創客智慧點亮智能家居創新

瞭解Johann Zipperer的人從來不會懷疑他對電子產品的狂熱迷戀。你只需參觀一下他那裝滿照明裝置的花園,看看Johann花費多年設計建造的內置遠程可調LED燈柵欄,他對發明創造的熱忱和努力就可見一斑了。

 
如果有幸踏入他的工作室,你還會看到一台顯眼的自制3D列印機。這台打印機主要被Johann用於製作定製工具,以改造他的DIY智能家居。除此之外,最引人注目的莫過於那台像藝術品一般掛在牆上的觸摸屏中央控制單元了。
 
 
別具一格的花園柵欄

在TI工作的25年間,Johann在位於德國弗賴辛的辦公室裡度過了大部分時光。他一直希望開發一套適應性強的照明系統,既為他的花園提供照明,也不會影響到周圍的鄰居。該項目花費了好幾年才宣告完成。
 
在項目的第一階段,Johann設計並建造了一條長約40米的不鏽鋼柵欄。隨後,他又添加了17個配備集成LED燈的柵欄柱,柱間間隔2.5米,通過柵欄內置的電纜來連接電源。
 
 
由於每個柵欄柱上的光制動器都由一個MSP430™微控制器控制,這些LED能夠實現獨立控制,以混合紅、綠和藍光信號,並調整光的亮度和色調。比如,在地面有積雪的情況下,光制動器可以調暗燈光以減少積雪帶來的刺眼反光;而在節日期間,光制動器還能改變燈光顏色或者增強亮度來烘托節日氣氛。
 
Johann最初設計的系統由PC控制,但最近他開發的框架式觸摸屏中央控制單元已經取代了原有的PC。
 
通過在項目中的努力,Johann不僅開發了幾項新工藝,同時他的幾個新專利也正在申請之中。這些專利包括在點燈的230V電源線中實現數據傳輸以及對用於燈具實時調控的系統總線和MSP430TM微控制器的使用。
 
家用3D列印

 
Johann的另一個DIY項目是一個家用自制3D列印機,他用這台列印機進行塑料部件的模型製作和修改,並在2014年德國弗賴辛舉辦的DIY with TI活動中向參觀者展示了這一設計。
 
和圍欄照明系統一樣,3D列印機也採用了MSP430™微控制器,以及用於機械和光學拾波器的距離傳感器和開關。
 
Johann表示,使用3D列印機過程中的一項重要挑戰便是選擇能夠以正確方式流動和固定的材料。經過一系列實驗,他選中了綠色環保的生物塑料,例如聚交酯酸。
 
 
Johann還使用3D列印機製作了一些實用性工具。對這種非標準自制工具的需求,是他在改造自己房子時意識到的,尤其是在安裝用於供暖和供應熱水的太陽熱能交換器時。針對不同類型的任務,往往需要使用不同尺寸的扳手(42mm、60mm和65mm),例如擰緊暖氣出口或切割螺紋需要的扳手尺寸都是不同的。
 
「打造一把屬於自己的扳手並不是像火箭科學那樣複雜」,Johann談到,「雖然美國宇航局也正在研究將3D列印這種製造方法用於航空航天領域」,他開玩笑地說道。
 
此外,Johann也曾使用3D列印機為房屋周圍安裝的風扇製作網格蓋。住宅中的智能房間安裝了濕度和溫度傳感器,可以與MSP430™微控制器相互配合,在需要時激活風扇。然而,激活後的風扇雖然為室內帶來了清涼,卻同時產生了外觀和實用性的雙重問題——它們看起來一點也不美觀,更糟的是,窗簾還常常會被捲在風扇裡。
解決方案就是這個看似簡單的網格蓋,它既防止了窗簾不再被捲入風扇中,同時也讓風扇的外觀更優化。
 
以創客思維巧解客戶難題

Johann的DIY小發明使他能夠跳脫出日常工作的思維侷限,以更廣闊的視角看待工程設計,他說,而這也反過來幫助他在解決客戶面臨的挑戰時以更深刻的見解投入工作。例如,Johann在日常工作中其實並不需要流體力學方面的知識,但是他通過DIY項目獲取的流體力學知識卻可能使他在開發水量計的工作上獲得支持和啟發。
 
Johann為他DIY的巧思和解決常見問題的動手能力感到自豪。他致力於創建可以共享的文檔和材料清單,以便同行們可以從他的項目中學習和借鑑。他對發明的熱情也始終不減。
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