Studio Light Mini可以讓你通過一個網絡應用程序輕松地選擇顏色和控制RGB燈。只需點擊、設置和發(fā)光。

大家好，歡迎回來。這里有個超級亮的東西。

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。它擁有光滑的3d打印外殼和定制設計的鏡頭，僅用四個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絡應用程序，允許直接從手機或筆記本電腦進行精確的顏色選擇和動態(tài)控制。

便攜式工作室燈是為了解決一個實際問題而設計的：我剛搬家，發(fā)現自己經常在兩個工作場所之間跳來跳去。我需要一個便攜的照明裝置，便于安裝在任何地方，并且足夠強大，以提高我的視頻輸出。

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

整篇文章都是關于這個項目的構建過程，以及如何通過幾個簡單的步驟完成它，所以讓我們開始構建吧。

材料要求

這些是構建中需要的組件：

?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

之前的構建

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

控制板包括一個帶顯示屏的PICO 2，幾個按鈕，一個集成電源，以及兩個8205S mosfet作為開關設置，我們將其連接到LED板上，以打開和關閉暖色和冷色白色LED。

這個項目的一個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led與WS2811 IC并聯，但WS2811可以承受的最大電流大約是每個通道20 mA，導致所有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量的WS2812B led取代WS2811 IC解決了當前的問題。

3D設計

這個項目的3D設計開始于創(chuàng)建一個合適尺寸的鏡頭模型，將在這個構建中使用。這里的想法是在鏡頭的背面放置一個PCB，然后在它周圍創(chuàng)建一個外殼來容納電池和電子設備。整個設備將有一個支架組件，將用于連接設備到任何三腳架或管道。

外殼被設計成兩半：前體和蓋子部分。

前體在中心有一個巨大的開口，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孔保持在適當的位置，我們將插入一個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。

我們已經創(chuàng)建了一個20毫米直徑孔的支架支架附加與此安排的三腳架。我們還構造了一個狹縫，并提供了一個孔和插槽，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，允許我們的設備與三腳架牢固地固定。

在準備好3D模型后，我們導出了所有部件的網格文件，并在我們的K10 Max 3D打印機上使用白色Hyper PLA進行3D打印。

PCB設計

讓我們看一下這個項目的原理圖，它分為四個主要部分，其中一個是微控制器部分，在我們的情況下是ESP12F設置。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10K電阻。我們還包括一個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設置，我們以前在許多電池相關項目中使用過它。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，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設置。為了避免這個問題，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設置可以正常工作。

最后，我們有RGB LED陣列，它由四個WS2812B LED連接在一起構成一個四鏈可尋址LED。我們還包括四個100nf去耦電容器，它們將放置在每個SMD LED的VCC和GND引腳附近。

在完成了Schametic之后，我們準備了PCB設計，這真的很簡單。我們開始使用從我們的Fusion360模型導出的DWG文件創(chuàng)建板輪廓，然后我們在PCB cad軟件中使用該文件構建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，都按照設計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

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

下訂單后，PCB在一周內收到，PCB質量非常好。

另外，我要把HQDFM帶給你，它在很多項目中給了我很大的幫助。華秋的內部工程師開發(fā)了免費的制造設計軟件HQDFM，徹底改變了PCB設計師如何可視化和驗證他們的設計。

利用NextPCB的加速器活動，為您的創(chuàng)新項目獲得2個免費組裝的基于rp2040的pcb。

此報價涵蓋所有費用，包括物流，使您的想法更容易，更實惠的生活。SMT服務可能很昂貴，但NextPCB可以幫助您克服這一障礙。只要分享你的相關項目，他們就會處理好剩下的事情。不要錯過這個提升你的科技創(chuàng)作的絕佳機會!

HQDFM：免費在線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。

您的設計可以通過他們的HQDFM軟件(DFM)服務得到改進。因為我發(fā)現等待制造商的DFM報告很煩人，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DFM分析)，您需要下載桌面軟件。網頁版本只提供基本的DFM報告。

具有全面的制造設計(DFM)分析功能，HQDFM是一個免費的，復雜的在線PCB Gerber文件查看器。

憑借超過15年的行業(yè)經驗，它為先進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，在一個預算友好的價格，HQ NextPCB絕對值得一試。

印刷電路板組裝

?PCB組裝過程開始于使用錫膏點膠針將錫膏一次一個地涂抹到每個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。

?因為我們是在板子的另一邊焊接，所以必須使用烙鐵。我們首先焊接ESP模型的第一個焊盤，將其固定在適當的位置，然后開始焊接引腳。

?現在是通孔組件;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端口之間連接一個閃爍按鈕，用于對ESP12F模塊進行編程。上傳過程中，ESP12F先長按Flash鍵，再按復位鍵進入編程模式。

這是在這個項目中使用的代碼，它很簡單。

讓我們仔細看看這個項目的代碼。

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服務器配置

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

設置函數

這一節(jié)讓一切都活了：調試串行監(jiān)視器，LED設置，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發(fā)生什么。

循環(huán)函數

這樣可以保持ESP對網絡流量的響應。這是一種非阻塞功能，允許ESP在不凍結或重啟的情況下處理用戶輸入。

handleRoot

當用戶在瀏覽器中訪問ESP時，此部分塊響應用戶。它提供了一個功能性的顏色選擇器UI，計算和顯示正常運行時間，并應用通過表單發(fā)送的任何顏色。簡單、干凈、互動。

handleNotFound

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

setNeoColor

這個函數是系統(tǒng)響應的核心。它將十六進制字符串(如#34D2FF)解碼為單獨的RGB組件，將它們轉換為我們硬件的GRB需求，并將它們應用于LED帶。這就是當有人點擊一種顏色時，燈光會立即反應的原因。

電源

本項目的電源為3.7V 2000mAh的LiPo電池。我們通過將Lipo電池的正負極連接到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，藍色的燈開始閃爍，表明這個設置是有效的。當閃爍變得穩(wěn)定時，表示電池已充滿電。

鏡頭組裝工藝

這是我們在這個項目中使用的鏡頭;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用。

對于我們已經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，因此我們在鏡頭中心添加了一個安裝孔。

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，其中有一個暴露的ESP12F模塊，以將其與電池隔離。

我們現在采取支架部分，并將M6螺母連接到支架的背面，在那里我們已經為螺母建模了一個空腔。從另一側安裝M6螺栓，然后用M5螺母緊固M6螺栓。當安裝在任何圓柱形管道上時，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。

裝配過程現已完成。

結果

這是這個構建的最終結果，便攜式工作室燈，一個功能齊全，旅行友好的RGB照明解決方案，專為在工作空間之間移動的創(chuàng)意人員設計。它由一個ESP8266微處理器、四個WS2812B led、一個定制的3d打印機身和一個獨特的鏡頭組成。

打開本設備，點擊直角按鈕一次;多次點擊會關閉它。

打開ESP12F后，它連接到我們的網絡，我們可以使用我們在代碼上傳和測試過程中在Serial Monitor中獲得的IP地址瀏覽webapp。

web應用程序提供了一個內置的調色板，允許我們快速選擇和應用任何我們想要的顏色。這是一種簡單易行的實時管理照明的方法。

我通過照亮我工作空間中的物體來測試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出色，提供了流暢而生動的照明。

結論

Studio Light Mini展示了便攜性并不一定要犧牲性能。通過智能工程，周到的設計和現實世界的測試，這款緊湊的RGB燈在任何環(huán)境下都能提供強大的效果-從工作空間演示到個人拍攝設置。

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。在測試過程中，我們使用三腳架和web應用程序來試驗不同的顏色。每次調整都能快速更新，從而在不需要笨重設備的情況下產生工作室質量的照明。

這個項目開始作為一個個人問題的實際答案，已經成長為一個真正有用的，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，也能產生重大影響。如果你喜歡小型電子產品，創(chuàng)意界面，或者只是想要工作室級的照明，適合你的口袋，這是一個有趣的選擇。

總的來說，這個項目已經完成，不需要修改。

本文編譯自hackster.io