Îmbunătățirea pomului de Crăciun cu fibre optice: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

De câțiva ani avem unul dintre acești pomi de Crăciun cu fibră optică. Baza conține un bec reflector cu halogen de 12V, iar un disc colorat acționat de un motor este plasat între bec și baza copacului. Becul și motorul sunt alimentate de un adaptor de rețea de tip "cub de perete" de 12V AC. Dar culorile sunt destul de spălate și se repetă la fiecare 10 secunde cam așa, iar unii oameni cu copaci asemănători găsesc motorul cam zgomotos. M-a frapat că am putea face mult mai bine în zilele noastre!

După ce a înlocuit becul cu un inel Neopixel de 7 pixeli acționat de un Arduino Pro Mini, acum nu mai are nevoie de discul colorat sau de motorul care îl conduce și oferă culori mult mai intense folosind mai puțină energie electrică. Videoclipul nu face cu adevărat dreptate culorilor - contrastul ridicat al LED-urilor pe orice fundal le face foarte dificil de fotografiat eficient

Schița Arduino pe care am scris-o întruchipează 2 programe care alternează la fiecare 5 - 10 minute. Într-unul, toți Neopixelii urmează aceeași secvență aleatorie de culori, dar fiecare este ușor întârziată față de cea anterioară, dând un efect al culorilor care trec pe copac. În celălalt, toate cele 21 de LED-uri colorate (unul roșu, unul verde și unul albastru în fiecare Neopixel) sunt decolorate la întâmplare, oferind un spectacol foarte plăcut de culori intense și în continuă schimbare.

Deoarece este puțin probabil ca arborele dvs. să fie același cu al meu și este posibil să nu doriți să îl alimentați în același mod, nu pot da instrucțiuni detaliate pentru un începător complet, dar sperăm că veți învăța ceva în adaptarea lor la arborele dvs.

Vei avea nevoie:

• Inel Adafruit Jewel Neopixel sau echivalentul Orientului Îndepărtat.
• Arduino Pro Mini sau Nano (trebuie să fie o parte de 5V)
• Dacă utilizați Pro Mini, un adaptor USB la serie FTDI
• Panou, bandă cu știfturi, fier de lipit, lipit, sârmă de legătură etc.

Puteți utiliza una dintre plăcile ATTiny85 (Trinket, Lily Tiny, Gemma) în locul Pro Mini sau Nano, dar este posibil să nu aibă loc pentru schița completă cu ambele programe - consultați Pasul 5.

Dacă reutilizați un adaptor de ieșire de 12V ca, veți avea nevoie de:

• 1N4004 diode redresoare - 4 oprite
• Condensator electrolitic 1000uF 35V
• Modulul regulatorului de comutare de 5V (unul bazat pe cipul LM2596 ar trebui să facă) sau canibalizați un satnav de mașină vechi sau un încărcător USB care livrează 5V așa cum am făcut-o.

In caz contrar:

Reutilizați un încărcător USB de 5V vechi, cum ar fi un încărcător Apple sau Blackberry, sau obțineți unul nou

Pasul 1: Demontați arborele

După cum veți vedea din imagini, arborele meu are o bază circulară care conține lucrările, cu o gaură în partea de sus care ia arborele în sine.

Nu ar trebui să fie greu să dezasamblați baza. Al meu are pur și simplu 3 șuruburi în partea de jos. Scoateți-le și capacul se desprinde direct. Verificați dacă funcționează la fel ca a mea, cu un bec reflector cu halogen, un motor și un disc colorat.

Scoateți becul (2 șuruburi țin un inel de fixare) și discul colorat (fixat cu o singură piuliță în partea superioară a fusului).

Urmați cablajul pentru a vedea cum funcționează. Conversia este mai ușoară dacă puteți asambla noua electronică ca un modul pentru a înlocui direct becul, montându-l și preluând curentul din priză. Probabil că veți dori să deconectați motorul și poate să îl scoateți complet.

Pasul 2: Asamblarea electronice

Fotografia arată rezultatul final, înainte de a înlocui capacul.

Electronica cuprinde până la 3 părți:

Inelul Arduino și Neopixel

și dacă utilizați un adaptor de rețea CA de 12V existent:

• 1N4004 diode redresoare și condensator de netezire
• Regulator DC-DC step-down.

Le voi descrie pe rând, dar mai întâi, ia în considerare modul în care le vei monta pentru a se potrivi în locul becului.

Am lipit o bucată de bandă cu 3 lățimi, cu știftul din mijloc îndepărtat în partea de jos a unei bucăți de placă. Aceasta se potrivește în soclul becului.

M-am asigurat că panoul de borduri avea aceeași înălțime ca becul și că partea superioară a panoului de borduri avea aceeași lățime cu diametrul becului. În acest fel, panoul poate înlocui direct becul, reținut în partea de sus cu inelul care obișnuia să rețină becul.

Pasul 3: Inelul Arduino și Neopixel

Dacă Arduino-ul dvs. vine fără bandele de știfturi gata lipite, îl puteți monta direct pe placă, trecând lungimi scurte de sârmă goală prin știfturile de pe Arduino și prin placă, lipite pe ambele părți. Arduino Pro Mini are nevoie de o bandă de știfturi cu 6 căi lipită pe plăcile portului serial pentru programare.

Trebuie doar să conectați pinii + 5V, GND și D8 de pe Arduino, dar oricum tăiați pistele de pe panoul de bord între cele două rânduri de pini, pentru siguranță. Acest lucru vă va permite să lipiți încă unul sau doi pini pentru a-l asigura fără a crea niciun scurtcircuit.

Am folosit 3 bucăți de sârmă de cupru groasă pentru a susține atât inelul Neopixel, cât și pentru a-l conecta la bord.

Inelul Neopixel are 4 conexiuni: Vcc, Gnd, D-In și D-Out. Folosim doar primele 3 dintre acestea.

După ce ați montat inelul Neopixel așa cum se arată, utilizați lungimi scurte de cablu de conectare pentru a conecta Vcc la pinul Arduino + 5V, Gnd la pinul Arduino Gnd și D-In la pinul Arduino D8 sau D1 dacă utilizați unul dintre Plăci ATTiny85.

Verificați pentru a vă asigura că conductoarele de borduri pe care le-ați lipit inelul Neopixel pentru a nu face conexiuni nedorite cu Arduino și tăiați-le, dacă este necesar, pentru a rupe astfel de conexiuni.

Pasul 4: sursa de alimentare

Dacă utilizați o sursă de alimentare de 5V, tot ce trebuie să faceți este să conectați conexiunea pozitivă la Vcc / + 5V și negativul la Gnd pe inelul Arduino și Neopixel și puteți trece la Programare.

Alimentarea de 12V AC trebuie mai întâi rectificată cu 4 diode (transformându-se în DC), apoi netezită cu un condensator electrolitic.

Am montat diodele și condensatorul pe aceeași bucată de bord cu Arduino. În fotografii, benzile de cupru rulează vertical.

Montați cele 4 diode așa cum se arată, alternativ. Capătul pozitiv al fiecărei diode este marcat cu o bandă albă. Tăiați fiecare dintre cele 4 benzi de cupru între cele două capete ale fiecărei diode.

12V AC intră prin firele albe de la știfturile care se conectează la priza becului. La capătul de curent alternativ, diodele sunt conectate în perechi adiacente așa cum se arată prin liniile albe, fiecare fir de intrare de curent alternativ mergând la un capăt pozitiv și un capăt negativ al diodei.

La celălalt capăt diodele sunt conectate împreună cu capete pozitive împreună (linii roșii) și capete negative împreună (linii albastre).

Lipiți condensatorul pe benzile marcate cu roșu și albastru. L-am lipit mai sus pe placa, apoi am îndoit cablurile pentru a permite condensatorului să stea bine peste diode.

Foarte important: o parte a condensatorului este marcată negativ (cu semne minus). Trebuie să conectați asta la banda marcată cu albastru!

Acum puteți conecta roșu și albastru la intrările pozitive și negative ale convertorului DC-DC step-down.

Dacă utilizați un convertor redus cu ieșire reglabilă, asigurați-vă că măsurați tensiunea de ieșire cu un multimetru și reglați-l la 5V înainte de a merge mai departe sau vă puteți deteriora inelul Arduino și Neopixel.

În cele din urmă, conectați ieșirile pozitive și negative ale convertorului la Vcc sau 5V și Gnd pe inelul Arduino și Neopixel.

Este posibil să puteți monta un convertor DC-DC mic pe placă cu celelalte componente, dar al meu era prea mare, așa că a trebuit să-l conectez cu cabluri zburătoare și să-l leg la câteva posturi convenabile.

Pasul 5: Programare

Dacă nu îl aveți deja, trebuie să descărcați și să instalați ID-ul Arduino. Este gratis. Asigurați-vă că aveți cea mai recentă versiune (1.6.13 sau o versiune ulterioară - unele versiuni anterioare conțin erori care mi-au pierdut mult din timpul meu).

În folderul dvs. Arduino (în mod implicit în Windows, acesta este în Documentele mele) creați un folder numit Neopix_colours3. Copiați fișierul Neopix_colurs3.ino în acest folder.

Acum lansați ID-ul Arduino și localizați schița Neopix_colours3 în caietul de schițe.

Dacă utilizați o placă ATTiny85, este posibil să nu existe spațiu pentru schița completă. Comentează definiția FUNCTION_1 sau FUNCTION_2 aproape de începutul schiței. Alternativ, este posibil să puteți strânge întreaga schiță dacă sacrificați bootloaderul și îl programați folosind un alt Arduino.

Sub Instrumente, selectați placa pe care o utilizați (Pro Mini sau Nano sau orice altceva). Dacă utilizați Pro Mini, conectați adaptorul FTDI la Arduino (asigurați-vă că este corect) și conectați-l la un port USB de pe computer. În cazul Nano, pur și simplu îl conectați la computer cu un cablu USB.

Pe computer, accesați Device Manager - porturi (COM & LPT) și verificați ce port COM a fost atribuit Arduino. Setați acest lucru în Instrumente - Port.

Acum puteți încărca schița și puteți verifica dacă funcționează. Neopixelii sunt foarte luminoși, deci este o idee bună să plasați o foaie de hârtie deasupra lor pentru a vă proteja ochii sau să schimbați temporar definiția BRILL din schiță de la 255 la 50.

Schița așa cum am încărcat-o începe cu programul 1 și apoi comută între cele două programe la întâmplare la fiecare 5 - 10 minute. Dacă preferați una sau alta, găsiți linia

function = 1;

la sfârșitul funcției setup (). Înlocuiți 1 cu -1 sau -2 pentru a-l bloca în programul 1 sau programul 2. Puteți modifica timpul minim și maxim (în milisecunde) pentru care rulează fiecare program, găsind și modificând definițiile MINCHGTIME și MAXCHGTIME.

Când sunteți fericiți, puneți din nou totul împreună, așezați-vă și bucurați-vă!