Alexa-Enabled Death Star Lamp: 17 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Ta med en bit av den mörka sidan till ditt vardagsrum med denna unika röstaktiverade lampa. Ett funktionellt konstverk som är både användbart och tilltalande att se på. Slå på eller av? Alla lampor gör det! Ändrar ljusstyrka? Väldigt vanligt! Men kan din göra det här? *cue för att höja volymen för introvideo*

Rad, inte sant? Förutom den coola ljus-n-ljud-showen kan du också be Alexa att helt enkelt slå på/av lampan eller välja en ljusstyrka mellan tio glödnivåer.

Imponera på dina vänner med den mörka sidans sanna kraft!

Steg 1: Översikt

Detta projekt tar en populär IKEA -lampa, automatiserar dess belysning / kinetiska åtgärder och ansluter den till Amazon Alexa för att möjliggöra röststyrning. De sex komponenterna i detta projekt, i företagsordning, är:

• Måla lampan (steg 2-6)
• Bygga kretsen (steg 7)
• Konfigurera Alexa (steg 8)
• Installera motorn (steg 9-11)
• Konstruera hängslen (steg 12)
• Montera allt (steg 13-16)

För att hålla arbetsbelastningen hanterbar har jag tagit ut elementen i backend-programvara som analyserar Alexa-meddelanden och hanterar kommunikation i realtid. Du behöver bara ladda upp Arduino-skissen och ställa in Alexa-färdigheten enligt beskrivningen i den här självstudien, och röstkontrollen bör hända direkt.

All relevant kod finns här. Alla STL -modeller mäts i mm. Det här är första gången jag skriver en instruktionsbok, så dina kommentarer och feedback uppskattas mycket!

Steg 2: Hämta lampan

Gå till ditt närmaste IKEA och få en hänglampa PS 2014.

Det kommer att finnas en 14 "version och en 20" en. Få 14 "med vit/koppar -varianten. Vid unboxing hittar du en vit central ram, 10 koppararmar och 40 vita paneler. Fyra paneler går på varje arm vid de punkter som är markerade på bilden. Följande fyra rader alltså framträda:

• Små toppaneler
• Stora topp-mitten paneler
• Stora botten-mellersta paneler
• Små bottenpaneler

Fäst armarna på ramen och märk dem med lite maskeringstejp. Märk också panelerna (men fäst dem inte ännu). Jag märkte armarna från 0 till 9 och panelerna från B0 till B9 och T0 till T9. Observera att jag använde varje panelnummer två gånger eftersom utformningen av raderna 1 och 2 (som 3 och 4) är särskiljande och samma etikett kan användas. Så till exempel skulle panelerna som går på arm 7 vara T7 (liten topp), T7 (stor topp-mitten), B7 (stor botten-mitten) och B7 (liten botten).

Tråkig? Ja. Men all denna märkning kommer att bli relevant senare. Så fortsätt, märk bort!

Steg 3: Måla dem glansiga grå

Plocka upp lite blank grå färg. Skaffa ett par burkar, du behöver dem. Jag gick med Rust-Oleum Gloss Winter Grey.

Lägg ner panelerna (alla 40!) Och spraya dem fint och jämnt. Se till att du bär en mask. Även Dark Side tar hänsyn till säkerheten först! Se min för referens.

Låt panelerna torka över natten och ge dem en andra beläggning. Ljuv!

Steg 4: Tejpa upp diken

Sätt tillbaka alla panelerna på armarna, men inte hela vägen. Låt dem inte snäppa in. Du kommer snart att ta bort dem igen, och det tar lite ansträngning att ta bort en panel som sitter på plats.

När du är klar använder du en referens Death Star -bild (som den här) för att tejpa upp alla "skyttegravar och dalar" på jordklotet. Det här är de områden du vill förbli ljusgrå, som ekvatorialgraven och så vidare. Det är en långsam och repetitiv process, men det kommer att löna sig mycket när du ser slutresultatet!

Se också till att tejpa av en stor cirkel på det övre halvklotet. Det är här Superlaser -designen ska spåras senare. Använd bara något stort och cirkulärt för att markera en cirkel i maskeringstejp. Skär sedan ut den och stick den på ungefär samma ställe som visas på bilderna.

Steg 5: Måla i texturen

Skaffa ett par burkar med stenstrukturerad grå färg. Jag gick med Rust-Oleum Gray Stone-finish.

Ta av panelerna och måla dem! En enda kappa med långsammare, något ihållande sprutning gav mig precis rätt touch. Etiketter på armarna och panelerna hjälper dig att placera bitarna på rätt plats i designen, men håll det för senare.

Ta bort maskeringstejpen och viola, dina Death Star -paneler är klara!

Steg 6: Dra ut superlasern

Använd en 3D -skrivare för att göra en stencil för Superlasern. Jag har bifogat STL från min design.

Fäst bara panelerna som har Superlaser -området tillbaka på armarna (bara lätt, ingen klickning ännu) och tejpa ihop dem från andra sidan. Stick fast den 3D -tryckta schablonen och använd en svart skärpa för att spåra de koncentriska cirklarna. Gör sedan linjer för Superlasers interna design med din referens Death Star -bild.

Grattis, ni är alla klara med designbitarna!

Nog med de konstnärliga grejerna. Låt oss nu bli tekniska.

Steg 7: Bygg kretsen

Du har en snyggt målad jordklot och väl fungerande motorsystem, men den här saken kommer inte att ansluta till Alexa själv! Låt oss få den kretsen att hända.

Använd de bifogade Gerber -filerna för att beställa kretskortet. Jag personligen gillar att använda OSH Park. Om du inte vill hantera Gerber -filer, beställ bara tavlan som jag har delat här.

Medan du väntar på att tavlan ska komma, plocka upp komponenterna som visas i schemat:

• 1 x Arduino MKR1000
• 1 x A4988 Stepper Driver
• 1 x 5V 1-kanals SSR-kort
• 1 x LM7805 Regulator + kylfläns
• 1 x 1N4004 -diod
• 1 x 100µF kondensator
• 1 x 10µF kondensator
• 1 x 0,1 µF kondensator
• 3 x 2-polig 5 mm skruvplint

Löd allt på som visas på bilderna. Använd 4 tunna skruvar för att fästa SSR -kortet på kretskortet. Observera att du måste fästa tre korta ledningar från kretskortet till SSR -terminalerna.

Om du vill verifiera kretsen använder du testkoden här. Om allt fungerar bra bör du se något liknande videon ovan.

Steg 8: Anslut den till molnet

Det fanns så många delar i det här projektet att jag ville ta stressen från backend -programvaran från dina axlar. Det finns fortfarande någon konfiguration för Alexa som du måste göra. Och du behöver ett Echo! Om Amazon låter mig lansera denna färdighet för allmänheten - fortfarande under granskning - uppdaterar jag det här steget så att du inte behöver göra Alexa -inställningen alls. Men för nu…

Gå till Alexa Skills Kit Dev Console och tryck på Skapa skicklighet. Ge det ett namn (vilket också kommer att vara ditt anropsnamn) och välj sedan "Anpassad" när du väljer en modell. I skicklighetens konsol går du till JSON Editor i den vänstra kolumnen och laddar upp färdens modellfil. Under Endpoint lägger du till detta i rutan "Standardregion": arn: aws: lambda: us-east-1: 074765571920: function: alexa-deathstar.

Spara allt och aktivera färdigheten i telefonens Alexa -app: Färdigheter> Dina färdigheter> Dev -färdigheter> {Din nya skicklighet}. Testa nu allt detta genom att be ditt Echo att konfigurera din enhet: "Alexa, be Death Star att starta installationen". Alexa borde göra sitt och ge dig ett 8-siffrigt nummer som kommer att vara enhetens ID för din lampa.

Fungerade det?!

Ladda sedan upp DeathStarLamp.ino -skissen till din MKR1000. Se till att du uppdaterar dina Wifi- och enhets-ID-detaljer på raderna 30-32 innan du laddar upp. Vid denna tidpunkt bör utfärdande av ett kommando till Alexa ändra spänningsavläsningarna för Arduino-stiften (se rad 11-15 för stiftmappning). Använd en multimeter för att testa!

OBS: När installationen av enheten är klar kommer Alexa att behandla dina kommandon förutsatt att MKR1000 är igång. Det är en enkelriktad kommunikationskanal.

Steg 9: Klipp bort strängarna

För att göra öppningen och stängningen av lampan motordriven måste vi bli av med den arkaiska strängmekanismen som den följer med.

Ta ut snörklämman, remskivan och remskivan markerade på bilderna. Skruva sedan loss den lilla skruven under remskivan för att ta ut den återstående strukturen rent. Jag satte tillbaka skruven efteråt, men detta är inte obligatoriskt.

Jag tyckte att de små kopparbollarna som var fästa vid strängändarna var ganska vackra. Så jag klippte av snöret och överlimade bollarna i de två (slumpmässiga) trågen markerade på den vita ramen. Kalla dem våra kärnreaktorer! Luke, håll dig borta …

Steg 10: Skriv ut motorfästet

Skriv ut den bifogade STL, uppmätt för en Nema 14 rund stegmotor och M3 -skruvar. Jag lödde honkontakter på de fyra motorkablarna och testade sedan passformen på det tryckta fästet. Muttrar som behövs som hålen i denna specifika stegmodell är redan gängade.

För att fästa gjorde jag ett litet pilothål i plasten med hjälp av ett uppvärmt strykjärn, sedan använde jag en 1/2 #5 självgängande skruv för att fästa fästet på ramen.

Steg 11: Lägg i ramplattorna och stången

Skriv ut plattorna från de två STL-filerna och tryck in en 1/4 -20 sexkantmutter i den övre plåtfacket. Inget lim behövs, presspassningen blir tillräckligt tät. Smörj den 3-armade rördelen på den vita ram in mellan plattorna och skruva fast dem med fyra 16 mm M3 -skruvar.

Skruva sedan in en 6 tum lång 1/4 "gängad stång genom sexkantmuttern och fäst den på motoraxeln med 1/4" -5 mm axelkopplare.

Vill du testa din installation? Förse kretsen med 12V, vänta på Arduino -anslutningen till Wifi och ge Alexa ett kommando: "Alexa, be Death Star att ställa in glöd till två".

Om allt fungerar bra bör du se något liknande videon ovan. Observera att den visade videon saknar ramplattorna; Jag glömde att göra en video efter att ha lagt till dem. Plattorna gör hela mekanismen mycket mer tillförlitlig och säker.

Steg 12: Bygg hängslen

Jag valde att bygga en träställning så att man kunde hänga lampan från vilken vägg som helst. På så sätt är du inte begränsad till bara takuttag.

Skär de 3 bitarna av staget ur 1,5 "tjock tallbräda. Alla bitar hölls 2" breda och använd taket (eller takluckan) på IKEA -lampan för att spåra den cirkulära delen. Ytterligare mätningar kommenteras i CAD -rendering. Borra sedan de tre hålen i cirkeln enligt bilden: mitten ett med en 3/8 "bit och de två sidorna med en 5/32" bit.

Borra också ut två 3/8 "hål (för strömkabeln) och två 1/8" hål (för väggskruvar) på platser markerade på bilden.

Okej, dags att måla (igen)! Få en aerosolburk var och en av vit primer och mörk röd färg. Jag använde dessa:

• KILZ White Oil-Based Interior Primer, Sealer and Stain-Blocker Aerosol
• Rust-Oleum Satin Colonial Red Spray Paint för allmänna ändamål

Täck hela staget med primern två gånger, med cirka 8 timmars mellanrum. Använd sedan maskeringstejp för att bara täta in kanterna och ge saken ett par lager röd färg. Låt torka över natten och ta sedan bort maskeringstejpen. Och din 2-tonade trähållare är klar!

Steg 13: Sätt ihop allt - komponenter

Få 12VDC 1A strömförsörjning som listas här.

Jag valde det här alternativet för att hålla måtten på strömförsörjningen inom stagets bredd. Det sammanför allt vackert! Använd fyra #6 x 3/8 självgängande skruvar för att fästa strömförsörjningen och kretskortet på insidan av stagets diagonala arm.

Dra den vita kabeln och jordkabeln (fäst vid lamphuvudet) genom det stora mitthålet och sätt de två fästskruvarna som följde med lampan genom de mindre sidohålen (men inte hela vägen). Fäst sedan den runda metallplattan på skruvarna med spårbågarna på den.

Steg 14: Sätt ihop allt - motortrådar

Lägg sedan en 2 fot lång 4-trådskabel genom huvudhålet och sedan genom taket. Jag gillar mina trådar som är snyggt hanterade, så jag fick den här flerkärniga kabeln.

Sprid isär de fyra trådarna runt den punkt där kabeln passerar genom kapellhålet och använd de två små sidospåren på vardera sidan av kapellhålet för att ställa in trådarna. Detta gör att 4-kabelstråden kan passera genom kapellet utan borrning eller modifiering, och du kommer fortfarande att kunna sätta kapselkontakten i sitt ursprungliga läge. Se bilder för en bättre idé.

Låt en 6 "lång vit kabel sticka ut från baldakens botten och cirka 12" längd på 4-trådskabeln. Säkra allt på plats genom att dra kapellet ända upp till toppen och skruva fast locket på kapselpluggen.

Dra multicore genom det övre kabelhålet och skruva ena änden till de fyra terminalerna som är avsedda för steget på kretskortet. Se till att den rätt färgade tråden går i rätt terminal som är märkt på kortet: K-svart, G-grön, R-röd, B-blå. Anslut den andra änden av multicore till motsvarande färgade trådar på stegmotorn från steg 10.

Steg 15: Sätt ihop allt - anslutningar

Skaffa en 18 AWG 3-trådskabel som är tillräckligt lång för att gå från stagspetsen till närmaste eluttag i ditt hem. Jag fick den här eftersom den passade bra med tandställningens rödvita färgtema.

Dra denna strömkabel genom stagets två 3/8 kabelhål. Löd sedan ena änden av kabeln till lamptrådarna som sticker ut från hylsans mitthål. Använd röd plasttejp (eller röd kylfläns) för att säkra anslutningarna. Fäst en 3-ledars strömkontakt till den andra änden av strömkabeln.

Dra av kabeln vid delen runt SSR -reläet. Klipp den heta tråden (svart, i detta fall) och fäst ändarna i reläkortets skruvplintar.

Dra också kabeln runt området mellan strömförsörjningen och kretsen och sätt T-kranskarvar på de heta (svarta) och neutrala (vita) ledningarna. Krymp motsvarande hankontakter till slutet av strömförsörjningens ingångskablar och anslut dem till T-kranskarvarna. Detta gör att 12VDC -strömförsörjningen får den AC -ingång som krävs utan att behöva en andra strömkabel.

Slutligen, klipp ut strömkablarnas utgångskablar och skruva fast dem i kretskortets ingångar. Anslut strömkabeln till ett vägguttag, och om allt är rätt ska Arduinos gröna PWR -lampa tändas!

Steg 16: Häng upp det

Ni bygger alla lampan. Nu ska vi installera det!

Använd #8 x 2 "väggankare med #10 x 1-1/2" svarta skåpsskruvar för att fästa stödet på väggen. Fäst sedan alla de målade klotpanelerna i rätt läge, men lämna ett par i botten runt motorfästet. Fäst den färdiga jordklotet på glödlampans ram (se IKEA -handboken för detaljer). Jag använde också ett litet kabelband för att anpassa multicore till den vita kabeln.

Öppna sedan lamppanelerna lite för att underlätta installationen av motorn. Detta ger dig lite utrymme att dra ledningarna och arbeta med skruvarna. Använd två M3 -skruvar för att fästa motorn på fästet och fäst sedan axelkopplingen på motorns axel.

Klicka i de återstående panelerna från den nedre delen, och du är klar!

Steg 17: Börja spela

Förutsatt att du har registrerat och anslutit din krets rätt, bör du kunna ansluta lampan vid denna tidpunkt och börja utfärda kommandon till Alexa! Prova. Här är de åtgärder du kan åberopa:

• Slå på/av: Alexa, be Death Star att slå på/av.
• Ljusstyrka: Alexa, be Death Star att ställa in glöd till sex.
• Light-n-Sound-show: Alexa, be Death Star om full effekter.

Tänk på att {Death Star} bör ersättas med vilket skicklighetsnamn du än väljer när du konfigurerar Alexa -färdigheten. Här är några fler videor av lampan i aktion.

Ha kul att presentera dina vänner till Siths ära!

Tvåa i Space Challenge