ElectricImp Cloud Moodlamp

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1 Make Light-Wettbewerb 2013 Intelligentes Licht ElectricImp Cloud Moodlamp Kurzbeschreibung Die Electric Imp Moodlamp ist eine High Power RGB LED- Lampe die per HTTPSchnittstellen über den Cloud- basierten Mikrokontroller Electric IMP angesprochen werden kann. Ein Arduino Mikrokontroller steuert letztendlich die RGB- LEDs. Die Lampe lässt sich per ios (App. NetIO Controller von David Eickhoff) bedienen. Zusätzlich kann die Lampe sich an vorhandene Philips Hue Lampen anbinden und lässt sich somit über die offizielle Philips Hue App steuern. Als zusätzliche Features zeigt die Moodlamp den aktuellen Fuel- Status meines Nike Fuelbands und das aktuelle Wetter an. Bild deines Projektes Füge hier das Bild deines Projektes ein, das du auch hochladen willst.

2 Factsheet Materialliste Kosten Links Material: - Arduino UNO ca ElectricIMP + IMPShield Powerled 3*1 Watt RGB 11 - Lampengehäuse (meins war ein Geschenk) - 3 x 1.4 Ohm Widerstand 0.5W min, eher mehr 4-3 x Mosfet N-Kanal Fairchild FQP50N06L 5-3 X 100k Ohm Widerstand 1/4 Watt 2-3 X NPN Transistor Fairchild 2N5088BU 4 - Platinen Abstandshalter Platinenanschlussklemme 1 - Stiftleisten 1 - Netzteil 1500mAh 15 - Kühlkörper 2 - Lochrasterplatine ca. 3 - AKASA WÄRMELEITPAD 80X80MM Was kann dein Projekt eigentlich? - Meine ElectricMoodlamp reagiert auf Dinge die im Internet passieren. Elementar dafür ist der Cloud- basierte Mikrocontroller Electric Imp - Die Bedienung erfolgt über die App NetIO von David Eickhoff, (http://netio.davideickhoff.de )über http- Schnittstellen. Mithilfe von NetIo kann man seine eigene Benutzerobefläche in Form eines Baukastens entwerfen. sämtliche Buttons, Textfelder, Schieberegler usw. können z.b. per http- Protokoll konfiguriert und angebunden werden. Somit entfällt die Entwicklung einer eigenen App. - Meine Electric Imp Moodlamp kann sich mit vorhandenen Philips- Hue Glühbirnen synchronisieren. Somit lässt sich die Moodlamp auch per PhilipsHue App steuern. https://www.meethue.com - Für die aktuelle Temperatur lässt sich ein Alarm einschalten. Wenn die Temperatur im Bereich von drei Grad Celsius nach der letzten Messung steigt oder sinkt, wird die Temperatur per Farbe im Bereich von blau -> grün -> gelb -> rot angezeigt. Die Wetterdaten kommen von und können im ElectricImp Quellcode auf den eigenen Standort angepasst werden. - Zusätzlich lässt sich der aktuelle Fuel- Point Status von Nike.com abrufen. Die Lampe zeigt den Fuel Status im Bereich von rot -> gelb -> grün an und

3 verhält sich genauso von der Darstellung wie das Nike Fuelband. Was braucht man dafür? - Zu der o.g. Teileliste ist ein lokaler Webserver erforderlich, der alle benötigten HTML-/ PHP-/ Javascript- Dateien bereithält. Vor allem die Philips Hue Anbindung sollte lokal, zu Hause erfolgen, da die Hue Basisstation keine Passwortautorisierung unterstützt. Die Skripte kommunizieren mit ElectricImp/ Philips Hue lokaler Basisstation/ Openweathermap/ NetIO/ Nike. Ich habe als Webserver eine NSLU2 basierend auf Debian im Einsatz, welche über DynDNS aus dem Internet erreichbar ist. Die NSLU2 werde ich demnächst gegen ein Raspberry Pi austauschen, da dieser mehr Leistung besitzt und genauso stromsparend ist. - Eine Lötstation und Löterfahrung - Ein Lampengehäuse. Mein Gehäuse ist fertig gekauft bzw. war ein Geburtstagsgeschenk. Eigentlich sollte es eine Kerzenlampe sein. Für die Elektronik habe ich einen Acrylzylinder benutzt, da dieser perfekt mit dem Lampengehäuse zusammen passt, erhältlich z.b. hier: AD90-mm Alternativ hätte ich mir entweder ein eigenes Gehäuse gebaut oder auch die Lampe Lampan von Ikea gekauft: - / Den Platinenaufbau muss man dann natürlich etwas anders gestalten. Was kostet das? - Für alles zusammen habe ich ca. 120 ausgegeben. Bauanleitung Step by Step Das LED- Driver- Shield Für High Power LEDs benötigt man eine eigene Spannungsversorgung. Der Schaltplan und Beitrag von High-Power-LED-s/?ALLSTEPS hat mir hier sehr geholfen.

4 Ich habe die Platine ausschließlich nach folgender Zeichnung, welcher aus der o.g. Quelle stammt, aufgebaut: (Hier sind drei LEDs an einem Treiber angeschlossen, für meine RGB- LEDs habe ich natürlich für jede einzelne Farbe einen eigenen Schaltkreis aufgebaut) Funktionsweise Strom (12V) fließt durch die LEDs (RGB) über das Mosfet Q2 und den Widerstand R3. Wenn zu viel Strom durch R3 fließt, schaltet der Transistor Q1, Q1 schaltet wiederum das Mosfet Q2 ab. Dadurch reduziert Q2 die Spannung für die LEDs und den Widerstand R3. So entsteht eine Schleife wodurch die Spannung der LED gleichbleibend bleibt. Wichtig ist hier die Größe des Widerstands R3. In meinem Fall 1.4 Ohm. Da die Belastung hoch ist, habe ich 1Watt Widerstände benutzt (siehe Teileliste). Der Widerstand R1 sind 100k Ohm

5 Die Berechnung ist relativ einfach: Pro RGB- Kanal wird eine solche Schaltung benötigt. Laut Datenblatt meiner RGB- LED kann jede der drei LEDs 350mA Flussstrom vertragen. Formel: 0.5A/Flussstrom = Widerstand (500mA/350mA=1.43 Ohm) Ab 500mA schaltet Q1, daher diese Größe. Für die Berechnung der Widerstände habe ich folgenden Blogpost herangezogen, welcher mir sehr geholfen hat: The main current flow is through the LED's, through Q2, and through R3. When too much current flows through R3, Q1 will start to turn on, which starts turning off Q2. Turning off Q2 reduces the current through the LED's and R3. So we've created a "feedback loop", which continuously monitors the LED current and keeps it exactly at the set point at all times. transistors are clever, huh! Quelle: Hier der Aufbau meiner fertigen LED- Treiberplatine:

6 Make Light-Wettbewerb 2013 Intelligentes Licht

7 Make Light-Wettbewerb 2013 Intelligentes Licht Die Verbindungen habe ich einfach mit Lötzinn erstellt. Zur Verbindung des LED- Driver- Shields habe ich Steckbrücken eingelötet, damit die Platine als Shield aufgesteckt werden kann. Die direkten Verbindungen zum Arduino- Board sind die 5V und die Ground- Leitung. 5Volt sind über R1 mit dem Transistor und dem Mosfet verbunden. Und natürlich werden sämtliche Pins durch die Steckbrücken durch das IMP zum LED Driver- Shield durchgeleitet. Die Platine sitzt als Shield auf dem ElectricImpShield, welches wiederum auf dem Arduino- Board gesteckt ist:

8 Make Light-Wettbewerb 2013 Intelligentes Licht Die RGB-LED Einheit habe ich mit Anschlussklemmen auf die Pins 11 (rot), 10(grün), 3 (blau) gelegt. Die Pins müssen PWM- Pins sein! Daher die o.g. Belegung. Die Spannungsversorgung entnehme ich aus einem 1500mAh Universal- Netzteil, welches auf 12V eingestellt ist. Das Arduino- Board kann ebenfalls über diese 12 Volt Spannungsquelle betrieben werden. Die Spannungsversorgung meines LED Driver- Shields habe ich von der Strombuchse des Arduino abgegriffen, in dem ich die Plus/Minus- Leitungen direkt an die Lötpunkte der Buchse aufgelötet habe. Den Schaltplan habe ich ausschließlich nachdem o.g. Instructables- Beitrag aufgebaut, daher habe ich auf eine eigene Zeichnung hier bewusst verzichtet.

9 Software Alle Dateien findet man hier: https://github.com/andstdout/electricimp--arduino-cloud-based-mood-lamp Installation und Anpassung Den Webspace am Besten mittels.htaccess schützen, dafür bin ich nach folgender Anleitung vorgegangen: Nachdem der Webspace geschützt ist, können die Dateien hochgeladen werden. In folgenden Skripten muss der ElectricImp API- Key eingetragen werden, es geht auch bestimmt eleganter, aber leider habe ich in Kürze der Zeit keine Config- Datei- Implementierung realisieren können, wo dies global eingestellt werden kann.: Beispiel:

10 Der Ordner HTML sollte nach HSL (HueSaturationLigthness) umbenannt werden, dann muss im Quellcode nicht zu viel angepasst werden. Meine Ordnerstruktur auf dem Webserver sieht folgendermaßen aus: /var/www/hsl Hier werden die Nike.com Zugangsdaten eingetragen: Im Electric-Imp Agent- Code müssen folgende Zeilen angepasst werden: - Der Webserver - Zugangscode für den Webserver (.htaccess) - Ort für die Wetterdaten Die Philips Hue Configuration findet hier statt:

11 Für das Philips Hue System ist es erforderlich einen eigenen Benutzer auf der Basisstation anzulegen, hierfür nach dieser Anleitung von Philips vorgehen: Damit man die App NetIO- Controller benutzen kann, muss diese vorher im AppStore gekauft werden: Die Konfiguration kann man dann über die Website online anpassen oder meine vorgefertigte Konfiguration verwenden, bzw. als Vorlage benutzen: Am Besten die Datei im Texteditor öffnen und per Suchen/ Ersetzen nach Username, Password, IMPAPI, WEBSERVER suchen und entsprechend auf die eigenen Werte ändern. Der Username bezieht sich auf den Benutzer/ Passwort des Webservers (htaccess). IMPAPI ist der ElectricImp Key. Der Webserver der eigene Webserver. Zum Schluss noch den Arduino Sketch auf das Arduino Board hochladen. Referenzen Verwendete Quellen: getrgb() function based on dim_curve idea by Jims Philips Hue color conversion https://github.com/philipshue/philipshuesdkios/blob/master/applicationdesignn otes/rgb%20to%20xy%20color%20conversion.md Slim Framework:

12 HSL- Slider Konzept: Universeller-HSL-Slider-mit-Farbkalibration NetIO: Philips Hue: Uberspace Htaccess tutorial: LED Driver Schaltung: LED Driver instructable: Power-LED-s/?ALLSTEPS Electric IMP:http://electricimp.com Arduino: Gibt es ähnliche Projekte? Falls ja, nenne sie hier, möglichst mit Link. - Nicht mir in dieser Form bekannte Projekte!

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