Chapters
Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, wie man von einer weit hergeholten Idee zu einem funktionierenden Produkt gelangt.
Hast du dir jemals die folgenden Fragen gestellt?
- Kann Heißkleber ALLES reparieren?
- Ist es schwierig, intelligente Hardware herzustellen?
-
Kann man Beton in eine Pappform gießen?
Wenn nicht, wird es vielleicht höchste Zeit. Aber wenn doch, dann willkommen im Club! Wir hatten kürzlich einen internen Hackathon bei EL Passion, und ich hatte eine herausfordernde Idee. Eine Lampe herstellen!
Eine smarte Lampe. Eine smarte Lampe aus Beton! Eine smarte Holz-/Betonlampe mit einem RGB-LED-Streifen… Und BLUETOOTH!
Innerhalb von nur zwei kurzen Tagen des Hackathons (mit einem kleinen Aufwand) haben wir alles erreicht!
Es begann alles mit Elektronik
Vor etwa zwei Monaten begann ich, mit Elektronik zu experimentieren. Ich wollte meinen Horizont erweitern, lernen, welche Kabel man im Falle eines Aufstands intelligenter Maschinen durchtrennen sollte, und über mein Wissen im Frontend Engineering hinausgehen. Ich schätze, die meisten von euch können sich damit identifizieren.
Ich begann mit den Grundlagen, besorgte mir einige Komponenten, schaute Tutorials und konnte mich dann nicht entscheiden, was ich als Nächstes tun sollte.
Nach etwa zwei Monaten erinnerte ich mich, dass ein Hackathon bevorstand!
Ich hatte auch kürzlich Stephanie Nemeths Vortrag auf einer Frontend-Konferenz gesehen, in dem sie die fantastischen Dinge zeigte, die man mit Arduino und RGB-Lichtern machen kann. Also beschloss ich, etwas so Cooles zu machen.
Aber ich wollte etwas machen, das nützlich, funktional ist und DIY-, Programmier- und Elektronikfähigkeiten erfordert.
Ich entschied mich für das naheliegendste, was man mit Lichtern machen kann — eine Lampe. Und ich fand ein perfektes DIY-Projekt, das ich nachbauen wollte.
DIY-Lampe aus einem DIY Creators YouTube-Tutorial
Ich hatte bereits eine Idee. Jetzt brauchte ich ein Team.
Pitchen — Das Team zusammenstellen
Drei Tage vor dem Hackathon haben wir normalerweise ein Pitching, bei dem wir unsere Ideen dem Rest des Unternehmens präsentieren und Leute sammeln, die an unserem Projekt arbeiten werden. Ich bin kein großartiger Verkäufer, also klang mein Pitch ein wenig so:
Ähm, also ja, ich möchte eine Beton-Smart-Lampe machen. Vielen Dank.
Trotz des Mangels an Informationen waren fünf Personen daran interessiert, meinem Team beizutreten! Wir hatten ein beeindruckendes Skill-Set:
- Maciej — Ich war sozusagen der CEO der Gruppe. Ich plante den Aufbau, stellte sicher, dass wir alles haben, was wir brauchen, und half, alle Teile zusammenzubringen (bildlich und wörtlich).
- Wojtek — Er übernahm die Rolle des Leiters der Elektronik. Er plante den Schaltkreis, baute einen Prototyp und arbeitete mit Jakub (iOS) zusammen, um sicherzustellen, dass Bluetooth funktionierte. Er sorgte auch dafür, dass wir das Gebäude nicht abbrannten.
- Ula — Die Beton-Chefin für Tischlerei und Heißkleber. Sie stellte sicher, dass wir die Dinge richtig machten, hielt die Fristen ein und arbeitete am Holzgehäuse der Lampe.
- Aga — Die Handwerkerin des Teams. Sie tauchte auf, als wir sie am meisten brauchten, und stellte sicher, dass unser „manueller“ Teil des Aufbaus funktionierte.
- Jakub — Leiter der mobilen Entwicklung. Er stellte sicher, dass wir eine großartige, native, plattformübergreifende, aber eigentlich nur iOS-App hatten, um unsere Lampe zu steuern.
Einkaufsliste für die Smart Lampe (Nerd-Version)
Schauen wir uns die Einkaufsliste an. Ich habe nur die Dinge aufgelistet, die wir verwendet und dauerhaft in die Lampe eingebaut haben. Alle zusätzlichen Geräte, Arduino (Prototyping, Code auf AVR laden) und Komponenten, die wir beschädigt haben, sind nicht berücksichtigt.
Gesamtkosten: 159 PLN (ca. 43 $)
Es ist möglich, alle Artikel zu einem niedrigeren Preis zu bekommen, aber in unserem Fall war es ziemlich dringend.
Bretter, Beton, Schleifpapier und andere nützliche Dinge.
DIY Smart Lamp: Schritt-für-Schritt-Anleitung
Teil 1: Die Betonsockel
Die Bauphase des Projekts war eine spannende Herausforderung. Wir verbrachten die ersten 2 Stunden damit, darüber zu diskutieren, wie wir eine Form für den Beton herstellen können, die die folgenden Anforderungen erfüllt:
- Platz für die Elektronik lassen
- Zwei Löcher für die Farb- und Sättigungsregler lassen
- Platz für den Holzarm lassen
Wir kamen auf etwas wie dies:
Es sieht einfach aus, aber es war nicht so einfach, es zu machen. Für die Form verwendeten wir einen Karton, viel graues Klebeband, eine „magic mouse 2“-Box, zwei Plastikstrohhalme und etwas Heißkleber.
Später mischten und fügten wir Beton hinzu.
Wir wollten nicht, dass die Form sich verformt, also verwendeten wir mehr Klebeband und vier Liter Milch. Wir steckten auch die Holzbasis in den Beton, damit wir später Platz dafür hätten (wir hätten es fast vergessen). All dies ist das Äquivalent zu einem „schnellen Fix“ in Produktionssystemen, aber wie man sagt:
Wenn es dumm aussieht, aber funktioniert, ist es nicht dumm.
Schlaue Leute
Ich habe kein Bild des Sockels direkt nach dem Herausnehmen aus der Form, aber hier ist es nach ein wenig Schleifen und bereits mit dem installierten Holzarm. Wir haben auch einige Silikonfüße hinzugefügt, damit der Beton die Tischplatte nicht zerkratzt.
Teil 2: Der Holzarm
Der Arm besteht aus zwei separaten Teilen: dem oberen Teil der Lampe und dem Sockel mit einem Kabel darin. Wir haben sie mit einer großen Schraube verbunden, für die wir Löcher in beide Teile, oben und unten, gebohrt haben.
Wunderbarerweise haben wir das Büro nicht abgebrannt.
Es stellt sich heraus, dass es schwierig ist, Dinge richtig zu messen.
Wir haben mit dem oberen Teil des Arms begonnen
Der obere Teil war eine ziemliche Herausforderung, da er einige filigrane Arbeiten mit einem Lötkolben erforderte, aber fangen wir mit den Grundlagen an. Wir haben ihn aus drei Holzstücken gefertigt, zwei dünnen (Seiten) und einem quadratischen. Zuerst haben wir alles zusammengeklebt, ein Loch für die große Schraube gebohrt, die die oberen und unteren Teile zusammenhält. Nachdem wir etwas geschliffen hatten, um die Tatsache auszugleichen, dass die Bretter ein wenig schief waren, hat Ula den Arm lackiert, und nachdem es getrocknet war, habe ich begonnen, die LED-Streifen darauf zu montieren.
Das erste, was ich tat, war, auszumessen, wie ich die LED-Streifen zuschneiden sollte. Wir wollten keinen langen Teil hineinlegen, da er nicht viel Licht geben würde, also schnitt ich nach dem Messen, wie viel wir unterbringen könnten, drei Streifen, jeder 35 cm lang. Dann lötete ich das Hauptkabel an den ersten Teil des LED-Bandes und verwendete ein Schrumpfschlauch, um die Verbindung zu sichern.
Ein Schrumpfschlauch und Lötverbindungen, die zwei LED-Streifen verbinden.
Nachdem ich den ersten Streifen auf das Holz geklebt hatte, stellte ich fest, dass ich vergessen hatte, welche Kabel ich an die Ausgänge Rot, Grün, Blau und 12V+ angeschlossen hatte. Es war ein kleiner Rückschlag, aber glücklicherweise hatten wir ein Multimeter, mit dem wir die Verbindungen überprüfen konnten.
Das nächste, was ich tun musste, war, die beiden LED-Streifen in Reihe mit dem ersten Teil zu löten. Es dauerte eine Weile, aber ich schaffte es, trotz eines 8$ Lötkolbens, dessen Spitze mit jeder Benutzung kleiner wurde. Wir testeten es, indem wir das Kabel an das Breadboard anschlossen und einen der Drehencoder verwendeten, um die Farbe zu ändern.
Der untere Teil des Arms war ebenfalls ziemlich herausfordernd
Der untere Teil des Arms war kompliziert, weil wir das Kabel darin einbetten mussten. Wir dachten darüber nach, ihn in zwei Hälften zu schneiden, etwas Platz herauszuschneiden und dann wieder zusammenzusetzen, aber das wäre fehleranfällig und zeitaufwendig gewesen. Am Ende entschieden wir uns, drei zusätzliche Holzstücke anzukleben, um etwas Platz für das Kabel zu schaffen, wie im Diagramm gezeigt. Das ist auch der Grund, warum der Teil im Inneren der Basis etwas schmaler ist.
