ändern Sie die Abmessungen der Platine:

  • Bearbeiten Sie die Skizze "PCB",
  • Doppelklicken Sie auf die Außenmaße, um sie zu ändern.
  • Bestätigen Sie und klicken Sie dann auf "Skizze fertigstellen".

• So ändern Sie die Tastenhöhe:

  • Stellen Sie Ihre Ansicht so ein, dass nur die Leiterplatte angezeigt wird
  • Navigieren Sie, um den oberen Rand der Schaltfläche zu finden (als Zylinder materialisiert)
  • Verwenden Sie das Werkzeug "Ziehen drücken",
  • Wählen Sie diese Fläche aus und geben Sie die richtige neue Höhe (negativ) ein.
  • Die Höhe des Stifts in der oberen Abdeckung sollte automatisch angepasst werden

• So bestellen Sie 3D-gedruckte Teile:

  • Stellen Sie sicher, dass nur die obere und untere Schale sichtbar sind; verstecken Sie den PCB-Körper
  • Gehen Sie zu Datei->Exportieren und wählen Sie dann das STEP-Format.
  • Fusion 360 exportiert eine. STEP 3D-Datei, die beide Körper enthält und von Ihrer 3D-Druckerei gelesen werden sollte.

Schritt 3: Programm

Installieren Sie Micropython auf Ihrem Board, indem Sie diese Anweisungen befolgen.

Laden Sie die drei.py-Dateien aus diesem Github-Repository herunter und kopieren Sie sie mit MU oder Thonny auf das Board:

• main.py: Startdatei. Es ruft der Reihe nach die anderen beiden Dateien auf, es sei denn, die Taste wird gedrückt. Dies ist nützlich, wenn Sie MU verwenden, das andernfalls eine Zeitüberschreitung verursacht und das Board nicht erkennt.

  Sie müssen diese Datei bearbeiten, wenn Sie andere Pins aus dem Beispiel für den Anschluss der Taste oder LEDs verwendet haben

• do_connect.py: ein Skript zum Herstellen einer Verbindung mit Ihrem Wi-Fi-Netzwerk und zum Abrufen der Uhrzeit.

  Sie müssen es bearbeiten und Ihre WLAN-SSID und Ihr Passwort eingeben

• handheld_night_light.py: Das Skript, das das Nachtlicht entsprechend der Tageszeit pulsiert.

  • Sie müssen es bearbeiten, wenn Sie andere Pins aus dem Beispiel für den Anschluss der Taste oder LEDs verwendet haben
  • Sie müssen es auch bearbeiten, um die Farben und Schlafzeiten nach Ihren Wünschen zu konfigurieren
  • Schließlich müssen Sie Ihre Zeitzone in dieser Datei einstellen

Sobald die 3 Dateien auf Ihr Board hochgeladen wurden, starten Sie es neu, und Sie sollten beobachten, wie die Signal-LED zweimal blinkt: einmal während der Verbindung zum Wi-Fi und ein zweites Mal beim Abrufen der Zeit von NTP. Beides kann mehrere Sekunden dauern.

Durch Drücken der Taste wird das Licht je nach Tageszeit ein- oder ausgeschaltet.

Schritt 4: Stromversorgung über Batterie

Jetzt ist es an der Zeit, alles zusammenzulöten. Ich habe mein Board von einer Batterie mit Strom versorgt und auch ein kleines Batterielademodul hinzugefügt. Auf diese Weise wird der ESP32 durch Anschließen des ESP32 an eine Stromquelle aufgeladen, und durch Abziehen des Steckers wird die Platine von der Batterie mit Strom versorgt. Der Einfachheit halber gibt es keinen EIN/AUS-Schalter.

Die Stromversorgung der Platine über die Batterie erfolgt über eine kleine Diode. Ohne diese Diode wird Ihre Batterie direkt von den 5 V der USB-Quelle gespeist und wird wahrscheinlich überhitzen und zerstört werden. Ich habe darauf geachtet, eine Schottky-Diode zu wählen, die den Spannungsabfall senkt und dadurch die effektive Batterielebensdauer erhöht.

