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Como construí o painel de controle LCARS do Star Trek dos meus sonhos

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Um dos hobbies que continuei durante a pandemia é a automação residencial. Eu descobri o Home Assistant – uma plataforma popular de automação residencial de código aberto e altamente personalizável – e todas as coisas complexas que você pode fazer com ele para melhorar o funcionamento de sua casa.

Tenho TDAH e descobri que o assistente doméstico é uma ferramenta valiosa no gerenciamento de disfunções executivas. Eu o uso para lembretes sonoros de calendário, lembretes de lavanderia, cronômetros e para monitorar a câmera da campainha e a câmera da babá do meu cachorro. Também é uma grande fonte de pura alegria nerd para mim. Recentemente, dei meu passo nerd mais feliz em minha obsessão por automação residencial.

O Home Assistant permite criar painéis personalizados para interagir com seus dispositivos domésticos inteligentes. Os membros da comunidade passaram incontáveis ​​horas aperfeiçoando seus painéis, e alguns deles estão literalmente tocando. Eu até encontrei uma comunidade tema Para o Home Assistant parece LCARS sistema de controle de computador em próxima geração Eu cresci na era Star Trek. LCARS não é uma interface de computador prática ou útil. Seu propósito declarado é “Sugira algo bem organizado quando o público vir no fundo da cena“. No entanto, o que é é lindo. A estética me capturou quando eu tinha oito anos e nunca mais desisti.

A tela inicial do painel do meu iPhone.

A maior parte da minha automação residencial é feita por meio de automação real, sem minha intervenção, e eu uso extensivamente o controle de voz (sim, “computador” é minha palavra de alerta. Quando assisto, falsos positivos jornada nas estrelas vale a pena). Mas há algumas coisas para as quais sempre quis um painel. Às vezes você deseja controlar as coisas manualmente. É perfeito para exibições meteorológicas ou para acionar cenas de iluminação personalizadas. Desde que minha obsessão pelo Home Assistant começou, tenho desejado uma interface no estilo LCARS. O tema vinculado acima é ótimo – eu o uso no painel principal do meu telefone. Mas não é perfeito.

O tamanho e as proporções das divisórias de cotovelo estão um pouco errados e os botões estão todos divididos em duas partes. É uma coisa pequena. Mas sou o tipo de fã que quer ser o mais preciso possível. Então eu mesmo fiz isso.

Eu descobri recentemente ventrículo esquerdo (biblioteca gráfica leve e versátil), que permite criar interfaces gráficas mais personalizáveis ​​e sofisticadas do que a configuração existente do painel do Home Assistant. Acho que deve haver alguma maneira de o LVGL conversar com o Home Assistant. A última peça do quebra-cabeça é Página inicial do ESP. ESPHome é uma estrutura de firmware de código aberto que permite que novatos em codificação como eu programem microcontroladores habilitados para Wifi, como ESP32, ESP8266 e RP2040, usando uma linguagem de marcação relativamente simples e está profundamente integrado ao Home Assistant. As possibilidades são vastas. Eu uso componentes ESPHome como detectores de movimento, sensores de presença, sensores de qualidade do ar e controladores de faixa de luz LED. E ESPHome oferece suporte a LVGL em determinados hardwares de exibição.

então eu comprei isso Tela sensível ao toque Waveshare de 7 polegadas com microcontrolador ESP32-S3 Uma vez integrado, eu estava pronto para trabalhar.
Passei horas vasculhando a internet em busca de capturas de tela e entretenimento dos fãs dos muitos painéis LCARS do Star Trek dos anos 90. Eu reduzi a isso:

Painel de controle do computador LCARS em Star Trek: Voyager

Não tenho certeza do que isso faz. Mas parece legal.
http://www.lcars.org.uk/Adges%20Welcome.htm

Este é o gráfico que você vê nos aposentos de Tuvok Jornada nas Estrelas: Voyager. Não tenho certeza do que deveria fazer no show, mas tem muitos botões coloridos e cantos arredondados. Crucialmente, existem dois medidores no topo para quem sabe o quê. Mas para mim estes parecem controles de brilho da iluminação. Então eu tive meu projeto.

O próximo passo é construí-lo. Para construir uma interface no ESPHome usando LVGL você pode usar YAML Especifique as características do elemento gráfico desejado (tamanho, posição, cor, etc.). LVGL os chama de “widgets”. Portanto, primeiro criei meu design no Adobe Illustrator como referência.

Captura de tela do Adobe Illustrator mostrando o design do painel de controle do computador LCARS de Star Trek

A vantagem de construir primeiro no Illustrator é que o painel Propriedades me fornece todos os números necessários para construir o YAML.

Comecei então a recriar o design no editor ESPHome do Home Assistant, o que foi uma tarefa bastante tediosa. Felizmente, você não precisa conhecer C (a linguagem em que o LVGL está escrito) para usá-lo no ESPHome. Em vez disso, você pode usar YAML, que é mais indulgente para amadores entusiasmados como eu. Especifiquei o tamanho, a posição, a cor, o rótulo e a forma de cada botão, componente por componente. A melhor prática em LVGL é usar widgets integrados em vez de apenas inserir imagens. O LVGL tem esse recurso, mas o microcontrolador ESP32 não tem muitos recursos extras e os gráficos os consumirão rapidamente. As únicas imagens reais usadas neste design são os dois medidores no canto superior direito. Todas as outras formas são widgets de botão LVGL.

YAML mostrando a construção de dois botões da interface de controle LCARS de Star Trek

Um pequeno pedaço de YAML que faz tudo isso funcionar.

Para as formas irregulares, tive que trapacear um pouco. Alguns botões na interface LCARS possuem apenas dois cantos arredondados. Os botões LVGL são tudo ou nada quando se trata de cantos arredondados. Felizmente, porém, o LVGL não se importa se você empilhar formas umas sobre as outras. Para o botão semicírculo, empilhei um círculo na extremidade do botão quadrado. Eles são da mesma cor, então parecem uma só forma. O cotovelo médio também é feito de maneira semelhante.

Adicione um fundo preto e deixe as formas da mesma cor e você obterá LCARS

Adicione um fundo preto e deixe as formas da mesma cor e você obterá LCARS

Eventualmente eu cheguei lá. Tenho uma tela sensível ao toque LCARS muito real na minha sala de estar. Eu, aos 12 anos, teria ficado impressionado. Aos 41, claro que tenho.

Só falta conectá-lo ao meu dispositivo. Enquanto trabalhava neste projeto, eu estava na minha sala de estar, então escolhi as luzes da sala. (Sim, concluí todo o projeto antes de saber exatamente o que queria fazer. Este não é um hobby para alguém totalmente pragmático.)

Configurei um botão para ficar branco quando a luz estiver acesa e voltar à cor original quando a luz estiver apagada. Outro botão realmente liga e desliga a luz. Quanto mais botões você tiver, mais poderá fazer e mais real parecerá para mim. Este painel tem mais botões do que luzes em minha casa. Um dos medidores reflete e controla o brilho dessas luzes. Existem botões de status que mostram se o modo de operação da minha casa é “Normal” ou “Conforto”, o que determina os cenários de iluminação que uso extensivamente. publicar configurar.

Ainda não é totalmente perfeito. Mas cara, eu adoro isso.

Ainda não é totalmente perfeito. Mas cara, eu adoro isso.

A tela sensível ao toque com o painel fica em um suporte perto do meu sofá. Isto não é muito prático. Já sabemos sobre LCARS. No entanto, é lindo. Isso deixa o nerd que há em mim muito feliz porque agora posso controlar minha casa da mesma forma que meus heróis de infância controlavam suas naves estelares.

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