Uns fehlten einige Teile, einige Holzstücke und die Schraube, die den Arm zusammenhalten würde. Wir machten eine kurze Pause von der ganzen Arbeit und gingen in den Laden, um all diese Dinge zu kaufen.
Die natürliche Kieferfarbe war nicht so schön, also malte Ula sowohl die oberen als auch die unteren Teile der Lampe, um sie etwas dunkler zu machen. Wir ließen es über Nacht trocknen, und am nächsten Tag schlossen wir es an, und es sah großartig aus!
Malprozess.
Kabelanordnung im Inneren der Lampe.
Teil 3: Software
iOS App
Ich war nicht so stark in den Prozess der Erstellung der iOS App involviert, daher kann ich keinen tieferen Einblick in den Code geben. Jakub übernahm die Führung und lieferte eine funktionierende App noch vor Ende des ersten Tages. Am zweiten Tag erweiterte er sie um weitere beeindruckende Funktionen, wie zum Beispiel eine „Ambilight“-ähnliche Unterstützung, bei der die Lampe die Farben mit einem Video synchronisiert, wenn man es abspielt (Demo am Ende des Artikels).
Es gab einige Probleme mit der Bluetooth-Konnektivität, genauer gesagt, ein Bluetooth-Modul verband sich mit iOS, aber nicht mit Android, und ein anderes funktionierte umgekehrt. Momentan funktioniert die Lampe nur mit iOS, aber für ein MVP ist das ausreichend. Und das Bluetooth-Modul kann bei Bedarf leicht gewechselt werden, da es nicht fest verlötet ist.
Aus meiner Expertise kann ich sagen, dass die App beeindruckend aussieht und die Geschwindigkeit, mit der Jakub sie geliefert hat, ebenfalls unglaublich ist!
Arduino/ATmega Code
Der gesamte Code ist Open Source auf GitHub. Sie können ihn durchsehen. Ich werde nicht in die tiefen technischen Details eintauchen, wie es funktioniert. Wojtek, der den Großteil des Codes geschrieben hat, wäre besser geeignet, dies zu tun, also habe ich eine Übersicht auf hoher Ebene erstellt, wie alles funktioniert. Der vereinfachte Algorithmus lautet wie folgt:
Umstieg von Arduino auf ATmega
Wojtek schrieb die erste Version des Codes für Arduino, und später habe ich ihn aktualisiert, damit er auf dem einfachen ATmega-Chip funktioniert. Die Unterschiede sind minimal, da ich nur zwei Hauptänderungen vorgenommen habe:
- Ich habe eine der Serial-Verbindungen entfernt — zuvor hatten wir eine serielle Verbindung, die wir zum Debuggen (Ausgeben auf der Konsole des Computers) und eine andere für Bluetooth verwendeten. Als wir zu ATmega wechselten, benötigten wir die Debugging-Verbindung nicht mehr, was zwei Pins freigab und die Verbindungen vereinfachte.
- Ich habe die Anordnung der Pins geändert — um alles besser auf das Stripboard zu passen, habe ich das physische Layout modifiziert, was eine Änderung der Referenzpins im Code erforderte.
Sie können den Pull-Request sehen, der einen Diff aller Änderungen enthält, falls Sie neugierig sind.
Teil 4: Die Elektronik
Unser Plan war ziemlich ehrgeizig für so eine kurze Zeit, aber glücklicherweise ist Wojtek ziemlich schlau und hat schon vorher mit Elektronik experimentiert, also war er der „Leiter“ für diesen Teil.
Wir haben mit kleinen Schritten begonnen und verschiedene Lösungen durch Versuch und Irrtum getestet. Wojtek arbeitete gleichzeitig am Code und an der Schaltung und testete, wie alles funktioniert. Der Elektronikteil der Lampe bestand aus:
- Microcontroller — das Gehirn
- Zwei Knöpfe mit Tasten zur Steuerung von Helligkeit, Farbton und Sättigung
- Bluetooth-Modul für die drahtlose Steuerung
- LED-Streifen für Licht, na klar…
Zunächst verwendeten wir Arduino anstelle eines eigenständigen Microcontrollers und platzierten alles auf einem Breadboard, um den Entwicklungsprozess zu vereinfachen. Am Ende des zweiten Tages hatten wir alles auf der Prototyp-Platine verbunden. Bluetooth, Drehgeber und Arduino. So sah es bei der Demoversion aus:
Teil 5: Lassen Sie uns das kleiner machen!