Bei einem Nachtlicht dreht sich alles um Lichtsteuerung. Mehr ist nicht besser, besonders wenn es blau ist (da blaues Licht dazu neigt, die Melatoninsekretion zu hemmen und den Schlaf zu behindern). Also habe ich die unerwünschten Signalisierungs-LEDs sowohl am ESP32- als auch am Batterielademodul mit schwarzem Isolierband abgedeckt.

Schritt 5: Endmontage

Das Gehäuse ist recht einfach zu montieren. Es gibt 2 kleine Haken zum Halten der oberen Abdeckung in der unteren Abdeckung und eine Öffnung für den USB-Anschluss.

Überprüfen Sie vor dem Schließen unbedingt, ob der Draht eingeklemmt ist. Außerhalb der Druckerei liegt die obere Abdeckung flach auf der Oberseite der ESP32-Platine. Ich habe eine Delle in die obere Abdeckung gemacht, um Platz für die Drähte zu lassen.

Schritt 6: Erziehungstipps

Und du bist fertig!

Hier sind einige Tipps, wenn Sie mit Ihrem Kind sprechen:

• Ich habe mein Kind schon früh in den Prozess eingebunden, ihm das Gehäusedesign auf meinem Computer gezeigt und ihn gefragt, ob er es möchte oder nicht. Das hat Interesse und Akzeptanz geweckt.
• Ich habe die Farbcodes ein paar Mal mit ihm geprobt, bevor ich ihm das Nachtlicht gegeben habe. Er war sehr kooperativ.
• Ich würde empfehlen, zu testen und aufzuladen, bevor Sie ihm das Endprodukt geben. Zum einen ist es schwierig, es zurückzunehmen. Außerdem entschloss er sich, "es während der Nacht eingesteckt zu lassen, damit es sich nicht plötzlich ausschaltet" und würde sich nicht rühren …
• Schließlich war mein Kind sehr empfänglich für die Lichtcodes. Während der Story-Zeit beobachtet er aufmerksam das Licht und wartet darauf, dass es rot wird. Eines Abends haben wir etwas spät mit dem Schlafenszeit-Ritual begonnen und das Licht hat rote Minuten in die Geschichte verwandelt. Anstatt zu verhandeln, wie er es normalerweise tut, wurde er aufrichtig betrübt und weinte sofort, als ob es keine Möglichkeit gäbe, die Schlafenszeit zu umgehen…, sonst würde er nicht einmal zuhören).

Schritt 7: Nächste Schritte

Das Nachtlicht funktioniert so wie es ist und gibt Zufriedenheit.

Es gibt ein paar Dinge, die Sie vielleicht vorantreiben möchten, wenn Sie Ihre eigenen rollen:

• die Neopixel-Lichter geben ab und zu einen kurzen Blitz ab, wahrscheinlich aufgrund von Timing-Störungen. Einige andere Arten von LEDs sind möglicherweise weniger anspruchsvoll. Dies geschieht, obwohl sie mit 3,3 V versorgt werden (gleiche Spannung an den Strom- und Signalpins).
• Es wäre interessant, die Zeit der Tastendrücke aufzuzeichnen, um zu sehen, ob das Kind tatsächlich nachts das Licht benutzt hat.
• Die Batterielebensdauer würde durch die Verwendung einer DC-DC-Spannungspumpe zur Stromversorgung der Platine erheblich verlängert.
• Ich habe die Akkulaufzeit getestet, und sie hält eine ganze Nacht, aber nicht bis zum nächsten Abend.
• Ich dachte zunächst darüber nach, eine separate Lichtquelle außerhalb des Bettes mit mehr Neopixel-LEDs zu entwickeln, die per Bluetooth ferngesteuert werden würde. Es hat sich noch nicht als notwendig erwiesen.