Drita e Pemës së Krishtlindjes e kontrolluar nga një lodër .: 12 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:21

Përshëndetje krijuesit!

Krishtlindjet dhe viti i ri po vijnë. Do të thotë një humor festiv, dhurata dhe, natyrisht, një pemë e Krishtlindjes e zbukuruar me drita të ndritshme shumëngjyrëshe.

Për mua, dritat e pemës së Krishtlindjes të tregut masiv janë shumë të mërzitshme. Për të kënaqur fëmijët, bëra një dekoratë unike të pemës së Krishtlindjes e cila kontrollohet nga një lodër.

Në këtë manual, unë do të tregoj se si mund ta bëni.

Hapi 1: Ideja

Ideja është që të vendosni një lodër, për shembull, të butë, nën pemën e Krishtlindjes dhe ta bëni atë të zgjuar. Unë dua që një lodër të lexojë ngjyrën e çdo objekti të bashkangjitur dhe të pikturojë një pemë në këtë ngjyrë. Kështu, do të jetë një lojë zbavitëse për fëmijët që mund të përdorin gjëra të ndryshme për të pikturuar pemën e Krishtlindjes me ngjyra të ndryshme.

Hapi 2: Përgatitja. Rrip LED

Së pari, më duhet të gjej një zëvendësim për dritat e zakonshme të Krishtlindjeve.

Dritat e reja duhet të jenë të ndritshme, me ngjyra dhe më e rëndësishmja, ato duhet të jenë të lehta për tu programuar.

Për dritat e Krishtlindjeve, unë zgjodha shiritin dixhital RGB të programueshëm të programueshëm të ws2812b. Këto shirita LED janë shumë të njohura, mund t'i gjeni kudo. Ato janë të lehta për t'u lidhur me kontrollues të ndryshëm Arduino. LED të tillë shiten në kaseta prej disa duzina copash dhe mundësohen nga 5 12 ose 24 V DC. Ju mund të lidhni disa kaseta me radhë dhe të menaxhoni një numër të madh LEDs.

Gjeta disa shirita të tillë në shtëpi. Shiritat e mi kanë 50 LED secila dhe drejtohen nga 5 V DC.

2 x WS2812B Nyje vargu të modulit LED të para-bashkuar 18 $

Këtu është një zëvendësim i mundshëm nga dyqani Amazon:

• WS2812b 5m 60leds/pixel/m Rrip fleksibël i drejtuar në mënyrë individuale Led
• ALITOVE 16,4ft WS2812B Ndriçues LED me Rrip Individual

Shiritat LED kanë shumë lloje. Ato ndryshojnë në numrin e LED -ve, distancën midis LEDs, grupimin, tensionin e furnizimit, etj. Zgjidhni atë që dëshironi.

Për lodrën time, unë përgatita një pemë të vogël të Krishtlindjes, kështu që 100LED janë të mjaftueshme për mua.

Hapi 3: Përgatitja. Lodër

Gjeni lodrën dhe vendosni se ku ta vendosni kontrolluesin e shiritit LED.

Ky hap është më i rëndësishmi sepse rezultati do të vlerësohet nga fëmijët =).

Në një dyqan lodrash aty pranë, gjeta një ari të mrekullueshëm të vitit të ri. Ju mund të përmirësoni një lodër që tashmë e keni.

Vendosa ta mbuloj kontrolluesin e shiritit LED me një pëlhurë dhe ta qep atë për të mbajtur putrat. Dua që ariu të duket sikur po mban një dhuratë.

Bleva dy copa pëlhure me modele qesharake. Njëra është e butë për substratin dhe e dyta është e hollë për shtresën e sipërme.

Hapi 4: Përgatitja. Elektronikë

Keni nevojë për disa përbërës elektronikë për ta bërë lodrën më të zgjuar.

Unë përdor bordet e shpërthimit dhe mburojat Arduino nga dyqani Amperka. Sa për mua, ato janë shumë të përshtatshme për shkak të një strukture modulare. Modulet mund të kombinohen lehtësisht pa bashkim.

Ju mund ta keni të vështirë t'i blini ato, kështu që unë përfshij lidhje me një zëvendësim të mundshëm.

Kontrollues

Unë përdor bordin e zhvillimit ESP-12 bazuar në çipin ESP8266. Këto borde janë shumë të vogla dhe kanë mjaft funksionalitet. Zgjedhje e mirë për projekte të vogla që kërkojnë hapësirë të kufizuar, edhe nëse nuk përdorni WiFi dhe nuk lidheni me internetin.

1 x Slot Wi-Fi Amperka ~ 19 $

Unë përdor këtë bord zhvillimi sepse është i pajtueshëm me module të tjera nga i njëjti prodhues.

