Διαδραστικό, ανοιχτού κώδικα Mood Light: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Αυτό το διδακτικό θα εξετάσει πώς να φτιάξετε ένα διαδραστικό, πολλαπλών λειτουργιών φως. Ο πυρήνας αυτού του έργου είναι το BlinkM I2C RGB LED. Καθώς περιηγούμουν στον ιστό μια μέρα, το BlinkM τράβηξε την προσοχή μου και σκέφτηκα ότι ήταν πολύ δροσερό για να περάσει. Έτσι, λίγους μήνες αργότερα, αποφάσισα να κάνω κάποιο είδος διάθεσης χρησιμοποιώντας αυτό. Και εδώ είναι!

Βήμα 1: Τι θα χρειαστείτε

Αυτό το έργο μπορεί να είναι αρκετά φθηνό εάν χρησιμοποιείτε τα σωστά πράγματα. Θα σημειώσω εναλλακτικά μέρη που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να είναι λιγότερο δαπανηρή η κατασκευή τους. Μόλις χρησιμοποίησα κάποια εξαρτήματα που είναι λίγο πιο ακριβά, λόγω του προσώπου που διευκολύνει λίγο τη διαδικασία κατασκευής.

Η πηγή φωτός:

LED με ελεγχόμενο BlinkM RGB I2C

Ο ελεγκτής:

Μικροελεγκτής Arduino - Χρησιμοποίησα ένα «Arduino Nano» επειδή χρειαζόμουν κάτι που ήταν πολύ μικρό, λόγω του διαθέσιμου χώρου στο εσωτερικό του «φωτός αφής» που χρησιμοποιήθηκε για να στεγάσει τα πάντα

Στέγαση:

Σκέφτηκα πολλά διαφορετικά περιβλήματα για αυτό το φως της διάθεσης και τελικά καταλήξαμε σε κάτι που όλοι γνωρίζουμε: αυτά τα φθηνά, λευκά, «φώτα με θόλο αφής». Βρήκα ένα πακέτο δύο συσκευασιών στο σπίτι για μόνο περίπου 4 $. Ο χώρος σε αυτά τα φώτα είναι υπεραρκετός για να χωρέσει όλα τα εξαρτήματα, αν το κάνετε σωστά.

Ισχύς/Συνδέσεις:

Στην αρχή, σκέφτηκα ότι θα ήταν ωραίο να εξαντληθεί αυτή η ισχύς της μπαταρίας (επειδή το περίβλημα έχει ήδη, βολικά, μια θήκη μπαταριών), αλλά δεν είναι τόσο πρακτικό εάν πρόκειται να το λειτουργήσετε για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αντ 'αυτού, χρησιμοποίησα ένα βύσμα τροφοδοσίας 5,5 mm DC από το radioshack με έναν μετασχηματιστή 12V 150Ma που είχα γύρω μου. Ο ρυθμιστής στο arduino μειώνει τα 12 βολτ και τα 150Ma ήταν πολύ ρεύμα για να τροφοδοτήσουν τα πάντα. Για σύρμα, χρησιμοποίησα ό, τι είχα γύρω. Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε καλώδιο συμπαγούς πυρήνα, όμως.

Συστατικά:

Τα εξαρτήματα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των τριών αισθητήρων για το φως της διάθεσης: τον αισθητήρα ήχου, τον αισθητήρα «βρύσης» και τον αισθητήρα φωτός. Για τον αισθητήρα ήχου, θα χρειαστείτε:- LM741 Op-Amp- Electret Microhone (3-lead)- 2.2k αντίσταση- 100k resisor- 200k resistor- 0.47uf ηλεκτρολυτικός πυκνωτής- 0.047uf κεραμικός πυκνωτής- 2x 10k αντιστάσεις- Δίοδος Για Αισθητήρας «βρύσης», θα χρειαστείτε μόνο:- Στοιχείο πιέζο (μπορείτε να το σώσετε από ορισμένα ηλεκτρονικά παιχνίδια, τηλέφωνα και πολλές άλλες ηλεκτρονικές συσκευές που ακούγονται μπιπ ή μπορείτε να το προμηθευτείτε από ποντίκι, ραδιοφωνικό κλπ.).- 1Μ αντίσταση … Και για τον αισθητήρα φωτός θα χρειαστείτε:- Κυψέλη CdS (LDR), κατά προτίμηση πολύ μεγάλη (μεγαλύτερη ανάλυση).- Αντίσταση 10Κ- κεφαλίδα 3 ακίδων και πτυχωτά καλώδια σύνδεσης (προαιρετικά)

