ESP8266 Wireless RGB-Scheinwerfer (Genesis Coupe) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Möchten Sie Ihren Scheinwerfern mehrfarbige RGB-LEDs hinzufügen? Für die meisten Leute kann ein rezeptfreies Kit wahrscheinlich die notwendigen Kästchen ankreuzen. Von den Markennamen erhalten Sie ein geprüftes, bewährtes System mit einer gewissen Garantie. Aber was kommt noch dazu? Eine billige, leicht zu verlierende Fernbedienung? Sperrige Verkabelung? Lockin des Marken-Ökosystems? Wenn Sie die DIY-Chops haben, lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie Sie mit der Herstellung Ihres eigenen benutzerdefinierten RGB-LED-Kits beginnen können. Bitte lesen Sie die Gesetze in Ihrer Nähe bezüglich der Anforderungen an die Fahrzeugbeleuchtung. Ich übernehme keine Haftung oder Verantwortung für Ihre Handlungen!

Dieser Leitfaden beginnt mit einigen Annahmen, also besprechen Sie bitte diese Punkte, bevor Sie fortfahren:

• mit dem ESP8266 und seiner Programmierung vertraut sein
• in der Lage sein, die Scheinwerfer Ihres Autos zu zerlegen
• löten können, ohne sich zu verbrennen… R. I. P. meine Fingerspitzen
• Seien Sie sich bewusst, dass hier alles für Ihr Fahrzeug anders sein kann, also passen Sie es entsprechend an
• Lesen Sie unbedingt die Gesetze in Ihrer Nähe bezüglich der Anforderungen an die Fahrzeugbeleuchtung

Schritt 1: Scheinwerfer-Controller-Platine - Sammeln Sie die Verbrauchsmaterialien

Für die beiden Scheinwerfer-Mikrocontroller-Boards müssen Sie die folgenden Teile sammeln

• 2 x ESP-01-Platinen
• 2 x Prototyping-Platinen (2,54 mm / 0,1" / 100 mil Lochabstand)
• 4 x 2N7000 Kleinsignal-Mosfets (TO-92-Paket)
• 4 x 1N4001 Gleichrichterdioden
• 4 x 0,1uF Kondensatoren
• 2 x Open-Drain-Pull-Up-Widerstände - 2k Ohm bis 4k Ohm
• 2 x Widerstandsteiler Top-Widerstände - ca. 8,2k Ohm
• 2 x Widerstandsteiler untere Widerstände - ca. 2k Ohm bis 4K Ohm
• 2 x Abwärtswandlermodul - Ausgang auf 5 V. eingestellt
• 2 x LDO-Modul - Ausgang auf 3,3 V. eingestellt
• optional: 2x Schraubklemmen
• optional: 2x ESP-01 Steckbrettadapter
• optional: 2x TVS Überspannungsschutzdioden (~18V-21V)
• optional: 2x 22uF Kondensatoren (25V min)
• optional: 2x 22uF Kondensatoren (6.3V min)

Beschaffung

Ich habe fast alles in diesem Handbuch von eBay (oder China Bay, wie ich es nenne) bezogen. Dies liegt daran, dass ich mir keine Sorgen um Fälschungen oder geringe Qualität mache, wenn es um Dinge wie Schraubklemmen, Widerstände, Platinen oder Mosfets mit geringer Leistung geht. Ich treibe sie nicht an ihre Grenzen. Ich habe jedoch gutes Geld für die TVS-Dioden und die Kondensatoren ausgegeben, indem ich sie über DigiKey bestellt habe. Ich habe dies nur getan, um sicherzustellen, dass das, was ich erhalten habe, das ist, was ich bestellt habe.

Schritt 2: Controller Board - Stromeingangsschutz

Um Ihre Elektronik vor Rückspannung zu schützen, kommt die Gleichrichterdiode zum Einsatz. Ich habe 1N4004 Dioden von meinem örtlichen Elektronikladen bekommen. Sie sind nur für maximal einen Ampere ausgelegt. Sie können in meinem Prototyp im nächsten Schritt sehen, dass ich eine Gleichrichterdiode verwendet habe, aber um sicher zu gehen, habe ich zwei parallel auf meiner letzten Platine verwendet. Zum Schutz vor Spannungsspitzen verwenden wir TVS-Dioden. Sie sind wie Zenerdioden, aber im Gegensatz zu Zenern können sie tatsächlich ein paar Dutzend Ampere ohne Schweiß aushalten. Sie können vielleicht ohne TVS-Dioden davonkommen, aber ich wollte es nicht riskieren. Ich habe auch einen Kondensator am Eingang verwendet, aber das war nur erforderlich, um einen Brown-out zu verhindern, wenn die Halo-Ringe eingeschaltet waren.

Schritt 3: Controller Board - Netzteile

Nachdem Ihre Eingangsleistung die Schutzschaltung passiert hat, möchten Sie sie für die Komponenten auf Ihrer Platine nutzbar machen. Dies ist die Aufgabe Ihres Abwärtswandlers und LDO. Der Abwärtswandler kann die 14-V-Versorgung Ihres Autos effizient auf 4,5 V am Ausgang heruntersetzen. Die WS2818B LEDs und das LDO werden mit dem Buck verbunden. Der LDO regelt die Spannung weiter auf 3,3 V für die Verwendung durch den ESP8266 und die Eingangsschalter.

Hinweis: Der Buck ist auf 4,5 V eingestellt, da das digitale Signal von der MCU zu den LEDs nur 3,3 V beträgt. Wenn die LEDs mit 5,0 V betrieben werden, werden manchmal die falschen Daten von den LEDs empfangen und die falsche Farbe angezeigt. Ein Absenken des Abwärtswandlers auf 4,5 V verringert diese Wahrscheinlichkeit. Verwenden Sie alternativ einen Spannungspegelwandler zwischen der MCU und den LEDs.

Schritt 4: Controller Board - Eingangsschalter

Sprechen wir jetzt über die Eingangsschalter. Angenommen, unser Controller-Board soll erkennen, wann der Blinker blinkt und ob das Abblendlicht läuft. Es ist ein Mechanismus zum Erkennen des Vorhandenseins von Strom erforderlich. Wir haben jedoch ein Problem, die Stromsignale in Ihrem Auto sind zu hoch, um direkt an Ihren ESP8266 angeschlossen zu werden. Es gibt nur sehr wenige Chips, die mit einem 16-V-Signal verbunden werden können und leben, um darüber zu berichten. Aus diesem Grund implementieren wir eine Isolationsschicht zwischen den Stromleitungen in den Scheinwerfern und den Eingängen des ESP8266. Mit nur 3 Widerständen, einem Kondensator und einem Kleinsignal-Mosfet können wir einen hochspannungsfähigen Schalter zusammenstellen, der unsere Anforderungen erfüllt und entprellbar ist!

Die Betriebstheorie besteht hier darin, den Mosfet als Open-Drain-Puffer zu verwenden. Beziehen Sie sich auf das Bild, um Ihre Schaltung aufzubauen. Das IN-Signal wird von der +12-V-Spannung des Blinkers, des Abblendlichts oder des Fernlichts Ihres Scheinwerfers geliefert. Das OUT-Signal geht an Ihren ESP-01-Pin. Welcher Pin zu verwenden ist, wird im Abschnitt Software behandelt.

Schritt 5: Controller-Platine - einige Montage erforderlich

Die Gestaltung liegt bei Ihnen! Es hat mir sicherlich geholfen, das Layout auf einem Blatt Papier zu skizzieren, bevor ich die Komponenten ablegte. Es hilft auch, Löten zu vermeiden, bis alles platziert und abgeschlossen ist. Auf meinem allerersten Board habe ich es einfach verschrottet, anstatt zu versuchen, Komponenten nachträglich zu verschieben.

Übersicht über die vorherigen Schritte:

Autostrom => Eingangsschutz => 5V Strom => 3,3V Strom => Prozessor

Nebengedanke

Ich empfehle, in den Schraubklemmenblock zu investieren. Der zusätzliche Komfort ist unbezahlbar und lässt das Board viel professioneller aussehen. Mit dem ESP-01 Steckbrettadapter können Sie das ESP-01 auch jederzeit entfernen und ersetzen, falls es kaputt geht oder neu programmiert werden muss.

Schritt 6: Controller Board - Software

Ihre Entwicklungsumgebung besteht aus der neuesten Arduino IDE (arduino.cc) und der NeoPixelBus-Bibliothek von Makuna, die Sie mit dem in Arduino integrierten Bibliotheksmanager herunterladen können. Um ESP8266-Unterstützung zur Arduino-IDE hinzuzufügen, folgen Sie diesen Anweisungen:

Der Quellcode für mein Projekt ist beigefügt

Die Pinbelegung des ESP-01 ist wie folgt:

• GPIO 0 - Abblendlichteingang
• GPIO 1 - Blinkereingang
• GPIO 2 - Ausgabe von Streifen 2
• GPIO 3 - Eckleistenausgang

Sie können jedes beliebige ESP8266-Modul mit mehr verfügbaren I/O-Pins verwenden.

Automatisierung

Die Demo-Software ist so programmiert, dass die Eckleiste in Verbindung mit dem Blinker gelb blinkt. Dies ist nur ein einfaches Beispiel dafür, wie Sie dieses Controller-Board weit über ein rezeptfreies Kit hinausbringen können. Nachdem der Blinker für 1,25 Sekunden stoppt, kehrt er zu Always-on / DRL zurück. Es ist bereits so programmiert, dass der Blinker gelb bleibt, während das DRL als zuletzt eingestellte Farbe gespeichert wird. Dies bedeutet, dass Sie Ihr Telefon verwenden können, um eine Standard-Tagfahrlichtfarbe einzustellen, während die gelbe Blinkerfunktion beibehalten wird.

Bitte beachten Sie die Fahrzeugbeleuchtungsgesetze in Ihrer Nähe.

Steuerung

In Ihrem Netzwerk sollte der ESP8266 als https://headlight-left.local oder https://headlight-right.local erscheinen. Von dort aus können Sie die URL "https://headlight-left.local/help" aufrufen, um das Hilfemenü anzuzeigen und zu erfahren, wie Hex-Farbwerte als Argumente in HTTP-Anfragen gesendet werden.

Schritt 7: Eck-LED-Streifen ("Standlicht") - Komponenten

Sie können diese LEDs in 100er-Bögen recht günstig online kaufen. Sie kommen auf runden PCB-Pads, die einfach zu löten sind. Mit starren Drähten können Sie diese zusammenlöten und alle möglichen Formen herstellen. Oder Sie können diese mit losen Drähten in die Kleidung einnähen.

Schritt 8: Eck-LED-Streifen ("Parklicht")

Es ist einfach: Strom, Masse und Daten folgen alle einer Richtung. Ich verbrauchte 18 LEDs auf jeder Seite. Die Länge des LED-Streifens, den Sie herstellen können, ist programmierbar und praktisch unbegrenzt.

Schritt 9: Scheinwerferinstallation

Der Ausbau der Scheinwerfer ist bei jedem Fahrzeug anders. Beim Genesis Coupe 2013 können die Scheinwerfer nicht entfernt werden, ohne zuerst die vordere Stoßstange des Autos abzunehmen! Das Öffnen der Scheinwerfer ist zum Glück einfach. Alles, was Sie tun müssen, ist, die Scheinwerfer in einem Ofen bei 205 bis 215 Grad F etwa 15 Minuten lang zu backen. Dadurch wird die Dichtung schwach genug, um die Scheinwerfer auseinander zu ziehen. Schauen Sie auf jeden Fall bei YouTube vorbei, um eine endlose Fundgrube an Videos zu diesem Thema zu finden.

Um die Scheinwerfer wieder zusammenzusetzen, müssen Sie die Teile nur wieder zusammenlegen und optional wieder aufheizen.

Profi-Tipp: Bevor Sie Ihre Scheinwerfer in den Ofen stellen, sollten Sie Glühbirnen, Schrauben und alles andere, was im Weg sein könnte, entfernen. Wenn die Scheinwerfer aus dem Ofen kommen, möchten Sie sich nur darum kümmern, sie auseinander zu ziehen.