用树莓派4B和宜家台灯玩转AR投影黑科技（神卓互联系列）

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。
这是一个非常明晰的教程，用照片和GIF很好地加以说明。这个项目不需要大量的实践经验，你只需要3D打印出所有组件，将所有的东西组合在一起即可，因为一切都是开源的，感兴趣的趣友们动手试试看吧：）

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！

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。

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x1
Raspberry Pi V2相机（可选）x1
ADXL345加速传感器x1
母对母跳线（75mm）x4
MicroSD卡（大于2GB）x1
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

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

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）。这是一份公开文件，所以请复印一份供你调整。
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

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

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

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

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 刷新SD卡上的Android Things。
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

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。

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

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？

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

故障排除指南

adb connect android.local返回错误
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 <your-device-ip>
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
项目主页：http://nordprojects.co/lantern