Đèn Giáng sinh với Atmega328: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Giáng sinh đang đến gần và đã đến lúc bắt đầu làm điều gì đó cho nó. Trong trường hợp của tôi - cuối cùng cũng hoàn thành phần hướng dẫn về đèn cây thông Noel của tôi.

Ý tưởng ở đây rất đơn giản: lấy một số đèn LED có màu sắc khác nhau, kết nối chúng với trình điều khiển đèn LED song song (làm cho mỗi đèn có thể điều khiển riêng lẻ), vui chơi. Điều này nghe có vẻ kỳ lạ khi xem xét tất cả các loại dây cần thiết, nhưng thực tế cho thấy rằng điều này hoạt động tốt hơn nhiều so với đèn mua ngoài cửa hàng của bạn với các chế độ có dây cứng và không có tùy chỉnh. Hệ thống dây điện là vô hình, các đèn LED ẩn trong các cây kim linh sam, mọi thứ được điều khiển bằng điều khiển từ xa IR, trẻ em và người lớn đều cảm thấy hạnh phúc.

Trông có vẻ dễ dàng, nhưng tôi đã mất vài năm để hoàn thành việc này và làm cho nó hoạt động trên một cái cây thực tế. Tôi đã gặp sự cố ở một số nơi không mong muốn - chẳng hạn như hệ thống dây điện. Tài liệu hướng dẫn này nhằm giúp những người trong số các bạn muốn làm điều tương tự mà không phải trải qua nhiều tháng mua thử các thứ khác nhau trên mạng.

Dự án nhắm đến những người có kinh nghiệm vừa phải, vì bạn sẽ phải điều chỉnh nó cho phù hợp với phần cứng của mình. Tôi đã làm một bảng đặc biệt cho cái này từ lâu, bạn sẽ phải tự phát minh ra nó. Hoặc bạn có thể lấy một cái từ tôi, nhưng vẫn cần một số kỹ năng hàn.

Những gì bạn cần:

- Bảng điều khiển (Arduino hoặc loại khác)

- Mạch dẫn động LED. Trình điều khiển LED được khuyến nghị, nhưng có thể thực hiện điều này với thanh ghi shift và thư viện ShiftPWM

- Ít nhất 48 đèn LED có màu sắc khác nhau

- Dây quấn 30AWG, ít nhất 100 mét trong số đó

- Kỹ năng hàn và lập trình

- Một chút thời gian và sự kiên nhẫn

Tôi sẽ cung cấp bản phác thảo của mình nhưng bạn sẽ phải điều chỉnh nó cho phù hợp với thiết bị của mình. Chúng không bóng bẩy như tôi mong muốn. Nhưng giữa gia đình, công việc và sở thích tôi phải chọn hai người trước đây. Và tôi cần xuất bản Sách hướng dẫn này ngay bây giờ, trong khi vẫn còn thời gian trước khi diễn ra lễ hội.

Bước 1: Đấu dây

Dây là vấn đề chính đối với tôi. Với đèn Trung Quốc cơ bản của bạn, bạn sẽ có một hệ thống dây điện màu xanh lá cây đậm. Tôi đã hy vọng tìm thấy loại dây tương tự trên internet - nhưng vô ích. Trên thực tế, tôi đã dành một năm để thử, đặt hàng tá loại khác nhau, và cuối cùng hiểu rằng chúng không thực sự quan trọng.

Điều đó là, vòng hoa sản xuất cơ bản của bạn được kết nối thành chuỗi. Từ điều này, hai vấn đề nảy sinh:

a) Dây điện khá dày, vì chúng cần mang điện cho tất cả các đèn LED mắc nối tiếp, và

b) Những sợi dây này đi từ nhánh này sang nhánh khác của cây thông Noel trong tầm nhìn đơn giản, vuông góc với các nhánh.

Hai vấn đề này đòi hỏi dây phải hòa quyện với tán lá cây (cây kim linh sam). Và không hoàn toàn thành công khi làm điều này.

Với điều tôi đã nghĩ (nghĩa là mỗi đèn LED riêng lẻ có hệ thống dây điện riêng, được kết nối song song) mọi thứ thay đổi:

a) Bạn có thể sử dụng dây thật mỏng và

b) Chúng đi theo nhánh của đèn LED ở phía sau thân cây, đi ra xa tầm nhìn của khán giả, do đó có thể vô hình một cách hiệu quả.

Chơi lô tô! Bạn không cần màu xanh lá cây đậm, bạn có thể có màu nâu để pha trộn với các cành cây, hoặc thậm chí là màu lục lam như tôi đã có, và nó sẽ vẫn vô hình.

Đây là điều mà tôi thực sự phát hiện ra khi vòng hoa đã được đặt xong. Nó hoạt động.

Vì vậy, bạn cần một số dây quấn 30AWG mỏng (như thế này), màu xanh lá cây (có một chút màu xanh lam) hoặc màu nâu.

Bước 2: Đèn LED

Có bộ '10 đèn LED màu' có sẵn trên internet. Các màu là: đỏ, cam, vàng, xanh lá cây, xanh lá cây, xanh dương, hồng, tím, trắng lạnh và trắng ấm. Hai cách cuối cùng rất thú vị, vì bạn có thể tạo một số hiệu ứng bạc / vàng với chúng, nhưng đó là một câu chuyện khác. Tám cái còn lại là ok, và con số rất thuận tiện, những gì với các trình điều khiển LED có 16 đầu ra. Tôi đề xuất đèn LED 3mm: chúng khá sáng trong khi đủ nhỏ để ẩn trong kim.

Những ai theo dõi sự lan man của tôi đều biết rằng tôi hơi bị ám ảnh bởi quang phổ và bạn có thể thấy rằng tập hợp màu sắc không nhất quán chính xác. Đáng chú ý nhất là khoảng cách giữa hai màu xanh lá cây và xanh lam.

Đầu tiên, mắt người không giỏi nhận biết những màu sắc này; chúng ta sẽ tốt hơn với bất cứ thứ gì có ít nhất một đốm đỏ trong đó. Thứ hai, hầu như không có đèn LED nào có sẵn để lấp đầy khoảng trống. Đúng là có một nhà cung cấp đèn LED màu lục lam trên Aliexpress, nhưng chúng khá đắt (và tôi đã tìm thấy chúng quá muộn). Ngoài ra còn có một loạt những kẻ lừa đảo bán đèn LED màu xanh lá cây cơ bản là đèn 'ngọc lục bảo'; đừng rơi vào điều này. Mình thấy bộ 10 màu khá ổn; các đèn LED tạo ra các màu sắc khác nhau rõ ràng.

Nếu bạn quản lý để tìm các đèn LED màu lục lam này với mức giá phù hợp, tôi khuyên bạn nên thay thế các đèn LED màu tím bằng chúng (đặt màu lục lam giữa xanh lục và xanh lam). Các màu tím giống với tia UV hơn, chúng không sáng lắm nhưng có thể tạo ra một số điều thú vị trong bóng tối nếu có thứ gì đó màu trắng ở gần chúng. Vì vậy, bạn có thể tạo một nhánh riêng trên vòng hoa của mình để cung cấp sự kỳ diệu và bí ẩn.

Bước 3: Lắp ráp

Việc hàn các đèn LED vào dây dẫn mất nhiều thời gian; rảnh rỗi một ngày để làm điều này ngay cả đối với một vòng hoa 48 đèn LED nhỏ. Bạn sẽ cần (ngoài đèn LED và dây dẫn):

- Ống co nhiệt 1,5 mm;

- Ống co nhiệt 2,5 mm;

- Nhiều dung dịch nho khô;

và một cái mỏ hàn, rõ ràng là như vậy.

Làm sạch đầu dây, quấn quanh chân đèn LED, nhỏ một giọt dung dịch nho khô, thuốc hàn. Lặp lại cho lượt thứ hai. Đẩy ống 1,5mm trên mối hàn đầu tiên và thu nhỏ lại, lặp lại lần thứ hai. Đẩy ống 2,5mm trên cả hai chân và co lại. Sự co lại bên trong là cần thiết để ngăn quần đùi, bên ngoài cho vẻ ngoài đẹp. Không cần kẹp, vì kết quả là nhẹ, kim linh sam sẽ giữ nó khá tốt. (Nếu cây của bạn là nhân tạo, bạn có thể cần một thứ gì đó để làm cho đèn LED dính)

Thực hiện theo nhóm sáu người, theo dõi quang phổ, đừng quên kiểm tra xem đèn LED có hoạt động không vì nó có thể bị hỏng trong quá trình hàn và nhớ đánh dấu dây cực dương.

