Vánoční osvětlení s Atmega328: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Vánoce se blíží a je na čase s nimi začít něco dělat. V mém případě - konečně dokončení instruktáže o mém osvětlení vánočního stromku.

Myšlenka je zde jednoduchá: uchopte hrstku různých barevných LED diod, zapojte je paralelně k ovladači LED (díky čemuž lze každou samostatně ovládat), bavte se. To může znít divně s ohledem na veškeré potřebné zapojení, ale praxe ukázala, že to funguje mnohem lépe než vaše světla mimo obchod s jejich tupými pevně zapojenými režimy a bez přizpůsobení. Zapojení je neviditelné, LED diody jsou skryty v jedlových jehlách, vše se ovládá IR dálkovým ovladačem, děti i dospělí jsou šťastní.

Vypadá to jednoduše, ale trvalo mi několik let, než jsem to dokončil a fungoval na skutečném stromu. Na některých neočekávaných místech jsem narazil na problémy - například v zapojení. Tento návod je určen k pomoci těm z vás, kteří chtějí dělat totéž, aniž by museli procházet měsíce pokusů a omylů při nákupu různých věcí na internetu.

Projekt je zaměřen na mírně zkušené lidi, protože jej budete muset přizpůsobit svému hardwaru. Na to jsem už dávno vytvořil speciální desku, to si budete muset vymyslet sami. Nebo můžete získat jeden ode mě, ale přesto budou zapotřebí určité schopnosti pájení.

Co budete potřebovat:

- Deska řadiče (Arduino nebo jiná)

- Obvody řízení LED. Doporučují se ovladače LED, ale je to možné pomocí posuvných registrů a knihovny ShiftPWM

- Nejméně 48 LED diod různých barev

- 30AWG ovinovací drát, nejméně 100 metrů

- Pájení a programování

- Trochu času a trpělivosti

Poskytnu svůj náčrt, ale budete jej muset přizpůsobit svému zařízení. APOLOGIE: Omlouvám se za kvalitu obrázků a videí i za samotný článek. Nejsou tak vybroušené, jak bych si přál. Ale mezi rodinou, prací a koníčkem si musím vybrat ty první dva. A potřeboval jsem nyní zveřejnit tento Instructable, dokud je čas před slavnostmi.

Krok 1: Zapojení

Dráty pro mě byly hlavním problémem. Se svými základními čínskými světly získáte tmavě zelenou kabeláž. Doufal jsem, že na internetu najdu stejný druh vodičů - bezvýsledně. Ve skutečnosti jsem strávil rok zkoušením, objednával jsem tucet různých druhů a nakonec jsem pochopil, že na nich vlastně nezáleží.

Věc je, že váš základní vyrobený věnec je zapojen do série. Z toho vyplývají dva problémy:

a) Dráty jsou docela silné, protože potřebují nést energii pro všechny LED v sérii a

b) Tyto dráty jdou z jedné větve vánočního stromku do druhé na dohled, kolmo na větve.

Tyto dva problémy vyžadují, aby se dráty mísily s listy stromů (jedlové jehly). A nejsou zrovna úspěšní v tom.

S tím, co jsem měl na mysli (to znamená, že každá jednotlivá LED s vlastním zapojením, zapojená paralelně) se věci mění:

a) Můžete použít opravdu tenké dráty a

b) Sledují větev LED na zádech ke stonku stromu, odcházejí z pohledu diváků, a jsou tak efektivně neviditelní.

Bingo! Nepotřebujete tmavě zelenou barvu, můžete mít hnědou, aby se spojila s větvemi, nebo dokonce azurovou jako já, a stále bude neviditelná.

To je něco, co jsem vlastně zjistil, jakmile byl věnec na svém místě. Funguje to.

Potřebujete tedy tenký drát ovíjející drát 30AWG (jako tento), buď zelený (má trochu modrou barvu) nebo hnědý.

Krok 2: LED diody

Na internetu jsou k dispozici sady „10 barevných LED“. Barvy jsou: červená, oranžová, žlutá, bažinozelená, zelená, modrá, růžová, fialová, studená bílá a teplá bílá. Poslední dva jsou zajímavé, protože s nimi můžete udělat nějaké efekty stříbro/zlato, ale to je jiný příběh. Zbývajících osm je v pořádku a číslo je velmi výhodné, co když mají ovladače LED 16 výstupů. Doporučuji 3mm LED diody: jsou poměrně jasné, přestože jsou dostatečně malé na to, aby se mohly schovat do jehel.

