Przepis na Inteligentne lusto DIY

Lubię budować. Czy to z drewna, czy z metalu, nie ma większego znaczenia. Lubię także bawić się elektroniką oraz informatyką. Mam już na koncie dużo małych projektów, w których skład wchodzą: 2 drony (obecnie oba uziemnione), brama garażowa otwierana za pomocą apki na smartfony, zamiennik pilota do Roomby i mógłbym jeszcze długo pisać, lecz to nie jest celem tego postu.

Jakiś czas temu, kiedy miałem w planach budowę własnego laptopa natknąłem się na ciekawy projekt z wykorzystaniem potężnego, lecz małego komputera o nazwie Raspberry Pi - inteligentne lustro. I nie jest to inteligentne lutro, jak czasami możemy zobaczyć na wystawie w sklepie remontowo-budowlanym, gdy podczas mycia zębów możemy oglądać nasz ulubiony serial. Jest to lustro, które pokaże nam rano godzinę, prognozę pogody, nowe wiadomości, czy czego sobie dusza zapragnie.  Oprogramowanie, z którego będę korzystać w tym poradniku ma bardzo rozbudowaną społeczność deweloperów, dlatego jestem pewny, że każdy znajdzie coś dla siebie.

Efekt końcowy
(Backlight nie jest, aż tak widoczny w prawdziwym życiu, choć jest zauważalny)

Potrzebne będą:

• Kantówki (rozmiar dowolny)

Za nim zakupimy, radziłbym spojrzeć na pkt. 1 przepisu poniżej.

• Lustro weneckie

Cały trick grafik wyświetlanych na szkle opiera się na wykorzystaniu lustra weneckiego. Ten fantastyczny wynalazek, odkryty przez renesansowych wenecjan, odbija tylko część światła. + Warunkiem działania takiego lustra jest to, że po stronie nieodbijającej musi być ciemniej niż po tej drugiej. Wykorzystując to zjawisko możemy za pomocą wyświetlacza wyświetlać jasne grafiki na czarnym tle, co spowoduje przebicie jasnego światła będzie na drugą stronę. I voilà, grafika magicznie pojawiająca się na lustrze.

Wymiar lustra także będzie zależny od pkt.1.

• Wyświetlacz

Jeśli chcemy uzyskać efekt hologramu, przydałoby się dobrać taki wyświetlacz, aby kolor czarny był uzyskiwany za pomocą braku światła. Przykładem takiego wyświetlacza jest np. wyświetlacz OLED (zwany czasem także AMOLEDem). Jednak te potrafią dużo kosztować, co nie gra z etykietą DIY.  Tańszym zamiennikiem tego typu wyświetlaczy są wyświetlacze IPS. Te taniością także nie grzeszą, jednak po wykorzystaniu w pierwszej wersji mojego lustra najtańszej z możliwych technologii (efekt powyżej) uważam, iż warto dopłacić. Za te pieniądze oferują szerokie kąty widzenie i naprawdę głęboką czerń. Ja swój pozyskałem ze starego laptopa ze spaloną płytą główną. Do danego rodzaju matrycy trzeba zakupić dodatkowo sterownik oraz zasilacz 12V. Te potrafią kosztować od 20 - 35$ i ~30 zł za zasilacz 12V 3A. Alternatywą jest użycie jakiegoś starego monitora komputerowego, który posiada już wszystko co potrzebne. Należy zapamiętać, że taki monitor powinien być wyposażony w  złącze HDMI, a dlaczego to zaraz wyjaśnię.

• Komputer

Skoro mamy już wyświetlacz, potrzebujemy czegoś co można by było na tym wyświetlać. Jeśli wyciągaliśmy matrycę ze sprawnego laptopa, możemy wykorzystać jego płytę główną, jeśli jest sprawna (nie potrzebujemy wtedy sterownika do matrycy). Ja takego nie miałem postanowiłem  więc zakupić Raspberry Pi 3 B+. Ten mały komputer idealnie nadaje się do wszelkich projektów DIY.

• *zestaw głośników komputerowych

Ja na swoim lustrze dodatkowo zainstalowałem serwer Spotify Connect, a żeby słuchać za jego pomocą muzyki, potrzebuję głośników!

• *mikrofon usb/mikrofon z odzielną kartą graficzną usb

Istnieje możliwość zainstalowania Asystenta od Google. Żeby się z nim komunikować, oprócz wspomnianych powyżej głośników, będzie nam potrzebny mikrofon. Ja osobiście nie instalowałem Asystenta, ponieważ nie posiadam (jeszcze) żadnego urządzenia IoT, oprócz Chromecastów, ale te nie działają z asystentem na Rpi.

Jeśli jeszcze was nie znudziłem/przeraziłem sekcją "Potrzebne będą" to możemy zabrać się za budowanie!

Sposób przygotowania:

1. Wymiary

Wpływ na wymiary naszego lustra mają 2 czynniki:
a) miejce, gdzie będzie wisieć nasze lustra (chyba nie trzeba tłumaczyć)
b) sposób zamontowania wyświetlacza

 Jeśli jako wyświetlacz wybierzemy sobie stary telewizor to dobrym podejściem byłoby zbudować
 ramę wielkości telewizora (rys.1). Jeśli jednak, tak jak ja, wykorzystujecie stosunkowo nie wielki
 wyświetlacz, a chcecie duże lustro to możemy go obrócić, aby był pionowo. Efektem tego będzie idealne przejście miedzy częscią lustra, gdzie znajduje się wyświetlacz, a gdzie nie ma (zdjęcie na samej górze).

rys.1 (źródło: https://www.magicmirrorcentral.com/best-glass-smart-mirror-project/)

Moja ściana ma 91.5cm szerokości, a mój wyświetlacz postawiony pionowo ok. 40cm wysokości. Zakupiłem deski o szerokości 8 cm. Rozrysujmy to:

                  

Potrzebne nam jeszcze będą kątowniki do wewnętrznej ramy. Teraz możemy zakupić lustro weneckie. Od 91cm odejmujemy 16 cm, co daje nam 75cm. To jest nasza wewnętrzna długość. Lustro powinno trochę zachodzić na ramę, powiedzmy, że o 2cm. Nasze lustro powinno mieć wymiary 79cm x 44cm.

