Stilolaps RGB LED për Ngjyrosje në dritë: 17 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Ky është një udhëzim i plotë i ndërtimit për një mjet pikturimi të lehtë që përdor një kontrollues LED RGB. Unë e përdor këtë kontrollues shumë në mjetet e mia të përparuara dhe mendova se një dokumentar se si është ndërtuar dhe programuar kjo mund të ndihmojë disa njerëz.

Ky mjet është një stilolaps modular RGB i menduar për shkrimin e dritës, vizatimin e dritës dhe mbishkrimet e mbishkrimeve. Isshtë i lehtë për t’u përdorur sepse ju keni vetëm stilolapsin në dorën tuaj dhe shpejt mund të ndryshoni ngjyrën.

Mjeti përbëhet nga:

• një kuti që printohet 3D
• një Arduino Micro
• një LED WS2816B
• dy potenciometër (10K ose 100K)
• dy ndërprerës
• një buton shtypës
• dhe disa kabllo.

Një Arduino Micro është i përsosur për këtë sepse është jashtëzakonisht i vogël dhe i shkëlqyeshëm për të kontrolluar LED RGB. Ju gjithashtu mund të përdorni mikrokontrollues edhe më të vegjël si një LilyPad apo edhe një ATtiny85, por unë shpesh përdor Mikro sepse është i lehtë për t’u përdorur pasi vjen me një lidhës USB gati për t’u përdorur. Të dy Arduino dhe LED janë të mundësuar me 5V, kështu që ju duhet të kujdeseni për mbështetjen e duhur të energjisë. Ky mjet është krijuar për të përdorur katër bateri të rimbushshme AAA sepse ato zakonisht kanë 1.2V dhe 4.8V të kombinuara, e cila është e mjaftueshme për të fuqizuar si Arduino ashtu edhe LED. Kini kujdes të mos përdorni bateri të rregullta AAA, sepse ato kanë 1.5V dhe tensioni i kombinuar mund të jetë shumë për komponentët dhe mund t'i dëmtojë ato. Nëse dëshironi të përdorni bateri të rregullta, përdorni vetëm tre, tensioni duhet të jetë i mjaftueshëm. Kam përdorur një pjesë tjetër të madhe të printuar 3D nga dikush tjetër për kutinë e baterisë që mund të gjendet këtu: "Mbërthimi i mbajtësve të baterisë".

Hapi 1: Programimi

Së pari ju duhet Arduino IDE për të programuar mikrokontrolluesin i cili është falas për tu shkarkuar dhe përdorur. Kjo tingëllon mjaft e komplikuar në shikim të parë, por në të vërtetë është mjaft e thjeshtë. Pas instalimit të softuerit do të merrni një dritare të thjeshtë të redaktuesit të tekstit që përdoret për të koduar skicën që ngarkohet në Arduino. Ky mjet përdor gjithashtu bibliotekën FastLED e cila është një bibliotekë e shkëlqyeshme dhe e lehtë për t’u përdorur që kontrollon pothuajse çdo lloj LED RGB që mund të blini. Pas shkarkimit të bibliotekës ju duhet të instaloni duke i vendosur skedarët në dosjen e bibliotekës të krijuar nga Arduino IDE. Kjo zakonisht mund të gjendet nën „C: / Users {User Name} Documents / Arduino / libraries” nëse nuk e keni ndryshuar atë. Pasi ta vendosni bibliotekën në këtë dosje, duhet të rinisni IDE -në nëse tashmë është duke u ekzekutuar. Tani jemi gati të krijojmë kodin për kontrolluesin.