Gjithashtu, ajo ka një formë katrore! Duhet të futet lehtësisht në një kuti të vogël të tanishme për ariun.

Zëvendësimi i mundshëm:

• ESP-12E NODEMCU
• WEMOS D1 MINI

Sensori i ngjyrave

Për të përcaktuar ngjyrën unë përdor bordin e shpërthimit të sensorit të ngjyrave Amperka Troyka TCS34725. Sensori im është i pajtueshëm me bordin e kontrolluesit, por mund të zëvendësohet me këtë:

1 x Sensor me ngjyra RGB me filtër IR dhe LED të bardhë - TCS34725 ~ 8 $

Ky sensor përdor një ndërfaqe I2C për komunikim. Ka një LED të ndritshëm të integruar dhe cilësime të gjera si fitimi i ngjyrës ose integrimi i ngjyrave për njohje më të saktë.

Butoni

Një buton i thjeshtë i pajtueshëm me Arduino. Unë e përdor atë si një sensor prekjeje, duke njoftuar kontrolluesin se është e nevojshme të lexoni ngjyrën e një artikulli të ri.

1 x modul butoni Amperka Troyka ~ 1 $

Zëvendësimi i mundshëm:

• Adafruit Push-button Power Power Switch Breakout
• Moduli i butonit të blloqeve të ndërtimit elektronik

Konvertuesi i tensionit AC-DC

Për të fuqizuar shiritin dhe kontrolluesin LED, bleva furnizimin me energji AC-DC 5V 8A.

Furnizimi me energji 1 x 5V 8.0A 40W ~ 16 $

Shiriti im LED mundësohet nga 5V. Rryma 8A është e mjaftueshme për një numër të madh LEDs. Unë gjithashtu fuqizoj kontrolluesin ESP nga ky furnizim me energji elektrike. Sigurohuni që të blini furnizime me energji elektrike në rrethime të izoluara, pa jastëkë kontakti të hapur!

Zëvendësimi i mundshëm:

• Konvertues i Furnizimit me energji Adaptor 5V 8A 40W AC në DC
• MIR MIR LPV-60-5 5V 8A mesatare LPV-60 5V 40W

Opsionale:

Konvertuesi i tensionit DC-DC dhe shoferi WS2812b

Për kontrolluesit Arduino, tela e sinjalit të shiritit LED ws2812b mund të lidhet drejtpërdrejt me kunjat në bordin e kontrolluesit. Shumica e kunjave të bordit të zhvillimit ESP8266 nuk janë të pajtueshëm me logjikën 5V. Tani është më mirë të lidhni shiritin LED me kontrollues të tillë drejtpërdrejt. Për të zgjidhur këtë problem unë përdor këtë modul.

1 x Shofer shirit Amperka Troyka ws2812 9 $ ~

Unë e përdor këtë modul sepse lidhet lehtësisht me kontrolluesin tim. Gjithashtu, moduli ka një tampon logjik 5 Volt dhe Konvertues të tensionit DC-DC 5 ose 3.3V. Në këtë mënyrë kontrolluesi ESP mund të mundësohet nga një tel së bashku me shirit LED 12 ose 24V.

Hapi 5: Montimi. Elektronikë

Mblidhni përbërës elektronikë. Kam lidhur komponentët e mi siç tregohet në diagramin e bashkangjitur.

Skema mund të ndryshojë në varësi të përbërësve tuaj, por kuptimi mbetet i njëjtë.

• Lidhni një buton me kontrolluesin. E lidha me kunjin A2 Esp8266. Nëse nuk jeni duke përdorur një modul, mund të lidhni një buton të zakonshëm të çastit përmes një rezistori.
• Lidhni një sensor ngjyrash me kontrolluesin. Tabelat e ndarjes së sensorit të ngjyrave TCS34725 komunikojnë duke përdorur autobusin I2C. Lidhni kunjat SDA dhe SCL midis sensorit dhe kontrolluesit. Nëse bordi juaj i sensorit ka një kunj LED për të kontrolluar LED -in e integruar, lidheni atë. Unë e lidha kunjin tim LED me kunjin A0 Esp8266.
• Lidhni një skaj të shiritit LED me kontrolluesin. shiriti ws2812b LED lidhet me një kontrollues duke përdorur pinin DI. Tensioni logjik për shiritat LED ws2812b është 5V. Nëse përdorni tabela të ngjashme me Arduino, mund ta lidhni pinin DI drejtpërdrejt me kunjin e kontrolluesit. Tensioni i nivelit logjik për shumicën e bordeve të Esp8266 është 3.3V, kështu që përdorni një konvertues të nivelit logjik ose drejtuesin e shiritit LED. Kam ngjitur tela DI Strip në tabelën e shoferit dhe e kam lidhur bordin e shoferit në kunjin A5 Esp8266.
• Bashkangjitni një fund tjetër të shiritit LED në furnizimin me energji elektrike. Ai me kunjin DO. Nëse është e nevojshme, lidhni spinën në furnizimin me energji elektrike. Mos harroni të izoloni telat.

Shiriti im ws2812b LED mundësohet nga 5V. Kam mundësuar si shiritin ashtu edhe kontrolluesin nga një furnizim i vetëm AC-DC 5V. Nëse shiriti juaj LED funksionon 12 ose 24V, përdorni konvertuesin e uljes së tensionit për të fuqizuar të gjithë pajisjet elektronike nga një furnizim me energji të vetme.

Hapi 6: XOD

Le të programojmë kontrolluesin.

Ashtu si në projektet e mia të mëparshme, unë përdor mjedisin e programimit vizual XOD për firmware kontrollues.

Unë kam botuar disa biblioteka që do t'ju duhen për të krijuar një program. Pra, sigurohuni që t'i shtoni ato në hapësirën tuaj të punës XOD.

• gabbapeople/christmas -tree - Biblioteka përmban ws2811 Driver Neopixel dhe mbështjellësin për një sensor ngjyra tcs34725.
• gabbapeople/color - Biblioteka për të punuar me ngjyra në XOD.

Tjetra, unë do të përshkruaj se si ta programoj këtë pajisje në XOD.

Hapi 7: Programimi

Këtu janë nyjet që ju nevojiten:

Nyja e sensorit të ngjyrës tsc.

Kjo është nyja e parë që vendoset në arnim. Përdoret për të matur vlerën e ngjyrës nga sensori. Node përdor ndërfaqen I2C për të shkëmbyer të dhëna.

Sensori i ngjyrave zbulon ngjyrën e sipërfaqes në shkallën RGB. Ngjyra është rezultat i ndërveprimit midis një burimi drite, një objekti dhe një vëzhguesi. Në rast të dritës së reflektuar, drita që bie mbi një objekt do të reflektohet ose absorbohet në varësi të karakteristikave të sipërfaqes. Shumica e sensorëve të ngjyrave përmbajnë një emetues të bardhë të dritës dhe tre sensorë të intensitetit të dritës me filtra ngjyrash.

• Kunjat e hyrjes LED dhe LUM janë për LED të integruar në tabelën e thyerjes së sensorit. Ky LED i integruar është një emetues drite i sensorit. Sipas skemës sime, vendosa vlerën A0 në kunjin LED dhe vendosa vlerën e ndriçimit 1 në kunjin LUM.
• Pina IT përcakton vlerën e kohës së integrimit. Ky faktor përshkruan një numër ciklesh për të integruar një ngjyrë. Vlerat e mundshme të IT janë 1, 10, 20, 42, 64, 256.
• Vlera e pinit GAIN është një faktor amplifikimi. Ky koeficient rrit ngjyrën. Mund ta rrisni vlerën e ngjyrës me 4, 16 ose 60 herë. Ju nuk mund të rrisni ngjyrën. Atëherë vlera në pinin GAIN duhet të jetë e barabartë me 1. Kam marrë rezultatin më të saktë duke përdorur vlerën 20 IT dhe 60 GAIN.
• Kodi INIT shkakton fillimin e sensorit dhe vendos faktorë të personalizuar. Ndryshoj vlerën e pinit INIT në On boot.
• Kodi UPD shkakton leximin e sensorit të ri. Le të jetë kjo vlerë e vazhdueshme.

Nyja tcs-color nxjerr një vlerë ngjyrash në një formë të llojit të personalizuar të ngjyrave.

Nyja ws2811

Kjo nyje përdoret për të vendosur shiritin ose matricën LED.

• Kunja DI është për numrin e portës së tabelës me të cilën është lidhur shiriti ose matrica LED. Sipas skemës sime, i vendosa vlerën A5.
• Vendosni numrin e LED -ve të përdorur në kunjin SIZE. Unë kam 2 shirita led prej 50 diodash të lidhura me njëra -tjetrën, kështu që vendosa vlerën SIZE në 100.
• Kunja B vendos shkëlqimin e përgjithshëm për të gjitha LED -të në një interval nga 0 në 100. Unë e vendos shkëlqimin në 80.

Kjo nyje inicializon shiritin ose matricën tuaj LED dhe ndërton një tip personal ws2811 për operacione të mëtejshme.

Nyja me të gjitha ngjyrat

Kur është instaluar nyja ws2811, mund të kontrolloni shiritin LED duke përdorur nyje të ndryshme funksionale.

• ngjyra-të gjitha. Nyja pikturon të gjitha LED -të në shirit ose matricë në një ngjyrë të zgjedhur.
• piksel ngjyrash. Nyja ngjyros LED të veçantë në shirit në ngjyrën e zgjedhur. Vendosni numrin e pikselit në kunjin PN.
• ngjyra-n-piksele. Nyja ngjyros një grup N LED në ngjyrën e zgjedhur. Specifikoni numrin LED të fillimit të grupit duke përdorur pin STRT. Specifikoni rregullsinë e një grupi në pin STEP. Për shembull, për të pikturuar çdo LED të dytë duke filluar me numrin 30 dhe duke përfunduar me numrin 70 vendosni vlerat e mëposhtme: STRT = 30; N = 40 (70 - 30); HAPI = 2.

Në këtë projekt, unë kontrolloj të gjitha LED-të në të njëjtën kohë dhe përdor nyjen me të gjitha ngjyrat.

Unë lidh pinin e parë të hyrjes të nyjës me të gjitha ngjyrat me pinin dalës të nyjës ws2811. Pastaj lidh lidhësin hyrës CLR i cili merr vlerën e ngjyrës me kunjin dalës të sensorit.

Një impuls në kunjin SET të nyjës me të gjitha ngjyrat shkakton një grup të ri ngjyrash.

Nyja e butonit

Unë përdor butonin për të informuar kontrolluesin për një objekt të ri përpara sensorit të ngjyrave. Për këtë, unë vendos nyjen e butonit në arnim dhe lidh pinin e tij PRS të daljes me kunjin SET të nyjës me të gjitha ngjyrat. Në këtë mënyrë, klikimi në butonin gjeneron një sinjal pulsi për të ndryshuar ngjyrën.

Unë e bashkangjita butonin në kunjin A2 Esp8266, kështu që vendosa vlerën A2 në kunjin PORT.

Nyja e pastrimit

Sensori i ngjyrave mund të nxjerrë vlera ngjyrash në një gamë të madhe. Por shiriti LED nuk është në gjendje të shfaqë ngjyrat në mes. Për të zgjidhur këtë unë përdor vetëm të ashtuquajturat ngjyra të pastra. Ata kanë një ngjyrë arbitrare, por gjithmonë kanë ngopjen e tyre në maksimum. Për të pastruar vlerën e ngjyrave vendos nyjen e pastrimit midis tsc-color-sensor dhe color-all nyjet.

Patch është gati. Ju mund të shtypni Deploy, zgjidhni llojin e bordit dhe ngarkoni atë në pajisje.

Hapi 8: Montimi. Kornizë

Mund të filloj të krijoj një kuti të butë, duke u siguruar që pajisja të funksionojë ashtu siç duhet.

Si kornizë, unë printova një model të kutisë në karton të trashë.

Pastaj përkulni anët e kutisë dhe bëni një vrimë katrore për sensorin e ngjyrave.

Shënim:

Unë e bëra këtë rast veçanërisht për përbërësit e mi elektronikë, të cilët ka shumë të ngjarë të ndryshojnë nga tuajat. Rasti nuk është universal, përveç kësaj mund të keni një lodër krejtësisht të ndryshme. Prandaj përdorni imagjinatën!

Hapi 9: Montimi. Pëlhurë

I vendosa dy pëlhura të ndryshme njëra -tjetrës.

Pëlhurë e butë e trashë është për vëllim dhe e hollë për pamjen. Në të dy pëlhurat, unë gjithashtu bëra një vrimë për sensorin.

Unë e fiksova kornizën e kartonit në pëlhurë me shirit ngjitës të zakonshëm. Në të njëjtën mënyrë, unë fiksova skajet e vrimës.

Pastaj kam prerë copa shtesë të rrobave dhe kam qepur me dorë konturin e vrimës nga brenda.

Më duhet të them, unë nuk jam rrobaqepësi më i mirë, kështu që mos e gjykoni cilësinë. =)

Hapi 10: Montimi. Rast i butë

E shtriva pëlhurën dhe e fiksova me të njëjtën shirit ngjitës. Kaseta do të mbetet brenda kasës dhe nuk do të jetë e dukshme.

Pastaj, e vendosa pajisjen në një kornizë dhe e qepa plotësisht rreth konturit, përveç një cepi ku shkojnë telat.

Hapi 11: Montimi. Lodër dhe pajisje

Unë qepa pajisjen time në putrat e një arushi pelushi.

Doja që të dukej sikur ai mbante një dhuratë të vogël për Krishtlindje.

Hapi 12: Rezultati

Pasi pajisja të programohet dhe fiksohet në lodër, mund të lidhni shiritin LED dhe ta vendosni lodrën nën pemë!

Bashkangjitni sendet me ngjyrë në dhuratën e arinjve pelushi dhe pema do të pikturohet në të njëjtën ngjyrë!

Regjistrohuni Nëse ju pëlqen ky mini-projekt! =)

Do të ketë shumë udhëzime të ndryshme qesharake.