Αλλα

Χρησιμοποίησα ένα breadboard επειδή δεν ήθελα πραγματικά να κολλήσω πολύ. Χρησιμοποίησα επίσης πολλά πλεγμένα καλώδια σύνδεσης για να κάνω όλες τις συνδέσεις πιο ασφαλείς, αλλά αυτές είναι προαιρετικές. Εναλλακτικά, θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε έναν πίνακα ανάπτυξης homebrew για να υποστηρίξετε το ATmega168 micro και να χρησιμοποιήσετε ένα ATmega168 τύπου DIP (το μακρύ με τα μεγαλύτερα καλώδια). Δεν είμαι σίγουρος πόσο καλά θα ταιριάζει, αλλά σίγουρα αξίζει να το δοκιμάσετε. Εάν δεν είστε κάτοχος/δεν έχετε τα χρήματα για ένα breadboard, μπορείτε να κολλήσετε ένα κανονικό ATmega168 σε ένα PCB και να προσθέσετε τον ρυθμιστή, τις συνδέσεις προγραμματισμού κ.λπ.

Βήμα 2: Προετοιμάστε το "φως αφής"

Κατ 'αρχάς, πρέπει να φτιάξουμε το φθηνό "φως αφής" που πήραμε στο σπίτι στο χώρο αποθήκης φιλικό προς το φως. Αρχικά, αναποδογυρίστε το φως και αφαιρέστε το κάλυμμα της μπαταρίας και τις βίδες. Μέσα στο διαμέρισμα της μπαταρίας, θα δείτε το φωτιστικό λάμπας. Βγάλτε το και πετάξτε το και τον λαμπτήρα. Στη συνέχεια, ανοίξτε το περίβλημα. Τώρα πρέπει να ασχοληθούμε με τη δύναμη. Αφαιρέστε το μεταλλικό κομμάτι στο κέντρο της θήκης μπαταριών καθώς και το καλώδιο που το συνδέει σε μία από τις επαφές της μπαταρίας. Συγκολλήστε καλώδια στις επαφές της μπαταρίας όπως φαίνεται. Μπορεί επίσης να θέλετε να τα επισημάνετε αν δεν έχετε σύρμα διαφορετικού χρώματος. Επίσης, θα κάνουμε αυτό το φως διάθεσης λειτουργικό μέσω ενός μετασχηματιστή πρίζας τοίχου. Τρυπήστε μια τρύπα χρησιμοποιώντας ένα τρυπάνι περίπου ίδιου μεγέθους με τη διάμετρο του βύσματος ισχύος DC. Στη συνέχεια βιδώστε το μέχρι να ξεπλυθεί με το περίβλημα. Η τελευταία τροποποίηση που πρέπει να κάνουμε εδώ είναι να προσθέσουμε τον πίεζο αισθητήρα βρύσης. Είναι καλύτερο να το τοποθετήσετε στο πλαστικό «χείλος» για καλύτερη ευαισθησία. Το έχω απεικονίσει αργότερα σε αυτό το οδηγό τοποθετημένο αλλού, αλλά αυτό συμβαίνει μόνο επειδή χρειάστηκε να ανοίξω και να κλείσω το περίβλημα κατά τη δοκιμή τόσο πολύ που τα καλώδια άρχισαν να σπάνε. Απλώς κολλήστε το ζεστά με το πλαστικό, αλλά βεβαιωθείτε ότι δεν εμποδίζει τη μηχανική κίνηση στον τρούλο movabke! (δηλ. μην το αφήσετε να κολλήσει πολύ).

Βήμα 3: Προσθέστε προστασία κυκλώματος ισχύος

Αυτό το μέρος είναι ένα απλό πρόσθετο που χρησιμοποιεί διόδους για να προστατεύει τον μετασχηματιστή τοίχου/μπαταρίες από το τηγάνισμα εάν έχετε εγκαταστήσει τις μπαταρίες ταυτόχρονα χρησιμοποιώντας την πρίζα DC. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιεσδήποτε διόδους αποκλεισμού, εφόσον η μέγιστη ονομαστική τάση για αυτές είναι υψηλότερη από την ονομασία του μετασχηματιστή τοίχου. Το μέρος με την ένδειξη "VIN" στο μη ρυθμιζόμενο πολύπριζο στο breadboard (το οποίο πηγαίνει στο VIN στο arduino). Το τμήμα που φέρει την ένδειξη "DCPower" είναι η υποδοχή τροφοδοσίας DC. Για κάποιο λόγο, το πρόγραμμα που χρησιμοποίησα για να κάνω αυτό το σχηματικό ήταν πραγματικά επιλεκτικό για τις ετικέτες, οπότε αυτό μου επέτρεψε να το ονομάσω. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Εάν δεν κάνετε αυτό το κύκλωμα, ΔΕΝ θα μπορείτε να κρατήσετε τις μπαταρίες στο διαμέρισμα μπαταριών ταυτόχρονα με το φως διάθεσης συνδεδεμένο στον μετασχηματιστή τοίχου, διαφορετικά θα το βλάψετε.

Βήμα 4: Προσθέστε το Breadboard, το Arduino και το BlinkM

Πριν προσθέσουμε το breadboard, πρέπει να μονώσουμε τις επαφές της μπαταρίας από τη μεταλλική βάση του breadboard (δηλαδή, εάν έχετε κολλήσει τη μεταλλική πλάκα στη δική σας. Εάν όχι, παραλείψτε αυτό το βήμα). Βάλτε λίγη ταινία σε όλες τις μεταλλικές επαφές για να βεβαιωθείτε ότι είναι μονωμένες. Δεν θέλουμε κανένα εκτεθειμένο σύρμα. Τώρα κολλήστε (χρησιμοποίησα ζεστή κόλλα) την σανίδα ψωμιού στο πάνω μέρος της θήκης μπαταριών. Ευτυχώς για εμάς, τυχαίνει να ταιριάζει απόλυτα. Τώρα συνδέστε τα θετικά (+) και τα αρνητικά (-) καλώδια από το βήμα 2 σε μία από τις θετικές και αρνητικές λωρίδες ισχύος του breadboard. Τώρα μπορούμε να συνδέσουμε το arduino και το blinkm μαζί. Ακολουθούν οι συνδέσεις καρφιτσών:

• A5 - Ρολόι (με την ένδειξη «c» στο BlinkM)
• A4 - Δεδομένα (με ετικέτα "d" στο BlinkM)

Και ένα που το κάνατε, συνδέστε το ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΟ VCC (+) στο pin 'VIN' στο arduino και το REGULATED VCC στο (+) pin στο BlinkM. Στη συνέχεια, συνδέστε το GND στο arduino και το BlinkM με το GND στο πολύπριζο και γεφυρώστε και τα δύο πολύπριζα GND μαζί. ΠΡΟΣΟΧΗ μην ανακατέψετε αυτές τις συνδέσεις, διαφορετικά θα μπορούσατε να τηγανίσετε το BlinkM.

Βήμα 5: Οι αισθητήρες - oundχος, Πατήστε και Φωτισμός

Επόμενοι στη σειρά είναι οι αισθητήρες. Ο αισθητήρας φωτός είναι ο πιο απλός στην κατασκευή. Το καλώδιο που πηγαίνει προς τα δεξιά συνδέεται με το arduino. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις ΠΟΙΕΣ καρφίτσες συνδέονται οι αισθητήρες στο επόμενο βήμα. Ο αισθητήρας ήχου είναι λίγο πιο σκληρός, αλλά όχι γελοία περίπλοκος. ΠΑΡΑΚΑΛΩ ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Δεν έχω δείξει κύκλωμα διαχωριστή τάσης εδώ. Το 2,5V στο σχήμα πρέπει να παρέχεται μέσω κάτι που ονομάζεται «διαχωριστής τάσης». Είναι ένα πολύ, πολύ απλό κύκλωμα που αποτελείται από πολλαπλές σταθερές αντιστάσεις ή ένα δοχείο (ποτενσιόμετρο). Χρησιμοποιήστε ένα δοχείο 50K για αυτό το κύκλωμα. Google «διαχωριστής τάσης» και κοιτάξτε την καταχώριση της wikipedia για βοήθεια στην κατασκευή ενός. EDIT 27/9/08: Έβγαλα αυτό το κύκλωμα ήχου και αντ 'αυτού χρησιμοποίησα ένα που διασώθηκε από ένα μενταγιόν ενεργοποίησης ήχου. Το κύκλωμα εδώ δεν λειτουργεί καλά. Δεν είμαι σίγουρος γιατί, αλλά ο σχεδιασμός είναι ελαττωματικός · κάτι δεν πάει καλά. Παρατήρησα ότι το κύκλωμα από το μενταγιόν χρησιμοποιεί έναν ενισχυτή SMD LM386. Μόλις κόλλησα πριν οι αντιστάσεις πάνε στα LED, VCC και GND. Τότε το μόνο που έπρεπε να κάνω ήταν να χειριστώ λίγο τις τιμές στο λογισμικό, και presto! καλύτερο λειτουργικό φως που ανταποκρίνεται στον ήχο. Την τρέχουσα στιγμή, το βίντεο του φωτός που πάλλεται στη μουσική είναι όταν χρησιμοποιήθηκε το αρχικό κύκλωμα. Σως ανεβάσω ένα άλλο που δείχνει τον βελτιωμένο σχεδιασμό (μοιάζει περισσότερο να ανταποκρίνεται στη μουσική λόγω του νέου κυκλώματος). Δεν ήμουν σίγουρος πώς να κολλήσω το πιεζοστοιχείο, οπότε μάντεψα και το κόλλησα όπως φαίνεται. Λειτουργεί, όμως. Η πολικότητα του πιεζού δεν έχει σημασία. Η αντίσταση βρίσκεται στο ψωμί (δεν φαίνεται). Μια άλλη ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Οι τιμές για αυτά τα κυκλώματα ΘΑ διαφέρουν από τις δικές σας, οπότε θα χρειαστεί να κάνετε κάποιες τροποποιήσεις στον κώδικα. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις σχετικά με αυτές τις αξίες, μη διστάσετε να με ενημερώσετε.