Hapi 2: Kodi

Për të përdorur bibliotekën FastLED së pari duhet ta përfshijmë atë në kodin tonë. Kjo bëhet në krye të kodit para çdo gjëje tjetër me këtë linjë:

#përfshi

Tjetra ne do të përcaktojmë disa konstante. Kjo është bërë sepse këto vlera nuk do të ndryshojnë ndërsa kodi po funksionon dhe gjithashtu për ta mbajtur atë më të lexueshëm. Ju mund t'i vendosni këto vlera drejtpërdrejt në kod, por pastaj nëse keni nevojë të ndryshoni ndonjë gjë, do të duhet të kaloni të gjithë kodin dhe të ndryshoni çdo rresht në të cilën përdoret vlera. Duke përdorur konstantet e përcaktuara ju duhet vetëm ta ndryshoni atë në një vend dhe nuk keni nevojë të prekni kodin kryesor. Së pari ne përcaktojmë kunjat që përdoren nga ky kontrollues:

#përcakto HUE_PIN A0

#përcakto BRIGHT_PIN A1 #përcakto LED_PIN 3 #përcakto LIGHT_PIN 6 #përcakto COLOR_PIN 7 #përcakto RAINBOW_PIN 8

Numrat ose emrat janë të njëjtë me ato të shtypura në Arduino. Kunjat analoge identifikohen nga një A para numrit të tij, kunjat dixhitale përdorin vetëm numrin në kod, por ndonjëherë shtypen me një D kryesore në tabelë.

Potenciometri në kunjin A0 përdoret për të kontrolluar ngjyrën e ngjyrës, potenciometri në kunjin A1 përdoret për të kontrolluar shkëlqimin. Pin D3 përdoret si një sinjal për LED, kështu që Arduino mund të dërgojë të dhëna për të kontrolluar ngjyrën. Pin D6 përdoret për të fikur dritën dhe pin D7 dhe D8 përdoren për të vendosur mënyrën e kontrolluesit. Unë i kam zbatuar mënyrat në këtë kontrollues, njëra thjesht vendos ngjyrën e përcaktuar nga potenciometri i ngjyrave në LED, dhe tjetra do të zbehet përmes të gjitha ngjyrave. Tjetra ne gjithashtu kemi nevojë për disa përkufizime për bibliotekën FastLED:

#përcakto NGJYRA_ORDER GRB

#përcaktoni CHIPSET WS2811 #përcaktoni NUM_LEDS 5

Chipset përdoret për t'i treguar bibliotekës se çfarë lloj LED po përdorim. FastLED mbështet pothuajse çdo LED RGB që është në dispozicion (si NeoPixel, APA106, WS2816B, etj). LED që përdor është shitur si WS2816B por duket të jetë pak më ndryshe kështu që funksionon më së miri duke përdorur chipsetin WS2811. Rendi i bajtëve të dërguar në LED për të vendosur ngjyrën gjithashtu mund të ndryshojë midis prodhuesve, kështu që ne gjithashtu kemi një përkufizim për rendin e bajtit. Përkufizimi këtu thjesht i thotë bibliotekës të dërgojë ngjyrën sipas rendit të gjelbër, të kuq, blu. Përkufizimi i fundit është për sasinë e LED -ve që janë të lidhura. Ju gjithmonë mund të përdorni më pak LED, atëherë përcaktoni në kod, kështu që unë e vendos numrin në 5 sepse me këtë mjet nuk do të krijoj stilolapsa me më shumë se 5 LED. Mund ta vendosni numrin shumë më të lartë, por për shkak të performancës e mbaj aq të vogël sa kam nevojë.

Për kodin kryesor na duhen gjithashtu disa ndryshore:

int shkëlqim = 255;

int pa shenjë int_Leximi1 = 0; int pa shenjë int_Leximi1 = 0; pa firmosur gjatë lastTick = 0; rrota int e panënshkruar_Shpejtësia = 10;

Këto ndryshore përdoren për shkëlqimin, leximet nga potenciometrat, duke kujtuar herën e fundit që kodi është ekzekutuar dhe sa shpejt do të jetë zbehja e ngjyrës.

Tjetra ne përcaktojmë një grup për LED që është një mënyrë e thjeshtë për të vendosur ngjyrën. Sasia e përcaktuar e LEDs përdoret për të vendosur madhësinë e grupit këtu:

CRGB udhëheq [NUM_LEDS];

Pasi të kujdesemi për përkufizimet, tani mund të shkruajmë funksionin e konfigurimit. Kjo është mjaft e shkurtër për këtë program:

void setup () {

FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS).setCorrect (TypicalLEDStrip); pinMode (LIGHT_PIN, INPUT_PULLUP); pinMode (COLOR_PIN, INPUT_PULLUP); pinMode (RAINBOW_PIN, INPUT_PULLUP); }

Linja e parë inicializon bibliotekën FastLED duke përdorur përkufizimet që kemi vendosur më parë. Tre rreshtat e fundit i thonë Arduino se këto kunja përdoren si hyrje dhe se nëse nuk lidhen me asgjë, tensioni i tyre duhet të vendoset në të lartë (PULLUP). Kjo do të thotë që ne duhet t'i lidhim këto kunja me GND për të shkaktuar diçka.

