查看“Microduino 姿态台灯/zh”的源代码

{| style="width: 800px;"
|-
|
==概述==
*项目名称：Microduino 体感台灯 
*目的：通过Microduino姿态传感器（10DOF）体感控制自制的彩色台灯。
*难度：高级
*耗时：4小时
*制作者：Microduino Studio-YLB
==原理==
通过体感控制，那就必须用到无线通讯，Microduino无线通信方案非常多：nRF24、smartRF、Zigbee、BT等，这里，我们使用采用nRF24无线通讯方案。Microduino姿态传感器（10DOF）获取姿态数据，经过量化成颜色值（0-255）再发送给彩色台灯，台灯接收到数据后，点亮彩灯。台灯采用单总线WS2812彩灯，每个灯内置控制IC芯片，能自由、简单控制。

==材料清单==
*Microduino设备
{|class="wikitable"
|-
|模块||数量||功能
|-
|[[Microduino-Core/zh]]||2||核心板
|-
|[[Microduino-USBTTL/zh]]||1||下载程序
|-
|[[Microduino-nRF24/zh]] ||2||无线通信
|-
|[[Microduino-BM/zh]] ||2||电源管理
|-
|[[Microduino-LED Matrix/zh]] ||1||彩灯
|}
*其他设备
{|class="wikitable"
|-
|USB数据线||1||连接
|-
|锂电池||2||供电
|-
|高酒杯||1||台灯骨架
|-
|灯罩||1||台灯外壳
|}

==文档==
程序下载：[https://github.com/Microduino/Microduino_Tutorials/tree/master/Microduino_Advanced_Tutorial/mpu_ws2812 mpu_ws2812]

3D模型下载：[[File:3D-Ball.zip]]

==台灯制作==
*步骤一：准备一个高酒杯和一张灯罩，把台灯外形搭建起来。
[[File: Table lamp_cap.jpg||600px|center|thumb]]
*步骤二：搭建硬件电路
**所需设备：
{|class="wikitable"
|-
|模块||数量||功能
|-
|[[Microduino-Core/zh]]||1||核心板
|-
|[[Microduino-USBTTL/zh]]||1||下载程序
|-
|[[Microduino-nRF24/zh]] ||1||无线通信
|-
|[[Microduino-BM/zh]] ||2||电源管理L
|-
|[[Microduino-LED Matrix/zh]] ||1||彩灯
|-
|电池||1||供电 
|}
将所有模块无上下顺序叠加起来。
[[File: Table lamp_module.jpg||600px|center|thumb]]
*步骤三：程序测试
需要用到_99_LCD_NeoPixel库文件，参考[[安装Arduino IDE Microduino程序库支持包]]。安装好硬件支持包后，打开示例库中的strandtest程序。
*程序说明：
<source lang="cpp">
#define PIN 6

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
</source>
PIN定义单总线灯的控制引脚，”60”定义了灯的数量，用户可根据自身情况更改。更改
编译通过后选择好板卡下载就行。下载成功后我们可以看到炫酷的效果。此时还没用到nRF24通讯模块。

==体感遥控制作==
因为考虑到姿态是全方位的，所以考虑给它做个球形外壳，采用3D打印机打印。
*步骤一：搭建硬件电路
**所需设备：
{|class="wikitable"
|-
|模块||数量||功能
|-
|[[Microduino-Core/zh]]||1||核心板
|-
|[[Microduino-nRF24/zh]] ||1||无线通信
|-
|[[Microduino-BM/zh]] ||2||电源管理L
|-
|[[Microduino-10DOF/zh]] ||1||姿态检测
|-
|电池||1||供电 
|}
将所有模块无上下顺序叠加起来。
[[File: Table lamp_10dof_module.jpg||600px|center|thumb]]

*步骤二：构建3D模型
根据搭建硬件电路的规格尺寸，采用SketchUp构建3D模型。
[[File: Table lamp_3D.jpg||600px|center|thumb]]
*步骤三：采用3D打印机打印出模型，确定尺寸是否合适。
[[File: Table lamp_print.jpg||600px|center|thumb]]

==整体调试==
*步骤一：下载程序
解压程序，分别打开两个程序，一个是发送，一个接收。
*程序说明：
发送端："mpu.h"是姿态检测子程序，"nrf.h"是2.4G无线无线控制程序。
Microduino姿态传感器（10DOF）获取姿态数据，经过量化成颜色值（0-255）。
<source lang="cpp">
  //=以下三行是用加速度计算三个轴和水平面坐标系之间的夹角
  Angel_accX=atan(Ax/sqrt(Az*Az+Ay*Ay))*180/3.14;
  Angel_accY=atan(Ay/sqrt(Ax*Ax+Az*Az))*180/3.14;
  Angel_accZ=atan(Az/sqrt(Ax*Ax+Ay*Ay))*180/3.14;

  Angel_accX_send=map(abs(Angel_accX),0,90,0,255);
  Angel_accY_send=map(abs(Angel_accY),0,90,0,255);
  Angel_accZ_send=map(abs(Angel_accZ),0,90,0,255);
</source>
接收端：接收到数据后，点亮彩灯。
<source lang="cpp">
    Angel_accX=rec.rf_x;		//接收请求时序赋值
    Angel_accY=rec.rf_y;
    Angel_accZ=rec.rf_z;

    Serial.print(Angel_accX);
    Serial.print(",");
    Serial.print(Angel_accY);
    Serial.print(",");
    Serial.print(Angel_accZ);
    Serial.println("");

    colorWipe(strip.Color(Angel_accX, Angel_accY, Angel_accZ), 10);
</source>
2S内没接收到nrf的数据将关闭彩灯。
<source lang="cpp">
  if(safe_ms>millis()) safe_ms=millis();
  if(millis()-safe_ms>2000)
  {
    colorWipe(strip.Color(0, 0, 0), 50);
  }
</source>

分别将下载到对应的硬件。在BM模块中接上电池，打开BM上的电源开关，若电池没电，直接插上MicroUSB就可以给电池充电，注意：BM更换电池后若不能启动电源，需要插上USB启动BM。滚动小球观察台灯变化。
[[File: Table lamp_ok.jpg||600px|center|thumb]]

==注意问题==
*发送和接收端共用一个USBTTL模块，只是下载程序能用到。
*BM更换电池后若不能启动电源，需要插上USB启动BM。
|}