Vianočné osvetlenie s Atmega328: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Vianoce sa blížia a je načase začať s nimi niečo robiť. V mojom prípade - konečne dokončenie návodu na osvetlenie vianočného stromčeka.

Myšlienka je tu jednoduchá: chyťte niekoľko LED diód rôznych farieb, zapojte ich paralelne s ovládačom LED (aby bola každá samostatne ovládateľná) a bavte sa. To môže znieť divne vzhľadom na všetky potrebné káble, ale prax ukázala, že to funguje oveľa lepšie ako vaše svetlá mimo predajne s tupými režimami zapojenia a bez prispôsobenia. Elektroinštalácia je neviditeľná, LED diódy sú ukryté v jedľových ihliciach, všetko sa ovláda IR diaľkovým ovládačom, deti a dospelí sú spokojní.

Vyzerá to ľahko, ale trvalo mi niekoľko rokov, kým som to dokončil a fungoval na skutočnom strome. Na niektorých neočakávaných miestach som sa stretol s problémami - napríklad s kabelážou. Tento návod je určený na pomoc tým z vás, ktorí chcú robiť to isté bez toho, aby museli mesiace nakupovať rôzne veci na internete pokusom a omylom.

Projekt je zameraný na stredne skúsených ľudí, pretože ho budete musieť prispôsobiť svojmu hardvéru. Na to som už dávno vyrobil špeciálnu dosku, budete si ju musieť vymyslieť sami. Alebo jeden môžete získať odo mňa, ale napriek tomu budú potrebné určité spájkovacie schopnosti.

Čo budete potrebovať:

- Doska ovládača (Arduino alebo iná)

- Obvody riadenia LED. Odporúčané sú ovládače LED, ale je to možné pomocou posuvných registrov a knižnice ShiftPWM

- Najmenej 48 LED diód rôznych farieb

- drôt na balenie drôtu 30AWG, najmenej 100 metrov od neho

- Spájkovacie a programovacie schopnosti

- Trochu času a trpezlivosti

Poskytnem svoj náčrt, ale budete ho musieť prispôsobiť svojmu zariadeniu. APOLÓGIA: Ospravedlňujem sa za kvalitu obrázkov a videí, ako aj za samotný článok. Nie sú také vybrúsené, ako by som si želal. Ale medzi rodinou, prácou a koníčkom si musím vybrať prvé dve. A potreboval som vydať tento návod teraz, kým je čas pred slávnosťami.

Krok 1: Zapojenie

Drôty boli pre mňa hlavným problémom. So svojimi základnými čínskymi svetlami získate tmavozelené vedenie. Dúfal som, že na internete nájdem rovnaký druh drôtov - bezvýsledne. V skutočnosti som strávil rok skúšaním, objednaním tucta rôznych druhov a nakoniec som pochopil, že na nich vlastne nezáleží.

Ide o to, že váš základný vyrobený veniec je zapojený do série. Z toho vyplývajú dva problémy:

a) Drôty sú dosť hrubé, pretože vyžadujú výkon všetkých LED diód v sérii a

b) Tieto drôty idú z jednej vetvy vianočného stromčeka na druhú v očiach, kolmo na konáre.

Tieto dva problémy vyžadujú, aby sa drôty zmiešali s listami stromov (jedľové ihly). A nie sú práve úspešní v tom.

S vecou, ktorú som mal na mysli (to znamená, že každá jednotlivá LED dióda má svoje vlastné zapojenie, súbežne zapojené) sa veci menia:

a) Môžete použiť skutočne tenké drôty a

b) Sledujú vetvu LED na chrbte k stonke stromu, odchádzajúc z pohľadu divákov, čím sú efektívne neviditeľní.

Bingo! Nepotrebujete tmavozelenú farbu, môžete mať hnedú, aby sa zmiešala s vetvami, alebo dokonca azúrovú, ako som mala ja, a stále bude neviditeľná.

To som skutočne zistil, keď bol veniec na svojom mieste. Funguje to.

Potrebujete teda tenký drôt na balenie drôtu 30AWG (podobný tomuto), buď zelený (má trochu modrú farbu) alebo hnedý.

Krok 2: LED diódy

Na internete je k dispozícii súprava „10 farebných diód LED“. Farby sú: červená, oranžová, žltá, bažinovo zelená, zelená, modrá, ružová, fialová, studená biela a teplá biela. Posledné dva sú zaujímavé, pretože s nimi môžete robiť niekoľko strieborných/zlatých efektov, ale to je iný príbeh. Zostávajúcich osem je v poriadku a číslo je veľmi výhodné, čo keď majú ovládače LED 16 výstupov. Odporúčam 3mm LED diódy: sú dosť jasné, aj keď sú dostatočne malé na to, aby sa skryli do ihiel.

Tí, ktorí sledujú moje táraniny, vedia, že som trochu posadnutý spektrom, a môžete vidieť, že sada farieb nie je presne konzistentná so spektrom. Najpozoruhodnejšou je priepasť medzi zelenou a modrou farbou.

Po prvé, ľudské oko nie je také dobré v rozlišovaní týchto farieb; sme oveľa lepší so všetkým, čo má v sebe aspoň kúsok červenej. Za druhé, na vyplnenie medzery nie sú k dispozícii takmer žiadne diódy LED. Je pravda, že na Aliexpresse existuje jeden dodávateľ azúrových LED diód, ktoré sú však dosť drahé (a zistil som, že sú príliš neskoro). Existuje tiež veľa podvodníkov, ktorí predávajú základné zelené diódy LED ako „smaragdové“; nespadaj do toho. Zistil som, že 10-farebná sada je celkom dobrá; LED diódy produkujú viditeľne odlišné farby.

Ak sa vám podarí nájsť tieto azúrové LED diódy za vhodnú cenu, navrhujem, aby ste za ne nahradili purpurové (azúrové medzi zelenú a modrú). Fialové sú skôr ako ultrafialové, nie sú veľmi jasné, ale v tme môžu robiť zaujímavé veci, ak je v ich blízkosti niečo biele. Na svojom vence si teda môžete vytvoriť samostatnú vetvu na poskytovanie mágie a tajomstva.

Krok 3: Zostavenie

Spájkovanie LED diód s vodičmi vyžaduje určitý čas; doprajte si deň na to aj pre malý veniec so 48 diódami LED. Budete potrebovať (okrem diód LED a vodičov):

- 1,5 mm teplom zmrštiteľné hadičky;

- 2,5 mm teplom zmrštiteľné hadičky;

- Veľa roztoku hrozienka;

a spájkovačku, očividne.

Vyčistite koniec drôtu, omotajte ho okolo LED diódy, naneste kvapku roztoku hrozienka, spájku. Opakujte pre druhú nohu. 1,5 mm hadičku zatlačte na prvý spájkovací spoj a zmenšite, opakujte aj pre druhý. Zatlačte 2,5 mm hadičku na obe nohy a zmenšite. Vnútorné zmenšovanie je potrebné, aby sa zabránilo šortkám, vonkajšie pre dobrý vzhľad. Nie je potrebný žiadny úchop, pretože výsledný strojček je ľahký, jedľové ihly ho budú celkom dobre držať. (Ak je váš strom umelý, možno budete potrebovať niečo, aby sa LED diódy zasekli)

Vykonajte prácu v skupinách po šiestich, sledujte spektrum, nezabudnite skontrolovať, či LED dióda funguje, pretože sa môže počas spájkovania poškodiť, a nezabudnite označiť anódový drôt.

Pokiaľ ide o dĺžku drôtov, urobil som ich 50 cm a je to trochu krátke aj pre malý strom, ktorý som mal. Musel som natiahnuť drôty namiesto toho, aby som ich omotal okolo konárov. Na svoju ospravedlnenie som mal v úmysle vyrobiť girlandu s 96 LED diódami (stále robte btw) a toto bola jej horná polovica. V každom prípade vezmite do úvahy, že budete chcieť, aby drôt nasledoval stonku a potom vetvu vychádzajúcu z ovládača, a podľa toho zvoľte dĺžku.

Krok 4: Pripojenie ovládača

Použil som svoju dosku UltiBlink SL, ktorá bola v zásade navrhnutá s ohľadom na túto úlohu. Pokiaľ ho nemáte/neobjednáte, budete si musieť vytvoriť svoj vlastný. Breadboard tu nebude fungovať, takže budete musieť niečo vymyslieť a spájkovať na prototypovej doske. Ovládače LED sú na túto úlohu lepšie ako posuvné registre (s knižnicou ShiftPWM), pretože ovládače nevyžadujú pre každú LED rezistory, takže je tu menej miesta, menej otvorov a menej spájkovania.

Všimnite si toho, že som použil verziu Extension mojej dosky UltiBlink, verziu bez zadnej časti Arduino (teda mikrokontroléra). Na predĺženie som pripevnil dosku mikrokontroléra (okrúhle BlinkeyCore). Pravdou je, že to pôvodne nebolo zamýšľané; tento konkrétny 48-LED girlanda mal slúžiť ako horná časť 96-LED girlandy, pričom spodný mal na palube MC. Napriek tomu sa to osvedčilo, a) a) bol som schopný pripevniť dosku priamo na kmeň stromu jednoduchými gumičkami, a b) dokázal som ľahko odstrániť dosku ovládača a znova načítať náčrt. Nemusela som doslova sedieť pod vianočným stromčekom so zápisníkom ako nejaký podivínsky Santa. Preto navrhujem, aby ste urobili niečo podobné, to znamená, že nechajte dosku Arduino/MC odpojiť od zariadenia.

LED diódy som pripojil k 48 výstupom v 6 dávkach po 8 LED diód, z ktorých každá vyzerala takto: červená, oranžová, žltá, bog-zelená, zelená, modrá, fialová, ružová; opakujte 5 krát. To znamená, že výstup 0 = červený, výstup 1 = oranžový, výstup 2 = žltý atď. Nasledujúca skica sa spolieha na toto poradie kvôli veľkej spravodlivosti. Uistite sa, že ich položíte na strom v rovnakom poradí a idú špirálovito nahor alebo nadol. Navrhoval by som tiež skúsiť vložiť LED diódy rovnakej farby do viac alebo menej zvislých čiar (nad alebo pod seba)-vďaka tomu budú efekty vyzerať oveľa lepšie.

Nakoniec by ste mali zvážiť spotrebu energie. 48 LED diód vyžaduje približne 1A pri 5V, keď sú všetky zapnuté. Môžete použiť nabíjačku USB, ale mala by byť skutočne dobrá a testovaná, nie lacné kecy z eBay, ktoré by mali poskytnúť dostatok šťavy, ale nie (ako tá biela na mojich fotografiách, neskôr som ju vymenil). S 96 diódami LED plánujem použiť dve, jednu pre každú časť girlandy, aby som sa ubezpečil, že všetko funguje tak, ako má. Ďalší možný prístup k tomuto problému spočíva v softvéri: ak sa uistíte, že v danom čase nesvieti viac ako 25 diód LED, budete ho môcť spustiť z ľubovoľnej nabíjačky USB alebo dokonca z portu USB vášho počítača. Moja skica nižšie nie.

Krok 5: IR ovládanie

IR je celkom dobré a fantastické na ovládanie režimov na vašej girlande. Našťastie existuje vynikajúca knižnica IRLib, ktorá pokrýva všetky potreby. IR prijímač má tiež veľmi jednoduché pripojenie.

Existuje veľa návodov na používanie IR diaľkových ovládačov s Arduinom, takže sa tu nebudem veľmi rozpisovať. Ak to nepoznáte, stačí si rezervovať večer na dokončenie tohto kroku, nie je to žiadna raketová veda.

Potrebné sú však niektoré poznámky:

1 - Existujú rôzne komunikačné protokoly IR, pričom jeden z najpodivnejších a druhý Sony je najlogickejší a najľahšie programovateľný. Väčšina lacných diaľkových ovládačov našťastie používa ten Sony.

2 - Ak máte niekde v garáži staré diaľkové ovládače, skontrolujte ich, pravdepodobne budú fungovať dobre. Na ovládanie jednej zo svojich vianočných pomôcok som používal diaľkový ovládač z televízora, ale nie je to práve najlepší nápad, pretože signál sa odráža od stien, a tak môže prepínať kanály alebo niečo na televízore, zatiaľ čo vy ovládate svoju girlandu. Radšej mať vyhradený.

3 - Tu je môj náčrt, ktorý používam na mapovanie tlačidiel na novom diaľkovom ovládači pracujúcom s protokolom Sony. Uloží kódy do sériového monitora, takže ich môžete jednoducho skopírovať a prilepiť. Skopírujem ich a prilepím do tohto súboru, ktorý sa zahrnie do hlavného náčrtu pre girlandu (nižšie). Kódy pre generický diaľkový ovládač (v názve sa nazývajú „CarMP3“) už pravdepodobne budú fungovať aj s vašim.

Krok 6: Skica

Ok, táto skica pracuje s doskou podľa môjho návrhu (48 LED diód). Je to tiež dosť chaotické, pretože som to napísal v rýchlosti a nemal som čas ho vyčistiť/komentovať. Napriek tomu to môže byť pre vás užitočné; pokojne z neho vyberte potrebné kúsky a urobte všetko, čo chcete. Najjednoduchším spôsobom by bolo jednoducho nahradiť všetky inštancie funkcií knižnice DMdriver vašimi. Celkovo existujú tri: test.setPoint (int x, int y) nastaví výstup #x na Y (Y je 16-bitové číslo); test.clearAll () nastaví všetky výstupy na nulu a test.sendAll () obnoví informácie v ovládači LED (pošle tam údaje a súčasne zmení stavy LED). Aj bez diaľkového ovládača to bude fungovať. Po dokončení skontrolujte predchádzajúcu časť tohto návodu, namapujte tlačidlá na diaľkovom ovládači a vložte kódy do súboru zahrnutia.

Ak ste hrdým majiteľom UltiBlink, budete môcť spustiť náčrt ihneď po vybalení (máte knižnicu DMdriver, však?); ak sa niečo pokazí, pokojne ma kontaktujte, adresu poznáte.

Veľa šťastia, bavte sa, kladte otázky - pokúsim sa na ne odpovedať, šťastné Vianoce a dúfam, že čoskoro napíšem niečo nové!