LEDura - անալոգային LED ժամացույց ՝ 12 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Tinkercad նախագծեր »

Երկար ժամանակ պարզապես տարբեր նախագծեր պատրաստելուց հետո ես որոշեցի ինքս սովորեցնող դարձնել: Առաջինի համար ես կառաջնորդեմ ձեզ ձեր անալոգային ժամացույցի պատրաստման գործընթացի միջոցով, որը պատրաստված է հիանալի հասցեական LED օղակով: Ներքին օղակը ցույց է տալիս ժամերը, արտաքին օղակը `րոպեներն ու վայրկյանները:

Showingամանակը ցույց տալուց բացի, ժամացույցը կարող է նաև ցուցադրել սենյակի ջերմաստիճանը, և դա կարող է լինել շատ գեղեցիկ ձևավորում սենյակում: Ամեն 15 րոպեն մեկ ժամացույցը ստեղծում է նաև հատուկ էֆեկտներ. Տեսանյութը ցույց է տալիս դրանք բոլորը, անպայման ստուգեք այն: 2 կոճակի և պոտենցիոմետրի օգնությամբ օգտվողը կարող է իր ցանկությամբ ընտրել տարբեր ռեժիմների և փոփոխվող գույների միջև: Ես նաև բարձրացրեցի այն ՝ ավտոմատ կերպով լուսավորելու LED- ները, եթե սենյակը մթնում է, այնպես որ օգտագործողը չի անհանգստանա գիշերվա ընթացքում:

Theամացույցը կարելի է տեղադրել գրասեղանի, մահճակալի սեղանի վրա կամ կախել պատից:

Նշում. Նկարներն այնքան էլ լավը չեն, որքան իրականության տեսողությունը `բարձր պայծառության պատճառով:

Քայլ 1: Ինչպե՞ս կարդալ այն:

Clամացույցն ունի 2 օղակ `փոքրը` ժամերը ցուցադրելու համար, իսկ ավելի մեծը `րոպեներն ու վայրկյանները: Որոշ LED- ներ անընդհատ փայլում են. Այսպես կոչված կողմնացույց, որը ցույց է տալիս ժամացույցի հիմնական դիրքերը: Hourամացույցի մատուցման ժամանակ այն ներկայացնում է 3, 6, 9 և 12'o ժամացույցներ, րոպեների զանգերին `15, 30, 45 և 0 րոպե:

Քայլ 2: Ինչ ձեզ հարկավոր կլինի

Նյութեր:

• 1x Arduino Nano (կարող եք օգտագործել նաև ցանկացած այլ Arduino)
• 1x DS3231 RealTimeClock մոդուլ
• 1x հասցեավորվող օղակ `60 լուսադիոդ
• 1x հասցեավորվող օղակ `24 լուսադիոդ
• 2x կոճակ (NO - նորմալ բացված)
• 1x 100kOhm պոտենցիոմետր
• 1x 5V սնուցման աղբյուր (ունակ է ապահովել 1 ամպեր)
• 1x Մատակարարման միակցիչ
• Որոշ լարեր
• 1x 10kOhm դիմադրություն

• 1x ֆոտոռեզիստոր

• Նախնական տախտակ (ըստ ցանկության)
• Տերմինալային բլոկային միակցիչներ (ըստ ցանկության)
• 25 մմ հաստությամբ փայտ, առնվազն 22 սմ x 22 սմ չափի
• 1 մմ բարակ ներքնակ ՊՎՔ պլաստմասե չափ 20 սմ x 20 մկ

Գործիքներ:

• Էլեկտրոնիկայի կառուցման հիմնական գործիքներ (եռակցման երկաթ, տափակաբերան աքցան, պտուտակահան և այլն)
• Հորատման մեքենա
• Տաք սոսինձ ատրճանակ
• Ավազի թուղթ և փայտի լաք
• CNC մեքենա (գուցե ինչ -որ ընկեր ունի)