Βήμα 6: Βρείτε χώρο για τους αισθητήρες και συνδέστε τα όλα

Αυτό το κομμάτι δεν πρέπει να είναι πολύ δύσκολο. Το περίβλημα «φως αφής» έχει άφθονο χώρο για να χωρέσει όλα όσα χρειαζόμαστε. Τοποθέτησα τους αισθητήρες όπου ταιριάζουν. Όλες οι συνδέσεις είναι:

• Καρφίτσα A6: Αισθητήρας ήχου - ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Για χρήστες arduino nano, άλλα arduino δεν διαθέτουν 7ο αναλογικό pin. Θα πρέπει να το αλλάξετε στον κώδικα.
• Καρφίτσα A3: Αισθητήρας Piezo (αισθητήρας βρύσης)
• Pin A0: Αισθητήρας φωτός

Βεβαιωθείτε ότι δεν συνδέετε κατά λάθος τα καλώδια (+) των αισθητήρων στο μη ρυθμιζόμενο πολύπριζο, διαφορετικά θα τα τηγανίσετε.

Βήμα 7: Δοκιμάστε το

Βεβαιωθείτε ότι οι συνδέσεις τροφοδοσίας είναι καλές. συνδέστε το χρησιμοποιώντας το τροφοδοτικό και δοκιμάστε το χρησιμοποιώντας μπαταρίες. Ένα κοινό πρόβλημα είναι οι κακές συνδέσεις με το θετικό και το έδαφος. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Γνωρίζω ότι η εικόνα δεν δείχνει τον αισθητήρα φωτός. Το πήρα πριν προσθέσω αυτό το μέρος.

Βήμα 8: Προγραμματίστε το, κλείστε το και χρησιμοποιήστε το

Ο κώδικας που χρησιμοποίησα χρησιμοποιεί μια βιβλιοθήκη που δημιουργήθηκε από τον Tod E. Kurt (www.todbot.com/blog) και τους δημιουργούς του BlinkM (ThingM). Θα προσπαθήσω να προσθέσω σημειώσεις στον κώδικα όποτε μπορώ για να γίνει πιο κατανοητός. Είμαι κάπως απασχολημένος την τρέχουσα ώρα. Πρέπει να έχετε ανοίξει τη βιβλιοθήκη κωδικών (το αρχείο με την ένδειξη "BlinkM_funcs.h") στο λογισμικό arduino κατά τη μεταφόρτωση του κώδικα, διαφορετικά δεν θα λειτουργήσει. Αν θέλετε να δείτε τον κώδικα αλλά δεν έχετε το λογισμικό arduino, μπορείτε να τον ανοίξετε με ένα πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου (γνωστό και ως πληκτρολόγιο για χρήστες Windows). Ιδέες για νέες λειτουργίες είναι ευπρόσδεκτες. Μη διστάσετε να τα δημοσιεύσετε. Θέλω να κάνω αυτό το ανοιχτού κώδικα. Ο στόχος του τρόπου με τον οποίο δομήσα τον κώδικα είναι να προστίθενται εύκολα νέες συναρτήσεις. Ορισμένες από τις λειτουργίες έχουν προγραμματιστεί στο BlinkM από τον κατασκευαστή (ThingM), αλλά δύο από αυτές τις έχω φτιάξει. 'Sound Light' και 'Mimic Light'. Αυτή τη στιγμή έχει τα εξής:

• Mood Light - Σβήνει αργά σε τυχαία χρώματα
• Κερί - Αναβοσβήνει σαν κερί με πορτοκάλια και κίτρινα
• Αντανακλάσεις νερού - «Λαμπυρίζει» με μπλε, τυρκουάζ και κυανό χρώμα
• Εποχιακά χρώματα - Γίνονται εποχιακά χρώματα (νομίζω ότι είναι μπλε, πράσινο, μοβ και πορτοκαλί)
• Καταιγίδα - Αναβοσβήνει περιστασιακά προσομοιώνοντας κεραυνούς
• Stop Light - Γίνεται από κόκκινο σε κίτρινο σε πράσινο και πάλι πίσω
• Mimic Light - Καταγράφει μια ακολουθία έως και 50 κύκλων ενεργοποίησης/απενεργοποίησης φωτός (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε φακό), «απομνημονεύει» τους χρόνους ενεργοποίησης/απενεργοποίησης και, στη συνέχεια, τους αναπαράγει σε έναν βρόχο που δεν τελειώνει.
• Sound Light - Παλμίζει στον ήχο της μουσικής

Αγγίξτε ελαφρά τον ημιδιαφανή θόλο για να αλλάξετε λειτουργίες ανά πάσα στιγμή. Υπάρχει μια εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα: όταν φτάσετε στη λειτουργία "μιμητικό φως", θα αναβοσβήνει με πράσινο χρώμα. Εάν αγγίξετε τον θόλο ενώ αναβοσβήνει, θα μεταβεί στην τελευταία λειτουργία («φωτισμός ήχου»). Εάν απλά περιμένετε, θα μεταβεί στη λειτουργία "μιμητικό φως". Όταν φτάσετε στη λειτουργία "ηχητικό φως", δεν μπορείτε να αλλάξετε λειτουργίες και να μεταβείτε στην πρώτη, λόγω του τρόπου που διαβάζει τον αισθητήρα ήχου. Τώρα έρχεται το δύσκολο κομμάτι. Για να κλείσετε το περίβλημα του φωτισμού διάθεσης, πρέπει να κάνετε μερικά προσεκτικά βήματα. Πρώτον, πρέπει να ευθυγραμμίσετε τα ελατήρια στήριξης με τις μικρές γλωττίδες στον πλαστικό θόλο. Δεδομένου ότι το βύσμα τροφοδοσίας DC είναι στο χείλος και τα καλώδια πηγαίνουν στο ψωμί, πρέπει να γλιστρήσετε ΠΡΩΤΑ τον πλαστικό θόλο πάνω από αυτά τα καλώδια και, στη συνέχεια, να ευθυγραμμίσετε τις κολόνες βίδας της εξωτερικής ζάντας με τις εσοχές στον πλαστικό θόλο. Βεβαιωθείτε ότι όλες οι γλωττίδες ευθυγραμμίζονται με την τοποθέτηση των ελατηρίων στήριξης, τα οποία αντιστοιχούν επίσης με τις κολόνες βιδών στο χείλος και τις οπές βίδας στην πλάκα βάσης. Στη συνέχεια, μόλις είστε σίγουροι ότι όλα ευθυγραμμίζονται, ασφαλίστε το εξωτερικό χείλος προς τα κάτω στην πλάκα βάσης. Στη συνέχεια, βεβαιωθείτε ότι κανένα καλώδιο δεν έχει κολλήσει στα ελατήρια ή ότι βρίσκεται σε σημείο όπου μπορεί στο μέλλον. Αυτό θα εμπόδιζε την κίνηση του πλαστικού θόλου. Τέλος, αντικαταστήστε τις βίδες και απολαύστε! Τελικές σημειώσεις: ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: ΜΗ χρησιμοποιείτε μπαταρίες και συνδέστε τον προσαρμογέα τοίχου ταυτόχρονα. Δεν είμαι σίγουρος τι θα συμβεί αλλά είμαι σίγουρος ότι θα καταστρέψει όλα όσα συνδέονται με την τροφοδοσία !!

Βήμα 9: EXTRAS

Ακολουθούν μερικά βίντεο: Αυτό είναι από τις 6 προ-προγραμματισμένες λειτουργίες που είναι ενσωματωμένες στο BlinkM:… Αυτός είναι ο προσαρμοσμένος κώδικας ήχου/απόκρισης μουσικής που πρόσθεσα (μπορείτε να μαντέψετε ποιο τραγούδι είναι…;:… Και τέλος, αλλά σίγουρα όχι τουλάχιστον, είναι η πιο δροσερή (νομίζω) και η πιο δύσκολη συνάρτηση από όλες · η λειτουργία «μιμητικό φως»: