Անիմացիոն տրամադրության լույս և գիշերային լույս. 6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Ունենալով գրավչություն, որը սահմանակից է լույսի մոլուցքին, ես որոշեցի ստեղծել փոքր մոդուլային PCB- ների ընտրանի, որոնք կարող են օգտագործվել ցանկացած չափի RGB լուսացույց ցուցադրելու համար: Մոդուլային PCB- ն պատրաստելուց հետո ես ընկավ այն վեցանկյունի դասավորելու գաղափարի վրա ՝ 3D էկրան ստեղծելու համար, որը կարող էր օգտագործվել ամեն ինչ ստեղծելու համար ՝ ննջասենյակի պարզ լույսից մինչև տրամադրության լույս, որը շատ անտեղի չէր, նստեցի սեղանի վրա: բարձրակարգ ռեստորանում:

Իհարկե, այլ սկզբունքներ կարող են ստեղծվել ՝ օգտագործելով նույն սկզբունքները:

Ահա որոշ անիմացիաներ, որոնք այժմ աշխատում են լույսի ներքո:

• Կրակ
• Անձրեւ
• Օձ (Retro)
• Կյանքի խաղ
• Ալիքի ձևի տատանումներ
• Փարոս
• Պտտվող նախշեր (վարսավիրանոց)

Լույսը ներկայումս ստեղծվում է երկու չափի `Փոքր (96 LED) և Մեծ (384 LED), սակայն այն կարող է մեծացվել ըստ պահանջի:

Պարագաներ

WS2812B LEDs - AliExpress

PCB - ALLPCB

3 մմ սև լազերային կտրված պլաստիկ - պլաստմասե թիթեղների մատակարար

Սպիտակ 3D տպման թել - Amazon

Էլեկտրոնային բաղադրիչներ - Ֆարնել / Նյուարկ

M3 Հեղույսներ և թելավոր բացիչներ - Amazon

Sոդման երկաթ

Հացաբուլկեղենի վառարան - Մակերևութային ամրացման բաղադրիչի հավաքում

Քայլ 1. Պանելային PCB- ներ

Theամփորդությունը սկսելուց ես ուզում էի մի շարք փոքր PCB- ներ, որոնք կարող էին մի շարք LED պիքսելներ տեղավորել և միանալ շատ պարզ ձևով ՝ առանց լրացուցիչ լարերի կամ միակցիչների անհրաժեշտության: Ես հանդես եկա մի շատ պարզ դիզայնով, որը թույլ էր տալիս WS2812B LED- ները շղթայված լինել միասին, իսկ հետո շղթան փոխանցել հաջորդ PCB- ին:

Ես ստեղծեցի երեք PCB ՝ հետևյալ պիքսելային չափսերով:

• 1 x 8 - 9 մմ x 72 մմ
• 4 x 4 - 36 մմ x 36 մմ
• 8 x 8 - 72 մմ x 72 մմ

Այս նախագծի համար միայն 4x4 և 8x8 տախտակները օգտագործվում են լույսեր ստեղծելու համար:

LED- ները դասավորված են 9 մմ ցանցով ՝ X և Y չափերով, ինչը բավականին սերտորեն կապված է, բայց ապահովում է բավականաչափ տարածք աշխատելու համար, երբ հաշվի ենք առնում PCB եզրերի միակցիչները: PCB- ները ստեղծվում են այնպես, որ միանալով LED 9 մմ ցանցը պահպանվի: PCB- ները պարզապես միացված են միմյանց միջոցով ՝ մեկ տախտակից մյուսը հոսելով զոդման միջոցով:

Յուրաքանչյուր LED ունի իր սեփական 100nF կոնդենսատորը էլեկտրական անջատման և պահանջվող LED- ին հոսանք մատակարարելու համար:

Xույց է տրված 4x4 պիքսելանոց տախտակի սխեմատիկ պատկերը, որը բաղկացած է պղնձի և ներքևի պղնձի վերին շերտերից `լուսավորելու թե LED լուսամուտը և թե եզրային միակցիչի դասավորությունը: Մետաքսի էկրանին նշումներ են ավելացվել, որպեսզի ակնհայտ դառնա միակցիչների միջև տվյալների փոխանցման ուղղությունը:

