制作原型機(jī)
如前文圖一方塊圖所示,一個(gè)與TPS92512連接的TI SimpleLink? Wi-Fi? CC3200無線微型控制器(MCU) LaunchPad?工具包可用來驅(qū)動(dòng)LED光束。我用了一個(gè)12V的開關(guān)電源器作為電源供應(yīng),并用Energia為CC3200撰寫了固件。你也可以使用代碼生成器?集成開發(fā)環(huán)境(IDE)撰寫固件,這是我最喜愛的工具,但在這里,代碼示例和Arduino界面可大大加快我們制作原型機(jī)的進(jìn)程。
我用最新的固件創(chuàng)建了CC3200無線微型控制器LaunchPad工具包,并編程工具箱使之可在MQTT(消息列隊(duì)遙測傳輸)代理器上就某特定話題進(jìn)行對(duì)話。MQTT是一種小型傳輸協(xié)議,開銷很小,可允許服務(wù)器與客戶機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上建立通訊連接。Facebook即時(shí)通信就使用了MQTT協(xié)議,該協(xié)議被認(rèn)為是推動(dòng)未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最重要的協(xié)議工程之一。
我還為這個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一個(gè)小型的印刷電路板(PCB),框架為一個(gè)加強(qiáng)包?插入式組件;結(jié)果請(qǐng)見圖1。多個(gè)PCB可以疊加,以取得想要的LED驅(qū)動(dòng)器通道數(shù)量。
圖1:TPS92512加強(qiáng)包示意圖截屏
我的設(shè)計(jì)可適配50mm x 50mm形狀因子,這樣就可以降低量產(chǎn)的生產(chǎn)成本。圖2所示的是最終版的電路布置圖截屏,包括了四個(gè)安裝孔,以及一致的組件引線。
圖2:TPS92512加強(qiáng)包最終電路布置圖截屏
我使用了評(píng)估模塊的原理圖和布置圖作為設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
Würth Elektronik提供了線圈和機(jī)電元件,且機(jī)電元件都已經(jīng)蝕刻好了足跡,這簡直幫了我的一個(gè)大忙。面板設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作并不困難:我打印出電路布置圖,核對(duì)了足跡,確保一切正常。
客戶端設(shè)計(jì)
憑借對(duì)HTML、代碼生成器集成開發(fā)環(huán)境(IDE)和JavaScript?的基本了解,我創(chuàng)建了一個(gè)簡單的用戶界面。我的想法是在網(wǎng)頁界面創(chuàng)建按鈕,使用JavaScript將命令通過MQTT協(xié)議發(fā)送至代理器并最終到達(dá)物聯(lián)網(wǎng)燈。我用代碼生成器創(chuàng)建了網(wǎng)頁,并用JavaScript的Paho程序庫對(duì)網(wǎng)頁進(jìn)行了美化。圖4即該網(wǎng)頁的截圖。
圖4:遠(yuǎn)程控制即時(shí)網(wǎng)頁
我在家庭自動(dòng)化前端設(shè)計(jì)上多少有點(diǎn)走極端,但你能明白我的意思,我想要的是一種人們?cè)敢饣ㄥX購買的外觀和感覺。設(shè)計(jì)的四個(gè)按鈕都是我所需要的,且功能都相當(dāng)不錯(cuò)。網(wǎng)頁的設(shè)計(jì)用到了推特的引導(dǎo)程序,也就是說,同一個(gè)網(wǎng)頁在不同的屏幕尺寸下,其顯示的外觀是不同的。
愛和浪漫
我已經(jīng)搞定了項(xiàng)目的技術(shù)細(xì)節(jié),畢竟這多多少少是個(gè)科學(xué)項(xiàng)目。但我的妻子提議將這個(gè)原型機(jī)轉(zhuǎn)化為真正的產(chǎn)品供我們自己使用,這才是真正的挑戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)妻子正在待產(chǎn),她希望可以遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)寶寶房間的燈光亮度。這盞燈既可以作為房間的照明燈,也可以用作夜明燈、以及“半夜為寶寶換尿布燈”。我沒有選擇用3D打印技術(shù)制作燈外殼,而是回收利用了一個(gè)舊液晶顯示屏、一些舊玻璃以及結(jié)婚前的生日卡片。我和妻子間的浪漫還在,現(xiàn)在該用這一份浪漫去點(diǎn)亮臺(tái)燈。
把廢棄的物品重新搭配起來是個(gè)很有意思的過程。
嚴(yán)格來說,最終的成品不能稱之為是產(chǎn)品,更遑論是一件融合了個(gè)性化手工藝術(shù)的科技產(chǎn)品。但我們的寶寶很喜歡盯著嬰兒床上方這件設(shè)計(jì)產(chǎn)品看,對(duì)此我們深感欣慰。
下一步的工作
目前我正致力于在相同概念基礎(chǔ)上開發(fā)室內(nèi)水耕種植所需的生長燈,這正代表了另一種應(yīng)用程序。
對(duì)這個(gè)樣品來說,安全從來都不是關(guān)鍵,但對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,安全問題至關(guān)重要。因此我目前正在嘗試去開發(fā)一個(gè)安全的解決方案。我用樹莓派(Raspberry Pi)做實(shí)驗(yàn),將它設(shè)置為本地代理,并考慮將整個(gè)網(wǎng)頁用戶界面移植到SimpleLink Wi-FiCC3200設(shè)備上。這兩種辦法都可行,但由于都不再接入互聯(lián)網(wǎng)、或不能從網(wǎng)絡(luò)上接入,因此不能作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品安全問題的解決方案。
審核編輯:郭婷
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