Tani mund të kujdesemi për programin kryesor. Kjo bëhet në funksionin e lakut. Së pari ne po vendosim disa ndryshore dhe lexojmë potenciometrat:

lak void () {

ngjyre statike uint8_t = 0; rrota statike e uint8_t = Ngjyra = 0; pot_Reading1 = analogRead (HUE_PIN); nuancë = hartë (tenxhere_Leximi1, 0, 1023, 0, 255); pot_Reading2 = analogRead (BRIGHT_PIN); shkëlqimi = harta (tenxhere_Leximi2, 0, 1023, 0, 255);

Dy rreshtat e parë vendosin variabla që përdoren më vonë për ngjyrën. Dy blloqet e mëposhtëm kujdesen për leximin e vlerave të potenciometrit. Për shkak se ju merrni një vlerë midis 0 dhe 1023 nëse lexoni një kunj duke përdorur "analogRead", por ngjyra dhe shkëlqimi kanë nevojë për një vlerë midis 0 dhe 255, ne përdorim funksionin "hartë" për të përkthyer leximin nga një zonë në një tjetër. Parametri i parë i këtij funksioni është vlera që dëshironi të përktheni, katër të fundit janë minimumi dhe maksimumi i rajoneve që dëshironi të përdorni për përkthim.

Tjetra ne do të vlerësojmë butonin:

nëse (digitalRead (LIGHT_PIN) == LOW) {

Ne e kontrollojmë leximin kundër LOW sepse përcaktuam që kunja të jetë e lartë nëse nuk aktivizohet. Pra, nëse shtypet butoni, pin do të lidhet me GND dhe do të lexohet i ulët. Nëse kunjat nuk shtypen nuk ka shumë për të bërë.

Së pari, le të kujdesemi për ndezjen e LED në një ngjyrë:

nëse (digitalRead (COLOR_PIN) == LOW) {

nëse (nuancë <2) {FastLED.showColor (CRGB:: E bardhë); FastLED.setBrightness (shkëlqim); } else {FastLED.showColor (CHSV (nuanca, 255, shkëlqimi)); FastLED.setBrightness (shkëlqim); } vonesa (10);

Duhet të vlerësojmë pin -in e ngjyrave për të ditur se duam ta përdorim këtë mënyrë. Pastaj mund të kontrollojmë se çfarë ngjyre nevojitet. Meqenëse modeli i ngjyrave HSV përdoret këtu, na duhet vetëm nuanca për të përcaktuar një ngjyrë. Por kjo gjithashtu krijon problemin se ne nuk kemi një mënyrë për të vendosur ngjyrën në të bardhë. Meqenëse nuanca 0 dhe ngjyra 255 të dyja përkthehen në të kuqe, unë përdor një truk të vogël këtu dhe kontrollo nëse leximi nga potenciometri i ngjyrës është më i vogël se 2. Kjo do të thotë që potenciometri është kthyer deri në njërën anë dhe ne mund ta përdorim këtë për të vendosur të bardhë Me Ne kemi akoma të kuqe në anën tjetër kështu që nuk do të humbim asgjë këtu.

Pra, ose vendosim ngjyrën në të bardhë dhe më pas shkëlqimin ose përndryshe vendosim ngjyrën bazuar në leximin e ngjyrave dhe gjithashtu shkëlqimin.

Më pas shtova një vonesë të vogël sepse është shumë më mirë t'i japësh kontrolluesit pak kohë joproduktive për të kursyer energji dhe një vonesë prej 10 milisekonda nuk do të ndihet.