Տախտակները ունեն նաև M3 ամրացման անցքեր 18 մմ 18 մմ տրամագծով `ամրացումը պարզեցնելու և միջսեղանի կապերը ամրացնելու համար:

Լազերային կտրվածքով 3 մմ կաթնագույն սպիտակ ակրիլային թերթիկ ավելացնելը, ինչպես ցույց է տրված, լավ ցրված ազդեցություն է թողնում լուսադիոդների վրա:

Տախտակները պատրաստվել են տրաֆարետի միջոցով պղնձի մակերևույթի ներքևի բարձիկների վրա զոդման մածուկ կիրառելու միջոցով: Այնուհետև ես բաղադրիչները դրեցի տախտակի վրա ՝ ստուգելով ճիշտ կողմնորոշումը, նախքան թոնրի ջեռոցում թխելը, որպեսզի զոդը հոսի: Ես ծածկել եմ այս տեսակի DIY ցածր գնով PCB արտադրություն իմ մի քանի այլ Instructables շինություններում:

Wգուշացում. Մի՛ օգտագործեք որևէ ջեռոց, որն օգտագործվում է սննդի համար `PCB- ներ պատրաստելու համար, քանի որ դա կարող է հանգեցնել աղտոտված սննդի: Ես ստացա իմ PCB թոնրի վառարանը 10 ֆունտով (15 դոլար) eBay- ում:

Քայլ 2: Վերահսկեք PCB- ն

LED- ների պատրաստմամբ ես այնուհետև ցանկացա միկրոկառավարիչից LED- ները վերահսկելու ունակություն: Ես սկսեցի օգտագործել Arduino nano- ն, և դա հիանալի աշխատեց, բայց ես ուզում էի ավելի շատ ֆունկցիոնալություն ավելացնել լույսին, և դա ավելի ու ավելի անհարմար դարձավ Arduino- ի տախտակին կոտրելը: Հետևաբար, ես որոշեցի ստեղծել մեկ այլ անհատական PCB `լույսը քշելու համար:

Ահա որոշ առանձնահատկություններ, որոնք ես ավելացրել եմ իմ վերահսկիչ տախտակին:

• Ավելի բարձր արագությամբ միկրոկառավարիչ ՝ ավելի շատ ROM և RAM:
• FET- ի տրամաբանական մակարդակը թույլ կտա գլոբալ կերպով միացնել և անջատել LED- ները - օգտակար է միացման և ցածր էներգիայի շահագործման ժամանակ:
• Բարձր արագությամբ բուֆեր ՝ 3V3 ազդանշանը միկրոկառավարիչից 5 Վ փոխակերպելու համար ՝ LED- ները վարելու համար:
• Անջատեք ՝ օգտվողին թույլ տալու համար վերահսկել լույսը:
• Լուսանկարչական տրանզիստոր - լուսավորել LED- ների պայծառությունը `շրջապատող լուսավորության մակարդակին համապատասխան:
• Էներգամատակարարման մոնիտորինգ - ապահովելու համար, որ մենք չենք փորձել ավելի շատ հոսանք քաշել, քան կարող է ապահովել էներգիայի մատակարարումը:
• Bluetooth միակցիչ - HC05/HC06:
• WIFI միակցիչ - ESP8266:
• I2C միակցիչ:
• Ապագա ընդլայնման միակցիչ:

Theուցադրված է տախտակի սխեման, ինչպես նաեւ պղնձի վերին եւ ստորին շերտերը: Կից BillOfMaterials փաստաթուղթը թվարկում է այն բաղադրամասերը, որոնք ես տեղադրել եմ կառավարման PCB- ին:

Լույսի ցուցիչը բավականին կարևոր է դիզայնի համար, քանի որ WS2812B LED- ների պայծառությունը շատ արագ կարող է չափազանց շատ տեսանելի լինել և նույնիսկ ցավոտ լինել ամբողջ պայծառությամբ: Լույսի ցուցիչ ունենալը թույլ է տալիս LED պայծառությունն ինքնաբերաբար մասշտաբավորել, ինչը նշանակում է, որ էկրանը միշտ հաճելի է դիտել: Կենդանի է արևի պայծառ սենյակում և դեռ հարմար է դիտել որպես գիշերային լույս մութ սենյակում:

Կրկին տախտակը կառուցելու համար կպչուն մածուկը կիրառվում էր տրաֆարետի միջոցով, բաղադրամասերը ձեռքով դրված էին պինցետներով և այնուհետև թխում իմ վստահելի թոնրի վառարանում:

PCB- ն սնուցվում է 5V DC սնուցման միջոցով, այն կարող է կամ ուղղակիորեն գալ ցանցի տիպի սնուցման սարքից, կամ 2A USB լիցքավորիչի վարդակից:

Նաև ցուցադրված է Arduino- ի օգտագործման իմ վաղ փորձը:

Քայլ 3. 3D տպված կմախք

Ես ի սկզբանե խաղալիք էի ՝ օգտագործելով լազերային կտրված պլաստմասե թերթերը որպես դիֆուզորներ, բայց դա բավականին տգեղ բաց թողեց յուրաքանչյուր վահանակի միջև: Վերջացրեցի շրջապատող դիֆուզորով 3D տպագրությամբ, քանի որ դա ինձ թույլ տվեց ստեղծել գեղեցիկ անթերի փաթաթան վեց լուսադիոդային տախտակների համար: Այն նաև թույլ տվեց զգալիորեն նվազեցնել դիֆուզորի հաստությունը, որն ապահովում է շատ ավելի սուր ընդհանուր ցուցադրում:

Ներքինում վեց LED PCB- ները միավորված են 3D տպված կմախքի միջոցով: Այս կմախքը մտնում է ցուցադրվող PCB- երի տարբեր M3 անցքերի մեջ, որոնք դրանք պահում են գեղեցիկ վեցանկյուն ձևով:

Եռաչափ տպագրված կմախքը պարունակում է նաև անցքեր, որոնք թույլ են տալիս վերահսկիչ PCB- ն ամրացնել վերևի լազերային կտրող վահանակին մոտ, ինչը թույլ է տալիս անջատիչին հասանելի լինել, և լույսի ցուցիչը լավ կարդալ շրջակա լույսի մակարդակը:

Կմախքի և դիֆուզորի միջև տեղադրված տախտակներով ես կարող եմ հեշտությամբ սոսնձել տախտակները միասին ՝ հոսելով զոդում PCB միացման բարձիկների միջև: Ես սկսում եմ զոդ ավելացնելով ամենահեռու պահոցին, այնուհետև պտտում եմ լույսը նրա եզրին ՝ թույլ տալով, որ ինքնահոսն օգնի զոդման հոսքը դեպի հարակից բարձիկ: Կրկնեք երեք կապերի համար, այնուհետև անցեք հաջորդ տախտակին `տախտակի միացմանը: PCB- ների միջև վեցերորդ միացման ժամանակ ես կցում եմ միայն հոսանքի և գրունտի ռելսերը `թողնելով տվյալների կապը միացված: Սա ապահովում է երկու շրջանաձև ընթացիկ ուղիներ յուրաքանչյուր տախտակի համար ՝ հավաքելու իրենց հզորությունը, ինչպես այն է, թե ինչպես է օղակը աշխատում ձեր տան ներքին ցանցի համար:

Նաև 3D տպիչի միջոցով կան որոշ անջատիչներ, որոնք թույլ են տալիս վերևի և ներքևի լազերային կտրման վահանակները լավ պահել իրենց տեղում:

3D տպիչի ֆայլերը նախագծվել են Sketchup- ի միջոցով, իսկ աղբյուրը կցված է:

Քայլ 4: Լազերային կտրված վերև և ներքև

Լազերային կտրված մասերը շատ պարզ վեցանկյուն ձևեր են `տեղադրման պտուտակների ճիշտ տեղում տեղադրված անցքերով:

Վերին վահանակը ունի փոքր անցք լուսային սենսորի համար և մեկ այլ ավելի մեծ անցք `սեղմիչ անջատիչի համար: Մինչ ներքևի վահանակը պարունակում է USB հոսանքի մալուխի անցք, ինչպես նաև երկու փոքր անցք, որոնք թույլ են տալիս օգտագործել փողկապը ՝ մալուխի լարվածությունը թեթևացնելու համար:

