Šķiedru optiskās Ziemassvētku eglītes jaunināšana: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Dažus gadus mums ir bijusi viena no šīm optisko šķiedru Ziemassvētku eglītēm. Pamatnē ir 12 V halogēna atstarotāja spuldze, un starp spuldzi un koka pamatni ir novietots krāsains disks, ko darbina motors. Spuldzi un motoru darbina 12 V maiņstrāvas "sienas kuba" tipa tīkla adapteris. Bet krāsas drīzāk tiek izskalotas un atkārtojas ik pēc 10 sekundēm, un dažiem cilvēkiem ar līdzīgiem kokiem motors šķiet mazliet trokšņains. Man likās, ka mēs šajā dienā varam paveikt daudz labāk!

Kad spuldze ir nomainīta ar 7 pikseļu Neopixel gredzenu, ko vada Arduino Pro Mini, tai vairs nav vajadzīgs krāsainais disks vai to darbinošais motors, un tas nodrošina daudz intensīvākas krāsas, izmantojot mazāk elektrības. Video patiešām neatbilst krāsām - lielais gaismas diodes kontrasts uz jebkura fona padara tos ļoti grūti efektīvi fotografēt

Manis rakstītā Arduino skice iemieso 2 programmas, kas mainās ik pēc 5-10 minūtēm. Vienā visi neopikseļi seko vienai un tai pašai nejaušai krāsu secībai, taču katra no tām ir nedaudz aizkavēta no iepriekšējās, radot krāsu efektu, kas skar koku. No otras puses, visas 21 krāsainās gaismas diodes (viena sarkana, viena zaļa un viena zila katrā neopikselī) tiek izgaismotas un izslēgtas nejauši, radot ļoti patīkamu intensīvu un nepārtraukti mainīgu krāsu šovu.

Tā kā jūsu koks, visticamāk, nebūs tāds pats kā mans, un jūs, iespējams, nevēlaties to darbināt tādā pašā veidā, es nevaru sniegt detalizētus norādījumus pilnam iesācējam, bet, cerams, jūs kaut ko iemācīsities, pielāgojot tos savam kokam.

Jums būs nepieciešams:

• Adafruit Jewel Neopixel gredzens vai Tālo Austrumu ekvivalents.
• Arduino Pro Mini vai Nano (tai jābūt 5 V daļai)
• Ja izmantojat Pro Mini, FTDI USB uz seriālo adapteri
• Stripboard, pin sloksne, lodāmurs, lodēt, savienojošais vads utt.

Pro Mini vai Nano vietā varat izmantot vienu no ATTiny85 dēļiem (Trinket, Lily Tiny, Gemma), taču, iespējams, tajā nav vietas pilnai skicei ar abām programmām - skatiet 5. darbību.

Ja atkārtoti izmantojat 12 V maiņstrāvas adapteri, jums būs nepieciešams:

• 1N4004 taisngriežu diodes - 4 izslēgtas
• 1000uF 35V elektrolītiskais kondensators
• 5V pazeminoša pārslēgšanas regulatora modulis (vajadzētu izmantot vienu, kura pamatā ir mikroshēma LM2596) vai kanibalizēt veco automašīnas satelītu vai USB lādētāju, kas piegādā 5V, kā es to darīju.

Pretējā gadījumā:

Izmantojiet veco 5V USB lādētāju, piemēram, Apple vai Blackberry lādētāju, vai iegādājieties jaunu

1. darbība: izjauciet savu koku

Kā redzēsit no attēliem, manam kokam ir apaļa pamatne ar darbiem, un augšpusē ir caurums, kas aiznes pašu koku.

Bāzes izjaukšanai nevajadzētu būt grūti. Manējā vienkārši ir 3 skrūves apakšā. Noņemiet tos, un vāks uzreiz nokrīt. Pārbaudiet, vai tas darbojas tāpat kā mans, ar halogēna atstarotāja spuldzi, motoru un krāsainu disku.

Noņemiet spuldzi (2 skrūves satur fiksējošo gredzenu) un krāsaino disku (nostiprināts ar vienu uzgriezni vārpstas augšpusē).

Sekojiet vadiem, lai redzētu, kā tas darbojas. Pārveidošana ir visvieglākā, ja jauno elektroniku varat salikt kā moduli, lai tieši nomainītu spuldzi, ievietotu kontaktligzdā un ņemtu no tās strāvu. Jūs, iespējams, vēlēsities atvienot motoru un varbūt noņemt to pavisam.

2. darbība: elektronikas montāža

Fotoattēls parāda gala rezultātu pirms vāka nomaiņas.

Elektronika sastāv no 3 daļām:

Gredzens Arduino un Neopixel

un ja izmantojat esošu 12V maiņstrāvas tīkla adapteri:

• 1N4004 taisngriežu diodes un izlīdzināšanas kondensators
• DC-DC pazemināšanas regulators.

Es aprakstīšu katru pēc kārtas, bet vispirms apsveriet, kā jūs tos uzstādīsit, lai tie ietilptu spuldzes vietā.

Es pielodēju 3 tapas platu tapas sloksnes gabalu, noņemot vidējo tapu sloksnes plāksnes gabala apakšā. Tas iekļaujas spuldzes ligzdā.

Es nodrošināju, ka sloksnes dēlis ir tādā pašā augstumā kā spuldze un ka sloksnes augšdaļa ir tāda paša platuma kā spuldzes diametrs. Tādā veidā sloksnes dēlis varētu tieši nomainīt spuldzi, kas augšpusē saglabāta ar gredzenu, ko izmantoja, lai noturētu spuldzi.

3. solis: Arduino un Neopixel gredzens

Ja jūsu Arduino tiek piegādāts bez lodāmām tapām, jūs varat to uzstādīt tieši uz sloksnes, īsu stieples garumu izlaižot caur Arduino tapām un caur abām pusēm pielodētiem sloksnēm. Arduino Pro Mini programmēšanai nepieciešama 6 virzienu tapas sloksne, kas pielodēta pie seriālā porta paliktņiem.

Arduino ir jāpievieno tikai +5V, GND un D8 tapas, bet drošības nolūkos jebkurā gadījumā nogrieziet sloksnes sliedes starp abām tapām. Tas ļaus jums pielodēt vēl vienu vai divas tapas, lai to nostiprinātu, neradot īssavienojumus.

Es izmantoju 3 biezas vara stieples gabalus, lai gan atbalstītu Neopixel gredzenu, gan savienotu to ar sloksnes plāksni.

Neopikselu gredzenam ir 4 savienojumi: Vcc, Gnd, D-In un D-Out. Mēs izmantojam tikai pirmos 3 no tiem.

Kad esat uzstādījis Neopixel gredzenu, kā parādīts attēlā, izmantojiet īsu savienojošo vadu, lai savienotu Vcc ar Arduino +5V tapu, Gnd ar Arduino Gnd tapu un D-In ar Arduino tapu D8 vai D1, ja izmantojat kādu no ATTiny85 dēļi.

Pārbaudiet, vai sloksnes plāksnes vadītāji, ar kuriem pielodējāt Neopixel gredzenu, neveido nevēlamus savienojumus ar Arduino, un, ja nepieciešams, nogrieziet tos, lai izjauktu šādus savienojumus.

4. solis: barošanas avots

Ja izmantojat 5 V barošanas avotu, viss, kas jums jādara, ir savienot pozitīvo savienojumu ar Vcc/+5V un negatīvo ar Gnd uz Arduino un Neopixel gredzena, un jūs varat pāriet uz programmēšanu.

12 V maiņstrāvas avots vispirms ir jālabo ar 4 diodēm (pārvēršoties par līdzstrāvu), pēc tam izlīdzina ar elektrolītisko kondensatoru.

Es uzstādīju diodes un kondensatoru uz tā paša sloksnes plāksnes kā Arduino. Fotogrāfijās vara sloksnes iet vertikāli.

Uzstādiet 4 diodes, kā parādīts, pārmaiņus. Katras diodes pozitīvais gals ir atzīmēts ar baltu joslu. Izgrieziet katru no 4 vara sloksnēm starp katras diodes diviem galiem.

12 V maiņstrāva nāk caur baltajiem vadiem no tapām, kas tiek pievienotas spuldzes kontaktligzdai. Maiņstrāvas galā diodes ir savienotas blakus esošos pāros, kā parādīts baltajās līnijās, katrs maiņstrāvas ievades vads iet uz vienu diodes pozitīvo galu un vienu negatīvo galu.

Otrā galā diodes ir savienotas ar pozitīviem galiem kopā (sarkanas līnijas) un negatīvas puses kopā (zilas līnijas).

Lodējiet kondensatoru pie sloksnēm, kas apzīmētas ar sarkanu un zilu krāsu. Es to lodēju tālāk uz augšu, pēc tam salieku vadus, lai kondensators varētu kārtīgi sēdēt virs diodēm.

Ļoti svarīgi: viena kondensatora puse ir atzīmēta ar negatīvu (ar mīnusa zīmēm). Jums tas jāpievieno sloksnei, kas apzīmēta ar zilu krāsu!

Tagad jūs varat savienot sarkano un zilo krāsu attiecīgi ar DC-DC pazeminošā pārveidotāja pozitīvo un negatīvo ieeju.

Ja izmantojat pazemināmu pārveidotāju ar regulējamu izeju, pirms došanās tālāk, noteikti izmēriet izejas spriegumu ar multimetru un noregulējiet to uz 5 V. Pretējā gadījumā varat sabojāt Arduino un Neopixel gredzenu.

Visbeidzot, pievienojiet pārveidotāja pozitīvās un negatīvās izejas Vcc vai 5V un Gnd uz Arduino un Neopixel gredzena.

Jūs, iespējams, varēsit uzstādīt nelielu līdzstrāvas līdzstrāvas pārveidotāju uz sloksnes kopā ar citām sastāvdaļām, bet mans bija pārāk liels, tāpēc man tas bija jāsavieno ar lidojošiem vadiem un jāpiesaista pāris ērtiem stabiem.

5. solis: programmēšana

Ja jums tā vēl nav, jums ir jālejupielādē un jāinstalē Arduino IDE. Tas ir par brīvu. Pārliecinieties, vai jums ir jaunākā versija (1.6.13 vai jaunāka - dažās iepriekšējās versijās ir kļūdas, kas izšķērdēja daudz mana laika).

Mapē Arduino (pēc noklusējuma sistēmā Windows tas ir sadaļā Mani dokumenti) izveidojiet mapi ar nosaukumu Neopix_colours3. Kopējiet failu Neopix_colurs3.ino šajā mapē.

Tagad palaidiet Arduino IDE un savā skiču grāmatā atrodiet skici Neopix_colours3.

Ja izmantojat ATTiny85 tāfeli, iespējams, nebūs vietas pilnai skicei. Skices sākumā komentējiet FUNCTION_1 vai FUNCTION_2 definīciju. Alternatīvi, iespējams, varēsit izspiest visu skici, ja upurēsit sāknēšanas ielādētāju un ieprogrammēsit to, izmantojot citu Arduino.

Sadaļā Rīki atlasiet izmantoto dēli (Pro Mini vai Nano vai kāds cits). Ja izmantojat Pro Mini, pievienojiet FTDI adapteri Arduino (pārliecinieties, vai tas ir pareizi) un pievienojiet to datora USB portam. Nano gadījumā jūs to vienkārši pievienojat datoram, izmantojot USB kabeli.

Datorā dodieties uz ierīču pārvaldnieka portiem (COM un LPT) un pārbaudiet, kurš COM ports ir piešķirts Arduino. Iestatiet to sadaļā Rīki - ports.

Tagad varat augšupielādēt skici un pārbaudīt, vai tā darbojas. Neopikseli ir ļoti spilgti, tāpēc ir ieteicams virs tiem uzlikt papīra lapu, lai pasargātu acis, vai uz laiku mainīt skices BRILL definīciju no 255 uz 50.

Augšupielādētā skice sākas ar 1. programmu un pēc tam ik pēc 5-10 minūtēm nejauši pārslēdzas starp abām programmām. Ja vēlaties vienu vai otru, atrodiet līniju

funkcija = 1;

uzstādīšanas () funkcijas beigās. Aizstājiet 1 ar -1 vai -2, lai to bloķētu 1. vai 2. programmā. Jūs varat mainīt minimālo un maksimālo laiku (milisekundēs), kurā katra programma darbojas, atrodot un mainot MINCHGTIME un MAXCHGTIME definīcijas.

Kad esat laimīgs, salieciet visu vēlreiz kopā, apsēdieties un izbaudiet!