Πυγολαμπίδες Arduino: 11 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Ένα από τα πράγματα που ανυπομονώ για τα καλοκαίρια στην Πενσυλβάνια είναι οι πυγολαμπίδες στην αυλή μου. Πρόσφατα έμαθα στον εαυτό μου τον προγραμματισμό Adruino με σκοπό να κάνω αυτό το απλό έργο. Είναι ένα εξαιρετικό πρόγραμμα για να ξεκινήσετε και είναι αρκετά εύκολο για κάθε προγραμματιστή, αρχάριο έως έμπειρο, να κατασκευάσει, να τροποποιήσει και να διασκεδάσει σε λίγα μόνο λεπτά. Ας αρχίσουμε.

Βήμα 1: Τι θα χρειαστείτε

Για να αναβοσβήνουν τα σφάλματα, θα χρειαστείτε αυτά τα στοιχεία:

• Arduino. Ξεκίνησα με το Nano, ωστόσο οποιοσδήποτε συμβατός με Arduino μικροελεγκτής θα κάνει.
• Κίτρινα LED, 5mm. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έως και 6 από αυτά.
• Αντιστάσεις. Θα χρειαστείτε μία αντίσταση ανά LED για να περιορίσετε το ρεύμα. Χρησιμοποίησα 470 ohm αλλά οτιδήποτε πάνω από 150 ohm θα πρέπει να είναι καλό για να προστατεύσετε τον μικροελεγκτή σας.
• Breadboard.
• Σύρμα βραχυκυκλωτήρα.

Για να ολοκληρώσετε το έργο για την αυλή σας, θα χρειαστείτε:

• Αδιάβροχο κουτί έργου.
• Μπαταρία 9 βολτ με βύσμα. (Δείτε τις σημειώσεις στο κάτω μέρος αυτής της ενότητας.)
• Διακόπτης. (Επέλεξα αυτούς τους αδιάβροχους διακόπτες. Εάν δεν το χρησιμοποιείτε έξω, θα το κάνει οποιοσδήποτε διακόπτης.)
• Λίγα μέτρα από σύρμα για να τοποθετήσετε τα LED γύρω από τον κήπο. Χρησιμοποίησα περίπου 10 πόδια καλώδιο Ethernet Cat5 ανά LED.
• Μια μικρή σανίδα ψωμιού ή κάποια σανίδα τέχνης.
• Αδιάβροχος καλώδιο, μέσω του οποίου περνούν τα καλώδια LED. (Μπορείτε να το παραλείψετε αν δεν το χρησιμοποιείτε και έξω.)
• Θερμοσυστελλόμενοι σωλήνες για να προστατέψετε τα άκρα σφάλματος LED σας.
• Πράσινες λωρίδες γάντζου και βρόχου (δηλ. Velcro) για την τοποθέτηση των πυγολαμπίδων LED σε φυτά και στύλους στον κήπο σας.

• Αρσενικές κεφαλίδες για τη σύνδεση εξαρτημάτων στη μικρή πλάκα ψωμιού σας.

Εργαλεία:

• Τρυπάνι για το κουτί του έργου. (Εκμεταλλευτείτε αυτήν την ευκαιρία για να αποκτήσετε ένα καλό βήμα. Θα χαίρεστε που το κάνατε).
• Πυροβόλο θερμής κόλλας.
• Συγκολλητικό σίδερο.
• Περιστροφικό εργαλείο (δηλαδή Dremel) για χάραξη χώρου στο πλαίσιο του έργου, εάν το χρειάζεστε.

Λίγες Σημειώσεις εδώ:

1. Η επιλογή της μπαταρίας ήταν για μια γρήγορη και εύκολη εκκίνηση. Η μόνιμη χρήση μπαταρίας 9 βολτ είναι λίγο σπάταλη. Καλύτερα να χρησιμοποιείτε μια θήκη μπαταρίας 4x AA για μεγαλύτερη διάρκεια ζωής (ωστόσο θα χρειαστείτε ένα μεγαλύτερο κουτί έργου για να το χωρέσετε).

