Studio Light Mini可以讓你通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序輕松地選擇顏色和控制RGB燈。只需點(diǎn)擊、設(shè)置和發(fā)光。

大家好，歡迎回來。這里有個(gè)超級(jí)亮的東西。

便攜式工作室燈是一種超緊湊的RGB照明解決方案，旨在改善視頻制作和視覺美學(xué)。它擁有光滑的3d打印外殼和定制設(shè)計(jì)的鏡頭，僅用四個(gè)WS2812B led就能散發(fā)出燦爛的光芒。

Studio燈由ESP8266微控制器供電，可以順利連接到基于瀏覽器的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，允許直接從手機(jī)或筆記本電腦進(jìn)行精確的顏色選擇和動(dòng)態(tài)控制。

便攜式工作室燈是為了解決一個(gè)實(shí)際問題而設(shè)計(jì)的：我剛搬家，發(fā)現(xiàn)自己經(jīng)常在兩個(gè)工作場(chǎng)所之間跳來跳去。我需要一個(gè)便攜的照明裝置，便于安裝在任何地方，并且足夠強(qiáng)大，以提高我的視頻輸出。

我們的設(shè)置由ESP8266供電，帶有定制的3d打印鏡頭和外殼，以充分利用四個(gè)WS2812B led。web應(yīng)用程序是奇跡發(fā)生的地方：它簡(jiǎn)單，響應(yīng)迅速，可以在任何設(shè)備上運(yùn)行。我用我的手機(jī)、筆記本電腦和ROG Ally來控制它。只需選擇一種色調(diào)，它立即刷新，讓我們完全的創(chuàng)作自由，無論我在哪里工作。

整篇文章都是關(guān)于這個(gè)項(xiàng)目的構(gòu)建過程，以及如何通過幾個(gè)簡(jiǎn)單的步驟完成它，所以讓我們開始構(gòu)建吧。

材料要求

這些是構(gòu)建中需要的組件：

?定制pcb (HQ NEXTPCB提供)

?RGB WS2812B led

?ESP12F模塊

?10K電阻0805封裝

?SMD按鈕

?C類型端口

?直角按鈕

?100nf電容器0603封裝

?AMS1117

?10uf電容1206

?1uF電容1296

?M7二極管

?3D打印的部分

?LiPo電池3.7V 1000mAh

之前的構(gòu)建

之前，我創(chuàng)建了一個(gè)類似的工作室燈，在光線和電池容量方面都要大得多，也更強(qiáng)大。在最初的版本中，我使用了兩個(gè)PCB，通過3D打印支架和長(zhǎng)PCB對(duì)峙連接。這兩個(gè)pcb由一個(gè)LED板和一個(gè)控制板組成。LED板包含所有不可尋址的SMD RGB 5050 LED，包括暖白光和冷白光。

控制板包括一個(gè)帶顯示屏的PICO 2，幾個(gè)按鈕，一個(gè)集成電源，以及兩個(gè)8205S mosfet作為開關(guān)設(shè)置，我們將其連接到LED板上，以打開和關(guān)閉暖色和冷色白色LED。

這個(gè)項(xiàng)目的一個(gè)主要問題是它的大小，我選擇使用WS2811芯片而不是RGB可尋址LED。我將10多個(gè)led與WS2811 IC并聯(lián)，但WS2811可以承受的最大電流大約是每個(gè)通道20 mA，導(dǎo)致所有l(wèi)ed在所有R G和B模式下都非常微弱地閃爍。

新的便攜式版本通過用更高質(zhì)量的WS2812B led取代WS2811 IC解決了當(dāng)前的問題。

3D設(shè)計(jì)

這個(gè)項(xiàng)目的3D設(shè)計(jì)開始于創(chuàng)建一個(gè)合適尺寸的鏡頭模型，將在這個(gè)構(gòu)建中使用。這里的想法是在鏡頭的背面放置一個(gè)PCB，然后在它周圍創(chuàng)建一個(gè)外殼來容納電池和電子設(shè)備。整個(gè)設(shè)備將有一個(gè)支架組件，將用于連接設(shè)備到任何三腳架或管道。

外殼被設(shè)計(jì)成兩半：前體和蓋子部分。

前體在中心有一個(gè)巨大的開口，在那里鏡頭將被固定。然后將電路建模并連接到透鏡上，透鏡通過中間的一個(gè)孔保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，我們將插入一個(gè)M2.5螺母和螺栓。

