Lumini de Crăciun cu Atmega328: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Crăciunul vine și este timpul să începem să facem ceva în legătură cu asta. În cazul meu - terminând în cele din urmă instructivele despre luminile mele de brad.

Ideea de aici este simplă: apucați o mână de LED-uri de diferite culori, conectați-le la driverul de LED-uri în paralel (făcând fiecare controlabil individual), distrați-vă. Acest lucru poate suna ciudat, având în vedere toate cablurile necesare, dar practica a arătat că acest lucru funcționează mult mai bine decât luminile dvs. din magazin, cu modurile lor plictisitoare cu cabluri dure și fără personalizare. Cablajul este invizibil, LED-urile sunt ascunse în ace de brad, totul este controlat cu o telecomandă IR, copiii și adulții sunt fericiți.

Arată ușor, dar mi-au trebuit câțiva ani să termin acest lucru și să-l fac să funcționeze pe un copac real. Am întâmpinat probleme în unele locuri neașteptate - cum ar fi cablarea, de exemplu. Acest instructable este destinat să vă ajute pe aceia dintre voi care doresc să facă același lucru fără a trece prin luni de încercări și erori de achiziționare a diferitelor lucruri de pe net.

Proiectul se adresează persoanelor cu experiență moderată, deoarece va trebui să îl adaptați la hardware-ul dvs. Am creat o tablă specială pentru asta cu mult timp în urmă, va trebui să o inventezi chiar tu. Sau puteți obține unul de la mine, dar totuși, vor fi necesare câteva abilități de lipire.

De ce veți avea nevoie:

- Placa de control (Arduino sau altele)

- Circuitul de conducere cu LED-uri. Drivere LED recomandate, dar este posibil să faceți acest lucru cu registre de schimbare și biblioteca ShiftPWM

- Cel puțin 48 de LED-uri de culori diferite

- 30AWG sârmă de înfășurare, cel puțin 100 de metri din ea

- Abilități de lipire și programare

- O vreme și răbdare

Vă voi oferi schița, dar va trebui să o adaptați la dispozitivul dvs. APOLOGIE: Îmi pare rău pentru calitatea imaginilor și videoclipurilor, precum și a articolului în sine. Nu sunt atât de lustruiți cum mi-aș fi dorit. Dar printre familie, munca și un hobby trebuie să le aleg pe primele două. Și trebuia să public acest Instructable acum, în timp ce mai este timp înainte de festivități.

Pasul 1: Cablare

Sârmele au fost principala problemă pentru mine. Cu luminile chinezești de bază, veți obține un cablu verde închis. Speram să găsesc același tip de fire pe internet - fără rezultat. De fapt, am petrecut un an încercând, comandând o duzină de feluri diferite și, în sfârșit, am înțeles că nu contează cu adevărat.

Lucrul este că ghirlanda fabricată de bază este conectată în serie. Din aceasta, apar două probleme:

a) Firele sunt destul de groase, deoarece trebuie să poarte puterea pentru toate LED-urile din serie și

b) Aceste fire merg de la o ramură a pomului de Crăciun la alta la vedere, perpendiculară pe ramuri.

Aceste două probleme necesită ca firele să se amestece cu frunzele copacilor (ace de brad). Și nu au exact succes în a face acest lucru.

Având în vedere lucrul pe care îl aveam în minte (adică fiecare LED individual având propriul cablaj, fiind conectat în paralel) lucrurile se schimbă:

a) Puteți folosi fire foarte subțiri și

b) Urmează ramura LED-urilor din spate până la tulpina copacului, îndepărtându-se de punctul de vedere al spectatorilor, fiind astfel efectiv invizibili.

Bingo! Nu aveți nevoie de culoarea verde închis, puteți avea maro pentru a se amesteca cu ramurile sau chiar cyan-ish, așa cum am avut, și va fi în continuare invizibil.

Este ceva ce am aflat de fapt odată ce ghirlanda a fost la locul său. Functioneaza.

Astfel, aveți nevoie de o sârmă subțire de 30AWG pentru înfășurarea sârmei (ca aceasta), fie verde (care este cam albastru-ish ca culoare), fie maro.

Pasul 2: LED-uri

Există seturi de LED-uri color ‘10’disponibile pe internet. Culorile sunt: roșu, portocaliu, galben, verde mlaștină, verde, albastru, roz, violet, alb rece și alb cald. Ultimele două sunt interesante, deoarece puteți face unele efecte argintiu / auriu cu ele, dar aceasta este o poveste diferită. Restul de opt sunt ok, iar numărul este foarte convenabil, ceea ce se întâmplă cu driverele LED cu 16 ieșiri. Vă recomand LED-uri de 3 mm: sunt destul de luminoase, fiind în același timp suficient de mici pentru a se ascunde în ace.

Cei care urmăresc divagările mele știu că sunt un pic obsedat de spectru și puteți vedea că setul de culori nu este exact compatibil cu spectrul. Cel mai notabil este decalajul dintre culorile verde și albastru.

Ei bine, în primul rând, ochiul uman nu este atât de bun în a discerne aceste culori; suntem mult mai buni cu orice conține cel puțin un fir de roșu. În al doilea rând, aproape nu există LED-uri disponibile pentru a umple golul. Desigur, există un furnizor de LED-uri cyan pe Aliexpress, dar acestea sunt destul de scumpe (și le-am găsit prea târziu). Există, de asemenea, o grămadă de escroci care vând LED-uri verzi de bază ca cele „smarald”; nu cădea în asta. Am constatat că setul de 10 culori este destul de bun; LED-urile produc culori vizibil diferite.

Dacă reușiți să găsiți aceste LED-uri cyan la un preț adecvat, vă sugerez să le înlocuiți pe cele violet cu ele (plasând cyan între verde și albastru). Violetele seamănă mai mult cu UV, nu sunt foarte strălucitoare, dar pot face lucruri interesante pe întuneric dacă ceva alb le este aproape. Astfel, puteți crea o ramură separată pe ghirlanda dvs. pentru a oferi magie și mister.

Pasul 3: Asamblare

Lipirea LED-urilor pe fire necesită timp; eliberați o zi pentru a face acest lucru chiar și pentru o mică ghirlandă cu 48 de LED-uri. Veți avea nevoie (în afară de LED-uri și fire):

- tuburi termocontractabile de 1,5 mm;

- tuburi termoretractabile de 2,5 mm;

- O mulțime de soluție de stafide;

și un fier de lipit, evident.

Curățați capătul firului, înfășurați-l în jurul unui picior LED, aplicați o picătură de soluție de stafide, lipiți. Repetați pentru a doua etapă. Împingeți tubulatura de 1,5 mm pe prima îmbinare de lipit și micșorați-o, repetați pentru a doua. Împingeți tubulatura de 2,5 mm pe ambele picioare și micșorați. Micșorarea interioară este necesară pentru a preveni pantalonii scurți, exteriorul pentru a arăta bine. Nu este nevoie de prindere, deoarece armamentul rezultat este ușor, ace de brad îl vor ține destul de bine. (Dacă arborele dvs. este artificial, este posibil să aveți nevoie de ceva pentru ca LED-urile să se lipească)

Faceți în grupuri de șase, urmați spectrul, nu uitați să verificați dacă LED-ul funcționează, deoarece se poate deteriora în timpul lipirii și nu uitați să marcați firul anodic.

În ceea ce privește lungimea firelor, le-am făcut 50 cm și este puțin scurt chiar și pentru arborele mic pe care l-am avut. A trebuit să întind firele în loc să le înfășor în jurul ramurilor. Spre scuza mea, intenționam să fac o ghirlandă cu 96 de LED-uri (încă o fac btw), iar aceasta a fost jumătatea sa superioară. În orice caz, luați în considerare doar faptul că doriți ca firul să urmeze tija și apoi ramificația care iese din controler și selectați lungimea în consecință.

Pasul 4: Conexiunea controlerului

Am folosit placa mea UltiBlink SL care a fost concepută practic cu această sarcină în minte. Dacă nu aveți / comandați una, va trebui să vă creați propria. Breadboard-ul nu va funcționa aici, așa că va trebui să inventați și să lipiți ceva pe o placă de prototipare. Driverele cu LED-uri sunt mai bune pentru această sarcină decât registrele de schimbare (cu biblioteca ShiftPWM), deoarece driverele nu necesită rezistențe pentru fiecare LED, deci mai puțin spațiu, mai puține găuri, mai puțin lipire.

Rețineți că am folosit versiunea Extension a plăcii mele UltiBlink, cea fără chestii Arduino (pentru a spune, microcontrolerul) pe spate. Am atașat placa de microcontroler (rotundul BlinkeyCore) la extensie. Adevărul este că nu a fost intenționat la început; această ghirlandă specială cu 48 de LED-uri trebuia să servească drept partea superioară a unei ghirlande cu 96 de LED-uri, cea inferioară având un MC la bord. Totuși, s-a dovedit a fi bun ca a) am putut atașa placa direct la tulpina arborelui cu benzi de cauciuc simple și b) am putut scoate cu ușurință placa controlorului pentru a reîncărca schița. Nu a trebuit să stau literalmente sub un pom de Crăciun cu un caiet ca un Moș ciudat. Astfel, îți sugerez să faci ceva similar, adică să ai placa Arduino / MC detașabilă de pe dispozitiv.

Am conectat LED-urile la 48 de ieșiri în 6 loturi de 8 LED-uri astfel: roșu, portocaliu, galben, verde-negru, verde, albastru, violet, roz; repetați de 5 ori. Adică ieșirea 0 = roșie, ieșirea 1 = portocalie, ieșirea 2 = galben etc. Schița de mai jos se bazează pe această ordine pentru o mare dreptate. Asigurați-vă că le puneți pe copac în aceeași ordine, mergând în spirală fie în sus, fie în jos. Aș sugera, de asemenea, să încercați să puneți LED-uri de aceeași culoare în linii mai mult sau mai puțin verticale (una deasupra sau sub alta) - toate acestea vor face ca efectele să arate mult mai bine.

În cele din urmă, ar trebui să luați în considerare consumul de energie. 48 de LED-uri necesită aproximativ 1A la 5V când sunt toate aprinse. Puteți folosi un încărcător USB, dar ar trebui să fie foarte bun și testat, nu niște prostii ieftine de la eBay care ar trebui să ofere suficient suc, dar nu (ca cel alb de pe fotografiile mele, l-am înlocuit mai târziu). Cu 96 de LED-uri intenționez să folosesc două, unul pentru fiecare parte a ghirlandei, doar pentru a mă asigura că totul funcționează conform intenției. O altă posibilă abordare a acestei probleme constă în software: dacă vă asigurați că nu sunt mai mult de 25 de LED-uri aprinse la un moment dat, veți putea rula acest lucru de pe orice încărcător USB sau chiar din portul USB al computerelor. Schița mea de mai jos nu.

Pasul 5: Control IR

IR este destul de bun și fantezist pentru a controla modurile de pe ghirlanda ta. Din fericire, există o bibliotecă IRLib excelentă care acoperă toate nevoile. De asemenea, receptorul IR are o conexiune foarte simplă.

Există o mulțime de instrucțiuni despre utilizarea telecomenzilor IR cu Arduino, așa că nu voi intra în prea multe detalii aici. Dacă nu sunteți familiarizați cu aceasta, rezervați doar o seară pentru a face acest lucru, nu este o știință de rachetă.

Deși sunt necesare câteva note pentru a ușura acest lucru:

1 - Există diferite protocoale de comunicații IR, cel Philips fiind cel mai ciudat, iar cel Sony fiind cel mai logic și mai ușor de programat. Cele mai multe telecomenzi ieftine îl folosesc din fericire pe cel Sony.

2 - Dacă aveți niște telecomenzi vechi undeva în garaj, verificați-le, probabil că vor funcționa bine. Obișnuiam să folosesc telecomanda de la televizor pentru a controla unul dintre dispozitivele mele de Crăciun, dar aceasta nu este cea mai bună idee, deoarece semnalul se reflectă de pe pereți, astfel poate schimba canalele sau ceva de pe televizor în timp ce îți controlezi ghirlanda. Mai bine aveți una dedicată.

3 - Iată schița mea pe care o folosesc pentru a mapa butoanele unei noi telecomenzi care funcționează cu protocolul Sony. Acesta aruncă coduri în monitorul serial, lăsându-vă să le copiați-lipiți. Le copiez-lipesc în acest fișier, care este inclus în schița principală pentru ghirlandă (mai jos). Este posibil ca și codurile pentru telecomanda generică (numită „CarMP3” din include) să funcționeze și cu cel dvs.

Pasul 6: Schiță

Ok, această schiță funcționează cu placa de proiectare a mea (48 de LED-uri). De asemenea, este destul de dezordonat, deoarece l-am scris în grabă și nu am avut timp să-l curăț / să comentez. Totuși, s-ar putea să vă fie de folos; simțiți-vă liber să scoateți din el bucățile necesare și să faceți orice doriți. Cel mai simplu mod ar fi să înlocuiți pur și simplu toate instanțele funcțiilor bibliotecii DMdriver cu cele ale dvs. Există trei în total: test.setPoint (int x, int y) setează ieșirea #x la Y (Y fiind un număr de 16 biți); test.clearAll () setează toate ieșirile la zero și test.sendAll () reîmprospătează informațiile din driverul LED (trimite datele acolo, schimbând simultan stările LED-urilor). Chiar și fără telecomandă, va funcționa. După ce ați terminat, verificați partea anterioară a acestui instructabil, mapați butoanele de pe telecomandă și introduceți codurile în fișierul include.

Dacă sunteți un mândru proprietar al unui UltiBlink, veți putea rula schița din cutie (aveți biblioteca DMdriver, nu?); nu ezitați să mă contactați dacă ceva nu merge bine, știți adresa.

Noroc, distrează-te, pune întrebări - Voi încerca să le răspund, fericit Crăciunul viitor și sper să scriu ceva nou în curând!