Քայլ 3. Էլեկտրոնիկայի բաղադրիչներ - նախապատմություն

DS3231

Մենք կարող էինք որոշել ժամանակը ՝ օգտագործելով Arduinos կառուցված տատանումն ու ժմչփը, բայց ես որոշեցի օգտագործել Real Time Clock (RTC) հատուկ մոդուլը, որը կարող է հետևել ժամանակին, նույնիսկ եթե ժամացույցը անջատենք էներգիայի աղբյուրից: DS3231 տախտակն ունի մարտկոց, որն ապահովում է էներգիա, երբ մոդուլը միացված չէ սնուցման աղբյուրին: Այն նաև ավելի ճշգրիտ է ավելի երկար ժամանակ, քան Arduinos ժամացույցի աղբյուրը:

DS3231 RTC- ն օգտագործում է I2C ինտերֆեյսը միկրոկառավարիչի հետ հաղորդակցվելու համար: շատ պարզ է օգտագործման մեջ, և դրա հետ շփվելու համար մեզ անհրաժեշտ է ընդամենը 2 լար: Մոդուլը նաև տրամադրում է ջերմաստիճանի տվիչ, որը կօգտագործվի այս նախագծում:

Կարևոր. Եթե դուք պլանավորում եք օգտագործել չվերալիցքավորվող մարտկոց RTC մոդուլի համար, ապա պետք է ապամոնտաժեք 200 օմ դիմադրիչը կամ 1N4148 դիոդը: Հակառակ դեպքում մարտկոցը կարող է պայթել: Լրացուցիչ տեղեկություններ կարելի է գտնել այս հղումով:

WS2812 LED օղակ

Ես որոշեցի օգտագործել 60 LED օղակ ՝ րոպեներին հետևելու համար և 24 LED օղակ ժամերով: Դուք կարող եք դրանք գտնել Adafruit- ում (neoPixel մատանի) կամ որոշ էժան տարբերակներ eBay- ում, Aliexpress- ում կամ այլ վեբ խանութներում: Հասցեավորվող լուսադիոդների միջև մեծ բազմազանություն կա, և եթե առաջին անգամ եք խաղում դրանցով, խորհուրդ եմ տալիս կարդալ օգտագործման որոշ նկարագրություններ. Ահա մի քանի օգտակար հղումներ.

https://www.tweaking4all.com/hardware/arduino/adr…

https://randomnerdtutorials.com/guide-for-ws2812b…

Հասցեավորվող LED ժապավենն ունի 3 միակցիչ ՝ 5V, GND և DI/DO: Առաջին երկուսը LED- ների սնուցման համար են, վերջինը `տվյալների: Arduino- ին օղակը միացնելիս զգույշ եղեք. Ձեր տվյալների գիծը պետք է միացված լինի DI (data IN) կապին:

Արդուինո

Ես օգտագործում եմ Arduino Nano- ն, քանի որ այն փոքր է և բավականաչափ բավարար այս ծրագրի համար: Կարող եք օգտագործել գրեթե ցանկացած այլ Arduino, բայց հետո ամեն ինչ դրան միացնելիս պետք է զգույշ լինել: Կոճակները և LED օղակները կարող են լինել միևնույն կապում, բայց I2C միակցիչները (RTC մոդուլի համար) կարող են տարբեր լինել հարթակից հարթակ. Ստուգեք դրանց տվյալների թերթը:

Քայլ 4: Էլեկտրոնիկա - Էներգամատակարարում

Arduino- ն և LED ժապավենը պետք է երկուսն էլ մատակարարվեն 5 Վ էներգիայի աղբյուրով, որպեսզի մենք իմանանք, թե որ լարումն է անհրաժեշտ: Քանի որ LED- ն զանգում է, այն շատ ուժեղացուցիչ է քաշում, մենք չենք կարող այն անմիջապես միացնել Arduino- ով, որը կարող է դիմակայել առավելագույնը 20 մԱ թվային ելքի վրա: Իմ չափումներով, LED օղակները կարող են միասին քաշել մինչև 500 մԱ: Ահա թե ինչու ես գնել ադապտեր, որը կարող է մատակարարել մինչև 1 Ա:

Նույն էլեկտրամատակարարմամբ մենք ցանկանում ենք սնուցել Arduino- ն և LED- ները. Այստեղ պետք է զգույշ լինել:

Wգուշացում. Լրացուցիչ զգույշ եղեք, երբ փորձարկում եք LED շերտը. Հոսանքի ադապտերը ՉԻ պետք միացված լինի Arduino- ին, երբ Arduino- ն միացված է նաև համակարգչին USB միակցիչով (կարող եք վնասել ձեր համակարգչի USB պորտը):

