Arduino Fireflies: 11 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Jednou z věcí, na které se v létě v Pensylvánii těším, jsou světlušky na mém dvorku. Nedávno jsem se naučil programovat Adruino za účelem vytvoření tohoto jednoduchého projektu. Je to skvělý program pro začátek a snadno ho zvládne každý programátor, začátečník i odborník, stavět, upravovat a bavit se během několika minut. Začněme.

Krok 1: Co budete potřebovat

Aby vaše chyby začaly blikat, budete potřebovat tyto komponenty:

• Arduino. Začal jsem s Nano, ale jakýkoli mikrokontrolér kompatibilní s Arduino to udělá.
• Žluté LED diody, 5 mm. Můžete jich použít až 6.
• Rezistory. K omezení proudu budete potřebovat jeden odpor na každou LED. Použil jsem 470 ohmů, ale cokoli nad 150 ohmů by mělo být v pořádku k ochraně vašeho mikrořadiče.
• Prkénko.
• Propojovací drát.

K dokončení projektu pro váš dvorek budete potřebovat:

• Krabice projektu odolná proti povětrnostním vlivům.
• 9voltová baterie s konektorem. (Viz poznámky v dolní části této části.)
• Přepínač. (Vybral jsem tyto vodotěsné spínače. Pokud toto nepoužíváte venku, postačí jakýkoli přepínač.)
• Několik yardů drátu pro umístění LED diod kolem zahrady. Na jednu LED jsem použil asi 10 stop ethernetového kabelu Cat5.
• Malé prkénko nebo nějaké prkénko.
• Kabelová vývodka odolná proti povětrnostním vlivům, kterou procházejí vodiče LED. (Pokud toto nepoužíváte i venku, můžete to vynechat.)
• Smršťovací bužírky chránící zadky LED.
• Zelené pásky na suchý zip (tj. Na suchý zip) k připevnění světlušek LED k rostlinám a sloupkům ve vaší zahradě.

• Samčí záhlaví pro připojení komponent do vašeho malého prkénka.

Nástroje:

• Vrtáky pro krabici projektu. (Využijte této příležitosti a udělejte si hezký krok. Budete rádi, že jste to udělali).
• Horká lepicí pistole.
• Páječka.
• Rotační nástroj (tj. Dremel) pro vyřezávání prostoru v projektovém poli, pokud jej potřebujete.

Pár poznámek zde:

1. Baterie byla vybrána pro rychlé a snadné spuštění. Trvalé používání 9voltové baterie je trochu zbytečné. Raději budete používat držák 4x baterie AA pro delší životnost (budete však potřebovat větší projektovou krabici, do které se vejde).

2. Pokud se rozhodnete dekonstruovat ethernetový kabel Cat 5 pro kabely, ujistěte se, že mají měděné jádro, a úhledně je obalte některým PVC, aby byly při práci organizované. Opět jsem použil asi 10 stop drátu na LED. Pokud chcete rozsvítit světla široko daleko, použijte delší dráty!

3. Nakonec všechny odkazy, které jsem poskytl, jsou pouhé návrhy. Před stavbou nebo koupí čehokoli si prosím přečtěte celý tento návod, abyste lépe porozuměli tomu, jak byste chtěli osobně postupovat.

Krok 2: Vybudujte obvod

Tento projekt využívá kolíky modulace šířky pulsu na vašem Arduinu. Mikroprocesor má 6 těchto kolíků a můžete jich použít tolik, kolik chcete. Okruh je docela přímočarý. Připojte veškerý výkon z kolíků D3, D5, D6, D9, D10 a D11 pulzní šířkové modulace (PWM) na kladné konce vašich LED diod. Zapojte záporné konce k rezistorům a poté ke společné zemi. (Rezistory mohou být před nebo za LED diodou. Nezáleží na tom, pokud se nechcete chránit před zkraty ve vyšších proudech.) Zahrnul jsem několik schémat, která pomohou s zapojením. (Diagramy byly vytvořeny pomocí návrhového softwaru Fritzing.)

Krok 3: Kód

Pokud jste zkušený programátor, bude vám tento kód připadat zjednodušující. Je to skvělý kód, se kterým se můžete začít učit, protože vás seznámí s používáním proměnných, pinmodes, funkcí a dokonce i náhodného generátoru. Kód není tak kompaktní, jak by mohl být, protože jsem si jist, že stejného efektu lze dosáhnout pomocí polí atd.

Komentáře kódu rozvrhují logiku každé sekce. Zde je vložen celý kód a níže si můžete stáhnout skicu.

/*

Tento skript bliká 6 LED diod (samozřejmě žlutých) v náhodném pořadí v náhodných intervalech pomocí PWM. Každá LED je ovládána vlastní funkcí. */ int led1 = 3; // LED připojená na PWM pin 3 atd. Použil jsem všech 6 PWM pinů. int led2 = 5; int led3 = 6; int led4 = 9; int led5 = 10; int led6 = 11; dlouhý randnum; // randnum řídí časový interval mezi blikáním a dlouhým randbug; // randbug řídí, která chyba se rozsvítí. void setup () {pinMode (led1, OUTPUT); // Nastavení všech pinů PWM jako výstupů. pinMode (led2, VÝSTUP); pinMode (led3, VÝSTUP); pinMode (led4, VÝSTUP); pinMode (led5, VÝSTUP); pinMode (led6, VÝSTUP); } void loop () {randbug = random (3, 12); // randbug náhodně vybere funkci ke spuštění, // tedy náhodně zvolí chybu, která se rozsvítí. if (randbug == 3) {bug1 (); } if (randbug == 5) {bug2 (); } if (randbug == 6) {bug3 (); } if (randbug == 9) {bug4 (); } if (randbug == 10) {bug5 (); } if (randbug == 11) {bug6 (); }} / * * Každá z těchto funkcí funguje stejným způsobem. „Pro smyčky“zvyšte a poté snižte * výstup tohoto pinu pro ovládání jasu LED. * 'randnum' je náhodný časový interval mezi 10 a 3000 ms * a volí časový interval mezi blikáním chyb. * 'delay 10' je jen pro efekt fade. */ void bug1 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led1, fadeValue); zpoždění (10); } zpoždění (randnum); } void bug2 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led2, fadeValue); zpoždění (10); } zpoždění (randnum); } void bug3 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led3, fadeValue); zpoždění (10); } zpoždění (randnum); } void bug4 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led4, fadeValue); zpoždění (10); } zpoždění (randnum); } void bug5 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led5, fadeValue); zpoždění (10); } zpoždění (randnum); } void bug6 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led6, fadeValue); zpoždění (10); } zpoždění (randnum); }

Krok 4: Postavte krabici

Jakmile zašifrujete svůj Arduino kódem a necháte své světlušky pracovat tak, jak chcete, můžete je dát na zahradu; to znamená krabici projektu a nějaké smršťování, aby Arduino a LED zůstaly suché. Pojďme vyrobit!

Krok 5: Budování zadků

• Ořízněte vodiče LED asi na 5 mm.
• Odizolujte a pocínujte konce vodičů, které používáte, také asi 5 mm.
• Na každý konec drátu nasuňte 1mm smršťovací hadičku.
• Připájejte LED k drátu. (V tomto okamžiku byste měli zvolit, který vodič ve vašem páru bude váš kladný a který záporný. Vybral jsem plný vodič jako kladný a bílý vodič jako záporný. Udržujte tuto strategii v celém projektu, abyste se vyhnuli bolestem hlavy později!)
• Zasuňte tepelný smršťovač úplně přes holý vodič a vodiče LED. Přejeďte po nich rychlým plamenem, abyste je zmenšili na dráty.
• Nasuňte další kus tepelného smršťovače přes LED a vodiče s LED čočkou vyčnívající na konec a roztavte jej na místo.
• Nasuňte několik kusů tepelně smrštitelného drátu po celé jeho délce a roztavte jej na každých pár stop, aby byl drát uklizený.

Krok 6: Připravte si krabici projektu

• Pomocí rotačního nástroje s bitem brusného bubnu vyčistěte veškerý nepotřebný plast v projektové krabici. (Dávejte pozor, abyste neodřízli všechny šroubové úchyty, které budete možná potřebovat k tomu, abyste dali krabici dohromady.)
• Rozhodněte se, kde chcete, aby váš přepínač a LED vodiče vyšly. Navrhuji strany, ale použijte to, co funguje podle vašich potřeb.
• Pomocí vrtáku příslušné velikosti vytvořte otvory pro kabelovou průchodku a spínač.

Poznámka: Na výše uvedené fotografii uvidíte, že jsem vytvořil „fiktivní kabel“. Jedná se o svazek 6 párů drátu, který jsem použil pro LED diody s tepelným smršťováním, které je spojily dohromady. Použil jsem to, abych se ujistil, že kabelová průchodka bude dobře pasovat se skutečným kabelovým svazkem, a také jsem otestoval vodotěsnost krabice, jakmile byl spínač, kabelová průchodka a víko zapnuté. (Poté, co byl ponořen na 24 hodin do 6 palců vody, měl uvnitř velmi málo vlhkosti. Rád bych tento box nazval „odolným vůči povětrnostním vlivům“.)

Krok 7: Přineste sílu

• Určete, kolik baterie a spínacího drátu budete potřebovat k dosažení svého Arduina zhruba umístěním všech tří komponent do krabice projektu. Ořízněte vodiče spínače a konektoru 9V baterie. Odizolujte a cínujte konce. Pro další krok zasuňte na místo nějaké smršťovací zařízení.
• Odřízněte z pásku dva kolíkové hlavičky (ale držte je slepené).
• Pájejte červený vodič konektoru 9V baterie na jeden konec spínače. Druhý konec spínače připájejte na kolíkový konektor. Pájejte černý kabel baterie na druhý kolíkový konektor.
• Jak je znázorněno na obrázku výše, kolíky záhlaví půjdou do prkénka k napájení Nano na VIN (pozitivní) a GND (negativní). Pin VIN zvládne 7 až 12 voltů. Pokud plánujete napájet Arduino jiným způsobem než 9V baterií, použijte jiný napájecí kolík.

Krok 8: V případě potřeby upravte Nano

Protože můj projektový box byl docela mělký, potřeboval jsem odstranit kolíky záhlaví ICSP, aby se vešly. Tyto piny jsou sekundárním rozhraním s vaším Arduino. Jejich odstraněním nepoškodíte Nano, protože skripty můžete kdykoli načíst přes port USB.

Poznámka: Pokud váš Nano přišel a potřebujete připájet záhlaví, jednoduše tyto kolíky při sestavování Arduina vynechejte.

Krok 9: Propojte vnitřek

• Připojte otvor kabelové průchodky k krabici projektu v otvoru, který jste pro ni vyvrtali. Pokud jste zmateni v tom, jak používat kabelovou průchodku, toto video, které jsem našel na YouTube, ukazuje, jak se jeden sestavuje. (rychlý posun vpřed na 0:57.) Váš může mít gumovou podložku. To se nachází mezi krabicí projektu a vnější maticí kabelové průchodky.
• Shromážděte volné konce vodičů LED. Udělejte si čas a zastřihněte je na stejnou délku, odizolujte a pocínujte konce. Protáhněte konce víčkem kabelové průchodky a pomocí kousku tepelného smršťování spojte konce k sobě a ponechte dostatečnou délku, abyste dosáhli na prkénko na vnitřní straně krabice.
• Veďte svazek drátů přes otvor kabelové průchodky do projektové krabice a otočením krytky vývodky zajistěte dráty na místě, nejlépe kolem tepelného smršťovače, který jste použili k jejich seskupení.
• Oddělte zemnicí vodiče od kladných vodičů (pamatujte si, které jste vybrali dříve). Spojte všechny uzemňovací vodiče do jednoho společného uzemnění. Připojte krátký drát z tohoto svazku a zakončete jej 1 samčí hlavičkou. K ochraně holých pájených spojů použijte tepelně smrštitelné.
• Na koncích každého kladného vodiče pájejte samčí hlavičky. Opět použijte smrštění.
• Vložte zástrčky s kladným koncem do propojovací desky, abyste se připojili k pinům PWM na Arduinu.
• Vložte společnou zem do prkénka tak, aby prošlo přes odpor omezující proud a poté na GND na Arduinu.
• Vložte baterii a přepínač zasuňte otvorem v krabici, kterou jste předtím vyvrtali. Nasaďte gumovou podložku mezi krabici projektu a šroubovací uzávěr. Zapojte napájecí kabely do prkénka.
• Zaklapněte nebo našroubujte víko na krabici. Jsi hotový!

Poznámka: Upozornění ve schématech a ve vývojových fázích jsem použil jeden proud omezující odpor na každou LED. Obvykle by každá LED měla dostat svůj vlastní odpor, protože obvykle svítí více než jedna LED najednou. Kód neumožňuje rozsvítit více než jednu LED najednou, proto je pro ochranu Arduina vhodné použít pouze jeden odpor. To také šetří místo na malém prkénku nebo časové pájení každé LED pomocí in-line rezistoru. To znamená … VAROVÁNÍ !!! Pokud plánujete změnit kód tak, aby svítilo více než jedna LED současně, budete pro každou LED potřebovat samostatné odpory.

Krok 10: Použijte jej

Pomocí suchých zipů nebo tampónů horkého lepidla připevněte LED diody k rostlinám, plotům, růžovým plameňákům nebo čemukoli jinému ve vašem dvoře. Použijte je uvnitř tím, že je zastrčíte do stojanů na víno, za závěsy nebo dokonce zavěsíte dráty ze stropu pro 3D plovoucí efekt ve tmě! Bylo by to skvělé pro párty, svatby, film a fotografování.

Krok 11: Jít dále…

Jak již bylo řečeno, toto je raná verze tohoto projektu, ale je plná velkého potenciálu! Zapojte více LED diod připojením posuvného registru (viz tento návod od JColvin91, kde se dozvíte, jak.) Přidejte světelný senzor, solární nabíječku a časovač pro funkci „nastavit a zapomenout“! Nepořádek s kódem a přidejte do chyb vlastní odlesk. Podělte se o to, co děláte, a užívejte si !!

UPDATE: V posledních dvou týdnech od vydání tohoto Instructable navrhlo mnoho přispěvatelů brilantní vylepšení kódu, hardwaru a provedení tohoto projektu. Důrazně doporučuji, pokud máte v plánu to vybudovat, přečtete si komentáře a odpovědi na nápady, jak tyto bleskové chyby vyrobit způsoby, které jsem neplánoval. Právě v duchu tvorby open source vítám všechny nápady, které pomáhají rozvinout tento projekt ve více, než jsem si myslel, že je možné … a děkuji všem, kteří to dokázali.

Jít. Udělat!!!