Light Cubes
Einführung
Die Light Cubes sind "leuchtende Würfel", an der Unterseite befindet sich eine 12x12 cm große Holzplatte, welche als Bodenplatte eingesetzt wird. Im Inneren befindet sich ein ESP 8266-12 (genauer: NodeMCU Devboard). Zum Einsatz kommen auch im Inneren ein LED Stripe (WS 2812), die den Light Cube von 5 Seiten zum Leuchten bringen. Die Hauptsteuereinheit (Raspberry Pi 3 Model B)kommuniziert mit dem ESP über das selbe Netzwerk.Über ein speziell angepasstes Script sagt die Hauptsteuereinheit dem ESP dass die LED´s die über den GPIO Pin 2 mit dem Node EMCU Devboard verbunden sind, die Farben ändern sollen.Durch die Hauptsteuereinheit, kann man mehrere Light Cubes gleichzeitig steuern. Es werden aktuell zwei Light Cubes zum Einsatz kommen. Grafik: Projektidee
Projektzustand
- Light Cube 1: Das Cube Gestell und das Plexiglas-Gehäuse wurden zusammengebaut. Der LED-Stripe ist an die eigenen Bedürfnisse angepasst. Die ESP-Platine wurde eingesetzt und der LED-Stripe ist an dem Cube Gestell befestigt.
- Light Cube 2: Das Cube Gestell und das Plexiglas-Gehäuse wurden zusammengebaut. Zudem wurde die ESP-Platine gebaut
- Hauptsteuereinheit: Der Raspberry Pi ist mit einer bootfähigen MicroSD-Karte ausgestattet worden und wurde konfiguriert. Die Hauptoberfläche Eclipse wurde installiert.
Projektcode
Der aktuelle Projektcode ist unter Light Cube/Projektcode erreichbar. Der Projektcode ist frei verfügbar.
Gehäuse Light Cube
Für das Gehäuse des Light Cubes wurden 3x3 cm große Rundhölzer verwendet. Als Bodenplatte dient ein 12x12 Holzzuschnitt. Zudem sind fünf Plexiglas Platten mit den Maßen 11x11 cm verwendet worden. Die 3x3 cm Rundhölzer sind mit der Bodenplatte verbunden.
"Innenquader" Light Cube
An dem Innenquader wird der LED-Stripe befestigt, im Inneren befindet sich die ESP-Platine. Der Innnenquader beträgt folgende Maße:
- 2x 8x10x0,5cm
- 1x 7,5x10x0,5cm
- 1x 8,5x10x0,5
- 1x 8,5x8,5x0,5
Hier wurden Holzzuschnitte verwendet.
Hardware im Light Cube
- 1x Lochrasterplatine
- 1x ESP 8266 NodeMCU Devboard
- 1x Pin Steckerleiste (einreihig)
- 34x LED WS 2812
ESP-Platine
Im Light Cube befindet sich eine ESP-Platine. Die Platine besteht aus einem ESP 8266-12 NodeMCU Devboard. Als Pinhalterung habe ich zwei Pin Steckerleisten benutzt. Um den LED Stripe an die Platine anschließen zu können, sind drei Pins angelötet. Sie sind mit GPIO 2 für den Datenaustausch, 5 Volt und Ground (Stromversorgung) verbunden. Pin 1 auf der Platine ist mit Ground verbunden, Pin 2 ist für den Datenaustausch zwischen dem LED-Stripe zuständig und Pin 3 ist für die 5 Volt Stromversorgung zuständig. Zudem ist eine Steckerleiste (einreihig) an der ESP-Platine befestigt, so kann man bei Bedarf den ESP von der Platine abziehen.
Bauteil ESP NodeMCU Devboard
- CPU: 80 MHz
- Programmierbare RAM/ROM interfaces
- Data RAM interface (dBus)
- 32 GPIO PINs (General Purpose Input Output)
Ansteuerung ESP-Platine
Die ESP-Platine wird mit der ESPlorer Software angesteuert. Das ESP NodeMCU Devboard wird mit einem Micro USB Kabel verbunden.
ESPlorer
Mit folgendem Befehl kann man die ESPlorer Software für die Ansteuerung des ESP NodeMCU Devboard öffnen:
sudo java -jar ESPlorer.jar
Sie müssen vorher den korrekten Dateipfad aufrufen.
Cube Gestell
Im Inneren des Light Cubes befindet sich ein kleiner Quader, an der Außenseite wird der LED-Stripe befestigt, im Inneren wird die ESP-Platine sein. Arbeismaterialien: 2x Holz/8x10x0,5cm; 1x Holz/7,5x10x0,5cm; 1x Holz/8,5x10x0,5cm; 1x Holz/8,5x8,5x0,5cm
LED WS 2812
LED WS 2812 sind einzel ansteuerbare LEDs, jede einzelne LED besitzt einen eigenen Microkontroller.
Stromversorgung Light Cube
Der Light Cube wird mit einem handelsüblichen 5V Micro USB Kabel mit Strom versorgt. In der Holzplatte ist ein kleines Loch, durch dass ist ein handelsübliches 5V Micro USB Kabel durchgeführt, dieses ist fest an der ESP-PLatine angeschlossen. Für die Ansteuerung beziehungsweise direkt Stromversorgung kann man ein USB-Kabel an die Platine anschließen, dafür ist ein 1 cm großes Loch da, die Platine wird fest im Innenquader des Light Cubes verbaut.
Kühlung/Luftzirkulation Light Cube
In der Bodenplatte werden sich 4 große Löcher befinden (maximaler Durchmesser 10mm).
Hauptsteuereinheit: Raspberry Pi 3-Allgemeines
- 40 GPIO PINs (General Purpose Input Output)
- 4 x USB 2.0
- 1 x 10/100 Ethernet
- Full-HD HDMI
- Kamera-Port (CSI-2)
- LCD-Port (DSI)
- 3,5 mm Audio-Buchse und Composite-Video
- Micro-SD-Kartensteckplatz
- Micro USB Schnittstelle für die 5V Stromversorgung
- Maße: 85 mm x 56 mm x 17 mm
(Vgl.http://www.elektronikpraxis.vogel.de/embedded-computing/articles/523253/index2.html)
Hauptsteuereinheit-Raspberry Pi 3 Model B
Hauptsteuereinheit - Java TCP Server und TCP Client
Infos hierzu und Script: https://systembash.com/a-simple-java-tcp-server-and-tcp-client/
Gehäuse Hauptsteuereinheit
geplante Maße:
Bodenplatte/Seitenplatte: 9x6cm linke/rechte Platte: 6x6cm vordere/obere Platte: 9x6cm
Es werden Holz- und Plexiglaszuschnitte zum Einsatz kommen.
Stromversorgung Hauptsteuereinheit
Die Hauptsteuereinheit (Raspberry Pi 3 Model B) wird mit einem handelsüblichen 5V Micro USB Kabel mit Strom versorgt.
Allgemeine Bildersammlung zum Projekt
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Light Cube 1
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Cube Gestell LC1
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ESP-Platine LC1
-
LC1, LC2, HSE