蓋子從后面連接到前體上，用4顆M2螺釘固定。蓋子部分也容納支架部分。

我們已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)20毫米直徑孔的支架支架附加與此安排的三腳架。我們還構(gòu)造了一個(gè)狹縫，并提供了一個(gè)孔和插槽，用于安裝M6螺母和螺栓;通過擰緊這些螺母和螺栓，20mm直徑的孔尺寸下降到19.5或更小，允許我們的設(shè)備與三腳架牢固地固定。

在準(zhǔn)備好3D模型后，我們導(dǎo)出了所有部件的網(wǎng)格文件，并在我們的K10 Max 3D打印機(jī)上使用白色Hyper PLA進(jìn)行3D打印。

PCB設(shè)計(jì)

讓我們看一下這個(gè)項(xiàng)目的原理圖，它分為四個(gè)主要部分，其中一個(gè)是微控制器部分，在我們的情況下是ESP12F設(shè)置。在這里，我們將ESP12F模塊連接到ESP12F工作所需的最小配置中的幾個(gè)10K電阻。我們還包括一個(gè)CON6頭引腳連接器，連接到ESP12F模塊的TX， RX, GPIO 0， RESET， VCC和GND引腳;該連接器將用于使用UART適配器閃存ESP芯片。

接下來，我們有電源部分，這是IP5306電源管理IC設(shè)置，我們以前在許多電池相關(guān)項(xiàng)目中使用過它。這款SOIC8封裝IC可以從3.7V鋰離子或LIPO電池提供穩(wěn)定的5V 2.4A，還包括許多重要功能，如過充電保護(hù)，過放電，電池燃料水平和充電狀態(tài)。

我們的ESP12F是3.3V器件，但是IP5306提供5V，這很容易破壞我們的ESP12F設(shè)置。為了避免這個(gè)問題，我們使用了AMS1117 3.3V穩(wěn)壓器，它從IP5306 IC中取出5V并將其降低到3.3V，以便我們的ESP12F設(shè)置可以正常工作。

最后，我們有RGB LED陣列，它由四個(gè)WS2812B LED連接在一起構(gòu)成一個(gè)四鏈可尋址LED。我們還包括四個(gè)100nf去耦電容器，它們將放置在每個(gè)SMD LED的VCC和GND引腳附近。

在完成了Schametic之后，我們準(zhǔn)備了PCB設(shè)計(jì)，這真的很簡(jiǎn)單。我們開始使用從我們的Fusion360模型導(dǎo)出的DWG文件創(chuàng)建板輪廓，然后我們?cè)赑CB cad軟件中使用該文件構(gòu)建PCB輪廓。由于空間限制，除了ESP12F模塊外，我們將所有SMD組件都放在PCB的頂部;所有的SMD組件都非常小，可以很容易地放在頂部，但是我們的ESP12F模塊占用了更大的面積，所以我們不得不把它移到底層。

所有通孔組件，包括C型端口和直角按鈕，都按照設(shè)計(jì)中提供的安裝尺寸安裝在底部。中間的安裝孔也是按照3D模型的尺寸添加的，RGB led的位置也是如此。

NextPCB PCB服務(wù)

PCB設(shè)計(jì)完成后，將Gerber Data發(fā)送給HQ NextPCB，并將兩個(gè)訂單放在黑色絲印的白色阻焊板中。

下訂單后，PCB在一周內(nèi)收到，PCB質(zhì)量非常好。

另外，我要把HQDFM帶給你，它在很多項(xiàng)目中給了我很大的幫助。華秋的內(nèi)部工程師開發(fā)了免費(fèi)的制造設(shè)計(jì)軟件HQDFM，徹底改變了PCB設(shè)計(jì)師如何可視化和驗(yàn)證他們的設(shè)計(jì)。

利用NextPCB的加速器活動(dòng)，為您的創(chuàng)新項(xiàng)目獲得2個(gè)免費(fèi)組裝的基于rp2040的pcb。

此報(bào)價(jià)涵蓋所有費(fèi)用，包括物流，使您的想法更容易，更實(shí)惠的生活。SMT服務(wù)可能很昂貴，但NextPCB可以幫助您克服這一障礙。只要分享你的相關(guān)項(xiàng)目，他們就會(huì)處理好剩下的事情。不要錯(cuò)過這個(gè)提升你的科技創(chuàng)作的絕佳機(jī)會(huì)!