Նշում. Ստորև բերված սխեմաներում ես օգտագործել եմ նորմալ անջատիչ `ընտրելու համար, արդյոք Arduino- ն սնուցվում է էլեկտրամատակարարման կամ USB միակցիչի միջոցով: Բայց տախտակի վրա կարող եք տեսնել, որ ես ավելացրել եմ կապի վերնագիր ՝ ընտրելու համար, թե որ աղբյուրից է աշխատում Arduino- ն:

Քայլ 5. Էլեկտրոնիկա - oldոդում

Երբ հավաքում եք բոլոր մասերը, ժամանակն է դրանք միասին կպցնել:

Քանի որ ուզում էի լարերը կոկիկ դարձնել, ես լարերի համար օգտագործեցի տախտակ և տերմինալային բլոկի միակցիչ, որպեսզի փոփոխությունների դեպքում կարողանամ դրանք անջատել վարդակից: Սա պարտադիր չէ. Կարող եք նաև լարերը միացնել անմիջապես Arduino- ին:

Հուշում. Ավելի հեշտ է տպել սխեմաները, որպեսզի դրանք զոդման ժամանակ ձեր առջև լինեն: Եվ կրկնակի ստուգեք ամեն ինչ, նախքան սնուցման աղբյուրին միանալը:

Քայլ 6: Softwareրագրակազմ - նախապատմություն

Arduino IDE

Մենք պատրաստվում ենք ծրագրավորել Arduino- ն իր հատուկ ծրագրակազմով `Arduino IDE: Եթե դուք առաջին անգամ եք խաղում Arduino- ի հետ, խորհուրդ եմ տալիս ստուգել որոշ հրահանգներ, թե ինչպես դա անել: Համացանցում արդեն շատ ձեռնարկներ կան, այնպես որ մանրամասներին չեմ անդրադառնա:

Գրադարան

Ես որոշեցի օգտագործել FastLED գրադարանը հանրաճանաչ Adafruit- ի փոխարեն: Այն ունի մի քանի կոկիկ մաթեմատիկական գործառույթներ, որոնց օգնությամբ դուք կարող եք հիանալի էֆեկտներ կատարել (բութ մատը ՝ մշակողներին): Դուք կարող եք գտնել գրադարանը իրենց GitHub պահոցում, բայց ես ավելացրել եմ.zip ֆայլը, որը ես օգտագործում եմ իմ ծածկագրում:

Եթե ձեզ հետաքրքրում է, թե ինչպես արտաքին գրադարան ավելացնել Arduino IDE- ին, կարող եք ստուգել արդեն պատրաստված որոշ հրահանգներ

Theամացույցի մոդուլի համար ես օգտագործել եմ Arduino գրադարանը DS3231 իրական ժամանակի ժամացույցի (RTC) համար (հղում), որը կարող եք հեշտությամբ տեղադրել Arduino IDE- ում: IDE- ում գտնվելիս կտտացրեք Էսքիզ → Ներառել գրադարան → Կառավարեք գրադարանները … և այնուհետև զտեք ձեր որոնումը վերը նշված անունով:

Նշում. Ինչ -ինչ պատճառներով ես ներկայումս չեմ կարող.zip ֆայլեր ավելացնել: Գրադարանը կարող եք գտնել իմ GitHub շտեմարանում:

Քայլ 7: Softwareրագրակազմ - ծածկագիր

Կառուցվածքը

Դիմումը կառուցված է 4 ֆայլով.

• LEDclokc.ino Սա հիմնական Arduino ծրագիրն է, որտեղ կարող եք գտնել ամբողջ ժամացույցը կառավարելու գործառույթներ. Դրանք սկսվում են CLOCK_ նախածանցով:
• LEDclokc.h այստեղ կան կապի սահմանումներ և ժամացույցի որոշ կազմաձևեր:
• ring.cpp և ring.h ահա իմ ծածկագիրը ՝ LED օղակները կառավարելու համար:

LED ժամացույց.ժ

Այստեղ դուք կգտնեք ժամացույցի բոլոր սահմանումները: Սկզբում կան էլեկտրագծերի սահմանումներ: Համոզվեք, որ դրանք նույնն են, ինչ ձեր կապերը: Այնուհետև կան ժամացույցի կազմաձևեր. Այստեղ կարող եք գտնել մակրոը ժամացույցի մի շարք ռեժիմների համար:

LEDclock.ino

Դիագրամում հիմնական հանգույցը ներկայացված է: Կոդն առաջին հերթին ստուգում է, եթե որևէ կոճակ սեղմված է: Անջատիչների բնույթի պատճառով մենք պետք է օգտագործենք debbouncing մեթոդը `դրանց արժեքները կարդալու համար (այս մասին ավելին կարող եք կարդալ հղման վրա):

Երբ կոճակը 1 սեղմված է, փոփոխական ռեժիմը բարձրացվում է 1 -ով, եթե կոճակը 2 սեղմված է, փոփոխականի տեսակը: Մենք օգտագործում ենք այս փոփոխականները `որոշելու, թե ժամացույցի որ ռեժիմն ենք ուզում տեսնել: Եթե երկու կոճակները միաժամանակ սեղմված են, CLOCK_setTime () գործառույթը կոչվում է, որպեսզի կարողանաք փոխել ժամացույցի ժամանակը:

Ավելի ուշ ծածկագիրը կարդում է պոտենցիոմետրի արժեքը և պահում այն փոփոխականի մեջ. Այս փոփոխական օգտագործողը կարող է փոխել ժամացույցի գույները, պայծառությունը և այլն:

Այնուհետև կա switch-case հայտարարություն: Այստեղ մենք որոշում ենք, թե որ ռեժիմում է գտնվում ժամացույցը, և այդ ռեժիմով կոչվում է համապատասխան գործառույթ, որը սահմանում է LED- ների գույները: Կարող եք ավելացնել ձեր սեփական ժամացույցի ռեժիմները և նորից գրել կամ փոփոխել գործառույթները:

Ինչպես նկարագրված է FastLED գրադարանում, վերջում պետք է կանչել FastLED.show () գործառույթը, որը LED- ները դարձնում է այն գույնը, որը մենք նախապես դրել էինք դրանք:

Դուք կարող եք գտնել շատ ավելի մանրամասն նկարագրություններ կոդի տողերի միջև:

Ամբողջ ծածկագիրը կցված է ստորև ՝ ստորև բերված ֆայլերում:

Հուշում. Դուք կարող եք գտնել ամբողջ նախագիծը իմ GitHub պահոցում: Այստեղ ծածկագիրը նույնպես կթարմացվի, եթե դրանում փոփոխություններ ավելացնեմ:

Քայլ 8: Պատրաստեք ժամացույցը

Ockամացույցի շրջանակ

Builtամացույցի շրջանակը կառուցեցի CNC մեքենայի և 25 մմ հաստությամբ փայտի միջոցով: Կարող եք գտնել ստորև նշված ProgeCAD- ում գծված ուրվագիծը: LED օղակի անցքերը մի փոքր ավելի մեծ են, քանի որ արտադրողները ապահովում են միայն արտաքին տրամագծի չափումներ. Ներքինը կարող է շատ տարբեր լինել … clockամացույցի հետևի մասում շատ տեղ կա էլեկտրոնիկայի և լարերի համար:

PVC օղակներ

Քանի որ LED- ները բավականին պայծառ են, լավ է դրանք ինչ -որ կերպ ցրվել: Սկզբում ես փորձեցի թափանցիկ սիլիկոնով, որը կատարում է ցրման աշխատանք, բայց դա բավականին խառնաշփոթ է և դժվար է այն հարթեցնել վերևում: Այդ պատճառով ես պատվիրեցի 20x20 սմ չափով «կաթ» PVC պլաստմասսա և CNC մեքենայով դրա մեջ երկու օղակ կտրեցի: Դուք կարող եք հղկաթուղթ օգտագործել եզրերը մեղմելու համար, որպեսզի օղակները սայթաքեն անցքերի մեջ:

