2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-13 06:58
Autor: ThomasVDDFollow Więcej autora:
Idąc na duży koncert, często rozdają małe diody LED. Idąc na koncert Coldplay, dostajesz jego niesamowitą wersję: opaskę LED. Podczas pokazu zapalają się automagicznie i dają niesamowity efekt. Jednak pod koniec pokazu bransoletka staje się całkowicie bezużyteczna, a szkoda dla tak fajnego gadżetu!
W tej instrukcji zrobimy coś z tym i ożywimy opaskę LED! Widziałem ludzi, którym udało się sprawić, by niektóre kolory działały, ale to nie jest wystarczająco fajne. Zamierzamy przeprogramować zespół, aby mieć pełną kontrolę nad diodami LED i sprawić, by świeciły we wszelkiego rodzaju fajnych wzorach!
Zacznijmy!
Krok 1: Rozbieranie
Zanim będziemy mogli ożywić bransoletkę, powinniśmy wiedzieć, co ją tyka. Rozbierzmy to!
Dostanie się do wnętrza obudowy jest dość proste: wystarczą 4 śruby, aby odsłonić magię wnętrza. Witają nas baterie (lub to, co z nich zostało). Zobaczysz 2 uchwyty baterii: pierwszy ma dwa (rozmiar 2025), które gaszą napięcie 6 V i są używane do diod LED; drugi ma wewnątrz pojedynczą baterię (rozmiar 2032) do mikrokontrolera.
Kiedy rozdają opaski na koncercie, włączają je, wyciągając małą plastikową klapkę spomiędzy baterii i uchwytu baterii. Ponieważ nie są przeznaczone do ponownego użycia, nie ma również możliwości ich wyłączenia. Ponieważ urządzenie pozostanie zasilane do wyczerpania baterii, będziemy musieli wymienić je na nowe ogniwo monetowe.
Wymiana baterii to jedno, a upewnienie się, że możemy ponownie wyłączyć opaskę, to drugie. Próbowałem dodać przełącznik, ale znalazłem znacznie prostsze rozwiązanie: włóż ten sam rodzaj uchwytu (czy to sprawia, że jest to wypustka…?) między baterią a uchwytem, aby odciąć zasilanie urządzenia. Dowolna cienka i wytrzymała zakładka może się sprawdzić: twardy plastik, tektura… Użyłem małego kawałka paska niklowego (używanego do łączenia ogniw litowych) z taśmą malarską około połowy. Jest bardzo wytrzymały i pozwala na umieszczenie go na odwrót (metalową częścią pomiędzy baterią a uchwytem) jako sposób przechowywania zakładki, gdy opaska jest założona.
Teraz, gdy mamy moc, dowiedzmy się, jak możemy zrobić trochę światła!
Krok 2: Sterowanie diodami LED
Dowiemy się teraz, jak sterować diodami LED. Jeśli interesuje Cię tylko wgranie kodu i oglądanie diod LED, przejdź od razu do następnego kroku.
Zanim zaczniemy programować, musimy najpierw poznać sprzęt. Dokładniej, powinniśmy wiedzieć, w jaki sposób diody LED są połączone z mikrokontrolerem. Możemy to sprawdzić, podążając za śladami na płytce drukowanej lub sprawdzając schemat, który ktoś inny już wykonał (kredyty). Cały schemat jest w formacie PDF, ale dodałem też uproszczoną wersję z potrzebnymi nam informacjami.
Widzimy, że używają ATmega88 jako mikrokontrolera. Diody LED są sterowane za pomocą niektórych tranzystorów MOSFET, które są sterowane przez ATmega88 z następującymi pinami:
- Czerwona dioda LED: Port B6
- Zielona dioda LED: Port C3
- Niebieska dioda LED: Port B7
- Wspólne: Port D3
To wszystko, co musimy wiedzieć! Teraz zróbmy trochę światła! Robimy to po prostu włączając lub wyłączając odpowiednie piny. Jest jednak pewien haczyk: diody LED nie mają rezystora ograniczającego prąd, więc prąd będzie ograniczany tylko przez wewnętrzną rezystancję baterii. Niedobrze. Ponadto, ponieważ czerwona dioda LED ma niższe napięcie przewodzenia niż zielona i niebieska, będzie pobierać więcej prądu i będzie znacznie jaśniejsza niż pozostałe. Niedobrze.
Aby ładnie sterować diodami, powinniśmy sterować nimi za pomocą PWM. Zrobiłem to, pisząc procedurę przerwania, która działa z częstotliwością 10 kHz i tworzy sygnał PWM dla wszystkich diod LED. Kompensuje również różnicę w poborze prądu: aktualny współczynnik wypełnienia dla czerwonej diody LED jest niższy niż dla zielonej i niebieskiej. Możemy teraz kontrolować jasność każdej z diod LED, aktualizując zmienną.
W głównej pętli zrobimy właśnie to. Zrobiłem kilka wzorów, które zmieniają jasność diod LED. Powinno być całkiem łatwo zrobić więcej dla siebie, możesz użyć mojego kodu jako przykładu. Stworzyłem ponad 10 różnych wzorów, które po prostu zapętlają się. Jedna pętla zajmuje około 5 minut, więc szybko się nie znudzi;)
Krok 3: Programowanie
Z napisanym kodem możemy zaprogramować urządzenie! Ale czekaj, gdzie mamy podłączyć programator?
Rzućmy okiem na tył płytki PCB. Poza bateriami jest tylko kilka dziur. I to jest dokładnie to, czego szukamy, mamy szczęście:) Dziury to port programowania, używany do programowania w systemie (ISP). Pozwoli nam to zaprogramować mikrokontroler, gdy jest w układzie (stąd nazwa).
Teraz, gdy już zlokalizowaliśmy nasz cel, możemy podłączyć je do programatora AVR (programatora mikrokontrolerów ATMEL). Ponieważ 6 pinów w rzędzie nie jest tak naprawdę standardowym połączeniem, do ich połączenia użyłem prostych zworek. Możesz sprawdzić pin-out na zdjęciu.
W zależności od programisty masz 2 opcje zasilania urządzenia podczas programowania. Albo zasil go napięciem 3,3 V przez sam programator (jeśli jest obsługiwany) albo włóż nową baterię do opaski i zasil ją w ten sposób. Z pewnością nie rób obu!
Teraz, gdy podłączyliśmy programator i zapewniliśmy zasilanie, możemy wreszcie zaprogramować to cholerstwo! Wykorzystamy Atmel Studio, aby powstało z popiołów!
- Otwórz Atmel Studio i otwórz projekt (plik.atsln).
- Przejdź do Narzędzia>Programowanie urządzeń (ctrl+shift+p) i wybierz swojego programistę; naciśnij Zastosuj.
- Przejdź do zakładki Bezpieczniki i skopiuj ustawienia pokazane na obrazku. Naciśnij Program
- Przejdź do zakładki Memories i naciśnij Program.
To wszystko, niech się stanie światłość!