Đối với chiều dài của dây, tôi đã làm cho chúng 50 cm và nó hơi ngắn ngay cả đối với cây ish nhỏ mà tôi có. Tôi đã phải căng dây thay vì quấn chúng quanh cành cây. Để xin lỗi, tôi định làm một vòng hoa 96 đèn LED (vẫn còn làm btw), và đây là nửa trên của nó. Trong mọi trường hợp, chỉ cần xem xét rằng bạn sẽ muốn dây đi theo thân và sau đó là nhánh đi ra khỏi bộ điều khiển và chọn chiều dài cho phù hợp.

Bước 4: Kết nối bộ điều khiển

Tôi đã sử dụng bảng UltiBlink SL của mình được thiết kế cơ bản với mục đích này. Trừ khi bạn có / đặt hàng, bạn sẽ phải tự làm. Breadboard sẽ không hoạt động ở đây, vì vậy bạn sẽ phải phát minh và hàn thứ gì đó trên bảng tạo mẫu. Trình điều khiển LED tốt hơn cho nhiệm vụ này so với thanh ghi dịch chuyển (với thư viện ShiftPWM), vì trình điều khiển không yêu cầu điện trở cho mỗi LED, do đó ít không gian hơn, ít lỗ hơn, ít hàn hơn.

Lưu ý rằng tôi đã sử dụng phiên bản Mở rộng của bảng UltiBlink của mình, phiên bản không có công cụ Arduino (nói ngắn gọn là vi điều khiển) trên mặt sau của nó. Tôi đã gắn bảng vi điều khiển (BlinkeyCore tròn) vào phần mở rộng. Sự thật là, nó không được dự định lúc đầu; vòng hoa 48 LED cụ thể này được cho là phần trên của vòng hoa 96 LED, với phần dưới có MC trên tàu. Tuy nhiên, nó đã được chứng minh là tốt khi a) Tôi có thể gắn bảng trực tiếp vào thân cây bằng dây cao su đơn giản và b) Tôi có thể dễ dàng tháo bảng điều khiển để tải lại bản phác thảo. Theo đúng nghĩa đen, tôi không phải ngồi dưới Cây thông Noel với cuốn sổ tay như một ông già Noel lập dị nào đó. Vì vậy, tôi khuyên bạn nên làm điều gì đó tương tự, đó là có bảng Arduino / MC của bạn có thể tháo rời khỏi thiết bị.

Tôi đã kết nối các đèn LED với 48 đầu ra trong 6 lô mỗi 8 đèn LED như thế này: đỏ, cam, vàng, xanh lá cây, xanh lá cây, xanh lam, tím, hồng; lặp lại 5 lần. Tức là, đầu ra 0 = đỏ, đầu ra 1 = cam, đầu ra 2 = vàng, v.v. Hình vẽ bên dưới dựa trên thứ tự này để có công lý tuyệt vời. Hãy chắc chắn rằng bạn đặt chúng trên cây theo cùng một thứ tự, đi theo hình xoắn ốc lên hoặc xuống. Tôi cũng khuyên bạn nên thử đặt các đèn LED cùng màu trong các đường thẳng đứng nhiều hơn hoặc ít hơn (trên hoặc dưới nhau) - tất cả điều này sẽ làm cho các hiệu ứng trông đẹp hơn nhiều.

Cuối cùng, bạn nên xem xét mức tiêu thụ điện năng. 48 đèn LED yêu cầu khoảng 1A ở 5V khi chúng bật tất cả. Bạn có thể sử dụng bộ sạc USB, nhưng nó phải thực sự tốt và đã được kiểm tra, không phải một số thứ rẻ tiền từ eBay sẽ cung cấp đủ nước nhưng không có (như cái màu trắng trong ảnh của tôi, tôi đã thay thế nó sau). Với 96 đèn LED, tôi định sử dụng hai, một cho mỗi phần của vòng hoa, chỉ để đảm bảo mọi thứ hoạt động như dự định. Một cách tiếp cận khác có thể xảy ra đối với vấn đề này nằm ở phần mềm: nếu bạn đảm bảo rằng không có quá 25 đèn LED được bật vào bất kỳ thời điểm nào, bạn sẽ có thể chạy điều này từ bất kỳ bộ sạc USB nào hoặc thậm chí là cổng USB của máy tính của bạn. Bản phác thảo của tôi bên dưới thì không.

Bước 5: Kiểm soát IR

IR là khá tốt và ưa thích để kiểm soát các chế độ trên vòng hoa của bạn. Rất may, có một thư viện IRLib tuyệt vời đáp ứng mọi nhu cầu. Ngoài ra, bộ thu IR có kết nối rất đơn giản.

Có rất nhiều hướng dẫn về cách sử dụng điều khiển từ xa IR với Arduino, vì vậy tôi sẽ không đi sâu vào chi tiết ở đây. Nếu bạn không quen thuộc với nó, chỉ cần dành một buổi tối để hoàn thành việc này, nó không phải là khoa học tên lửa.

Tuy nhiên, cần có một số lưu ý để làm cho nó dễ dàng hơn:

1 - Có các giao thức giao tiếp IR khác nhau, trong đó giao thức của Philips là kỳ lạ nhất và giao thức của Sony là giao thức hợp lý và dễ lập trình nhất. Rất may, hầu hết các điều khiển từ xa giá rẻ đều sử dụng Sony.

2 - Nếu bạn có một số điều khiển từ xa cũ ở đâu đó trong nhà để xe, hãy kiểm tra chúng, rất có thể chúng sẽ hoạt động tốt. Tôi đã từng sử dụng điều khiển từ xa từ TV của mình để điều khiển một trong những thiết bị Giáng sinh của mình, nhưng đó không phải là ý tưởng tốt nhất, vì tín hiệu được phản xạ từ các bức tường, do đó, nó có thể chuyển kênh hoặc thứ gì đó trên TV khi bạn đang điều khiển vòng hoa của mình. Tốt hơn là có một cái dành riêng.

3 - Đây là bản phác thảo của tôi mà tôi sử dụng để ánh xạ các nút trên một điều khiển từ xa mới hoạt động với giao thức Sony. Nó đưa các mã vào màn hình nối tiếp để bạn chỉ cần sao chép và dán chúng. Tôi sao chép và dán chúng vào tệp này, được đưa vào bản phác thảo chính cho vòng hoa (bên dưới). Rất có thể các mã cho điều khiển từ xa chung chung (được gọi là ‘CarMP3’ trong bao gồm) đã có sẵn đó cũng sẽ hoạt động với điều khiển của bạn.

Bước 6: Phác thảo

Ok, bản phác thảo này hoạt động với bảng thiết kế của tôi (48 đèn LED). Nó cũng khá lộn xộn, vì tôi đã viết nó một cách vội vàng và không có thời gian để làm sạch / nhận xét nó. Tuy nhiên, bạn có thể thấy nó hữu ích; cảm thấy tự do để lấy những phần cần thiết ra khỏi nó và làm bất cứ điều gì bạn muốn. Cách đơn giản nhất là chỉ cần thay thế tất cả các phiên bản của các hàm thư viện DMdriver bằng các phiên bản của bạn. Có ba trong tất cả: test.setPoint (int x, int y) đặt đầu ra #x thành Y (Y là số 16 bit); test.clearAll () đặt tất cả các đầu ra thành 0 và test.sendAll () làm mới thông tin trong trình điều khiển LED (gửi dữ liệu đến đó, thay đổi trạng thái LED đồng thời). Ngay cả khi không có điều khiển từ xa, nó vẫn hoạt động. Sau khi hoàn tất, hãy kiểm tra phần trước của Có thể hướng dẫn này, ánh xạ các nút trên điều khiển từ xa của bạn và đặt mã vào tệp bao gồm.

Nếu bạn là chủ sở hữu tự hào của UltiBlink, bạn sẽ có thể chạy bản phác thảo ra khỏi hộp (bạn đã có thư viện DMdriver, phải không?); Vui lòng liên hệ với tôi nếu có gì sai sót, bạn biết địa chỉ.

Chúc may mắn, vui vẻ, hãy đặt câu hỏi - Tôi sẽ cố gắng trả lời chúng, chúc Giáng sinh sắp tới vui vẻ và hy vọng tôi sẽ sớm viết được điều gì đó mới!