Կողային անցքեր

Այնուհետև ժամանակն է կոճակների, պոտենցիոմետրի և էներգիայի մատակարարման միակցիչի համար անցքեր բացել: Նախ, մատիտով նկարեք յուրաքանչյուր դիրք, այնուհետև փորեք անցքի մեջ: Այստեղ կախված է, թե ինչ տիպի կոճակներ ունեք. Նրանք ունեն 16 մմ տրամագիծ, այնպես որ ես օգտագործեցի այդ չափի փայտե հորատիչ: Նույնը վերաբերում է պոտենցիոմետրին և հոսանքի միակցիչին: Համոզվեք, որ դրանից հետո ջնջեք մատիտի բոլոր գծագրերը:

Քայլ 9: Նկարիր անտառում

Ես որոշեցի ժամացույցի որոշ ցուցիչներ նկարել փայտի մեջ. Այստեղ կարող եք օգտագործել ձեր երևակայությունը և ձևավորել ձեր սեփականը: Ես այրեցի փայտը ՝ օգտագործելով եռակցման երկաթ, տաքացրած մինչև առավելագույն ջերմաստիճանը:

Որպեսզի շրջանակները գեղեցիկ լինեն, ես օգտագործեցի ալյումինի մի կտոր, դրա մեջ մի անցք բացեցի և եռակցման երկաթով հետևեցի անցքի եզրերին (նայեք նկարին): Համոզվեք, որ ամուր եք պահում ալյումինը, այնպես որ այն չի սայթաքում նկարելիս: Եվ դա անելիս զգույշ եղեք ՝ վնասվածքները կանխելու համար:

Եթե գծագրեր եք պատրաստում և ցանկանում եք, որ դրանք լավ համահունչ լինեն ժամացույցի պիքսելներին, կարող եք օգտագործել «Պահպանման ռեժիմ», որը ցույց կտա, թե որտեղ են տեղակայվելու պիքսելները (անցեք գլուխ հավաքել):

Պաշտպանեք փայտը

Երբ դուք բավարարվում եք ժամացույցով, ժամանակն է այն հղկել և պաշտպանել փայտի լաքով: Ես օգտագործել եմ շատ փափուկ հղկաթուղթ (արժեքը 500) եզրերը մեղմելու համար: Ես խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել թափանցիկ փայտի լաք, որպեսզի փայտի գույնը չփոխվի: Փոքր քանակությամբ լաք դրեք խոզանակի վրա և քաշեք այն փայտի մեջ գտնվող տարեկանների ուղղությամբ: Կրկնեք այն առնվազն 2 անգամ:

Քայլ 10: Assamble

Եղևնիները կոճակները և պոտենցիոմետրը դնում են իրենց դիրքերի վրա. Եթե ձեր անցքերը չափազանց մեծ են, կարող եք տաք սոսինձ օգտագործել դրանք տեղում ամրացնելու համար: Այնուհետև օղակաձև ժապավենը դրեք նրա անցքերի մեջ և միացրեք նրա լարերը Arduino- ին: Նախքան LED օղակը իր տեղում կպցնելը, լավ է վստահ լինել, որ LED պիքսելները ճիշտ տեղում են `կենտրոնացած և գծագրին համապատասխան: Այդ նպատակով ես ավելացրեցի այսպես կոչված տեխնիկական սպասարկման ռեժիմը, որը կցուցադրի բոլոր կարևոր պիքսելները (0, 5, 10, 15,… րոպեանոց մատանի և 3, 6, 9 և 12 ժամային ռինգի վրա): Դուք կարող եք մուտք գործել այս ռեժիմ ՝ սեղմելով և պահելով երկու կոճակները ՝ նախքան միակցիչը սնուցման աղբյուրը միացնելը: Այս ռեժիմից կարող եք դուրս գալ ՝ սեղմելով ցանկացած կոճակ:

Երբ ձեր LED օղակները հավասարեցված են, քսեք տաք սոսինձ և պահեք դրանք, մինչ սոսինձը դառնում է ամուր: Հետո վերցրեք ձեր PVC օղակները և նորից. Մի քիչ տաք սոսինձ քսեք LED- ներին, արագ տեղադրեք դրանք և պահեք դրանք մի քանի վայրկյան: Ի վերջո, երբ համոզված եք, որ ամեն ինչ աշխատում է, կարող եք մեկ տախտակը (կամ Arduino) տաք սոսնձել փայտին: Հուշում. Մի կիրառեք շատ սոսինձ: Ուղղակի մի փոքր գումար, այնպես որ այն պահվում է մեկ տեղում, բայց դուք կարող եք հեշտությամբ հեռացնել այն, եթե ցանկանում եք ինչ -որ բան փոխել հետագայում:

Ամենավերջում, տեղադրեք մետաղադրամների մարտկոցը դրա կրողին:

Քայլ 11. Բարելավում - Լուսակայուն

Clockամացույցի էֆեկտները հատկապես հաճելի են մթության մեջ: Բայց դա կարող է անհանգստացնել օգտվողին գիշերվա ընթացքում, մինչ նա քնում է: Ահա թե ինչու ես որոշեցի ժամացույցը բարձրացնել ավտոմատ լուսավորության ուղղման հնարավորությամբ `երբ սենյակը մթնում է. ժամացույցը անջատում է իր LED- ները:

Այդ նպատակով ես օգտագործեցի լույսի սենսորը `լուսանկարների դիմադրություն: Դրա դիմադրությունը զգալիորեն կբարձրանա. մինչև մի քանի մեգա Օմ, երբ մութ է, և այն կունենա ընդամենը մի քանի հարյուր Օմ, երբ դրա վրա լույս է փայլում: Նորմալ ռեզիստորի հետ միասին նրանք կազմում են լարման բաժանարար: Այսպիսով, երբ լույսի ցուցիչի դիմադրությունը փոխվում է, փոխվում է նաև լարումը Arduino անալոգային քորոցի վրա (որը մենք կարող ենք չափել):

Նախքան որևէ սխեման զոդելը և հավաքելը, խելամիտ է նախ նմանեցնել այն, որպեսզի կարողանաք տեսնել վարքը և ուղղումներ կատարել: Ինչու Autocad Tinkercad- ի օգնությամբ դուք կարող եք հենց դա անել: Ընդամենը մի քանի կտտոցով ես ավելացրեցի բաղադրիչները, միացրեցի դրանք և գրեցի կոդը: Սիմուլյացիայի մեջ դուք կարող եք տեսնել, թե ինչպես է LED- ների պայծառությունը փոխվում ըստ լուսանկարների դիմադրության արժեքի: Դա շատ պարզ և պարզ է. Բարի գալուստ խաղալու սխեմայով:

Սիմուլյացիայից հետո ժամանակն էր հատկությունը ժամացույցին ավելացնել: Ես անցք բացեցի ժամացույցի կենտրոնում, սոսնձեցի լուսանկարների դիմադրությունը, միացրեցի այն այնպես, ինչպես կարելի է տեսնել միացումում և ավելացրեցի մի քանի տող կոդ: LEDclock.h ֆայլում դուք պետք է միացնեք այս հնարավորությունը ՝ հայտարարելով USE_PHOTO_RESISTOR որպես 1. Կարող եք նաև փոխել, թե որ սենյակի պայծառությունից ժամացույցը կթուլացնի LED- ները ՝ փոխելով CLOCK_PHOTO_TRESHOLD արժեքը:

Քայլ 12: Վայելեք:

Երբ առաջին անգամ կաշխատեցնեք այն, ժամացույցը ցույց կտա որոշ պատահական ժամանակ: Դուք կարող եք այն կարգավորել ՝ միաժամանակ սեղմելով երկու կոճակները: Պտտեք կոճակը `ճիշտ ժամանակը ընտրելու համար և հաստատեք այն ցանկացած կոճակի սեղմումով:

Ոգեշնչում գտա ինտերնետում որոշ շատ կոկիկ նախագծում: Եթե որոշեք ժամացույցը ինքնուրույն կառուցել, ապա դրանք նույնպես ստուգեք: (NeoClock, Wol Clock, Arduino Colorful Clock) Եթե դուք երբևէ որոշեք փորձել հետևել հրահանգներին, հուսով եմ, որ այն ձեզ հաճելի կդարձնի, ինչպես ես:

Եթե դրա պատրաստման ընթացքում հանդիպեք որևէ դժվարության, ազատ զգացեք մեկնաբանություններում ինձ ցանկացած հարց տալու համար: Ես սիրով կփորձեմ պատասխանել դրան: