Χριστουγεννιάτικα φώτα με Atmega328: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Τα Χριστούγεννα πλησιάζουν και ήρθε η ώρα να ξεκινήσουμε να κάνουμε κάτι γι 'αυτό. Στην περίπτωσή μου - τελειώνοντας επιτέλους το διδακτικό για τα φώτα του χριστουγεννιάτικου δέντρου μου.

Η ιδέα εδώ είναι απλή: πιάστε μια χούφτα LED διαφορετικού χρώματος, συνδέστε τα παράλληλα με το πρόγραμμα οδήγησης LED (καθιστώντας το καθένα ξεχωριστά ελεγχόμενο), διασκεδάστε. Αυτό μπορεί να ακούγεται περίεργο λαμβάνοντας υπόψη όλες τις καλωδιώσεις που απαιτούνται, αλλά η πρακτική έδειξε ότι αυτό λειτουργεί πολύ καλύτερα από τα φώτα εκτός καταστήματος με τις θαμπές σκληρές καλωδιώσεις τους και χωρίς προσαρμογή. Η καλωδίωση είναι αόρατη, τα LED είναι κρυμμένα στις βελόνες έλατου, όλα ελέγχονται με τηλεχειριστήριο IR, παιδιά και μεγάλοι είναι ευχαριστημένοι.

Φαίνεται εύκολο, αλλά μου πήρε μερικά χρόνια για να το τελειώσω και να το κάνω να δουλέψει σε ένα πραγματικό δέντρο. Αντιμετώπισα προβλήματα σε ορισμένα απρόσμενα μέρη - όπως η καλωδίωση, για παράδειγμα. Αυτό το εκπαιδευτικό πρόγραμμα προορίζεται να βοηθήσει όσους από εσάς θέλουν να κάνουν το ίδιο πράγμα χωρίς να περάσουν μήνες δοκιμών και σφαλμάτων για την αγορά διαφορετικών αντικειμένων στο Διαδίκτυο.

Το έργο απευθύνεται σε μετρίως έμπειρους ανθρώπους, καθώς θα πρέπει να το προσαρμόσετε στο υλικό σας. Έφτιαξα μια ειδική σανίδα για αυτό εδώ και πολύ καιρό, θα πρέπει να την εφεύρετε μόνοι σας. Or μπορείτε να πάρετε ένα από μένα, αλλά παρόλα αυτά, θα χρειαστούν κάποιες δεξιότητες συγκόλλησης.

Τι θα χρειαστείτε:

- Ο πίνακας ελέγχου (Arduino ή άλλο)

- Το κύκλωμα οδήγησης LED. Συνιστώνται προγράμματα οδήγησης LED, αλλά είναι δυνατό να το κάνετε αυτό με καταχωρητές βάρδιας και τη βιβλιοθήκη ShiftPWM

- Τουλάχιστον 48 LED διαφορετικών χρωμάτων

- Σύρμα περιτυλίγματος 30AWG, τουλάχιστον 100 μέτρα από αυτό

- Δεξιότητες συγκόλλησης και προγραμματισμού

- Λίγο χρόνο και υπομονή

Θα δώσω το σκίτσο μου, αλλά θα πρέπει να το προσαρμόσετε στη συσκευή σας. ΑΠΟΛΟΓΙΑ: Λυπάμαι για την ποιότητα των εικόνων και των βίντεο, καθώς και για το ίδιο το άρθρο. Δεν είναι τόσο γυαλισμένα όσο θα ήθελα. Αλλά ανάμεσα στην οικογένεια, τη δουλειά και το χόμπι πρέπει να επιλέξω τα δύο προηγούμενα. Και έπρεπε να δημοσιεύσω αυτό το Instructable τώρα, ενώ υπάρχει χρόνος πριν από τις γιορτές.

Βήμα 1: Καλωδίωση

Τα καλώδια ήταν το κύριο πρόβλημα για μένα. Με τα βασικά κινέζικα φώτα σας, έχετε καλωδίωση σε σκούρο πράσινο χρώμα. Wasλπιζα να βρω τα ίδια καλώδια στο διαδίκτυο - χωρίς αποτέλεσμα. Στην πραγματικότητα, πέρασα ένα χρόνο προσπαθώντας, παραγγέλνοντας δώδεκα διαφορετικά είδη και τελικά κατάλαβα ότι δεν έχουν σημασία.

Το θέμα είναι ότι η βασική κατασκευασμένη γιρλάντα σας συνδέεται σε σειρά. Από αυτό προκύπτουν δύο προβλήματα:

α) Τα καλώδια είναι αρκετά παχιά, καθώς πρέπει να μεταφέρουν την ισχύ για όλα τα LED σε σειρά, και

β) Αυτά τα σύρματα πηγαίνουν από το ένα κλαδί του χριστουγεννιάτικου δέντρου στο άλλο σε απλή θέα, κάθετα στα κλαδιά.

Αυτά τα δύο προβλήματα απαιτούν τα σύρματα να αναμειχθούν με το φύλλωμα του δέντρου (βελόνες έλατου). Και δεν είναι ακριβώς επιτυχημένοι σε αυτό.

Με αυτό που είχα στο μυαλό μου (δηλαδή, κάθε LED που έχει τη δική του καλωδίωση, συνδέεται παράλληλα) τα πράγματα αλλάζουν:

α) Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πολύ λεπτά σύρματα και

β) Ακολουθούν τον κλάδο των LED που βρίσκονται πίσω στο στέλεχος του δέντρου, φεύγοντας από την οπτική γωνία των θεατών, με αποτέλεσμα να είναι ουσιαστικά αόρατοι.

Λοταρία! Δεν χρειάζεστε το σκούρο πράσινο χρώμα, μπορείτε να έχετε καφέ για να συνδυαστεί με τα κλαδιά, ή ακόμα και κυανό, όπως είχα, και θα είναι ακόμα αόρατο.

Αυτό είναι κάτι που πραγματικά ανακάλυψα μόλις η γιρλάντα ήταν στη θέση της. Δουλεύει.

Έτσι, χρειάζεστε ένα λεπτό σύρμα περιτύλιξης σύρματος 30AWG (όπως αυτό), είτε πράσινο (που έχει λίγο μπλε χρώμα) είτε καφέ.

Βήμα 2: LED

Υπάρχουν διαθέσιμα σύνολα «10 έγχρωμων LED» στο Διαδίκτυο. Τα χρώματα είναι: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο του βάλτου, πράσινο, μπλε, ροζ, μοβ, κρύο λευκό και ζεστό λευκό. Τα δύο τελευταία είναι ενδιαφέροντα, καθώς μπορείτε να κάνετε μερικά ασημένια/χρυσά εφέ μαζί τους, αλλά αυτό είναι μια διαφορετική ιστορία. Τα υπόλοιπα οκτώ είναι εντάξει και ο αριθμός είναι πολύ βολικός, όπως συμβαίνει με τα προγράμματα οδήγησης LED που έχουν 16 εξόδους. Προτείνω LED 3mm: είναι μάλλον φωτεινά ενώ είναι αρκετά μικρά ώστε να κρύβονται στις βελόνες.

Όσοι ακολουθούν τις ατάκες μου γνωρίζουν ότι έχω λίγο εμμονή με το φάσμα και μπορείτε να δείτε ότι το σύνολο χρωμάτων δεν είναι ακριβώς σύμφωνο με το φάσμα. Το πιο αξιοσημείωτο είναι το χάσμα μεταξύ πράσινου και μπλε χρώματος.

Λοιπόν, πρώτα, το ανθρώπινο μάτι δεν είναι τόσο καλό να διακρίνει αυτά τα χρώματα. είμαστε πολύ καλύτεροι με οτιδήποτε έχει τουλάχιστον ένα στίγμα κόκκινου. Δεύτερον, δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου διαθέσιμα LED για να καλύψουν το κενό. Βεβαίως, υπάρχει ένας προμηθευτής κυανό LED στο Aliexpress, αλλά αυτά είναι αρκετά ακριβά (και τα βρήκα πολύ αργά). Υπάρχει επίσης μια δέσμη απατεώνων που πωλούν βασικά πράσινα LED ως «σμαραγδένια». μην πέσεις σε αυτό. Διαπίστωσα ότι το σετ 10 χρωμάτων είναι αρκετά καλό. οι λυχνίες LED παράγουν ορατά διαφορετικά χρώματα.

Εάν καταφέρετε να βρείτε αυτά τα κυανό LED σε κατάλληλη τιμή, θα σας πρότεινα να αντικαταστήσετε τα μοβ με αυτά (τοποθετώντας κυανό μεταξύ πράσινου και μπλε). Τα μωβ μοιάζουν περισσότερο με τα υπεριώδη, δεν είναι πολύ φωτεινά αλλά μπορούν να κάνουν κάποια ενδιαφέροντα πράγματα στο σκοτάδι αν κάτι λευκό είναι κοντά τους. Έτσι, μπορείτε να φτιάξετε ένα ξεχωριστό κλαδί στη γιρλάντα σας για την παροχή μαγείας και μυστηρίου.

Βήμα 3: Συναρμολόγηση

Η συγκόλληση των LED στα καλώδια απαιτεί χρόνο. ελευθερώστε μια μέρα για να το κάνετε αυτό ακόμη και για μια μικρή γιρλάντα 48 LED. Θα χρειαστείτε (εκτός από τα LED και τα καλώδια):

- σωλήνες θερμοσυρρίκνωσης 1,5 mm.

- σωλήνες συρρίκνωσης 2,5 mm.

- Άφθονο διάλυμα σταφίδας.

και ένα κολλητήρι, προφανώς.

Καθαρίστε το άκρο του σύρματος, τυλίξτε το γύρω από ένα πόδι LED, εφαρμόστε μια σταγόνα από το διάλυμα σταφίδας, κολλήστε. Επαναλάβετε για το δεύτερο πόδι. Σπρώξτε τη σωλήνωση 1,5 χιλιοστών στην πρώτη ένωση συγκόλλησης και συρρικνώστε τη, επαναλάβετε για τη δεύτερη. Σπρώξτε τη σωλήνωση 2,5 mm και στα δύο πόδια και συρρικνωθείτε. Η εσωτερική συρρίκνωση είναι απαραίτητη για την αποφυγή σορτς, το εξωτερικό για καλή εμφάνιση. Δεν χρειάζεται κράτημα, καθώς η προεξοχή που προκύπτει είναι ελαφριά, οι βελόνες έλατου θα το συγκρατήσουν αρκετά καλά. (Εάν το δέντρο σας είναι τεχνητό, μπορεί να χρειαστείτε κάτι για να κολλήσουν τα LED)

Κάντε σε ομάδες των έξι, ακολουθήστε το φάσμα, μην ξεχάσετε να ελέγξετε ότι το LED λειτουργεί καθώς μπορεί να καταστραφεί κατά τη συγκόλληση και θυμηθείτε να σημειώσετε το καλώδιο ανόδου.

Όσο για το μήκος των συρμάτων, τα έχω φτιάξει 50 εκατοστά και είναι λίγο κοντό ακόμη και για το μικρό δέντρο που είχα. Έπρεπε να τεντώσω τα καλώδια αντί να τα τυλίξω γύρω από κλαδιά. Με τη δικαιολογία μου, σκόπευα να φτιάξω μια γιρλάντα 96-LED (ακόμα και btw), και αυτό ήταν το πάνω μισό της. Σε κάθε περίπτωση, απλώς σκεφτείτε ότι θα θέλετε το σύρμα να ακολουθεί το στέλεχος και στη συνέχεια το κλαδί να βγαίνει από το χειριστήριο και να επιλέξετε το μήκος ανάλογα.

Βήμα 4: Σύνδεση ελεγκτή

Χρησιμοποίησα τον πίνακα UltiBlink SL που σχεδιάστηκε βασικά με αυτό το καθήκον. Αν δεν έχετε/παραγγείλετε ένα, θα πρέπει να φτιάξετε το δικό σας. Το Breadboard δεν θα λειτουργήσει εδώ, οπότε θα πρέπει να εφεύρετε και να κολλήσετε κάτι σε έναν πίνακα πρωτοτύπων. Τα προγράμματα οδήγησης LED είναι καλύτερα για αυτό το έργο από τους καταχωρητές αλλαγής (με τη βιβλιοθήκη ShiftPWM), καθώς τα προγράμματα οδήγησης δεν απαιτούν αντιστάσεις για κάθε LED, συνεπώς λιγότερο χώρο, λιγότερες οπές, λιγότερη συγκόλληση.

Σημειώστε ότι χρησιμοποίησα την έκδοση επέκτασης του πίνακα UltiBlink μου, αυτή χωρίς τα στοιχεία Arduino (για πνεύμα, τον μικροελεγκτή) στην πλάτη του. Επισυνάπτω την πλακέτα μικροελεγκτή (το στρογγυλό BlinkeyCore) στην επέκταση. Η αλήθεια είναι ότι δεν προοριζόταν στην αρχή. η συγκεκριμένη γιρλάντα 48-LED υποτίθεται ότι θα χρησίμευε ως το πάνω μέρος μιας γιρλάντας 96-LED, με την κάτω να έχει MC επί του σκάφους. Παρ 'όλα αυτά, αποδείχθηκε ότι ήταν καλό ως α) ableμουν σε θέση να συνδέσω τον πίνακα απευθείας στο στέλεχος του δέντρου με απλά λαστιχάκια και β) ήμουν σε θέση να αφαιρέσω εύκολα τον πίνακα του ελεγκτή για να φορτώσω ξανά το σκίτσο. Δεν χρειάστηκε να κάτσω κυριολεκτικά κάτω από ένα χριστουγεννιάτικο δέντρο με ένα σημειωματάριο, όπως κάποιος άγιος Άγιος Βασίλης. Έτσι, σας προτείνω να κάνετε κάτι παρόμοιο, δηλαδή να αφαιρέσετε την πλακέτα Arduino/MC από τη θήκη.

Συνδέω τις λυχνίες LED σε 48 εξόδους σε 6 παρτίδες των 8 λυχνιών LED κάθε μία έτσι: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, πράσινο, μπλε, μοβ, ροζ. επαναλάβετε 5 φορές. Δηλαδή, έξοδος 0 = κόκκινο, έξοδος 1 = πορτοκαλί, έξοδος 2 = κίτρινο κ.λπ. Το παρακάτω σκίτσο βασίζεται σε αυτήν τη σειρά για μεγάλη δικαιοσύνη. Βεβαιωθείτε ότι τα βάζετε στο δέντρο με την ίδια σειρά, πηγαίνοντας σε σπείρα είτε πάνω είτε κάτω. Θα πρότεινα επίσης να προσπαθήσετε να βάλετε LED ίδιου χρώματος σε λίγο-πολύ κάθετες γραμμές (πάνω ή κάτω μεταξύ τους)-όλα αυτά θα κάνουν τα εφέ να φαίνονται πολύ καλύτερα.

Τέλος, θα πρέπει να λάβετε υπόψη την κατανάλωση ενέργειας. 48 LED απαιτούν περίπου 1Α στα 5V όταν είναι όλα αναμμένα. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν φορτιστή USB, αλλά θα πρέπει να είναι πολύ καλός και δοκιμασμένος, όχι κάποια φθηνή χάλια από το eBay που θα πρέπει να παρέχει αρκετό χυμό αλλά δεν το κάνει (όπως το λευκό στις φωτογραφίες μου, το αντικατέστησα αργότερα). Με 96 LED σκοπεύω να χρησιμοποιήσω δύο, ένα για κάθε μέρος της γιρλάντας, μόνο για να βεβαιωθώ ότι όλα λειτουργούν όπως προβλέπεται. Μια άλλη πιθανή προσέγγιση σε αυτό το πρόβλημα έγκειται στο λογισμικό: εάν βεβαιωθείτε ότι δεν έχουν ανάψει περισσότερα από 25 LED ανά πάσα στιγμή, θα μπορείτε να το τρέξετε από οποιονδήποτε φορτιστή USB ή ακόμα και από τη θύρα USB των υπολογιστών σας. Το σκίτσο μου παρακάτω δεν είναι.

Βήμα 5: Έλεγχος IR

Το IR είναι αρκετά καλό και φανταχτερό για να ελέγχετε τις λειτουργίες στη γιρλάντα σας. Ευτυχώς, υπάρχει μια εξαιρετική βιβλιοθήκη IRLib που καλύπτει κάθε ανάγκη. Επίσης, ο δέκτης IR έχει πολύ απλή σύνδεση.

Υπάρχουν πολλές οδηγίες για τη χρήση τηλεχειριστηρίων IR με το Arduino, οπότε δεν θα μπω σε πολλές λεπτομέρειες εδώ. Εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με αυτό, απλώς κλείστε ένα βράδυ για να το κάνετε αυτό, δεν είναι επιστήμη πυραύλων.

Ωστόσο, χρειάζονται κάποιες σημειώσεις για να διευκολυνθεί:

1 - Υπάρχουν διαφορετικά πρωτόκολλα επικοινωνίας IR, με το Philips να είναι το πιο περίεργο και το Sony το πιο λογικό και εύκολο να προγραμματιστεί. Τα περισσότερα φθηνά τηλεχειριστήρια χρησιμοποιούν το Sony ευτυχώς.

2 - Εάν έχετε κάποια παλιά τηλεχειριστήρια κάπου στο γκαράζ, ελέγξτε τα, πιθανότατα θα λειτουργήσουν εντάξει. Συνήθιζα να χρησιμοποιώ το τηλεχειριστήριο από την τηλεόρασή μου για να ελέγξω ένα από τα χριστουγεννιάτικα μέσα μου, αλλά αυτό δεν είναι η καλύτερη ιδέα, καθώς το σήμα αντανακλάται από τους τοίχους, έτσι μπορεί να αλλάξει κανάλια ή κάτι στην τηλεόρασή σας ενώ ελέγχετε τη γιρλάντα σας. Καλύτερα να έχετε ένα αφιερωμένο.

3 - Εδώ είναι το σκίτσο μου που χρησιμοποιώ για τη χαρτογράφηση των κουμπιών σε ένα νέο τηλεχειριστήριο που λειτουργεί με το πρωτόκολλο της Sony. Απορρίπτει κώδικες στη σειριακή οθόνη αφήνοντάς σας απλά να τους αντιγράψετε-επικολλήσετε. Τα αντιγράφω-επικολλάω σε αυτό το αρχείο, που περιλαμβάνεται στο κύριο σκίτσο για τη γιρλάντα (παρακάτω). Πιθανότατα οι κωδικοί για το γενικό τηλεχειριστήριο (που ονομάζεται «CarMP3» περιλαμβάνεται) ήδη εκεί θα λειτουργήσουν και με το δικό σας.

Βήμα 6: Σκίτσο

Εντάξει, αυτό το σκίτσο λειτουργεί με τον πίνακα του σχεδιασμού μου (48 LED). Είναι επίσης αρκετά βρώμικο, καθώς το έγραψα βιαστικά και δεν πρόλαβα να το καθαρίσω/σχολιάσω. Ωστόσο, μπορεί να το βρείτε χρήσιμο. Μη διστάσετε να πάρετε τα απαραίτητα κομμάτια από αυτό και να κάνετε ό, τι θέλετε. Ο απλούστερος τρόπος θα ήταν απλώς να αντικαταστήσετε όλες τις περιπτώσεις των λειτουργιών της βιβλιοθήκης DMdriver με αυτές. Υπάρχουν τρία: test.setPoint (int x, int y) ορίζει την έξοδο #x σε Y (το Y είναι αριθμός 16-bit). test.clearAll () ορίζει όλες τις εξόδους στο μηδέν και το test.sendAll () ανανεώνει τις πληροφορίες στο πρόγραμμα οδήγησης LED (στέλνει τα δεδομένα εκεί, αλλάζοντας ταυτόχρονα καταστάσεις LED). Ακόμα και χωρίς το τηλεχειριστήριο, θα λειτουργήσει. Μόλις τελειώσετε, ελέγξτε το προηγούμενο μέρος αυτού του Instructable, χαρτογραφήστε τα κουμπιά στο τηλεχειριστήριό σας και τοποθετήστε τους κωδικούς στο αρχείο συμπερίληψης.

Εάν είστε περήφανος κάτοχος ενός UltiBlink, θα μπορείτε να εκτελέσετε το σκίτσο από το κουτί (έχετε τη βιβλιοθήκη DMdriver, σωστά;) μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μου εάν κάτι πάει στραβά, γνωρίζετε τη διεύθυνση.

Καλή τύχη, καλή διασκέδαση, κάντε ερωτήσεις - θα προσπαθήσω να τις απαντήσω, καλά Χριστούγεννα και ελπίζω να γράψω κάτι νέο σύντομα!