Ti, kteří sledují moje řádění, vědí, že jsem trochu posedlý spektrem, a vidíte, že sada barev není přesně konzistentní se spektrem. Nejpozoruhodnější je rozdíl mezi zelenou a modrou barvou.

Za prvé, lidské oko není tak dobré v rozlišování těchto barev; jsme mnohem lepší s čímkoli, co má v sobě alespoň kousek červené barvy. Za druhé, k vyplnění mezery nejsou k dispozici téměř žádné diody LED. Je pravda, že na Aliexpressu je jeden dodavatel azurových LED, ale ty jsou poměrně drahé (a našel jsem je příliš pozdě). Existuje také spousta podvodníků, kteří prodávají základní zelené LED diody jako „smaragdové“; nespadej do toho. Zjistil jsem, že sada 10 barev je docela dobrá; LED diody produkují viditelně odlišné barvy.

Pokud se vám podaří najít tyto azurové LED diody za vhodnou cenu, doporučil bych vám nahradit ty fialové (umístěním azurové mezi zelenou a modrou). Fialové jsou spíše jako ultrafialové, nejsou příliš jasné, ale ve tmě mohou dělat zajímavé věci, pokud je v jejich blízkosti něco bílého. Na svém věnci si tedy můžete vytvořit samostatnou větev pro poskytování magie a tajemství.

Krok 3: Sestavení

Pájení LED diod na vodiče vyžaduje čas; udělejte si den na to i pro malý věnec se 48 LED diodami. Budete potřebovat (kromě LED a vodičů):

- 1,5 mm smršťovací trubice;

- 2,5 mm smršťovací bužírka;

- Spousta roztoku rozinek;

a samozřejmě páječku.

Vyčistěte konec drátu, omotejte jej kolem LED diody, naneste kapku rozinkového roztoku, pájejte. Opakujte pro druhou nohu. Zatlačte 1,5mm hadičku na první pájecí spoj a zmenšete, opakujte pro druhou. Zatlačte 2,5mm hadičku na obě nohy a zmenšete. Vnitřní zmenšení je nutné, aby se zabránilo šortkám, vnější pro dobrý vzhled. Není potřeba žádný úchop, protože výsledná mašinka je lehká, jedlové jehly ji docela dobře udrží. (Pokud je váš strom umělý, možná budete potřebovat něco, aby LED svítily)

Dělejte ve skupinách po šesti, sledujte spektrum, nezapomeňte zkontrolovat, zda LED funguje, protože se může během pájení poškodit, a nezapomeňte označit anodový vodič.

Pokud jde o délku drátů, udělal jsem je 50 cm a je to trochu krátké i pro malý strom, který jsem měl. Musel jsem natáhnout dráty, místo abych je omotal kolem větví. K mé omluvě jsem měl v úmyslu vyrobit věnec s 96 LED (stále dělat btw), a to byla jeho horní polovina. V každém případě vezměte v úvahu, že budete chtít, aby drát sledoval dřík a potom větev vycházející z ovladače, a podle toho vyberte délku.

Krok 4: Připojení ovladače

Použil jsem desku UltiBlink SL, která byla v podstatě navržena s ohledem na tento úkol. Pokud ho nemáte/neobjednáte, budete si muset vyrobit vlastní. Breadboard zde nebude fungovat, takže budete muset něco vymyslet a pájet na prototypovací desce. LED ovladače jsou pro tento úkol lepší než posuvné registry (s knihovnou ShiftPWM), protože ovladače nevyžadují rezistory pro každou LED, tedy méně místa, méně otvorů, méně pájení.

Všimněte si, že jsem použil verzi Extension na mé desce UltiBlink, tu, která nemá na zádech věci Arduino (to znamená mikrokontrolér). K nástavci jsem připevnil desku mikrokontroléru (kulatý BlinkeyCore). Pravdou je, že to nebylo původně zamýšleno; tento konkrétní věnec se 48 LED diodami měl sloužit jako horní část věnce s 96 diodami LED, přičemž spodní měl na palubě MC. Přesto se to osvědčilo, protože a) byl jsem schopen připevnit desku přímo na stonek stromu pomocí jednoduchých gumiček, a b) dokázal jsem snadno odstranit desku ovladače a znovu načíst skicu. Nemusela jsem doslova sedět pod vánočním stromkem s notebookem jako nějaký podivínský Santa. Navrhuji tedy, abyste udělali něco podobného, to znamená, že necháte desku Arduino/MC odpojit od mašinky.

LED diody jsem připojil na 48 výstupů v 6 dávkách po 8 LED, každá takto: červená, oranžová, žlutá, bažinozelená, zelená, modrá, fialová, růžová; opakujte 5krát. To znamená, že výstup 0 = červená, výstup 1 = oranžová, výstup 2 = žlutá atd. Níže uvedený náčrt závisí na tomto pořadí pro velkou spravedlnost. Ujistěte se, že jste je položili na strom ve stejném pořadí, spirálovitě buď nahoru, nebo dolů. Navrhoval bych také zkusit umístit LED stejné barvy do více či méně svislých čar (nad nebo pod sebe)-díky tomu budou efekty vypadat mnohem lépe.

Nakonec byste měli zvážit spotřebu energie. 48 LED diod vyžaduje přibližně 1A při 5V, když jsou všechny zapnuté. Můžete použít USB nabíječku, ale měla by být opravdu dobrá a vyzkoušená, ne nějaké levné kraviny z eBay, které by měly poskytnout dostatek šťávy, ale ne (jako ta bílá na mých fotkách, později jsem ji vyměnil). S 96 diodami LED hodlám použít dvě, jednu pro každou část věnce, jen abych se ujistil, že vše funguje tak, jak bylo zamýšleno. Další možný přístup k tomuto problému spočívá v softwaru: pokud se ujistíte, že v daném okamžiku nesvítí více než 25 diod LED, budete jej moci spustit z jakékoli USB nabíječky nebo dokonce z USB portu vašeho počítače. Moje níže uvedená skica ne.

Krok 5: IR ovládání

IR je docela dobré a fantastické pro ovládání režimů na vaší girlandě. Naštěstí existuje vynikající knihovna IRLib, která pokrývá všechny potřeby. IR přijímač má také velmi jednoduché připojení.

Existuje spousta pokynů k použití IR dálkových ovladačů s Arduinem, takže se zde nebudu příliš rozepisovat. Pokud to nevíte, rezervujte si večer, než to zvládnete, není to žádná raketová věda.

Jsou však zapotřebí některé poznámky, které to usnadní:

1 - Existují různé komunikační protokoly IR, přičemž ten nejdivnější je ten Philips a nejlogičtější a nejsnadněji programovatelný Sony. Většina levných dálkových ovladačů naštěstí používá ten Sony.

2 - Pokud máte někde v garáži staré dálkové ovladače, zkontrolujte je, dost možná budou fungovat dobře. Kdysi jsem používal dálkový ovladač z televize k ovládání jedné z mých vánočních vychytávek, ale to není nejlepší nápad, protože signál se odráží od zdí, takže může přepínat kanály nebo něco na vaší televizi, zatímco vy ovládáte svůj věnec. Je lepší mít vyhrazený.

3 - Zde je můj náčrt, který používám k mapování tlačítek na novém dálkovém ovládání pracujícím s protokolem Sony. Ukládá kódy do sériového monitoru, takže je můžete jednoduše zkopírovat a vložit. Zkopíruji je a vložím do tohoto souboru, který se zahrne do hlavního náčrtu pro věnec (níže). Pravděpodobně kódy pro generický dálkový ovladač (v zahrnutí nazývaný „CarMP3“) již budou fungovat i s vaším.

Krok 6: Skica

Dobře, tato skica pracuje s deskou mého návrhu (48 LED). Je to také docela špinavé, protože jsem to napsal ve spěchu a neměl jsem čas to vyčistit/okomentovat. Přesto to může být užitečné; neváhejte z něj vytáhnout potřebné kousky a dělat, co chcete. Nejjednodušší by bylo jednoduše nahradit všechny instance funkcí knihovny DMdriver vašimi. Existují celkem tři: test.setPoint (int x, int y) nastaví výstup #x na Y (Y je 16bitové číslo); test.clearAll () nastaví všechny výstupy na nulu a test.sendAll () obnoví informace v ovladači LED (odešle data tam a současně změní stavy LED). I bez dálkového ovladače to bude fungovat. Až budete hotovi, zkontrolujte předchozí část tohoto Instructable, namapujte tlačítka na dálkovém ovladači a vložte kódy do souboru pro zahrnutí.

Pokud jste hrdým vlastníkem UltiBlink, budete moci skicu spustit hned po vybalení (máte knihovnu DMdriver, že?); neváhejte mě kontaktovat, pokud se něco pokazí, znáte adresu.

Hodně štěstí, bavte se, pokládejte otázky - pokusím se na ně odpovědět, šťastné nadcházející Vánoce a snad brzy napíšu něco nového!