2. Εάν επιλέξετε να αποδομήσετε ένα καλώδιο Cat 5 Ethernet για τα καλώδια, βεβαιωθείτε ότι είναι πυρήνας χαλκού και τυλίξτε τα τακτοποιημένα γύρω από κάποιο PVC για να τα κρατήσετε οργανωμένα ενώ εργάζεστε. Και πάλι, χρησιμοποίησα περίπου 10 πόδια σύρματος ανά LED. Αν θέλετε να απλώσετε τα φώτα πολύ μακριά, χρησιμοποιήστε με κάθε τρόπο μακρύτερα καλώδια!

3. Τέλος, όλοι οι σύνδεσμοι που παρείχα είναι απλές προτάσεις. Διαβάστε ολόκληρο αυτό το Instructable πριν δημιουργήσετε ή αγοράσετε οτιδήποτε, καθώς θα έχετε καλύτερη κατανόηση για το πώς θα θέλατε να προχωρήσετε προσωπικά.

Βήμα 2: Δημιουργήστε το κύκλωμα

Αυτό το έργο χρησιμοποιεί τις καρφίτσες διαμόρφωσης πλάτους παλμού στο Arduino σας. Ο μικροελεγκτής διαθέτει 6 από αυτές τις ακίδες και μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όσες θέλετε. Το κύκλωμα είναι αρκετά ευθεία. Συνδέστε όλη την ισχύ από τους πείρους D3, D5, D6, D9, D10 και D11 στα θετικά άκρα των LED σας. Συνδέστε τα αρνητικά άκρα στις αντιστάσεις και στη συνέχεια σε μια κοινή βάση. (Οι αντιστάσεις μπορούν να μπουν μπροστά ή πίσω από τη λυχνία LED. Δεν έχει καμία διαφορά, εκτός εάν θέλετε να προστατευθείτε από βραχυκυκλώματα σε υψηλότερα ρεύματα.) Έχω συμπεριλάβει μερικά σχήματα για να βοηθήσετε στην καλωδίωση. (Τα διαγράμματα δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας το λογισμικό σχεδιασμού Fritzing.)

Βήμα 3: Ο κώδικας

Εάν είστε έμπειρος προγραμματιστής, θα βρείτε αυτόν τον κώδικα απλοϊκό. Είναι ένας υπέροχος κώδικας για να ξεκινήσετε να μαθαίνετε καθώς σας εισάγει στη χρήση μεταβλητών, pin pin, λειτουργιών και ακόμη και τυχαίας γεννήτριας. Ο κώδικας δεν είναι τόσο συμπαγής όσο μπορεί να είναι καθώς είμαι βέβαιος ότι το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί με πίνακες κ.λπ.

Τα σχόλια κώδικα εκφράζουν τη λογική κάθε ενότητας. Ολόκληρος ο κώδικας είναι ενσωματωμένος εδώ και μπορείτε να κατεβάσετε το παρακάτω σκίτσο.

/*

Αυτό το σενάριο αναβοσβήνει 6 LED (κίτρινο, φυσικά) με τυχαία σειρά σε τυχαία διαστήματα χρησιμοποιώντας PWM. Κάθε LED ελέγχεται από τη δική του λειτουργία. */ int led1 = 3; // LED συνδεδεμένο με τον ακροδέκτη PWM 3 κλπ. Χρησιμοποίησα και τους 6 ακροδέκτες PWM. int led2 = 5; int led3 = 6; int led4 = 9; int led5 = 10; int led6 = 11; μακρύ ραντεβού? // Το randnum ελέγχει το χρονικό διάστημα μεταξύ των αναλαμπών και του μεγάλου randbug. // Το randbug ελέγχει ποιο σφάλμα ανάβει. void setup () {pinMode (led1, OUTPUT); // Ρύθμιση όλων των ακίδων PWM ως εξόδων. pinMode (led2, OUTPUT); pinMode (led3, OUTPUT); pinMode (led4, OUTPUT); pinMode (led5, OUTPUT); pinMode (led6, OUTPUT); } void loop () {randbug = random (3, 12); // Το randbug επιλέγει τυχαία μια συνάρτηση για εκτέλεση, // έτσι επιλέγει τυχαία ένα σφάλμα για να ανάψει. if (randbug == 3) {bug1 (); } if (randbug == 5) {bug2 (); } if (randbug == 6) {bug3 (); } if (randbug == 9) {bug4 (); } if (randbug == 10) {bug5 (); } if (randbug == 11) {bug6 (); }} / * * Κάθε μία από αυτές τις λειτουργίες λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο. "Για βρόχους" αυξήστε και στη συνέχεια μειώστε * την έξοδο αυτού του πείρου για έλεγχο της φωτεινότητας των LED. * Το 'randnum' είναι ένα τυχαίο χρονικό διάστημα μεταξύ 10 και 3000 ms * και επιλέγει ένα χρονικό διάστημα μεταξύ των αναλαμπών σφαλμάτων. * Η «καθυστέρηση 10» είναι μόνο για το φαινόμενο ξεθώριασμα. */ void bug1 () {randnum = random (10, 3000); για (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led1, fadeValue); καθυστέρηση (10)? } καθυστέρηση (randnum); } void bug2 () {randnum = random (10, 3000); για (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led2, fadeValue); καθυστέρηση (10)? } καθυστέρηση (randnum); } void bug3 () {randnum = random (10, 3000); για (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led3, fadeValue); καθυστέρηση (10)? } καθυστέρηση (randnum); } void bug4 () {randnum = random (10, 3000); για (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led4, fadeValue); καθυστέρηση (10)? } καθυστέρηση (randnum); } void bug5 () {randnum = random (10, 3000); για (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led5, fadeValue); καθυστέρηση (10)? } καθυστέρηση (randnum); } void bug6 () {randnum = random (10, 3000); για (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue -= 5) {analogWrite (led6, fadeValue); καθυστέρηση (10)? } καθυστέρηση (randnum); }

Βήμα 4: Φτιάξτε το κουτί

Μόλις αδειάσετε το Arduino σας με κωδικό και κάνετε τις πυγολαμπίδες σας να λειτουργούν όπως σας αρέσει, ίσως θελήσετε να τις βάλετε στον κήπο. αυτό σημαίνει ένα κουτί έργου και κάποια συρρίκνωση θερμότητας για να διατηρηθεί το Arduino και τα LED στεγνά. Ας φτιάξουμε!

Βήμα 5: Χτίζοντας μπουμπούκια

• Κόψτε τα καλώδια LED σε περίπου 5mm.
• Απογυμνώστε και κολλήστε τα άκρα των καλωδίων που χρησιμοποιείτε, επίσης περίπου 5mm.
• Σύρετε τη σωλήνωση συρρίκνωσης 1mm σε κάθε άκρο σύρματος.
• Συγκολλήστε το LED στο καλώδιο. (Σε αυτό το σημείο, πρέπει να επιλέξετε ποιο σύρμα στο ζευγάρι σας θα είναι το θετικό σας και ποιο αρνητικό. Επέλεξα το συμπαγές καλώδιο ως θετικό και το λευκό ως αρνητικό. Διατηρήστε αυτή τη στρατηγική μέχρι το τέλος του έργου για να αποφύγετε πονοκεφάλους αργότερα!)
• Σύρετε τη θερμότητα που συρρικνώνεται μέχρι το γυμνό καλώδιο και τους αγωγούς LED. Τρέξτε μια γρήγορη φλόγα πάνω τους για να τα συρρικνώσετε στα καλώδια.
• Σύρετε ένα άλλο κομμάτι συρρίκνωσης θερμότητας πάνω από το LED και τα καλώδια με τον φακό LED να βγαίνει από το τέλος και να το λιώσετε στη θέση του.
• Σύρετε μερικά κομμάτια θερμικής συρρίκνωσης πάνω στο σύρμα σε όλο του το μήκος και λιώστε το σε κάθε λίγα πόδια για να διατηρείτε το σύρμα τακτοποιημένο.

Βήμα 6: Προετοιμάστε το Project Box

• Χρησιμοποιήστε ένα περιστροφικό εργαλείο με ένα τύμπανο λείανσης για να καθαρίσετε τυχόν περιττό πλαστικό στο κουτί του έργου σας. (Προσέξτε να μην κόψετε τις βίδες που μπορεί να χρειαστεί για να ξαναβάλετε το κουτί σας.)
• Αποφασίστε πού θέλετε να είναι ο διακόπτης σας και τα καλώδια LED να βγουν. Προτείνω τις πλευρές αλλά χρησιμοποιήστε αυτό που λειτουργεί ποτέ με τις ανάγκες σας.
• Χρησιμοποιήστε το τρυπάνι κατάλληλου μεγέθους για να κάνετε τρύπες για τον στυπιοθλίπτη και το διακόπτη καλωδίων σας.

Σημείωση: Στην παραπάνω φωτογραφία, θα δείτε ότι έφτιαξα ένα "εικονικό καλώδιο". Αυτό είναι ένα πακέτο 6 ζευγών καλωδίου που χρησιμοποίησα για τα LED με θερμοσυρρίκνωση για να τα μαζέψω μαζί. Το χρησιμοποίησα για να βεβαιωθώ ότι ο στυπιοθλίπτης καλωδίου θα ταιριάζει όμορφα με την πραγματική δέσμη καλωδίων και επίσης για να δοκιμάσω την αντοχή στο νερό του κιβωτίου μόλις ήταν ενεργοποιημένος ο διακόπτης, ο στυπιοθλίπτης καλωδίου και το καπάκι. (Αφού βυθίστηκε για 24 ώρες σε νερό 6 ιντσών, είχε πολύ λίγη υγρασία στο εσωτερικό του. Θα χαρώ να αποκαλέσω αυτό το κουτί "ανθεκτικό στις καιρικές συνθήκες".)

Βήμα 7: Φέρτε τη δύναμη

• Προσδιορίστε πόση μπαταρία και καλώδιο διακόπτη θα χρειαστείτε για να φτάσετε στο Arduino σας τοποθετώντας κατά προσέγγιση και τα τρία εξαρτήματα στο πλαίσιο του έργου. Κόψτε τα καλώδια του διακόπτη και το βύσμα μπαταρίας 9V. Ξεφορμάρουμε και κονσέρβουμε τις άκρες. Σύρετε κάποια συρρίκνωση θερμότητας στη θέση της για το επόμενο βήμα.
• Κόψτε δύο αρσενικές καρφίτσες κεφαλίδας από τη λωρίδα σας (αλλά κρατήστε τις κολλημένες μεταξύ τους).
• Συγκολλήστε το κόκκινο καλώδιο της υποδοχής μπαταρίας 9V στο ένα άκρο του διακόπτη. Συγκολλήστε το άλλο άκρο του διακόπτη σε μια αντρική κεφαλίδα. Συγκολλήστε το μαύρο καλώδιο μπαταρίας στην άλλη αρσενική ακίδα κεφαλίδας.
• Όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα, οι καρφίτσες κεφαλίδας θα μπουν στο breadboard για να τροφοδοτήσουν το Nano στο VIN (θετικό) και το GND (αρνητικό). Ο πείρος VIN μπορεί να χειριστεί 7 έως 12 βολτ. Εάν σκοπεύετε να τροφοδοτήσετε το Arduino με τρόπο διαφορετικό από μια μπαταρία 9V, χρησιμοποιήστε διαφορετικό πείρο τροφοδοσίας.