Tjetra ne po kodojmë ngjyrën e zbehur:

tjetër nëse (digitalRead (RAINBOW_PIN) == LOW) {

timoni_Shpejtësia = harta (tenxhere_Leximi1, 0, 1023, 2, 30); nëse (lastTick + wheel_Speed 255) {wheel_Hue = 0; } lastTick = millis (); } FastLED.showColor (CHSV (Ngjyra e rrotës, 255, shkëlqimi)); }

Së pari kontrollohet kunja për të ndryshuar këtë mënyrë. Meqenëse nuk doja të shtoja një potenciometër të tretë për të kontrolluar shpejtësinë e zbehjes dhe pasi potenciometri i ngjyrës nuk përdoret në këtë mënyrë, ne mund ta përdorim atë potenciometër për të vendosur shpejtësinë. Duke përdorur përsëri funksionin e hartës, ne mund ta përkthejmë leximin në një vonesë që përkthehet në shpejtësinë e zbehjes. Kam përdorur një vlerë midis 2 dhe 30 për vonesën sepse nga përvojat kjo është një shpejtësi e mirë. Funksioni "millis" do të kthejë milisekonda pasi Arduino është aktivizuar, kështu që ne mund ta përdorim këtë për të matur kohën. Ndryshimi i fundit i ngjyrës ruhet në një variabël që kemi përcaktuar më herët dhe kjo krahasohet çdo herë për të parë nëse duhet të ndryshojmë përsëri ngjyrën. Linja e fundit vendos vetëm ngjyrën që duhet të shfaqet më pas.

Për të përfunduar kodin:

} tjetër {

FastLED.showColor (CRGB:: E zezë); }}

Ne vetëm duhet të fikim LED nëse butoni nuk shtypet duke vendosur ngjyrën në të zezë dhe të mbyllim çdo kllapa të hapur.

Siç mund ta shihni, ky është një kod mjaft i shkurtër dhe i lehtë që mund të përdoret për shumë mjete që përdorin LED RGB.

Pasi të keni kodin e plotë, mund ta ngarkoni në Arduino. Për këtë lidhni Arduino me kompjuterin tuaj me një kabllo USB dhe zgjidhni llojin Arduino në IDE.

Në këto udhëzime unë përdor Arduino Pro Micro. Pas vendosjes së modelit Arduino ju duhet të zgjidhni portën ku IDE mund ta gjejë atë. Hapni menunë e portit dhe duhet të shihni Arduino -n tuaj të lidhur.

Tani e vetmja gjë që duhet bërë është ngarkimi i kodit në Arduino duke shtypur butonin e raundit të dytë në krye të dritares. IDE do të ndërtojë kodin dhe do ta ngarkojë atë. Pasi kjo ishte e suksesshme, mund të shkëputni Arduino dhe të vazhdoni të montoni kontrolluesin.

Hapi 3: Montimi i pajisjeve elektronike për kontrolluesin

Meqenëse ne u kujdesëm për kodimin e Arduino, tani mund të mbledhim harduerin e kontrolluesit. Ne fillojmë duke i vendosur përbërësit brenda kasës. Potenciometrat shkojnë në dy vrimat e rrumbullakëta në të majtë, çelësi i energjisë është në fund, kaloni për modalitetin në pjesën e sipërme të djathtë dhe Arduino futet në mbajtësen në mes.

Hapi 4:

Filloni duke bashkuar një kabllo të kuqe nga çelësi i energjisë në kunjin RAW të Arduino. Ky kunj është kunja për furnizimin me energji pasi është e lidhur me një rregullator të tensionit, kështu që edhe nëse voltazhi është më i lartë se 5V, ky pin mund të përdoret për të fuqizuar Arduino. Pastaj ngjitni një tel tjetër të kuq në kunjin VCC pasi ne kemi nevojë për tension të nivelit të lartë për potenciometrin. Bashkoni dy tela të bardhë në kunjat A0 dhe A1 që do të përdoren për leximet e potenciometrit.

Hapi 5:

Tani vendosni një tel të gjatë të bardhë dhe një gjelbër të gjatë jeshil përmes hapjes në krye të cilat më vonë përdoren për të lidhur LED. Ngjitni ngjyrën jeshile në kunjin 3 dhe të bardhën në kunjin 6 dhe shtypini ato në Arduino. Bashkoni dy kabllo të zeza të lidhura në kunjat GND në anën e majtë të Arduino, këto përdoren për tensionin e nivelit të ulët për potenciometrat. Bashkoni dy tela blu në kunjin 7 dhe kunjin 8 që do të përdoren për ndërrimin e modalitetit.

Hapi 6:

Kablli i kuq që ngjitëm në kunjin VCC tani duhet të ngjitet në një nga kunjat e jashtme të potenciometrit të parë. Përdorni një kabllo tjetër të kuqe për ta vazhduar këtë në potenciometrin e dytë. Kini kujdes të përdorni të njëjtën anë në të dy potenciometrat, kështu që të plotë do të jenë të njëjtën anë në të dyja. Ngjitini dy kabllot e zinj në anën tjetër të potenciometrave dhe kabllot e bardhë nga kunjat A0 dhe A1 në kunjin e mesëm. Potenciometrat punojnë duke vendosur tensionin në kunjin e mesëm në një tension midis tensioneve të aplikuara në kunjat e jashtme, kështu që nëse lidhim tension të lartë dhe të ulët, mund të marrim një tension në mes në kunjin e mesëm. Kjo përfundoi instalimet elektrike për potenciometrat dhe ato mund të kthehen pak në mënyrë që kunjat të jenë jashtë rrugës.

Hapi 7:

Lidhni një kabllo të zezë në kunjin e mesëm të ndërprerësit të modalitetit dhe vendosni një kabllo të gjatë të zezë përmes hapjes që çon në furnizimin me energji elektrike. Vendosni një kabllo tjetër të gjatë të zezë përmes hapjes së sipërme për t'u përdorur si GND për LED.

Hapi 8:

Kablloja e zezë që vjen nga furnizimi me energji elektrike ngjitet në një tel tjetër të zi që është i lidhur me kunjin e fundit falas GND të Arduino. Lidhni tela që çon në LED dhe tela të zezë në ndërruesin e modalitetit së bashku dhe më në fund lidhni dy palë tela të zeza që keni tani së bashku. Përdorni tubin tkurrës për të izoluar saldimin për të parandaluar pantallona të shkurtra brenda kontrolluesit.

Hapi 9:

Si hapin e fundit ne tani mund t'i bashkojmë dy telat blu në çelësin e modalitetit. Këta ndërprerës funksionojnë duke lidhur kunjin e mesëm me njërën nga kunjat e jashtme në varësi të cilës anë është kyçi. Meqenëse kunja 7 dhe 8 janë ngritur për t'u aktivizuar kur lidhen me GND ne mund të përdorim kunjat e jashtme të ndërprerës për kunjat dhe mesin për GND. Në këtë mënyrë një nga kunjat nxitet gjithmonë.

Më në fund vendosni një tel të kuq përmes hapjes së rrymës dhe ngjiteni atë në kunjin e mesëm të çelësit të energjisë dhe vendosni një tel tjetër të gjatë të kuq përmes hapjes në LED dhe ngjiteni atë në të njëjtën kunj në çelësin e energjisë me të cilin është lidhur Arduino.

Hapi 10:

Lidhni kabllot e energjisë në mbajtësen e baterisë dhe vidhosni kapësen që mban kabllot që çojnë në LED. Kjo përfundon instalimet elektrike për kontrolluesin.

Hapi 11: Montimi i Pendës së Dritës

Meqenëse ky mjet është menduar të jetë modular dhe të përdorë stilolapsa të ndryshëm, ne kemi nevojë për një lidhës në tela për LED. Kam përdorur një lidhës të lirë 4 terminal molex që zakonisht mund të gjendet në kabllot e përdorura për tifozët në një kompjuter. Këto kabllo janë të lira dhe të lehta për t'u marrë, kështu që ato janë perfekte.

Hapi 12:

Kur fillova të instaloja tela kontrolluesin nuk i kontrollova ngjyrat e kabllove në lidhëset kështu që ato janë pak më të ndryshme, por të lehta për t'u mbajtur mend. I lidha telat e zinj, fuqia në të verdhë, jeshile në të gjelbër dhe të bardhë në blu, por ju mund të përdorni çdo kombinim që ju pëlqen, thjesht mbani mend atë edhe për stilolapsat e tjerë. Kini kujdes që të izoloni zonat e ngjitura me tub që zvogëlohet për të parandaluar pantallona të shkurtra.

