基于ESP开发板的变色龙艺术相框

今天小编给大家带来的是印度Maker Makestreme 的变色龙相框项目，该项目基于 esp8266以及Seeed Studio Waterproof WS2813 RGB LED Strip打造，变色龙图案可以根据每天的天气情况进行变化，灯带的颜色和显示速度都可以通过代码进行修改，配合唯美的变色龙图案，堪称科技与艺术的完美结合！

背景故事

Makestreme一直对变色龙和它们令人惊叹的变色能力感到着迷。他想，为什么不把这种魔力带进他的家呢？于是，Makestreme创造了这幅动态变色龙艺术作品，它会根据外面实时的天气变化而改变颜色！炎热的日子带来温暖、鲜艳的色调，而寒冷的日子则展现出清凉的冰蓝色调。雨天时，画面会变成令人惊叹的蓝紫色。当天气完美无瑕时，变色龙则骄傲地展示它最爱的绿色！这些颜色变化非常柔和，营造出引人入胜却又不分散注意力的视觉效果。它是你书桌或床头柜上的一抹亮丽风景，增添了无限的乐趣。

材料清单

硬件

Espressif Wemos D1 Mini

Seeed Studio Waterproof WS2813 RGB LED Strip Waterproof

Digilent 5V 2.5A 电源

软件

Arduino IDE      

Openweathermap API   

图案设计

从勾画出最终变色龙的外形开始。为了制作变色龙本体，你完全可以通过3D打印来实现，这样可以节省几乎一半的制作时间。然而，既然这是一个艺术项目，Makestreme决定手工制作。最大的好处是，你不需要任何高端工具或设备—只需要一块5毫米厚的泡沫板、一把工艺刀和一双巧手就能搞定。当然，如果你更愿意选择3D打印，你可以在阅读原文中找到STL文件。

制作泡沫板

首先，把设计从A4纸转移到泡沫板上。使用碳纸，轻轻地用铅笔勾画出轮廓，然后用工艺刀将形状切出来。用砂纸打磨边缘，再切出变色龙身体和眼睛的其他部分。接着，将所有部件涂上浅蓝色，和后续将要覆盖它们的图表纸相匹配。

制作图表纸

接下来，拿一些漂亮的浅蓝色图表纸，将变色龙的设计从泡沫板上描绘出来。小心地用工艺刀将形状切割下来。一旦把变色龙形状从图表纸上剪下来，给泡沫板涂上一层薄薄的白色胶水，再把图表纸粘贴上去。

制作茎

为了制作变色龙栖息的茎，从一张绿色图表纸上剪下3毫米厚的条带，然后将几条条带首尾相接，形成一条长条。接着，用手指卷起大部分条带，只留下一小段直的部分作为茎。理想情况下，使用纸卷工具会更好，但用手也能做到。对于叶子，使用另一条纸条，把它完全卷起来，然后捏住两端，形成一个叶子的形状。   

制作光源面板

在一块乳白色的亚克力板上标记出15cm x 15cm的正方形，使用切纸刀打出刻痕，然后小心地沿着桌缘把它折断。撕掉保护膜，露出光亮的表面后，把它放在泡沫板的背后，标记好位置，剪出四条泡沫板条带做支撑。使用橡胶胶水快速且牢固地粘上条带，并在两端留出槽口，以便安装LED条。

准备LED灯条

使用可寻址的RGB LED条，剪为两段，每段大约15cm。记得只能沿着铜线部分剪。为了将两段LED条并联，找一根旧的USB数据线并剪下一段。USB数据线的好处是，它内部有四根线，非常适合这个项目。用一把钝的剪刀小心地剥开线的绝缘层。

由于只需要三根线，可以把其中一根剪掉了。然后，拿了一根更长的USB数据线，按同样的方法剥开，并把短数据线的一端连接到它上面，确保正确匹配各条线的颜色。

现在，将短数据线的另一端焊接到其中一段LED条上。如果你使用的是带有WS2813芯片的LED条，记得将B1和D1短接。对第二段LED条，把两根短数据线接头焊接到第二条LED条上。同时，还对ESP8266微控制器的5V、GND和D2引脚焊接了线。

测试

现在，把长数据线的另一端连接到微控制器。连接方式应该是VCC连接到5V，GND连接到GND，B1和D1连接到D2。接着，插入一根Micro USB线，将D1 mini连接到你的PC上。为了控制LED，你需要在Arduino IDE中安装FastLED库。有时候，在上传代码时可能会遇到错误，通常是因为微控制器的CH340驱动程序没有安装。你可以在描述中找到驱动链接，下载并安装。安装完驱动后，就可以成功上传代码了。

粘贴LED

现在，在泡沫板和亚克力板上涂上一些橡胶胶水。等它稍微干燥一分钟，再小心地把亚克力板粘到位。然后，把LED条粘贴到泡沫板的上下两部分，确保LED不被亚克力板的厚度遮挡。

利用先前留出的槽口走线，然后用双面胶带将D1 mini固定在泡沫板下面，用胶带为电线连接部分做了绝缘处理。

为了给LED做个遮罩，剪一块15cm x 15cm的泡沫板，再剪了一片铝箔纸并粘在泡沫板的遮罩上。铝箔可以帮助反射LED发出的光，让它们看起来更亮。从边缘去掉一小块铝箔后，用橡胶胶水把它牢牢粘住。

制作框架

最后，加上了IKEA画框，让它看起来更有美感。一定要选择一个较厚的框架，这样才能为前面纸艺茎和叶子提供足够的空间，同时也能容纳背后的电子元件。小心地撕下前玻璃上的保护塑料膜，并将其放入框架内。然后，放入间隔物，将变色龙艺术作品放入框架中。最后，把框架背面的钉脚弯曲固定一切。

上传代码

现在，可以再次将微控制器连接到PC，并上传最终代码。这段代码使用OpenWeatherMap获取天气信息，所以首先需要在他们的网站上创建一个账户。登录后，进入“API密钥”部分，获取你独特的OpenWeatherMap API密钥。接着，写一段代码，可以在其中输入Wi-Fi详情、位置和API密钥，并将代码上传到微控制器。该代码会根据从API接收到的天气状况为LED设置不同的动画效果。它还会在晚上让系统休眠，这样变色龙的亮色不会把你吵醒。早上会自动唤醒，这样还能节省电力。

结论

这幅艺术作品与IKEA画框搭配起来看起来非常漂亮！现在，只需要一瞥，你就能轻松判断外面的天气。想象一下，早上醒来看到它发出紫色的光—你立刻就知道外面下雨了，甚至都不用看外面。这样你可以继续睡觉，跳过今天的课程！微妙的动画效果非常迷人，而且不分散注意力。你可以随时调整动画的速度，增加更多颜色以适应不同的天气，或者根据自己的喜好修改代码。