Βήμα 8: Τροποποιήστε το Nano αν χρειαστεί

Καθώς το πλαίσιο του έργου μου ήταν αρκετά ρηχό, έπρεπε να αφαιρέσω τις καρφίτσες κεφαλίδας ICSP για να ταιριάζουν. Αυτές οι καρφίτσες είναι μια δευτερεύουσα διεπαφή με το Arduino σας. Η αφαίρεσή τους δεν θα βλάψει το Nano σας, καθώς μπορείτε πάντα να φορτώνετε δέσμες ενεργειών μέσω της θύρας USB.

Σημείωση: Εάν το Nano σας χρειάστηκε να κολλήσει καρφίτσες κεφαλίδας, απλώς παραλείψτε αυτές τις καρφίτσες κατά τη συναρμολόγηση του Arduino.

Βήμα 9: Σύρμα στο εσωτερικό

• Συνδέστε τη θύρα του αδένα καλωδίου στο κουτί του έργου στην τρύπα που ανοίξατε για αυτό. Εάν έχετε μπερδευτεί σχετικά με τον τρόπο χρήσης καλωδίου, αυτό το βίντεο που βρήκα στο YouTube δείχνει να συναρμολογείται ένα. (γρήγορη προώθηση στο 0:57.) Το δικό σας μπορεί να έχει ένα λαστιχένιο πλυντήριο. Αυτό πηγαίνει μεταξύ του κιβωτίου έργου και του εξωτερικού περικοχλίου του στυπιοθλίπτη.
• Συγκεντρώστε τα χαλαρά άκρα των καλωδίων LED. Αφιερώστε αυτό το χρόνο για να τα κόψετε σε ίσο μήκος, λωρίστε και κολλήστε τα άκρα. Τροφοδοτήστε τα άκρα μέσω του καπακιού του αδένα καλωδίων και χρησιμοποιήστε ένα κομμάτι θερμικής συρρίκνωσης για να μαζέψετε τα άκρα μεταξύ τους, αφήνοντας αρκετό μήκος για να φτάσετε στο breadboard στο εσωτερικό του κουτιού.
• Τροφοδοτήστε τη δέσμη καλωδίων μέσω της θύρας του καλωδίου στο κουτί του έργου και στρίψτε το καπάκι του αδένα για να κλειδώσετε τα καλώδια στη θέση τους, κατά προτίμηση γύρω από τη θερμοσυρρίκνωση που χρησιμοποιήσατε για να τα μαζέψετε.
• Διαχωρίστε τα καλώδια γείωσης από τα θετικά καλώδια (θυμηθείτε ποια επιλέξατε νωρίτερα). Συγκολλήστε όλα τα καλώδια γείωσης σε ένα κοινό σημείο. Συνδέστε ένα κοντό σύρμα από αυτό το μάτσο και τελειώστε το με 1 αρσενική κεφαλίδα. Χρησιμοποιήστε θερμική συρρίκνωση για να προστατέψετε τις γυμνές σας συνδέσεις συγκόλλησης.
• Κολλήστε αρσενικές κεφαλίδες στα άκρα κάθε θετικού σύρματος. Και πάλι, χρησιμοποιήστε θερμική συρρίκνωση.
• Τοποθετήστε τις θετικές αρσενικές κεφαλίδες στο breadboard για να συνδεθείτε με τις ακίδες PWM στο Arduino.
• Εισάγετε το κοινό έδαφος στο breadboard έτσι ώστε να περνάει από μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος και στη συνέχεια στο GND στο Arduino.
• Τοποθετήστε την μπαταρία και τοποθετήστε το διακόπτη μέσα από την τρύπα στο κουτί που ανοίξατε νωρίτερα. Τοποθετήστε τη λαστιχένια ροδέλα ανάμεσα στο κιβώτιο του έργου και το βιδωτό καπάκι. Συνδέστε τα καλώδια τροφοδοσίας στη σανίδα ψωμιού.
• Κουμπώστε ή βιδώστε το καπάκι στο κουτί. Τελείωσες!

Σημείωση: Σημείωση στα διαγράμματα και στα στάδια ανάπτυξης χρησιμοποίησα μία αντίσταση περιορισμού ρεύματος ανά LED. Συνήθως κάθε LED πρέπει να έχει τη δική του αντίσταση, όπως συνήθως, περισσότερες από μία λυχνίες LED φωτίζονται ταυτόχρονα. Ο κώδικας δεν επιτρέπει να ανάβουν περισσότερες από μία λυχνίες LED ταυτόχρονα, επομένως η χρήση μόνο μιας αντίστασης είναι καλή για την προστασία του Arduino. Αυτό εξοικονομεί επίσης χώρο στη μικρή σανίδα ψύξης ή συγκολλά το χρόνο κάθε LED με μια αντίσταση γραμμής. Αυτό είπε… ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ !!! Εάν σκοπεύετε να αλλάξετε τον κωδικό έτσι ώστε να ανάβουν περισσότερες από μία λυχνίες LED κάθε φορά, θα χρειαστείτε ξεχωριστές αντιστάσεις για κάθε LED.

Βήμα 10: Χρησιμοποιήστε το

Χρησιμοποιήστε ιμάντες Velcro ή σφουγγαρίσματα ζεστής κόλλας για να τοποθετήσετε τα LED σε φυτά, φράχτες, ροζ φλαμίνγκο ή οτιδήποτε άλλο στην αυλή σας. Χρησιμοποιήστε τα μέσα τοποθετώντας τα σε ράφια κρασιού, πίσω από κουρτίνες ή ακόμη και κρεμάστε τα καλώδια από το ταβάνι για ένα 3D floating εφέ στο σκοτάδι! Αυτά θα ήταν μια μεγάλη πινελιά για πάρτι, γάμους, ταινίες και φωτογραφίες.

Βήμα 11: Προχωρώντας περαιτέρω…

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, αυτή είναι μια πρώιμη έκδοση αυτού του έργου, αλλά είναι γεμάτη τόσες δυνατότητες! Εκτελέστε περισσότερες λυχνίες LED συνδέοντας έναν πίνακα βάρδιας (Δείτε αυτό το εγχειρίδιο του JColvin91 για να μάθετε πώς.) Προσθέστε έναν αισθητήρα φωτός, έναν ηλιακό φορτιστή και ένα χρονόμετρο για μια λειτουργία "ρυθμίστε το και ξεχάστε το"! Ανακατέψτε τον κώδικα για να προσθέσετε τη δική σας φωτοβολίδα στα σφάλματα. Μοιραστείτε αυτό που φτιάχνετε και απολαύστε !!

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ: Τις τελευταίες δύο εβδομάδες από τη δημοσίευση αυτού του Instructable, πολλοί συντελεστές πρότειναν λαμπρές βελτιώσεις στον κώδικα, το υλικό και την εκτέλεση αυτού του έργου. Σας συμβουλεύω ανεπιφύλακτα αν σκοπεύετε να το φτιάξετε, διαβάζετε τα σχόλια και τις απαντήσεις για ιδέες για το πώς να φτιάξετε αυτά τα αστραπιαία σφάλματα με τρόπους για τους οποίους δεν είχα προγραμματίσει. Είναι στο πνεύμα του ανοιχτού κώδικα που χαιρετίζω όλες τις ιδέες που βοηθούν στην εξέλιξη αυτού του έργου σε περισσότερο από ό, τι πίστευα ότι ήταν δυνατόν … και ευχαριστώ όλους όσους το έκαναν να συμβεί.

Πηγαίνω. Φτιαχνω, κανω!!!