Hapi 13:

Vendosni një tel të gjatë të kuq dhe të gjelbër gjatë stilolapsit dhe ngjitni telat e zinj në njërën anë të butonit të shtypjes dhe tela të bardhë në anën tjetër. Këto lloj butonash kanë katër kunja, nga të cilët dy janë të lidhur në çifte. Ju mund të shihni se cilat kunja janë të lidhura duke shikuar në fund të butonit, ka një hendek midis çifteve që janë të lidhur. Nëse shtypni butonin, të dy anët lidhen me njëra -tjetrën. Kablloja e bardhë dhe e zezë më pas tërhiqen deri në fund të stilolapsit duke filluar nga hapja e butonit. Kablloja tjetër e zezë tërhiqet përpara. Sigurohuni që keni kabllo të mjaftueshme në të dy anët për të punuar.

Hapi 14:

Shtypni përshtateni butonin në hapje dhe përgatitni pjesën tjetër të kabllove. Bestshtë mirë të lidhni kabllot në LED në mënyrë që ata të jenë të drejtuar drejt mesit të LED, sepse kabllot kalojnë në mes të stilolapsit. Lidhni tela të kuq në jastëkun e saldimit 5V, tela të zezë në bllokun e saldimit GND dhe tela të gjelbër në bllokun e saldimit Din. Nëse keni më shumë se një LED, blloku i saldimit Dout i LED -it të parë lidhet me Din -in e LED -it tjetër dhe kështu me radhë.

Hapi 15:

Tani shtypni butonin në pjesën e përparme të stilolapsit dhe vendosni një pikë zam pas tij për ta mbajtur atë në vend.

Tani ju vetëm duhet të lidhni telat në fund të stilolapsit në anën tjetër të lidhësit duke pasur parasysh ngjyrat.

Bestshtë mirë të përdorni një pikë zam dhe disa shirita për të stresuar lirimin e kabllove në fund të stilolapsit për t'i parandaluar ato nga thyerja. Kjo përfundon montimin e stilolapsit të lehtë.

Hapi 16: Shembuj

Më në fund dua t'ju tregoj disa shembuj ku kam përdorur këtë mjet. Stilolapsi me kënd është i shkëlqyeshëm për të ndriçuar linjat e një mbishkrimi dhe stilolapsi i drejtë është i shkëlqyeshëm për të vizatuar dhe shkruar gjëra në ajër (për të cilat kam vetëm pak talent).

Ky është qëllimi kryesor i këtij mjeti. Siç mund ta shihni, mundësitë janë të mahnitshme nëse kombinoni ekspozimet e gjata me këtë mjet.

Për të filluar me këtë lloj fotografie, përpiquni të përdorni cilësimin më të ulët ISO që mbështet kamerën tuaj dhe hapje të lartë. Një mënyrë e mirë për të gjetur cilësimet e duhura është vendosja e kamerës tuaj në modalitetin e hapjes dhe mbyllja e hapjes derisa kamera juaj të tregojë një kohë ekspozimi të kohës që ju nevojitet për të vizatuar atë që dëshironi të shtoni në figurë. Pastaj kaloni në manual dhe ose përdorni atë kohë ekspozimi ose përdorni modalitetin e llambës.

Argëtohuni duke i provuar këto! Shtë një formë e mahnitshme arti.

Unë i shtova këtë udhëzim shpikësve dhe sfidave të përdorimit të pazakontë, kështu që nëse ju pëlqen lini një votë;)

Hapi 17: Skedarët

Unë shtova gjithashtu modele për mbajtëset e rripave që janë menduar të ngjiten në pjesën e poshtme të kutisë së kontrolluesit, në mënyrë që ta lidhni në krah dhe një kapëse për stilolapsin që mund të ngjitet në kapak kur nuk keni nevojë për stilolaps. në dorën tuaj

Ekzistojnë gjithashtu kapakë të shpërndarësit që mund të përdoren për ta bërë dritën më të butë dhe për të parandaluar ndezjen kur stilolapsi drejtohet direkt në kamerë.