Wildfire: 7 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Այս նախագիծը ոգեշնչված էր «Գահերի խաղ» -ի միստիկական անտառային հրդեհով, կանաչավուն հեղուկով, որը, երբ վառվում էր, պայթում էր կանաչ կրակի մեջ: Նախագիծը կենտրոնանում է RGB SMD5050 LED շերտերի օգտագործման վրա `անհատականացված գունային էֆեկտների համար: Երեք ապակե առարկա հագեցած է յուրաքանչյուրը վեց RGB LED լուսարձակով: Arduino Uno- ն լույսերի համար կրակ է տալիս, որը նման է թրթռացող օրինակի: RGB LED- ները անհրաժեշտ են մուգ կանաչից մինչև վառ կանաչը գրադիենտային գույնի ձևը մինչև ամենապայծառ սպիտակը ստեղծելու համար: Պարզ կանաչ LED- ը բավարար չէ, այն պետք է կարմիր և կապույտ բաղադրիչներին `վառ սպիտակ ստեղծելու համար: Որպես բոնուս, այս ապարատը կարող է արտադրել ցանկացած այլ գույներ: Ապակե առարկաները անհրաժեշտ են լույսը բեկելու և իրական լույսի աղբյուրը քողարկելու համար, այսինքն ՝ փոքր, շատ տեխնիկական տեսքով RGB SMD5050 LED շերտերով:

Գաղափարը կարող է տարածվել այնքան օբյեկտների վրա, որքան ցանկանում եք և ինչ գույնի դինամիկ սխեմաներ եք ցանկանում: Այս հրահանգը նկարագրում է, թե ինչպես եմ ես երեք ապակյա առարկաներով տեղադրում կատարել հետևյալ գունային սխեմաներով: Անտառային հրդեհի սխեման երևում է ներածական տեսանյութում: Մնացած սխեմաները տեսանելի են այս հրահանգի 6 -րդ էջի տեսանյութում:

• Wildfire. «Գահերի խաղը» հանդիսատեսի պես կրակ էր ներշնչում:
• Միաեղջյուր գրավիչ: Տեսարան, որը մարում է ծիածանի գույների միջով:
• Թարթել Գույնի պատահական փոփոխություն երկու տարբեր արագություններով:
• Մոռացվել. Պատահական գույների սահուն փոփոխություն երկու տարբեր արագությամբ:
• Կենդանի գույներ: Գունավորեք ձեր առարկաները թեթևակի մեղմ տատանումներով մեկ մասնակի գույնի շուրջ:
• Մոմեր: Թող ձեր LED- ները ընդօրինակեն բնական մոմի բոցը:

Կարգավորումը

Հիմնական պարամետրերում դուք անցնում եք վեց գունային սխեմաների միջոցով `մեկ կոճակի կտտոցով: Կրկնակի կտտոցը, եթե կիրառելի է, մեկ գունային սխեմայի մեջ կանցնի մեկ պարամետրից մյուսը: Գունավոր կարգավորումները կարող են ավելացվել ՝ խմբագրելով Arduino ծրագիրը:

Ապագա ընդլայնված տարբերակում կոճակը փոխարինվում է ESP8266 տախտակով, որը միանալու է վեբ էջին, որը վերահսկելու է գունային սխեմաները: Վեբ էջն իր հերթին կարող է վերահսկվել բջջային սարքի դիտարկիչով: Սա շատ ավելի բազմազանություն է տալիս իրերը կարգավորելու հարցում.