Ja trochę oszukałem, ponieważ moje deski miały wgłębnienie. 3 z nich o szerokości 3cm, 1 o szerokości 5cm. Ta z większym wgłębieniem trafiła na bok. (8-5) / 2 = 1.5, (8-3) / 2 = 2.5, więc ja zamówiłem lustro o wymiarach 45cm x 79cm. Celem tego było, żeby wewnętrzna rama opierała się o bok wgłębienia.

2. Piła w ruch

Po określeniu wymaganych rozmiarów czas wszystko dociąć.

Pamiętajmy o poprawnej orientacji naszych 45-stopniowych cięć. Zalecam użycie piły elektrycznej, która byłaby w stanie uciąć deski pod idealnym 45-stopniowym kątem. Że takiej nie miałem, ciąłem ręcznie. Po docięciu wszystko powinno się składać tak:

Pro tip: Aby nie było odprysków przy cięciu drewna
 warto zabezpieczyć taśmą malarską.

3. Kleimy!

Jeśli udało nam się wszystko idealnie dociąć to wystaczyto złożyć, skleić zwykłym klejem do drewna  (użyłem wikolu) (bez ramy wewnętrznej) i odczekać noc. Jeśli wam też wyszły krzywe cięcia lub chcecie, aby wszystko było ściśnięte podczas, kiedy klej wysycha, można wyposażyć się w takie pasy:

Po ok. 30min od zaaplikowania kleju możemy usunąć jego nadmiar. Po wyschnięciu, dla wyglądu można uzupełnił ubytki i pozostawić to do wyschnięcia.

Po całkowitym wyschnęciu konstrukcje dodatkowo wzmocniłem gwoździkami.

4. Rama wewnętrzna

Czas zabrać się za ramę wewnętrzną. Ponieważ nie chciało mi się jej ciąć oraz kleić, wyciąłem kantówki pod kątem prostym i wszystko skręciłem dość długimi wkrętami.

5. Pora się ubrudzić!

Tak jest! Rama jest gotowa do malowania. Lecz najpierw przydałoby się ją oczyścić z zabrudzeń (które by powodowały plamy na produkcie końcowym) papierem ściernym o wysokiej gradacji np. 240. Po tej czynności możemy w końcu zabrać się do malowania. Ja postanowiłem zrezygnować z pędzla, z powodu wypadającego włosia, i zamiast tego użyłem gąbki, z której moja mama robi obicia do foteli. Efekt? Fenomenalny! Lakier jest równomiernie rozprowadzony. Rama zewnętrzna została polakierowana 3 razy, a wewnętrzna tylko raz, ponieważ i tak jest nie widoczna. Skoro to już mamy za sobą, pora na punkt 6.

malowanie ramy

6. Łączenie ram
Czas na stworzenie przedmiotu, który w końcu będziemy mogli nazwać lustrem. W tym celu wpierw kładziemy ramę główną do góry dnem, a następnie umieszcamy na niej lustro. Warto zaznaczyć, że to jest ostatni moment na ewentualne poprawki w jego pozycji na ramie. Teraz możemy zaaplikować klej i nałożyć ramę wewnętrzną. Po 24h mamy lustro, które możemy używać jak zwykłe lustro, tyle że musi być zasłonięte z drugiej strony.

7. Pilśnia
Tak jak napisałem w poprzednim punkcie, żeby część szkła pełniła funkcję zwykłego lustra musimy z drugiej strony zaciemnić ten obszar. W tym celu użyłem sklejki z pobliskiego sklepu. Następnie wyciąłem odpowiedni otwór pod wyświetlacz. Pilśnię można zabezpieczyć za pomocą małych kątowników

składanie ramy i lustra

8. Mocowanie wyświetlcza
Czas wkleić nasz ekran. Ja do tego użyłem zwykłej taśmy izolacyjnej. Z kawałka pilśni zrobiłem wyspę, do której przykleiłem sterownik. Przyciski wyprowadziłem poza obrys wewnętrznej ramy, aby był do niej łatwy dostęp.

9. Przytwierdzanie malinki
Otwory montażowe w Raspberry mają średnicę równą 2,5mm. Używając 3mm wiertła ręcznie go poszerzyłem.

Teraz można przykręcić dystanse, które następnie można przykleić gdzieś na wolnym miejscu na pilśni

10. Okablowanie
Możemy teraz wszystko ze sobą podłączyć: zasilanie malinki, zasilanie wyświetlacza, kabel HDMI, kabel audio i kabel od mikrofonu. Możemy dodatkowo podłączyć myszkę i klawiaturę do konfiguracji komputera. Po podłączeniu wszystko powinno wyglądać tak:

11. Konfiguracja

Nie ma sensu tłumaczyć jak wszystko skonfigurować, szczególnie że pod linkami pod spodem znajdziecie wszystko co potrzebujecie.

https://www.youtube.com/watch?v=HO326ptdlco
https://github.com/MichMich/MagicMirror

12. Koniec
Nasze lustro jest skończone i gotowe do użytku. Mam nadzieję, że podobał wam się ten projekt. Jak znajdę coś równie ciekawego to postaram się też tu zamieścić.

Do następnego.