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用树莓派和宜家台灯玩转AR投影黑科技

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2020年4月16日
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这是一款用树莓派（Raspberry Pi）和宜家台灯制作的智能家具，应用 Android Things 系统来实现 AR（增强现实）投影灯。 Nord Projects 表示我们已经制作了一些类似的 AR 智能家具的项目，如：投影给时钟显示约会标记、投影给扬声器显示当前正在播放的歌曲。 在不久的未来，将使用投影来呈现环境信息，以及日常物体中的相关用户界面。与屏幕不同，当台灯的投影不再需要时，它们就会慢慢消失。

项目将使用宜家的灯具、激光投影仪和Android things创建一个互联的投影仪。通过配套的应用程序设置迷你的应用程序，在线连接数据反馈并显示预计的用户界面。 改造的核心是Android Things，一款来自Google的新操作系统，专为嵌入式设备和物联网而设计。 Android Things更容易实现软件与设备的连接，尤其是对于已经熟悉Android的移动开发人员！

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 台灯投影仪使用宜家的Tertial灯现成部件，3D打印附件和我们的开源软件。 如果你以前没有使用过Android的东西也不必担心。 我们将引导你完成这一过程，以便立即启动并运行这个项目。

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#### 所需材料

- 宜家 Tertial 台灯 x1

- 10mm x 2m编织电缆护套x1

- 电缆扎带x4

- M2 x 4mm自攻螺丝钉x6

- M2.2 x 8mm自攻螺丝钉x3

- M3 x 20mm自攻螺丝钉x5

- M48mm翼形螺丝钉x2

- M410mm螺丝钉x2

- UO智能光束投影仪x1

- [Raspberry Pi 3 B型](http://link.nxez.com/buy/raspberry-pi)

- [Raspberry Pi V2摄像头](http://link.nxez.com/buy/rpi-camera)

- ADXL345加速传感器x1

- [母对母跳线](http://link.nxez.com/buy/rainbow-wire)

- [MicroSD卡](http://link.nxez.com/buy/microsd-card)

- 直角microHDMI转HDMI高清线 x1

- 直角（下弯）microUSB延长线x2

- Micro-USB电源线 6英尺（约183mm）x2

- 双端口USB电源适配器x1

#### 所需工具

- 螺丝刀（十字头，型号PH1，PH0）

- Rasp文件（+副选项）

- 量角器或数码角度标尺 x1

- 磨砂纸（80砂砾） x1

- 烙铁+焊料（刀头可选）

- 剪切工具（用于切割灯丝，电缆扎带） x1

- 内六角扳手4（用于灯头平头螺丝+插入尺寸4） x1

- 类似锥子或螺丝刀这样可以取下灯泡罩的小尖头物品 x1

### 步骤1：台灯内部的准备工作

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 1、将电源线从灯中取出 松开灯架侧面的螺丝，然后切断灯头附近的电源线，通过金属手臂将电源线拉出。 
 2、拆下灯泡附件 使用六角扳手，卸下固定电缆的螺丝。在灯头的侧面插入一把小螺丝刀。 轻轻撬起塑料卡舌以松开插座。 （把它弄松可能有点棘手。）将灯头转过来并取下固定插座的塑料螺丝。 你现在可以取下灯泡附件了。 
 3、修改灯臂 从手臂上拧下灯头，然后取下塑料夹。将手臂接口的直角磨成到半圆形。 
 4、夹住灯头 从手臂上拧下灯头。 从金属延伸件上取下所有部件。将金属夹的边缘磨平，使它们均匀平滑。 
 5、处理塑料垫片 取出从金属附件的塑料垫片。 使用砂纸将其两端磨成约4.5mm厚。处理后的塑料片可以更好地固定金属部件，防止头部随着长时间的使用而滑落。 
 6、拧紧螺丝 拧紧灯上的所有螺丝钉，使它可以很好地移动。

### 步骤2：3D打印附件

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 1、测量灯的角度 每个灯都会不同，所以需要调整CAD模型。 使用量角器或数码角度尺，测量凹槽和灯臂之间的角度。 
 2、获取CAD 在OnShape中打开CAD模型（[开源项目免费使用](https://cad.onshape.com/documents/1aba45ae53ec4036ec5f214f/w/04d7538e17a8f8491336af9a/e/d4daa737f9f9409d899eff0d) 
 3、调整CAD 点击标题为’EDIT THIS – arm pilot holes’的草图。选择上面标有显示的测量值并将数值更改为步骤1中测量的角度。输入后将相应的旋转相关特征。 
 4、导出你的模型 三个部分中的每一个，右键单击附件名称并导出。 使用以下设置： 格式：STL

- STL格式：二进制

- 单位：毫米

- 分辨率：良好

- 选项：下载

5、3D打印 ![None](https://th.i1.quwj.com/thumb/post/2018/06/06/c31ca9c3502e7249fd1811fa027d9b1b,w_800.png) 
 使用3D打印机打印文件。我们使用了Ultimaker 2+，但你可以随意使用任何型号的3D打印机。 我们的Ultimaker 2+设置：

- 材料：PLA

- 喷嘴：0.4毫米

使用默认设置，微调：

- 增加10mm的边缘

- 第一层的喷嘴温度为200°C

- 剩下部分的喷嘴温度为210°C

- 打印顶部部件（顶盖和手臂）时，壁厚度设置为3毫米。

### 步骤3：组装硬件

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 1、焊接加速度传感器 将一行的9个针头引脚焊接到加速传感器上。确保它们延伸出电路板的正面。 
 2、嵌入投影机 将投影机按入底座;使它安置妥当。将微型HDMI电缆插入投影机。 
 3、组装手臂和盖子 使用2 x 20毫米M3螺丝钉将3D打印的手臂连接到配套的盖子上。小心地将手臂的底座与盖子上的定位器对齐。 
 4、螺纹固定插件 使用六角扳手，将10mm M4螺纹插件拧入臂顶部的两个孔中，直至它们与表面齐平。 
 5、连接跳线 使用跳线将加速度传感器与Raspberry Pi上的I2C总线连接。务必慢慢来，确保这两个组件安装到的正确引脚上！ 
 6、安装相机（可选） 提起相机连接器上的夹子并插入带状电缆。将夹子向下推，将其固定到位。将相机安装到位。 
 7、连接树莓派 将Raspberry Pi移动到位并用3个8mm M2.2螺丝固定。 
 8、连接加速度传感器 使用2个M24毫米螺丝将加速传感器连接到底座。 
 9、连接盖子和手臂 使用3个20毫米M3螺丝将盖子和手臂连接到底座。 
 10、HDMI高清线 将HDMI高清线插入Raspberry Pi。

### 步骤4：接线

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 1、切割护套 将编织电缆护套切成166CM长。我们建议在烙铁上使用刀具附件以防止电缆护套散开。 
 2、穿线套 将两根USB电缆穿过编织电缆护套。 
 3、将电缆传入灯罩内 将Micro-USB电缆的两端插入灯头后部。 
 4、直角连接器 将电缆穿过3D印刷臂的侧面。 连接直角Micro-USB延长线。 插入USB电源适配器。

### 步骤5：设置软件

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 1、 获取Android Things 准备好你的microSD卡，并按照以下步骤操作[https://developer.android.com/things/hardware/raspberrypi.html#flashing_the_image](https://developer.android.com/things/hardware/raspberrypi.html#flashing_the_image) 
 2、启动Android Things 将microSD插入Pi并连接USB电源。 
 3、设置WiFi 运行“android-things-setup-utility”。出现提示时，选择“2 – 在现有Android Things设备上设置Wifi”，然后选择“1 – Raspberry Pi 3”。接下来，通过网络将Raspberry Pi连接到你的计算机（或路由器），然后按“Enter”键。按照屏幕提示设置WiFi。现在你可以拔掉Raspberry Pi。 4、安装并运行代码 
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 从GitHub下载代码并在Android Studio中打开它。一旦Gradle同步，打开一个终端窗口并输入： adb连接android.local 然后选择‘things’设置按绿色键为上传并运行代码。 如果获取错误？请查看我们的故障排除指南。 
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 5、给投影机供电 将Micro-USB插入投影机并打开电源。检查显示器，如果以错误的屏幕分辨率启动，灯会自动重启，因此你可能需要等待完成。当你看到启动画面时，你完成了，太棒了！ 如遇到问题？请查看我们的故障排除指南

### 步骤6：组合在一起

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 1、连接硬件 将组装好的硬件插入灯头。务必检查摄像头和投影机是否垂直对齐。 
 2、拇指固定螺钉 一旦排好后，用手指固定螺丝。 
 3、电缆扎带 用小电缆扎带将电缆固定到位。在灯头附近留出足够的余量以便将硬件装入和取出。

### 步骤7：下一步会是什么？

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 在手机上安装相应的应用程序（使用Android Studio）并使它与台灯连接。 向下、向前或向上移动台灯，投影画面在默认通道之间切换。 通过点击手机页面上的方向选择来改变频道。 最后下一步 定制你的专属台灯 – 混合搭配宜家灯具部件或喷涂你自己的灯具。按照本指南制作自己的频道。以下是我们想到的一些事情：

- 桌面上下载你喜欢的新闻软件APP，或者你的WeChat

- 一个用来逗猫的光点

- 使用网络摄像头和计算机摄像头用作你的台灯的相机投影系统

- 尝试处理Android Things

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### 故障排除指南

`adb connect android.local`
可能是你的网络无法解析该名称，或者您的设备未连接到WiFi。 打开投影机并查看Android Things Launcher – 它会告诉你本地网络上的IP地址。
如果列出了IP地址，请在终端中输入`adb connect
`
如果这不起作用，或者你的设备没有IP地址，那么你的WiFi网络可能不支持此类设备。 尝试再次配置WiFi，如果可能的话，连接到不同的网络。

### 源代码

所有源码均可在 GitHub 下载，包括用于 Android Things 的源码、运行投影仪和 Android Mobile 相关 APP 源码。 GitHub：[https://github.com/nordprojects/lantern](https://github.com/nordprojects/lantern) 
 项目主页：[http://nordprojects.co/lantern](http://nordprojects.co/lantern) 
本文转自树莓派实验室，原文链接：https://shumeipai.nxez.com/2018/06/06/raspberry-pi-ar-light-lantern.html