HQDFM：免費(fèi)在線Gerber查看器和DFM分析工具

此外，NextPCB有自己的Gerber Viewer和DFM分析軟件。

您的設(shè)計(jì)可以通過他們的HQDFM軟件(DFM)服務(wù)得到改進(jìn)。因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)等待制造商的DFM報(bào)告很煩人，所以HQDFM是執(zhí)行事件前自檢的最有效方法。

這是我在在線Gerber Viewer中看到的。這是一個(gè)體面的快速瀏覽，但不是完全清楚。要獲得完整的功能(例如pcb的詳細(xì)DFM分析)，您需要下載桌面軟件。網(wǎng)頁版本只提供基本的DFM報(bào)告。

具有全面的制造設(shè)計(jì)(DFM)分析功能，HQDFM是一個(gè)免費(fèi)的，復(fù)雜的在線PCB Gerber文件查看器。

憑借超過15年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，它為先進(jìn)的制造工藝提供了寶貴的見解。如果你正在尋找可靠的PCB服務(wù)，在一個(gè)預(yù)算友好的價(jià)格，HQ NextPCB絕對(duì)值得一試。

印刷電路板組裝

?PCB組裝過程開始于使用錫膏點(diǎn)膠針將錫膏一次一個(gè)地涂抹到每個(gè)SMD組件焊盤上;我們這里使用的是63/37 Sn/Pb錫膏。

?接下來，我們使用ESD鑷子來選擇和排列電路板頂部的所有SMD組件。

?我們挑選電路并將其放在Reflow熱板上，該熱板將PCB加熱到焊膏熔化溫度，從而使所有SMD組件永久焊接到其焊盤上。

?接下來，我們開始在板的底部組裝，從ESP12F模塊的位置開始。

?因?yàn)槲覀兪窃诎遄拥牧硪贿吅附?，所以必須使用烙鐵。我們首先焊接ESP模型的第一個(gè)焊盤，將其固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，然后開始焊接引腳。

?現(xiàn)在是通孔組件;我們首先安裝Push Switch，然后是type C Port。

閃爍ESP12F

下面是主電路ESP12F模塊的閃爍過程。

通常的FTDI板方法需要在GPIO 0和GND端口之間連接一個(gè)閃爍按鈕，用于對(duì)ESP12F模塊進(jìn)行編程。上傳過程中，ESP12F先長(zhǎng)按Flash鍵，再按復(fù)位鍵進(jìn)入編程模式。

這是在這個(gè)項(xiàng)目中使用的代碼，它很簡(jiǎn)單。

讓我們仔細(xì)看看這個(gè)項(xiàng)目的代碼。

Library

這些庫是主干：NeoPixel處理RGB led， ESP8266WiFi使其在線，WebServer讓它提供頁面服務(wù)并處理用戶輸入，mDNS添加了通過人類可讀的名稱而不是IP地址訪問ESP的好方法。

新像素和Web服務(wù)器配置

本節(jié)使用正確的引腳、像素順序(GRB)和信號(hào)頻率設(shè)置LED燈帶。條帶對(duì)象讓我們用幾個(gè)命令與所有四個(gè)led交談。led引腳是一個(gè)方便的調(diào)試指示器，顯示什么時(shí)候發(fā)生的事情-有用的視覺反饋沒有串行監(jiān)視器。

設(shè)置函數(shù)

這一節(jié)讓一切都活了：調(diào)試串行監(jiān)視器，LED設(shè)置，WiFi連接，MDNS(因此用戶可以輸入esp8266)。本地而不是IP)，并定義了web路由，以便訪問者知道在哪里登陸以及會(huì)發(fā)生什么。

循環(huán)函數(shù)

這樣可以保持ESP對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的響應(yīng)。這是一種非阻塞功能，允許ESP在不凍結(jié)或重啟的情況下處理用戶輸入。

handleRoot

當(dāng)用戶在瀏覽器中訪問ESP時(shí)，此部分塊響應(yīng)用戶。它提供了一個(gè)功能性的顏色選擇器UI，計(jì)算和顯示正常運(yùn)行時(shí)間，并應(yīng)用通過表單發(fā)送的任何顏色。簡(jiǎn)單、干凈、互動(dòng)。

handleNotFound

即使用戶鍵入錯(cuò)誤的url，本節(jié)也會(huì)使服務(wù)器保持良好狀態(tài)。而不是崩潰或凍結(jié)，它提供了有用的調(diào)試信息，什么出錯(cuò)了。

setNeoColor

這個(gè)函數(shù)是系統(tǒng)響應(yīng)的核心。它將十六進(jìn)制字符串(如#34D2FF)解碼為單獨(dú)的RGB組件，將它們轉(zhuǎn)換為我們硬件的GRB需求，并將它們應(yīng)用于LED帶。這就是當(dāng)有人點(diǎn)擊一種顏色時(shí)，燈光會(huì)立即反應(yīng)的原因。

