Nâng cấp cây thông Noel bằng sợi quang: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Chúng tôi đã có một trong những cây thông Noel bằng sợi quang đó trong một số năm. Phần đế chứa một bóng đèn phản xạ halogen 12V, và một đĩa màu chạy bằng động cơ được đặt giữa bóng đèn và gốc cây. Bóng đèn và động cơ được cấp nguồn bằng bộ chuyển đổi nguồn điện xoay chiều 12V AC. Nhưng màu sắc khá nhạt và lặp lại sau mỗi 10 giây hoặc lâu hơn, và một số người có cây tương tự thấy động cơ hơi ồn. Tôi cảm thấy kinh ngạc rằng chúng ta có thể làm tốt hơn nhiều trong thời đại ngày nay!

Sau khi thay thế bóng đèn bằng vòng Neopixel 7 pixel được điều khiển bởi Arduino Pro Mini, giờ đây nó không còn cần đĩa màu hoặc động cơ điều khiển nó nữa và cho màu sắc đậm hơn nhiều mà sử dụng ít điện hơn. Video không thực sự phù hợp với màu sắc - độ tương phản cao của đèn LED so với bất kỳ nền nào khiến chúng rất khó chụp ảnh hiệu quả

Bản phác thảo Arduino mà tôi đã viết là hiện thân của 2 chương trình xen kẽ cứ sau 5 - 10 phút. Trong một, tất cả các Neopixel tuân theo cùng một chuỗi màu ngẫu nhiên giống nhau, nhưng mỗi Neopixel lại bị trễ hơn một chút so với trước đó, tạo ra hiệu ứng màu sắc quét khắp cây. Mặt khác, tất cả 21 đèn LED màu (một màu đỏ, một màu xanh lá cây và một màu xanh lam trong mỗi Neopixel) được làm mờ dần và mờ đi một cách ngẫu nhiên, mang đến một màn trình diễn màu sắc mạnh mẽ và liên tục thay đổi rất dễ chịu.

Vì cây của bạn có thể không giống với cây của tôi và bạn có thể không muốn cung cấp năng lượng cho nó theo cách tương tự nên tôi không thể đưa ra hướng dẫn chi tiết cho người mới bắt đầu hoàn chỉnh, nhưng hy vọng bạn sẽ học được điều gì đó trong việc thích nghi với cây của mình.

Bạn sẽ cần:

• Vòng Adafruit Jewel Neopixel, hoặc tương đương của vùng Viễn Đông.
• Arduino Pro Mini hoặc Nano (nó cần là phần 5V)
• Nếu bạn sử dụng Pro Mini, một USB FTDI sang bộ chuyển đổi nối tiếp
• Dải bảng, dải ghim, mỏ hàn, thuốc hàn, dây kết nối, v.v.

Bạn có thể sử dụng một trong các bảng ATTiny85 (Trinket, Lily Tiny, Gemma) thay vì Pro Mini hoặc Nano nhưng nó có thể không có chỗ cho bản phác thảo đầy đủ với cả hai chương trình - xem Bước 5.

Nếu bạn sử dụng lại bộ chuyển đổi AC 12V đã thoát, bạn sẽ cần:

• Điốt chỉnh lưu 1N4004 - 4 tắt
• Tụ điện 1000uF 35V
• Mô-đun điều chỉnh chuyển mạch bước xuống 5V (một mô-đun dựa trên chip LM2596 nên làm), hoặc ăn thịt satnav ô tô cũ hoặc bộ sạc USB cung cấp 5V như tôi đã làm.

Nếu không thì:

Sử dụng lại bộ sạc USB 5V cũ, chẳng hạn như bộ sạc của Apple hoặc Blackberry hoặc mua một bộ sạc mới

Bước 1: Tháo rời cây của bạn

Như bạn sẽ thấy từ các hình ảnh, cây của tôi có một đế tròn chứa các tác phẩm, với một lỗ trên đỉnh để lấy thân cây.

Không khó để tháo rời phần đế. Của tôi chỉ đơn giản là có 3 ốc vít ở phía dưới. Tháo những thứ này ra và nắp sẽ thẳng ra. Kiểm tra xem nó hoạt động giống như của tôi, với một bóng đèn phản xạ halogen, một động cơ và một đĩa màu.

Tháo bóng đèn (2 vít giữ một vòng giữ) và đĩa màu (được giữ chặt bằng một đai ốc ở đầu trục chính).

Theo dõi qua hệ thống dây điện để xem nó hoạt động như thế nào. Việc chuyển đổi dễ dàng nhất nếu bạn có thể lắp ráp thiết bị điện tử mới dưới dạng mô-đun để thay thế trực tiếp bóng đèn, lắp vào và lấy điện từ ổ cắm của nó. Bạn có thể sẽ muốn ngắt kết nối động cơ và có thể tháo nó hoàn toàn.

Bước 2: Lắp ráp thiết bị điện tử

Ảnh cho thấy kết quả cuối cùng, trước khi thay thế vỏ.

Thiết bị điện tử bao gồm 3 phần:

Vòng Arduino và Neopixel

và nếu bạn đang sử dụng bộ chuyển đổi nguồn AC 12V hiện có:

• 1N4004 điốt chỉnh lưu và tụ làm mịn
• Bộ điều chỉnh bước xuống DC-DC.

Tôi sẽ lần lượt mô tả từng loại, nhưng trước tiên, hãy cân nhắc xem bạn sẽ lắp chúng như thế nào để vừa với vị trí của bóng đèn.

Tôi hàn một mảnh dải ghim rộng 3 chân với ghim ở giữa đã được tháo ra vào đáy của một mảnh bìa. Điều này phù hợp với ổ cắm bóng đèn.

Tôi đảm bảo rằng bảng dải có cùng chiều cao với bóng đèn và phần trên cùng của bảng dải có cùng chiều rộng với đường kính bóng đèn. Bằng cách đó, bảng dải có thể thay thế trực tiếp bóng đèn, được giữ lại ở trên cùng với vòng được sử dụng để giữ bóng đèn.

Bước 3: Vòng Arduino và Neopixel

Nếu Arduino của bạn đi kèm mà không có các dải pin được hàn sẵn, bạn có thể gắn nó trực tiếp lên bảng ghim, bằng cách chạy các đoạn dây trần ngắn qua các chân trên Arduino và qua bảng ghim, được hàn ở cả hai mặt. Arduino Pro Mini cần một dải chân 6 chiều được hàn vào các tấm đệm cổng nối tiếp để lập trình.

Bạn chỉ cần kết nối các chân + 5V, GND và D8 trên Arduino, nhưng dù sao thì hãy cắt các rãnh trên bảng dải giữa hai hàng chân để đảm bảo an toàn. Điều đó sẽ cho phép bạn hàn thêm một hoặc hai chân để giữ chặt nó mà không tạo ra bất kỳ đoạn ngắn mạch nào.

Tôi đã sử dụng 3 đoạn dây đồng dày để vừa đỡ vòng Neopixel vừa để kết nối nó với bảng dải.

Vòng Neopixel có 4 kết nối: Vcc, Gnd, D-In và D-Out. Chúng tôi chỉ sử dụng 3 đầu tiên trong số này.

Sau khi gắn vòng Neopixel như hình minh họa, hãy sử dụng độ dài ngắn của dây kết nối để kết nối Vcc với chân Arduino + 5V, Gnd với chân Arduino Gnd và D-In vào chân Arduino D8 hoặc D1 nếu bạn đang sử dụng một trong các ATTiny85 bảng.

Kiểm tra để đảm bảo các dây dẫn của bảng dải mà bạn đã hàn vòng Neopixel để không tạo ra các kết nối không mong muốn với Arduino và cắt chúng nếu cần thiết để phá vỡ bất kỳ kết nối nào như vậy.

Bước 4: Nguồn điện

Nếu bạn đang sử dụng nguồn điện 5V, tất cả những gì bạn cần làm là kết nối kết nối dương với Vcc / + 5V và kết nối âm với Gnd trên Arduino và vòng Neopixel, và bạn có thể chuyển tiếp sang Lập trình.

Nguồn điện xoay chiều 12V trước tiên phải được chỉnh lưu với 4 điốt (biến thành điện một chiều), sau đó được làm trơn bằng một tụ điện.

Tôi đã gắn các điốt và tụ điện trên cùng một mảnh bảng mạch với Arduino. Trong ảnh, các dải đồng chạy dọc.

Gắn 4 đi-ốt như hình vẽ, luân phiên các cách vòng. Đầu dương của mỗi diode được đánh dấu bằng dải màu trắng. Cắt mỗi trong số 4 dải đồng giữa hai đầu của mỗi điốt.

Nguồn điện xoay chiều 12V đi vào qua các dây màu trắng từ các chân cắm vào ổ cắm bóng đèn. Ở đầu AC, các điốt được kết nối thành các cặp liền kề như được hiển thị bằng các đường màu trắng, mỗi dây đầu vào AC đi đến một đầu dương và một đầu âm của một điốt.

Ở đầu kia các điốt được kết nối với các đầu dương với nhau (đường màu đỏ) và các đầu âm với nhau (đường màu xanh).

Hàn tụ điện vào các dải được đánh dấu màu đỏ và xanh lam. Tôi hàn thêm nó lên bảng sau đó uốn cong các dây dẫn để cho phép tụ điện nằm gọn gàng trên các điốt.

Rất quan trọng: một bên của tụ điện được đánh dấu âm (có dấu trừ). Bạn phải kết nối nó với dải được đánh dấu màu xanh lam!

Bây giờ bạn có thể kết nối màu đỏ và xanh lam với các đầu vào tích cực và tiêu cực tương ứng của bộ chuyển đổi bước xuống DC-DC.

Nếu bạn đang sử dụng bộ chuyển đổi nấc xuống với đầu ra có thể điều chỉnh, hãy đảm bảo đo điện áp đầu ra bằng đồng hồ vạn năng và điều chỉnh nó thành 5V trước khi tiếp tục, nếu không bạn có thể làm hỏng vòng Arduino và Neopixel.

Cuối cùng, kết nối đầu ra tích cực và tiêu cực của bộ chuyển đổi với Vcc hoặc 5V và Gnd trên vòng Arduino và Neopixel.

Bạn có thể gắn một bộ chuyển đổi DC-DC nhỏ trên bảng điều khiển với các thành phần khác, nhưng của tôi quá lớn, vì vậy tôi phải kết nối nó với dây dẫn bay và buộc nó vào một vài trụ thuận tiện.

Bước 5: Lập trình

Nếu chưa có, bạn cần tải xuống và cài đặt Arduino IDE. Nó miễn phí. Đảm bảo rằng bạn có phiên bản mới nhất (1.6.13 trở lên - một số phiên bản trước đó có chứa lỗi làm lãng phí rất nhiều thời gian của tôi).

Trong thư mục Arduino của bạn (theo mặc định trong Windows, đây là trong Tài liệu của tôi), hãy tạo một thư mục có tên là Neopix_colours3. Sao chép tệp Neopix_colurs3.ino vào thư mục này.

Bây giờ khởi chạy Arduino IDE và định vị bản phác thảo Neopix_colours3 trong sổ phác thảo của bạn.

Nếu bạn đang sử dụng bảng ATTiny85, có thể không có chỗ cho bản phác thảo đầy đủ. Nhận xét định nghĩa của FUNCTION_1 hoặc FUNCTION_2 gần phần đầu của bản phác thảo. Ngoài ra, bạn có thể ép toàn bộ bản phác thảo vào nếu bạn hy sinh bộ nạp khởi động và lập trình nó bằng Arduino khác.

Trong Công cụ, chọn bảng bạn đang sử dụng (Pro Mini hoặc Nano, hoặc bất cứ thứ gì). Nếu bạn đang sử dụng Pro Mini, hãy kết nối bộ điều hợp FTDI với Arduino (đảm bảo rằng nó đúng chiều) và cắm nó vào cổng USB trên máy tính của bạn. Trong trường hợp của Nano, bạn chỉ cần kết nối nó với máy tính bằng cáp USB.

Trên máy tính của bạn, hãy vào Trình quản lý thiết bị - các cổng (COM & LPT) và kiểm tra xem cổng COM nào đã được gán cho Arduino. Đặt điều này trong Công cụ - Cổng.

Bây giờ bạn có thể tải lên bản phác thảo và kiểm tra xem nó có hoạt động không. Neopixels rất sáng vì vậy bạn nên đặt một tờ giấy lên trên chúng để bảo vệ mắt của bạn hoặc tạm thời thay đổi định nghĩa của BRILL trong bản phác thảo từ 255 thành 50.

Bản phác thảo như tôi đã tải lên bắt đầu với chương trình 1 và sau đó chuyển đổi ngẫu nhiên giữa hai chương trình sau mỗi 5 - 10 phút. Nếu bạn thích cái này hay cái kia, hãy tìm dòng

hàm = 1;

ở cuối hàm setup (). Thay thế 1 bằng -1 hoặc -2 để khóa nó vào chương trình 1 hoặc chương trình 2. Bạn có thể thay đổi thời gian tối thiểu và tối đa (tính bằng mili giây) mà mỗi chương trình chạy bằng cách tìm và thay đổi định nghĩa của MINCHGTIME và MAXCHGTIME.

Khi bạn hạnh phúc, hãy tập hợp mọi thứ lại với nhau, ngồi lại và tận hưởng!