Այս մասերի գծագրերը ներառված են Sketchup ֆայլում նախորդ քայլում:

Քայլ 5: որոնվածը

Ես ընտրեցի PIC24FJ256GA702 սարքը որպես իմ հիմնական միկրոկառավարիչ, քանի որ այն աշխատում է բավականին արագ մինչև 32 ՄՀց հաճախականությամբ ՝ օգտագործելով իր ներքին տատանողը և ունի տոննա մատչելի ծրագրային հիշողություն և RAM ՝ գեղեցիկ անիմացիաներ ստեղծելու համար:

Firmրագրաշարը մշակելու համար ես օգտագործեցի Flowcode- ը, քանի որ այն ինձ թույլ տվեց մոդելավորել և կարգաբերել կոդը, երբ գնում էի, ինչը օգնեց արտադրել գեղեցիկ արդյունավետ կոդ, որն աշխատում է բարձր արագությամբ: Flowcode- ը հասանելի է անվճար ՝ ամբողջությամբ բացված 30 օրվա ընթացքում, որից հետո կարող եք ընտրել գնում կամ պարզապես նորից գրանցվել փորձաշրջանին: Այն ունի նաև գեղեցիկ առցանց համայնք, որը պատրաստ է միանալ և օգնել, եթե ճանապարհին որևէ պատի հարվածեմ: Ասելով, որ ամբողջ ծրագրաշարը կարող է կատարվել Arduino IDE- ի կամ նմանատիպի միջոցով, դուք պարզապես կկորցնեք մոդելավորման ունակությունը:

Ես օգտագործել եմ PICkit 3 ՝ PIC- ը իմ կառավարման PCB- ի վրա ծրագրավորելու համար: Սա կարող է ինտեգրվել Flowcode- ին, որպեսզի այն հավաքի և ծրագրեր կազմի PICkit- ի միջոցով `մկնիկի մեկ կտտոցով, նման Arduino- ում ներբեռնման կոճակին:

Իմ ընտրած միկրոկառավարիչը չուներ ներկառուցված EEPROM, ինչը սկզբնական շրջանում խնդիր էր, քանի որ ես ցանկանում էի պահպանել ներկայումս ընտրված անիմացիոն ռեժիմը: Այնուամենայնիվ, այն օգտագործողի կողմից ծրագրավորվող ֆլեշ հիշողություն ուներ, և ես կարողացա հասնել այս ֆունկցիոնալությանը շրջանաձև ճանապարհով:

Կցված է իմ ստեղծած Flowcode ծրագիրը: Հատկությունների պատուհանը թույլ է տալիս ընտրել օգտագործված ցուցադրման տախտակի չափը: այսինքն ՝ 4x4 կամ 8x8, և դա ստեղծում է մի շարք պարամետրեր, ինչպիսիք են LED- ների թիվը և այլն, որոնք այնուհետև շարժում են տարբեր անիմացիաներ, այնպես որ մեկ ծրագիր կարող է օգտագործվել ցուցադրման երկու չափերի վրա:

Լույսի համար օգտագործողի միջերեսը բավականին պարզ է: Սեղմեք անջատիչը երեք վայրկյանից պակաս, և լույսը անցնում է հաջորդ ռեժիմին: Յուրաքանչյուր ռեժիմի մեկնարկից առաջ ռեժիմի ինդեքսը ցուցադրվում է յուրաքանչյուր LED վահանակի վրա: Սեղմեք անջատիչը ավելի քան երեք վայրկյան, և լույսը անջատվում է: Անջատիչի հետագա սեղմումը լույսը կվերածի և կվերադառնա նախորդ ընտրված ռեժիմին: Լույսի էներգիայի կորուստը կհանգեցնի լույսի վերսկսման ընթացիկ աշխատանքին, երբ հոսանքը վերականգնվի, ներառյալ միացման/անջատման կարգավիճակը:

Ահա անիմացիոն տարբեր ռեժիմներ, որոնք լույսը կարող է անել ներկայիս որոնվածի հետ:

1. Գունավոր քսուք - օղակների մեջ համակցված գույներ
2. Կյանքի խաղ - Կյանքի ձևի վրա հիմնված մոդելավորում
3. Մանումների նախշեր - 2, 3 կամ 4 գույների անիմացիոն նախշեր
4. Ալիքների գեներատոր - Գունավոր սինուսային ալիքներ
5. Ֆիքսված գույն - գույնի պտտվող վեց առանձին վահանակներ
6. Ստվեր - Անիմացիոն վահանակի գույներ Բոլորը/Անհատական
7. Փարոս - Պտտվող մեկ վահանակ
8. Օղակներ - անիմացիոն հորիզոնական օղակներ
9. Կրակ - Անիմացիոն կրակի ազդեցություն
10. Անձրև - անիմացիոն գունավոր անձրևի էֆեկտ
11. Հրավառություն - Անիմացիոն գունավոր հրավառության էֆեկտ
12. Տեղափոխում - Անիմացիոն ոլորման ազդեցություն
13. Օձ - անիմացիոն ռետրո օձերի մարտեր
14. Օձեր - Շարժվող պտտվող օձեր
15. Պատահական - ռեժիմներ 1 -ից 14 -ը դանդաղ անցումով (մոտ 60 վայրկյան)
16. Պատահական - 1 -ից 14 ռեժիմներ ՝ արագ անցումով (մոտ 30 վայրկյան)

Յուրաքանչյուր ռեժիմ ունի մեկ կամ մի քանի պատահական տարր, ներառյալ անիմացիայի արագությունը և այլ պարամետրեր: Որոշ ռեժիմներ պարունակում են նաև պատահականացված տարրեր, որոնք կարող են շեղվել կամ տարբերվել ժամանակի ընթացքում ՝ թույլ տալով ավելի դինամիկ անիմացիաներ: Օրինակ, կրակն ունի պատահական քանակությամբ վառելիք, որը ավելացվում է յուրաքանչյուր ցիկլի վրա: Այս գումարը ունի վերին և ստորին սահմաններ: Limitsամանակի ընթացքում այդ սահմանները կարող են մեծանալ կամ նվազել `թույլ տալով կրակի ուժգնությունը լրացնել էկրանը կամ ընկղմվել մինչև ներքևի մի քանի պիքսել:

Քայլ 6: Միացում

Կառավարման տախտակը միացված է հոսանքի աղբյուրին ՝ օգտագործելով USB A մալուխ կամ DC վարդակից, որը երկուսն էլ կարելի է գնել շատ ցածր գներով այնպիսի կայքերում, ինչպիսիք են eBay- ը:

Կառավարման տախտակը միացված է ցուցադրման տախտակի չկապակցված վարդակին `հասանելի եզրային միակցիչի և ստանդարտ եռակողմ servo ժապավենի մալուխի միջոցով:

Վերին և ստորին լազերային կտրված թիթեղներն այնուհետև պահվում են դիրքում ՝ օգտագործելով M3 թավայի գլխի պտուտակներ և M3 թելերով հեռացնող սարքեր:

Ապագա բարելավումներ

Bluetooth- ի և WIFI- ի իմ կառավարման տախտակին ավելացնելու տարբերակը ունենալը թույլ է տալիս ապագա թարմացումներ, ինչպիսիք են անիմացիայի թարմացումները և խելացի ինտեգրումը այնպիսի բաների հետ, ինչպիսիք են Amazon Alexa- ն ՝ առցանց ծառայությունների միջոցով, ինչպիսիք են ITTT- ը: Սա այն է, ինչ ես այժմ ուսումնասիրում եմ:

Լավ կլիներ, որ կարողանայիք սահմանել լամպի գույնը, անիմացիոն ռեժիմը կամ նույնիսկ տեքստային հաղորդագրություն ցուցադրել ՝ պարզապես խոսելով ձեր խելացի օգնականի հետ:

Շնորհակալություն իմ կառուցվածքին նայելու համար և հույս ունեմ, որ ձեզ ոգեշնչել եմ հետևել իմ հետքերին կամ ստեղծել նման բան:

Երկրորդ տեղը զբաղեցրեք Make it Glow մրցույթում