Świąteczne lampki z Atmega328: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Zbliżają się Święta i czas zacząć coś z tym robić. W moim przypadku – w końcu kończę instrukcję o moich lampkach choinkowych.

Pomysł tutaj jest prosty: weź garść różnokolorowych diod LED, podłącz je równolegle do sterownika LED (dzięki czemu każdą z nich można indywidualnie sterować), baw się dobrze. Może to zabrzmieć dziwnie, biorąc pod uwagę całe potrzebne okablowanie, ale praktyka pokazała, że działa to o wiele lepiej niż światła poza sklepem z ich nudnymi trybami przewodowymi i brakiem dostosowywania. Okablowanie jest niewidoczne, diody schowane w igłach jodły, wszystko sterowane pilotem na podczerwień, dzieci i dorośli są zadowolone.

Wygląda na proste, ale zajęło mi kilka lat, aby to dokończyć i sprawić, by działało na prawdziwym drzewie. Napotkałem problemy w nieoczekiwanych miejscach – na przykład okablowanie. Ta instrukcja ma na celu pomóc tym z was, którzy chcą zrobić to samo bez przechodzenia przez miesiące prób i błędów kupowania różnych rzeczy w sieci.

Projekt skierowany jest do osób średnio doświadczonych, ponieważ będziesz musiał dostosować go do swojego sprzętu. Dawno temu zrobiłem do tego specjalną tablicę, będziesz musiał ją sam wymyślić. Albo możesz dostać jeden ode mnie, ale nadal będą potrzebne pewne umiejętności lutowania.

Co będziesz potrzebował:

- Płytka kontrolera (Arduino lub inna)

- Obwody sterujące LED. Zalecane sterowniki LED, ale można to zrobić za pomocą rejestrów przesuwnych i biblioteki ShiftPWM

-Co najmniej 48 diod LED o różnych kolorach

- Drut do owijania drutu 30AWG, co najmniej 100 metrów

- Umiejętności lutowania i programowania

- Trochę czasu i cierpliwości

Dostarczę mój szkic, ale będziesz musiał go dostosować do swojego urządzenia. Przeprosiny: Przepraszam za jakość zdjęć i filmów, a także samego artykułu. Nie są tak dopracowane, jak bym chciał. Ale spośród rodziny, pracy i hobby muszę wybrać dwa pierwsze. I musiałem opublikować ten Instruktaż teraz, póki jest czas przed uroczystościami.

Krok 1: Okablowanie

Przewody były dla mnie głównym problemem. Z podstawowymi chińskimi światłami otrzymujesz ciemnozielone okablowanie. Miałem nadzieję, że znajdę w internecie ten sam rodzaj przewodów – bezskutecznie. Właściwie spędziłem rok próbując, zamawiając kilkanaście różnych rodzajów i w końcu zrozumiałem, że tak naprawdę nie mają znaczenia.

Chodzi o to, że twoja podstawowa wyprodukowana girlanda jest połączona szeregowo. Z tego wynikają dwa problemy:

a) Przewody są dość grube, ponieważ muszą przenosić moc dla wszystkich diod LED połączonych szeregowo i

b) Druty te przechodzą z jednej gałęzi choinki na drugą w widocznym miejscu, prostopadle do gałęzi.

Te dwa problemy wymagają, aby druty wtopiły się w liście drzew (igły jodły). I nie do końca im się to udaje.

Mając na myśli to, co miałem na myśli (czyli każda pojedyncza dioda LED ma swoje własne okablowanie, połączone równolegle) rzeczy się zmieniają:

a) Możesz użyć naprawdę cienkich przewodów i

b) Podążają za gałązką, na której znajdują się diody LED, do pnia drzewa, oddalając się od punktu widzenia widzów, dzięki czemu są skutecznie niewidoczni.

Bingo! Nie potrzebujesz ciemnozielonego koloru, możesz mieć brąz do zmieszania się z gałązkami, a nawet cyjan jak ja i nadal będzie niewidoczny.

To jest coś, o czym dowiedziałem się, gdy girlanda była już na miejscu. To działa.

Potrzebujesz więc cienkiego drutu do owijania drutu 30AWG (takiego), zielonego (to nieco niebieskiego koloru) lub brązowego.

Krok 2: Diody LED

W Internecie dostępne są zestawy „10 kolorowych diod LED”. Kolory to: czerwony, pomarańczowy, żółty, bagiennozielony, zielony, niebieski, różowy, fioletowy, zimny biały i ciepły biały. Ostatnie dwa są interesujące, ponieważ można z nimi zrobić trochę srebrno-złotych efektów, ale to już inna historia. Pozostałe osiem jest w porządku, a liczba jest bardzo wygodna, co przy sterownikach LED posiadających 16 wyjść. Polecam diody LED 3mm: są dość jasne, a jednocześnie na tyle małe, że chowają się w igłach.

Ci, którzy śledzą moje wędrówki, wiedzą, że mam trochę obsesji na punkcie widma i widać, że zestaw kolorów nie jest dokładnie spójny z widmem. Najbardziej godna uwagi jest różnica między kolorami zielonym i niebieskim.

Cóż, po pierwsze, ludzkie oko nie jest tak dobre w rozróżnianiu tych kolorów; jesteśmy o wiele lepsi ze wszystkim, co ma w sobie choćby odrobinę czerwieni. Po drugie, prawie nie ma dostępnych diod LED, które mogłyby wypełnić lukę. To prawda, że na Aliexpress jest jeden dostawca cyjanowych diod LED, ale są one dość drogie (a znalazłem je za późno). Istnieje również grupa oszustów sprzedających podstawowe zielone diody LED jako „szmaragdowe”; nie wpadaj w to. Stwierdziłem, że 10-kolorowy zestaw jest całkiem niezły; diody LED wytwarzają widocznie różne kolory.

Jeśli uda Ci się znaleźć te cyjanowe diody LED w odpowiedniej cenie, sugeruję zastąpienie nimi fioletowych (umieszczając cyjan między zielonym a niebieskim). Fiolety są bardziej podobne do UV, nie są zbyt jasne, ale mogą robić ciekawe rzeczy w ciemności, jeśli coś białego jest blisko nich. W ten sposób możesz zrobić osobną gałązkę na swojej girlandzie, aby zapewnić magię i tajemnicę.

Krok 3: Montaż

Przylutowanie diod LED do przewodów wymaga czasu; zwolnij dzień, aby to zrobić, nawet na małą girlandę z 48 diodami LED. Będziesz potrzebować (oprócz diod LED i przewodów):

- rurka termokurczliwa 1,5 mm;

- rurka termokurczliwa 2,5 mm;

- Dużo roztworu rodzynek;

i oczywiście lutownica.

Oczyść koniec drutu, owiń go wokół nogi LED, nałóż kroplę roztworu rodzynek, lutuj. Powtórz dla drugiej nogi. Wciśnij rurkę 1,5 mm na pierwsze złącze lutowane i obkurcz je, powtórz dla drugiego. Wciśnij rurkę 2,5 mm na obie nogi i obkurcz. Wewnętrzna kurczliwość jest potrzebna, aby zapobiec szortom, a zewnętrzna dla dobrego wyglądu. Nie jest potrzebny żaden uchwyt, ponieważ powstałe urządzenie jest lekkie, jodłowe igły dobrze je utrzymają. (Jeśli twoje drzewo jest sztuczne, możesz potrzebować czegoś, co sprawi, że diody LED się przykleją)

Wykonuj w grupach po sześć, śledź widmo, nie zapomnij sprawdzić, czy dioda LED działa, ponieważ może ulec uszkodzeniu podczas lutowania, i pamiętaj o zaznaczeniu przewodu anodowego.

Jeśli chodzi o długość drutów, to zrobiłem je 50 cm i jest trochę za krótki nawet jak na małe drzewko, które miałem. Musiałem rozciągać druty zamiast owijać je wokół gałęzi. Na swoją wymówkę zamierzałem zrobić girlandę z 96 diodami LED (nadal tak btw), a to była jej górna połowa. W każdym razie zastanów się, czy chcesz, aby drut podążał za łodygą, a następnie odgałęzieniem wychodzącym z kontrolera i odpowiednio dobierz długość.

Krok 4: Połączenie kontrolera

Użyłem mojej płyty UltiBlink SL, która została zasadniczo zaprojektowana z myślą o tym zadaniu. O ile nie masz / zamówisz jeden, będziesz musiał zrobić własny. Płytka do krojenia chleba tutaj nie zadziała, więc będziesz musiał coś wymyślić i przylutować na płytce prototypowej. Sterowniki LED są lepsze do tego zadania niż rejestry przesuwne (z biblioteką ShiftPWM), ponieważ sterowniki nie wymagają rezystorów dla każdej diody, a więc mniej miejsca, mniej otworów, mniej lutowania.

Zauważ, że użyłem wersji rozszerzenia mojej płyty UltiBlink, tej bez elementów Arduino (a mianowicie mikrokontrolera) z tyłu. Do przystawki dołączyłem płytkę mikrokontrolera (okrągły BlinkeyCore). Prawda jest taka, że początkowo nie było to zamierzone; ta konkretna 48-LED girlanda miała służyć jako górna część girlandy 96-LED, przy czym dolna miała MC na pokładzie. Mimo to okazało się to dobre, ponieważ a) udało mi się przymocować tablicę bezpośrednio do pnia drzewa za pomocą prostych gumek, oraz b) mogłem łatwo zdjąć tablicę kontrolną, aby ponownie załadować szkic. Nie musiałam dosłownie siedzieć pod choinką z notatnikiem jak jakiś geekowy Mikołaj. Dlatego sugeruję, abyś zrobił coś podobnego, to znaczy odłącz płytkę Arduino / MC od urządzenia.

Podłączyłem diody LED do 48 wyjść w 6 partiach po 8 diod LED w następujący sposób: czerwony, pomarańczowy, żółty, bagienno-zielony, zielony, niebieski, fioletowy, różowy; powtórz 5 razy. Oznacza to, że wyjście 0 = czerwony, wyjście 1 = pomarańczowy, wyjście 2 = żółty itd. Poniższy szkic opiera się na tej kolejności, aby zapewnić wielką sprawiedliwość. Upewnij się, że umieściłeś je na drzewie w tej samej kolejności, poruszając się spiralnie w górę lub w dół. Sugerowałbym również umieszczenie diod LED tego samego koloru w mniej więcej pionowych liniach (nad lub pod sobą) – wszystko to sprawi, że efekty będą wyglądały znacznie lepiej.

Na koniec powinieneś wziąć pod uwagę zużycie energii. 48 diod LED wymaga około 1A przy 5V, gdy wszystkie są włączone. Możesz użyć ładowarki USB, ale powinna być naprawdę dobra i przetestowana, a nie jakieś tanie bzdury z eBaya, które powinny dostarczać wystarczająco dużo soku, ale nie daje (jak biała na moich zdjęciach, później ją wymieniłem). Z 96 diodami LED zamierzam użyć dwóch, po jednej na każdą część girlandy, aby upewnić się, że wszystko działa zgodnie z przeznaczeniem. Innym możliwym podejściem do tego problemu jest oprogramowanie: jeśli upewnisz się, że nie więcej niż 25 diod LED jest włączonych w danym momencie, będziesz mógł uruchomić to z dowolnej ładowarki USB, a nawet portu USB komputera. Mój szkic poniżej nie.

Krok 5: Kontrola podczerwieni

IR jest całkiem niezły i fantazyjny do kontrolowania trybów na twojej girlandzie. Na szczęście istnieje doskonała biblioteka IRLib, która zaspokaja wszystkie potrzeby. Ponadto odbiornik podczerwieni ma bardzo proste połączenie.

Istnieje wiele instrukcji dotyczących korzystania z pilotów na podczerwień z Arduino, więc nie będę się tutaj zagłębiał. Jeśli nie znasz tego, po prostu zarezerwuj wieczór na wykonanie tego, to nie jest nauka o rakietach.

Potrzebne są jednak pewne uwagi, aby to ułatwić:

1 – Istnieją różne protokoły komunikacji IR, z których Philips jest najdziwniejszy, a Sony najbardziej logiczny i łatwy do zaprogramowania. Większość tanich pilotów korzysta na szczęście z Sony.

2 – Jeśli masz gdzieś w garażu jakieś stare piloty, sprawdź je, całkiem możliwe, że będą działać dobrze. Kiedyś używałem pilota od telewizora do sterowania jednym z moich świątecznych urządzeń, ale to nie jest najlepszy pomysł, ponieważ sygnał odbija się od ścian, dzięki czemu może przełączać kanały lub coś na telewizorze podczas sterowania girlandą. Lepiej mieć dedykowany.

3 – Oto mój szkic, którego używam do mapowania przycisków na nowym pilocie pracującym z protokołem Sony. Zrzuca kody do monitora szeregowego, pozwalając po prostu je skopiować i wkleić. Kopiuję i wklejam je do tego pliku, który zostaje włączony do głównego szkicu girlandy (poniżej). Całkiem możliwe, że kody do pilota ogólnego (nazwanego „CarMP3” w zestawie) już tam będą działać.

Krok 6: Szkic

Ok, ten szkic działa z płytką mojego projektu (48 diod). Jest też dość niechlujny, ponieważ napisałem go w pośpiechu i nie miałem czasu go wyczyścić/skomentować. Mimo to możesz uznać to za przydatne; nie krępuj się chwyć z niego potrzebnych kawałków i rób wszystko, co chcesz. Najprostszym sposobem byłoby po prostu zastąpienie wszystkich wystąpień funkcji biblioteki DMdriver własnymi. W sumie są trzy: test.setPoint (int x, int y) ustawia wyjście #x na Y (Y jest liczbą 16-bitową); test.clearAll() ustawia wszystkie wyjścia na zero, a test.sendAll() odświeża informacje w sterowniku LED (wysyła tam dane, zmieniając jednocześnie stan LED). Nawet bez pilota zadziała. Po zakończeniu sprawdź poprzednią część tej instrukcji, zmapuj przyciski na pilocie i umieść kody w pliku dołączanym.

Jeśli jesteś dumnym posiadaczem UltiBlink, będziesz mógł uruchomić szkic po wyjęciu z pudełka (masz bibliotekę DMdriver, prawda?); skontaktuj się ze mną, jeśli coś pójdzie nie tak, znasz adres.

Powodzenia, baw się dobrze, zadawaj pytania – postaram się na nie odpowiedzieć, życzę szczęśliwych nadchodzących Świąt i miejmy nadzieję, że wkrótce napiszę coś nowego!