Nach dem Hackathon wollte ich etwas Zeit investieren, um die Elektronik zu verkleinern, damit sie in die Lampe passt und der Bau abgeschlossen ist. Um die Elektronik zu verkleinern, musste ich:
- Arduino durch ATmega328 ersetzen
- Verbindungen auf dem Stripboard planen
- Eine Buchse für AVR löten, damit wir sie bei Bedarf ersetzen können
- Nicht entfernbare Elemente (Transistoren, DC-Buchse usw.) löten
- Alles miteinander verdrahten
Ich begann mit dem Austausch von Arduino. Dazu musste ich den Bootloader auf den ATmega AVR installieren (es ist derselbe, den Arduino verwendet). Ich habe mir einige Tutorials (unten im Blogbeitrag verlinkt) angesehen, wie man den Bootloader installiert und wie man Arduino als ISP-Programmierer verwendet (damit können wir Software auf den Mikrocontroller hochladen, ohne zusätzliche Hardware). Nachdem ich das gemacht hatte, aktualisierte ich den Code, um leicht unterschiedliche Pins zu verwenden, und Voila!
Als Nächstes musste ich alles auf ein kleines Stripboard löten.
Es war das erste Mal, dass ich mit Stripboards arbeitete, und ich konnte keine einfache Software finden, um das physische Schaltungsdesign zu unterstützen, also ging ich altmodisch vor und plante es von Hand. Ich druckte ein Blatt gepunktetes Millimeterpapier, auf dem Punkte die Löcher des Stripboards darstellten. Dann zeichnete ich alle Verbindungen und die Art und Weise, wie sie basierend auf dem aktuellen Breadboard-Schaltkreis passen sollten.
Um es verständlicher und sichtbarer zu machen, erstellte ich eine Grafik, die die Schaltung auf dem Stripboard darstellt.
Darstellung der erstellten Schaltung. Im echten Aufbau musste ich sie leicht anpassen, um alle Komponenten unterzubringen, aber sie sieht zu 90 % so aus wie die oben.
Nach etwa zehn Stunden Löten (immer noch ein Neuling) und zwei verbrannten Fingern (berühren Sie die Komponenten nicht, wenn etwas komisch riecht) gelang es mir, es zum Laufen zu bringen! Es lief besser als erwartet.
Foto im Fortschritt, um die große Enthüllung vorzubereiten!
Alle Teile zusammengefügt. Die weißen Kabel sind Knöpfe, kleine Drähte mit schwarzer Isolierung sind die LED-Verbindungen
Blick von unten. Ich habe einen dünnen Kupferdraht verwendet, um die Verbindungen zu verbinden.
Wenn Sie genau hinschauen, können Sie den ganzen Kleber sehen, den wir verwendet haben.
Das fertige Produkt!
Schau dir eine vollständige Demo an, in der ich alle Funktionen dieser Lampe durchgehe. Trotz einiger Probleme, z.B. schiefen Drehknöpfen und Farben, die manchmal nicht korrekt dargestellt werden, funktioniert sie!
Für mich und hoffentlich auch für den Rest des Teams war dies eines der zufriedenstellendsten Hackathon-Projekte bisher. Sowohl der Prozess als auch das Ergebnis waren unglaublich, wir hatten viel Spaß und haben viel über die Arbeit mit Holz, Beton und Elektronik gelernt.
Wenn jemand eine ähnliche Lampe bauen möchte oder mehr Details benötigt, zögert nicht, einen Kommentar zu hinterlassen und mich alles zu fragen!
Ressourcen
- Rotary Encoder auf dem ATtiny85 (Teil 1, Teil 2)
- Verwendung eines ATmega328 ohne Quarz
- Beschreibung der ATmega328-Pins
- Arduino als ISP-Tutorial
- Löten von PCB im Rasterstil
- Arduino-Bootloader auf ATmega328 brennen - Forum-Thread
- Arduino ohne externen Quarz
- Stephanie Nemeth spricht über interaktives LED-Projekt
- Wochenendprojekte — Android-Arduino LED-Streifenlichter
Inspiration
Vielleicht gefällt Ihnen auch
FigJam vs. Miro: Welches Kollaborationstool ist das Richtige für Ihr Team?
7 März 2025 • Maria Pradiuszyk
Navigieren durch die digitale Transformation in der Medien- und Unterhaltungsbranche
7 März 2025 • Maria Pradiuszyk
React Native: Wie man Apps in verschiedenen Umgebungen bereitstellt und testet?
7 März 2025 • Agnieszka Łobocka
Wir sind für neue Projekte verfügbar.