電源

本項(xiàng)目的電源為3.7V 2000mAh的LiPo電池。我們通過將Lipo電池的正負(fù)極連接到IP5306 IC的電池CON2端口來開始電源組裝過程。

我們將C型充電器插入我們的電路，藍(lán)色的燈開始閃爍，表明這個(gè)設(shè)置是有效的。當(dāng)閃爍變得穩(wěn)定時(shí)，表示電池已充滿電。

鏡頭組裝工藝

這是我們?cè)谶@個(gè)項(xiàng)目中使用的鏡頭;這是我在亞馬遜上買的特別款。這些透鏡實(shí)際上用于商業(yè)路燈，具有50到90度的光傳播，使它們更適合需要泛光燈的應(yīng)用。

對(duì)于我們已經(jīng)完成的電路的鏡頭組裝，我們只是在鏡頭的背面添加了電路;我們的電路是基于鏡頭cad模型開發(fā)的，因此我們?cè)阽R頭中心添加了一個(gè)安裝孔。

我們使用M2.5螺母和螺栓將鏡頭和電路固定在一起。

外殼裝配流程

電路鏡頭組件現(xiàn)在插入到前外殼和壓力安裝到位。

由于電池位于電路的背面，我們將雙面熱膠帶貼在電路的背面，其中有一個(gè)暴露的ESP12F模塊，以將其與電池隔離。

我們現(xiàn)在采取支架部分，并將M6螺母連接到支架的背面，在那里我們已經(jīng)為螺母建模了一個(gè)空腔。從另一側(cè)安裝M6螺栓，然后用M5螺母緊固M6螺栓。當(dāng)安裝在任何圓柱形管道上時(shí)，該部件有效地緊固支架。

然后將支架安裝在蓋子的背面，并用4顆M2螺釘擰緊。

然后我們將天線安裝到電池上。

然后將蓋子安裝在前外殼的背面，并用4顆M2螺釘擰緊。

裝配過程現(xiàn)已完成。

結(jié)果

這是這個(gè)構(gòu)建的最終結(jié)果，便攜式工作室燈，一個(gè)功能齊全，旅行友好的RGB照明解決方案，專為在工作空間之間移動(dòng)的創(chuàng)意人員設(shè)計(jì)。它由一個(gè)ESP8266微處理器、四個(gè)WS2812B led、一個(gè)定制的3d打印機(jī)身和一個(gè)獨(dú)特的鏡頭組成。

打開本設(shè)備，點(diǎn)擊直角按鈕一次;多次點(diǎn)擊會(huì)關(guān)閉它。

打開ESP12F后，它連接到我們的網(wǎng)絡(luò)，我們可以使用我們?cè)诖a上傳和測(cè)試過程中在Serial Monitor中獲得的IP地址瀏覽webapp。

web應(yīng)用程序提供了一個(gè)內(nèi)置的調(diào)色板，允許我們快速選擇和應(yīng)用任何我們想要的顏色。這是一種簡(jiǎn)單易行的實(shí)時(shí)管理照明的方法。

我通過照亮我工作空間中的物體來測(cè)試Studio Light Mini。我首先用它來突出我的ROG Ally，然后作為面部光源。它在這兩種情況下都表現(xiàn)出色，提供了流暢而生動(dòng)的照明。

結(jié)論

Studio Light Mini展示了便攜性并不一定要犧牲性能。通過智能工程，周到的設(shè)計(jì)和現(xiàn)實(shí)世界的測(cè)試，這款緊湊的RGB燈在任何環(huán)境下都能提供強(qiáng)大的效果-從工作空間演示到個(gè)人拍攝設(shè)置。

Studio Light Mini小巧的外形使它可以輕松地安裝或放置在任何地方，無論是頭頂上還是三腳架上。在測(cè)試過程中，我們使用三腳架和web應(yīng)用程序來試驗(yàn)不同的顏色。每次調(diào)整都能快速更新，從而在不需要笨重設(shè)備的情況下產(chǎn)生工作室質(zhì)量的照明。

這個(gè)項(xiàng)目開始作為一個(gè)個(gè)人問題的實(shí)際答案，已經(jīng)成長(zhǎng)為一個(gè)真正有用的，令人愉快的，便攜的東西。它提醒我們，即使是很小的想法，只要用心、有目的地執(zhí)行，也能產(chǎn)生重大影響。如果你喜歡小型電子產(chǎn)品，創(chuàng)意界面，或者只是想要工作室級(jí)的照明，適合你的口袋，這是一個(gè)有趣的選擇。

總的來說，這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)完成，不需要修改。

本文編譯自hackster.io