• սահմանել փոփոխության արագությունը և ուղղությունը
• սահմանեք թարթող մոմերի գույնը
• սահմանել գույների պայծառությունն ու հագեցվածությունը

Այս հրահանգը կենտրոնանում է հիմնական տեղադրման վրա, որը ներառում է միայն սեղմման կոճակը որպես օգտագործողի միջերես:

Քայլ 1: Այն, ինչ ձեզ հարկավոր է

• Էժան RGB LED շերտ, որը կարող եք կտրել ավելի կարճ շերտերի
• Էներգաբլոկ, նախընտրելի է 12 V 1.5 A բան, որն ուղեկցվել է RGB LED ժապավենով
• Arduino UNO կամ նմանատիպ
• Երկու ULN2803AP IC ՝ s
• Պարզ սեղմման կոճակ
• Perma-Proto տախտակ
• Մետաղալար
• Տուփ էլեկտրոնիկայի համար
• Որոշ ապակե առարկաներ, որոնք պետք է լուսավորվեն RGB LED շերտերով
• Գործիքներ (մետաղալարեր, զոդման զոդեր, …

Առաջնորդվող ժապավենը

Ես գնել եմ էժան led ժապավեն, որը բաղկացած է մոտ 90 RGB SMD LED- ներից: Մի փոքր միավոր քշում է լուսարձակները ՝ փոխելով դրանց գույնը: Սարքը հեռակառավարվում է, և շերտը կարող է տարբեր կերպ փոխել գույները: Բայց ամբողջ շերտն ունի նույն գույնը: Ամենահետաքրքիրն այն է, որ դուք կարող եք շերտը կտրել փոքր շերտերի, որոնք պարունակում են ընդամենը երեք rgb լուսարձակներ յուրաքանչյուր շերտում: Յուրաքանչյուր ժապավեն, անկախ նրանից, թե որքան երկար է այն, պետք է սնուցվի 12 Վ լարման միջոցով: Երեք rgb լուսարձակների յուրաքանչյուր հատված ունի իր սեփական դիմադրողականությունը, որը հոգում է լուսարձակների լարման անկումը: Դուք միայն պետք է ապահովեք 12 Վ և բավականաչափ ամպեր, լավ, միլիամպեր: Այս նախագծի համար ես օգտագործում եմ led ժապավենի երեք շերտ, որոնցից յուրաքանչյուրը 6 միավոր է, և 12 V 1.0 A էներգաբլոկը: Հսկիչ միավորը և հեռակառավարիչը անհրաժեշտ չեն:

ULN2803AP

Միայնակ լեդին անհրաժեշտ է միայն քիչ հոսանք: Սովորաբար դուք կարող եք լուսարձակել լուսարձակը անմիջապես Arduino- ի տվյալների քորոցից, քանի դեռ ունեք դիմադրություն, որը տվյալների կապը 5 Վ -ով ընկնում է led- ի համար 3 Վ -ի վրա: Բայց մեկ RGB SMD5050 LED- ը բաղկացած է երեք լուսարձակից, կարմիր, գրեն և կապույտ: Եվ այս նախագծի համար ես օգտագործում եմ 6 RGB SMD5050 LED- ների շերտեր: Arduino Uno- ի տվյալների մեկ քորոցը վերահսկում է 6 LED: Միայն դա կարող է կենացը դնել տվյալների քորոցի վրա, եթե լուսարձակներ լուսավորելու հզորությունը գա տվյալների քորոցից: Բայց նմանատիպ տվյալների ինը կապ կպահպանվի և դրանք, անշուշտ, չափազանց արդիական կլինեն Arduino- ի համար: Ահա թե ինչու է սկսվում ULN2803AP- ը: ULN2803AP- ը ինտեգրված չիպ է `8 darlington տրանզիստորներով: Ինձ պետք է 9, այնպես որ ես պարզապես օգտագործում եմ երկու ULN2803AP չիպ: Դա ինձ թողնում է 7 պահեստային տրանզիստոր, եթե ուզում եմ նախագիծը երկարացնել հինգ օբյեկտ ասելով:

RGB SMD5050 LED- ի ներսում մեկ լուսարձակը ձգում է 20 մԱ: Դրանցից վեցը կնշանակի 120 մԱ: ULN2803- ի մեկ կապում (մեկ darlington տրանզիստոր) կարող է խորտակվել 500 մԱ: Բայց ամբողջ չիպը կարող է կառավարել հոսանքի արտադրած առավելագույն 1.44 Վտ ջերմություն: 120 մԱ -ն արտադրում է 0.144 Վտ: Ես ULN2803 չիպերից մեկի վրա դնում եմ հինգ տող, իսկ մյուսում `չորս տող: Դա կլինի մեկ չիպի վրա 0.72 Վտ, իսկ մյուս չիպի վրա `0.58 Վտ: Այնպես որ, ես պետք է լավ լինեի: Օգտագործելով ULN2803- ի բոլոր 8 տողերը `յուրաքանչյուրում 120 մԱ -ով, չիպը կջերմացներ 1,2 Վտ -ով: Այն տաքանալու էր, բայց այն դեռ հանդուրժելու էր:

Պարզապես բացատրված, RGB SMD LED ժապավենը էներգիայի աղբյուրից ստանում է 12 Վ: LED շղթայից երեք գունավոր LEDS- երից յուրաքանչյուրի հոսանքը անցնում է ULN2803AP- ի իր իսկ կապին և հետագայում դեպի GND: Շղթան փակ է, և LED լուսավորվում է: Բայց ULN2803AP- ը միացված/անջատված է Arduino- ից ստացված 5 Վ տվյալների ազդանշաններով: Այս ազդանշանները Arduino- ից ընդամենը մի քանի միլիամպ կքաշեն:

Ապակի առարկաները և LED շերտերը

Ես ունեի այս տարօրինակ ապակե առարկաները, որոնք նախատեսված են թեյի լույսերի համար: Կեչու գերաններից ես ափսեներ եմ կտրում, որպեսզի նրանք կանգնեն և ունենան ինչ -որ բան, որով կպցնեն LED շերտերը: Ես որոշ ծալքեր կատարեցի ժապավենների մեջ `դրանք օղակներ դարձնելու համար, որտեղ առանձին LED միավորները ուղղված էին դեպի վեր: Carefulգուշացեք ծալքերից, որպեսզի չկտրեք գծերը:

Քայլ 2: Օգտագործողի ցուցումներ

Սարքը կունենա պարզ ինտերֆեյս: Այն միանում է պատի վարդակից հոսանքի աղբյուրը միացնելով և սկսում առաջին գունային սխեմայով, որը Wildfire- ն է: Այն անջատվում է միացումից: Կոճակի կտտոցը կանցնի հաջորդ գունային սխեմային: Կրկնակի կտտոցը կանցնի յուրաքանչյուր գունային սխեմայի ենթածրագրերի միջոցով: Ես պատրաստվում եմ իրականացնել հետևյալ գունային սխեմաները.

1. Wildfire. «Գահերի խաղը» հանդիսատեսի պես կրակ էր ներշնչում, որտեղ կանաչ կրակները մեկ ապակե առարկայից անցնում են մյուս օբյեկտներին: Այս ազդեցությունը ամենադիտարժան տեսք կունենա, երբ ապակե առարկաները միմյանց ուղղահայաց տեղադրվեն: Երեք տարբեր ենթաօրենսդրական ծրագրեր են իրականացվում կրակի տարբեր տեմպերով:
2. Միաեղջյուր գրավիչ: Տեսարան, որը մարում է ծիածանի գույների միջով: Մարումը տեղի է ունենում պտտվող եղանակով, ինչպես յուրաքանչյուր գույն անցնում է մեկ ապակե առարկայից մյուսը: Ենթածրագրերը կունենան մարման տարբեր արագություններ:
3. Թարթել Գույնի պատահական փոփոխություն երկու տարբեր արագություններով: Ենթածրագրերը կունենան տարբեր ներկապնակներ (միայն լիովին հագեցած գույներ, կիսով չափ հագեցած գույներ, գույներ ՝ գունային շրջանակի միայն կեսից)
4. Մոռացվել. Պատահական գույների սահուն փոփոխություն երկու տարբեր արագությամբ: Նման ենթաօրենսդրություններ, ինչպես #3 -ում:
5. Կենդանի գույներ: Գունավորեք ձեր առարկաները թեթևակի մեղմ տատանումներով մեկ մասնակի գույնի շուրջ: Ենթաքիմիաները կդարձնեն գույները ՝ կարմիր, նարնջագույն, դեղին, կանաչ, կապույտ, ինդիգո կամ մանուշակագույն: Տատանումը տեղի է ունենում ընտրված գույնի շուրջ 10 աստիճանի հատվածում: Երեք ապակյա առարկան ունի նույն ընտրված գույնը, բայց յուրաքանչյուր առարկա ունի տատանման իր պատահական փոփոխվող հաճախականությունը `ամբողջ հավաքածուն տալով կենդանի կենդանի գույն:

6. Մոմեր: Թող ձեր LED- ները նմանակեն բնական մոմի բոցը: Երեք ենթահամակարգ.

   1. «հնարավորինս հանգիստ»
   2. «ինչ -որ տեղ բաց պատուհան»
   3. «Մութ ու բուռն գիշեր էր»

Քայլ 3: Մի քանի խոսք RGB գույների մասին

Այս բաժնում ես քննարկում եմ իմ կարծիքը RGB գունային տարածքի վերաբերյալ: Դուք կարող եք բավականին լավ բաց թողնել այս բաժինը: Ես պարզապես որոշակի նախապատմություն եմ տալիս, թե ինչու եմ վերաբերվում RGB LED- ների գույներին այնպես, ինչպես ես եմ վարվում:

Այսպիսով, RGB LED- ն ունի միայն կարմիր, կանաչ և կապույտ լույս: Դրանք միաձուլելով ՝ կստեղծվեն այն բոլոր գույները, որոնք մարդու աչքը կարող է ճանաչել (գրեթե): Յուրաքանչյուր մասի քանակը `կարմիր, կանաչ կամ կապույտ, թվային աշխարհում սովորաբար սահմանվում է 0 -ից 255 թվերով: Լիարժեք հագեցած գույնի համար անհրաժեշտ է, որ գույնի բաղադրիչներից մեկը լինի զրոյական, իսկ մեկ գույնի բաղադրիչը` 255 -ը: մեր թվային աշխարհում մենք ունենք ընդամենը 1530 տարբեր լիովին հագեցած գույներ:

RGB տարածքի մոդելավորման եղանակներից մեկը խորանարդն է: Խորանարդի մեկ գագաթը սև է: Այդ գագաթից մենք կարող ենք ճանապարհորդել կարմիր, կապույտ կամ կանաչ եզրով: Խորանարդի ցանկացած կետ գույն է, որը որոշվում է նրա կարմիր, կանաչ և կապույտ կոորդինատներով: Travelանապարհորդելով դեպի սև գագաթից ամենահեռավոր գագաթը, մենք գալիս ենք սպիտակ գագաթին: Կենտրոնանալով վեց գագաթների վրա ՝ բացառելով սևը և սպիտակը, մենք կարող ենք ձևավորել մի ուղի, որն անցնում է բոլոր վեց գագաթներով ՝ հետևելով եզրերին: Յուրաքանչյուր եզր ունի 256 միավոր կամ գույն: Յուրաքանչյուր գագաթ կիսվում է երկու եզրով, ուստի միավորների ընդհանուր թիվը 6 * 255 = 1530 է: Այս ճանապարհով անցնում է գունային սպեկտրի բոլոր 1530 լիովին հագեցած գույները: Կամ ծիածանը: Գագաթները ներկայացնում են կարմիր, դեղին, կանաչ, կապույտ, կապույտ և մագենտա գույները:

Խորանարդի ցանկացած այլ կետ ներկայացնում է գույն, որը լիովին չի հագեցած:

• Կամ կետը գտնվում է խորանարդի ներսում, այսինքն ՝ կարմիր, կանաչ և կապույտ կոորդինատները բոլորը զրոյից տարբերվում են: Մտածեք սև գագաթից մինչև սպիտակ գագաթի անկյունագիծը որպես բոլոր գորշ երանգների գիծ: Եվ խորանարդի ներսում բոլոր «ոչ լիովին հագեցած գույները» մարում են եզրին լիարժեք հագեցվածությունից դեպի «զրոյական հագեցվածության» այս անկյունագիծը:
• Կամ կետը գտնվում է խորանարդի երեք հարթ մակերևույթներից մեկի վրա, որը դիպչում է սև գագաթին: Նման գույնը կարելի է համարել լիովին հագեցած, բայց մուգ: Որքան ավելի եք մթնում այն, այնքան ավելի է կորցնում իր ընկալած գույնի հագեցվածությունը:

Բոլոր լիարժեք հագեցած գույները նկարագրող խորանարդի շուրջ վեց եզրային ուղու փոխարեն, մենք կարող ենք տեղադրել այս 1530 գույները շրջանագծի մեջ, որտեղ մենք ունենք 255 տարբեր գույներ 60 աստիճանի հատվածում, ինչպես կարմիրից դեղին գույնը մարելիս ՝ դրան ավելացնելով կանաչը:. Գունավոր շրջանակի բոլոր գույների միջով անցնելը նման է երեք գույնի կարգավորիչների սահելուն ՝ մեկը հերթով, իսկ մյուս երկուսը գտնվում են հակառակ դիրքերում: Քանի որ ես որոշ գունային սխեմաներում կօգտագործեմ գունային շրջանակը կամ ծիածանի սպեկտրը, ես գույնը (երանգը) սահմանելու եմ որպես շրջանագծի կետ ՝ օգտագործելով իմ 1530 սանդղակը.

1530 սանդղակի ստանդարտ 360 սանդղակ

=========================== կարմիր 0 0 նարնջագույն 128 30 դեղին 256 60 կանաչ 512 120 փիրուզագույն 768 180 կապույտ 1024 240 ինդիգո 1152 270 մանուշակագույն 1280 300 վարդագույն 1408 330

Այս 1530 սանդղակը պարզեցնում է ծիածանի գույները RGB լուսադիոդների արժեքների վերածելը:

Ինչու՞ 255 գույն յուրաքանչյուր բաժնում: Ինչու ոչ 256: Դե, մեկ հատվածի 256 -րդ գույնը հաջորդ հատվածի 1 -ին գույնն է: Դուք չեք կարող երկու անգամ հաշվել այդ գույնը:

Մի քանի խոսք PWM- ի մասին

Տիպիկ LED- ը նախատեսված է տվյալ լարման դեպքում պայծառ փայլելու համար: Այդ լարման իջեցումը կարող է նվազեցնել պայծառությունը, բայց LED- ն ինքնին նախատեսված չէ միայն լարման անկման համար մթնեցնելու համար: Կես լարման դեպքում այն կարող է ընդհանրապես չմիանալ: Փոխարենը, մթնեցումը ձեռք է բերվում լրիվ և զրո լարման միջև անցում կատարելով: Որքան արագ է անցնում անջատումը, այնքան քիչ է թարթում մարդու աչքը: Եթե LED- ն միացված է կեսը և կեսը անջատված է, ապա մարդու աչքը ընկալում է լույսը, կարծես այն փայլում է լիարժեք լուսադիոդի էֆեկտի կեսով: Ամբողջական էֆեկտի և զրոյական ազդեցության ժամանակի միջև հարաբերակցության ճշգրտումն այն է, ինչ LED- ի մթագնումը նշանակում է: Սա PWM է, կամ զարկերակի լայնության մոդուլյացիա:

Էժան RGB SMD LED շերտը, որը ես գնել եմ այս նախագծի համար, ներառում է մի սարք, որը հոգ է տանում PWM- ի մասին: Այս նախագծում ես դրա փոխարեն ստեղծում եմ PWM- ը Arduino UNO- ի հետ: RGB գունային տարածքը, ինչպես սովորաբար կիրառվում է համակարգչի էկրանին, տեսական կառուցվածք է, որտեղ կարելի է պատկերացնել, որ յուրաքանչյուր գունավոր ալիք 0 -ից մինչև 255 արժեք ունի, իսկ ալիքի լուսավորությունը գծային կերպով կհետեւի արժեքին: Համակարգչի գրաֆիկական քարտը կարող է փոխհատուցել այս գծային ակնկալիքի ցանկացած կրճատման համար, որը կարող են ունենալ իրական լուսարձակները: Այս նախագծում օգտագործվող SMD LED- ները գծային կերպով հետևում են օգտագործված PWM արժեքներին, թե ոչ, այս ծրագրի շրջանակներում չէ: 255 PWM արժեքը ստեղծում է ամենապայծառ լույսը: Բայց 128 -ի արժեքը չի կարող ընկալվել որպես 255 -ի պայծառության կեսը: Իսկ 192 -ը չի կարող ընկալվել որպես պայծառություն հենց 255 -ի և 128 -ի կեսերին:

Քայլ 4: Սխեմաներ

Այստեղ ես ներկայացնում եմ էլեկտրոնիկայի սխեմաները: Լուսանկարը ցույց է տալիս, թե ինչ տեսք ունի իմ կապը: Ես միացրել եմ չիպսերը, լարերը և կոճակը մշտական պրոտո տախտակի վրա: Առայժմ բաղադրիչները պարզապես կապված են լարերի հետ, բայց ես թողնում եմ ձեզ ՝ նախագծելու, թե ինչպես դրանք տեղավորել գեղեցիկ տուփի մեջ և ինչպես լարերը ձգել դեպի LED շերտերը: Եթե գտնեք 4 մետաղալար հարթ մալուխ, օգտագործեք այն, քանի որ մեկ LED շերտին անհրաժեշտ է 4 լար: Ես ունեի ընդամենը 3 մետաղալար հարթ մալուխ, ուստի ինձ անհրաժեշտ էր լրացուցիչ մետաղալար, ինչը մի փոքր տգեղ տեսք տվեց:

Քայլ 5: Կոդ

Կոդը գրված է Arduino Uno- ի համար: Uno- ն ունի ընդամենը 6 PWM ունակ քորոց, բայց ինձ հարկավոր է դրանցից 9 -ը: Այսպիսով, ես օգտագործում եմ Բրեթ Հագմանի գրած հատուկ PWM գրադարանը: Սա պետք է տեղադրվի ձեր Arduino IDE- ում:

wildfire.ino- ն ծրագրի հիմնական ֆայլն է, այն ներառում է setup () և loop () գործառույթները, ինչպես նաև որոշ այլ ընդհանուր գործառույթներ բոլոր սխեմաների համար:

wildfire.h- ը ընդհանուր վերնագրի ֆայլն է:

Տարբեր սխեմայի ֆայլերը կարող են տեղադրվել որպես առանձին ներդիրներ նախագծում:

Քայլ 6: Գործողության մեջ

Քայլ 7: Հետագա զարգացում

• Փոխարինեք մեկ կոճակով ինտերֆեյսը ESP8266- ով ՝ Android հեռախոսով անլար կապը միացնելու համար, որտեղ օգտագործողի միջերեսը սխեմաների վերահսկման վեբ էջ է:
• Շերտում դեռևս մնում է մոտ 70 RGB SMD LED: Դա 24 շերտ է ՝ յուրաքանչյուրում 3 -ական: Եվս 24 ալիք նոր մոտեցման կարիք ունի: Դրա համար անհրաժեշտ կլինի Arduino Mega 2560 և ևս մի քանի ULN2803AP չիպեր, այլընտրանքային երկու 16 -ալիքային servo տախտակներ, որոնք հաճախ օգտագործվում են LED- ների համար:
• Չօգտագործված են նաև բնօրինակ LED շերտի հեռակառավարման վահանակը, ինչպես նաև դրա ընդունիչը: Ես դեռ չեմ բացել ընդունիչը, բայց այն կարող է ինչ -որ կերպ նորից օգտագործվել: Կարելի է թույլ տալ, որ Arduino- ն առեւանգի իր տրամաբանությունը եւ հանձնարարի թվային տվյալներ հասցնել Arduino- ին `լուսային ցուցադրումը վերահսկելու համար: