Տոնածառի լույսը, որը վերահսկվում է խաղալիքով. 12 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Ողջույն, ստեղծողներ:

Մոտենում են Սուրբ Christmasնունդը և Նոր տարին: Դա նշանակում է տոնական տրամադրություն, նվերներ և, իհարկե, տոնածառ, որը զարդարված է վառ գունագեղ լույսերով:

Ինձ համար զանգվածային շուկայի տոնածառի լույսերը չափազանց ձանձրալի են: Երեխաներին գոհացնելու համար ես պատրաստեցի տոնածառի յուրօրինակ զարդարանք, որը վերահսկվում է խաղալիքով:

Այս ձեռնարկում ես պատմելու եմ, թե ինչպես կարող եք այն պատրաստել:

Քայլ 1: Գաղափարը:

Գաղափարն այն է, որ խաղալիքը, օրինակ ՝ փափուկը, դնեն տոնածառի տակ և դարձնեն այն խելացի: Ես ցանկանում եմ, որ խաղալիքը կարդա ցանկացած կցված առարկայի գույնը և ծառ նկարի այս գույնով: Այսպիսով, դա կլինի զվարճալի խաղ երեխաների համար, ովքեր կարող են տարբեր իրեր օգտագործել տոնածառը տարբեր գույներով ներկելու համար:

Քայլ 2: Նախապատրաստում. LED ժապավեն:

Նախ, ես պետք է փոխարինող գտնեմ սովորական ամանորյա լույսերին:

Նոր լույսերը պետք է լինեն պայծառ, գունավոր և ամենակարևորը `դրանք պետք է հեշտ ծրագրավորվեն:

Սուրբ Christmasննդյան լույսերի համար ես ընտրեցի հասցեավորվող ծրագրավորվող թվային RGB ws2812b LED ժապավեն: Այս LED շերտերը շատ տարածված են, դրանք կարող եք գտնել ամենուր: Նրանց հեշտ է միացնել տարբեր Arduino կարգավորիչներ: Նման LED- ները վաճառվում են մի քանի տասնյակ կտորների ժապավեններով և սնվում են 5 12 կամ 24 Վ լարման հոսանքով: Կարող եք մի քանի ժապավեն անընդմեջ կապել և կառավարել հսկայական թվով LED- ներ:

Ես մի երկու նման շերտ գտա տանը: Իմ շերտերն ունեն յուրաքանչյուրից 50 LED և շարժվում են 5 Վ լարման հոսանքով:

2 x WS2812B Նախապես եռակցված LED մոդուլի լարային հանգույցներ ~ 18 $

Ահա Amazon- ի խանութի հնարավոր փոխարինումը.

• WS2812b 5 մ 60leds/պիքսել/մ lexկուն անհատական հասցեականությամբ առաջնորդվող ժապավեն
• ALITOVE 16.4ft WS2812B Անհատական հասցեավորվող LED ժապավենային լույս

LED ժապավենները շատ տեսակներ ունեն: Նրանք տարբերվում են LED- ների քանակով, LED- ների միջև հեռավորությամբ, խմբավորմամբ, մատակարարման լարմամբ և այլն: Ընտրեք ձեր ուզածը:

Իմ խաղալիքի համար ես պատրաստել եմ մի փոքրիկ տոնածառ, այնպես որ 100LED- ն ինձ բավական է:

Քայլ 3: Նախապատրաստում: Խաղալիք

Գտեք խաղալիքը և որոշեք, թե որտեղ տեղադրել LED շերտի վերահսկիչը:

Այս քայլը ամենակարևորն է, քանի որ արդյունքը կգնահատեն երեխաները =):

Մոտակա խաղալիքների խանութում ես գտա հիանալի նոր տարվա արջ: Դուք կարող եք բարելավել խաղալիք, որն արդեն ունեք:

Ես որոշեցի LED շերտի վերահսկիչը ծածկել գործվածքով և կարել այն թաթերի վրա: Ես ուզում եմ, որ արջը կարծես նվեր է պահում:

Ես գնել եմ երկու կտոր գործվածք ՝ զվարճալի նախշերով: Մեկը հիմքի համար փափուկ է, իսկ երկրորդը `վերին շերտի համար:

Քայլ 4: Նախապատրաստում: Էլեկտրոնիկա

Ձեզ անհրաժեշտ են որոշ էլեկտրոնային բաղադրիչներ ՝ խաղալիքն ավելի խելացի դարձնելու համար:

Ես օգտագործում եմ «Ամպերկա» խանութի բեկորային տախտակներ և Arduino վահաններ: Ինչ վերաբերում է ինձ, ապա դրանք շատ հարմար են մոդուլային կառուցվածքի պատճառով: Մոդուլները կարող են հեշտությամբ համակցվել առանց զոդման:

Դուք կարող եք դժվարանալ դրանք գնել, այնպես որ ես ներառում եմ հնարավոր փոխարինողով հղումներ:

Վերահսկիչ

Ես օգտագործում եմ ESP-12 զարգացման տախտակ, որը հիմնված է ESP8266 չիպի վրա: Այս տախտակները չափազանց փոքր են և ունեն բավականաչափ ֆունկցիոնալություն: Լավ ընտրություն փոքր նախագծերի համար, որոնք պահանջում են սահմանափակ տարածք, նույնիսկ եթե դուք չեք օգտագործում WiFi և միանում եք ինտերնետին:

1 x Amperka Wi-Fi բնիկ ~ 19 $

Ես օգտագործում եմ այս զարգացման տախտակը, քանի որ այն համատեղելի է նույն արտադրողի այլ մոդուլների հետ:

Բացի այդ, այն ունի քառակուսի ձև: Այն պետք է հեշտությամբ տեղավորվի արջի համար նախատեսված ներկա փոքրիկ տուփի մեջ:

Հնարավոր փոխարինում.

• ESP-12E NODEMCU
• WEMOS D1 MINI

Գույնի ցուցիչ

Գույնը որոշելու համար ես օգտագործում եմ Amperka Troyka TCS34725 գույնի սենսորային բեկման տախտակ: Իմ տվիչը համատեղելի է վերահսկիչի տախտակի հետ, բայց այն կարող է փոխարինվել այս մեկով.

1 x RGB գույնի տվիչ ՝ IR ֆիլտրով և սպիտակ LED- ով - TCS34725 ~ 8 $

Այս տվիչը կապի համար օգտագործում է I2C ինտերֆեյս: Այն ունի ներկառուցված վառ լուսադիոդ և լայն պարամետրեր, ինչպիսիք են գույնի ավելացումը կամ գույնի ինտեգրումը `ավելի ճշգրիտ ճանաչման համար:

Կոճակ

Պարզ Arduino համատեղելի կոճակ: Ես այն օգտագործում եմ որպես հպման ցուցիչ ՝ վերահսկիչին տեղեկացնելով, որ անհրաժեշտ է կարդալ նոր իրի գույնը:

1 x Amperka Troyka կոճակի մոդուլ ~ 1 $

Հնարավոր փոխարինում.

• Adafruit կոճակով հոսանքի անջատիչ Breakout
• Էլեկտրոնային շենքերի բլոկների կոճակի մոդուլ

AC-DC լարման փոխարկիչ

LED ժապավենը և վերահսկիչը սնուցելու համար ես գնել եմ AC-DC 5V 8A էլեկտրամատակարարում:

1 x 5V 8.0A 40W սնուցման աղբյուր ~ 16 $

Իմ LED ժապավենը սնուցվում է 5 Վ լարման միջոցով: Հսկայական թվով LED- ների համար բավարար է 8A հոսանքը: Ես նաև սնուցում եմ ESP վերահսկիչը այս էներգիայի աղբյուրից: Համոզվեք, որ էլեկտրամատակարարում եք գնում մեկուսացված պատյաններում ՝ առանց բաց կոնտակտային բարձիկների:

Հնարավոր փոխարինում.

• ALITOVE 5V 8A 40W AC to DC ադապտեր Էներգամատակարարման փոխարկիչ
• MEAN WELL օրիգինալ LPV-60-5 5V 8A միջանկյալ LPV-60 5V 40W

Լրացուցիչ:

DC-DC լարման փոխարկիչ և WS2812b վարորդ

Arduino կարգավորիչների համար ws2812b LED շերտի ազդանշանային լարը կարող է ուղղակիորեն միացվել վերահսկիչի տախտակի կապումներին: ESP8266 զարգացման տախտակի կապումներից շատերը համատեղելի չեն 5 Վ տրամաբանության հետ: Այժմ ավելի լավ է LED ժապավենը ուղղակիորեն միացնել նման կարգավարներին: Այս խնդիրը լուծելու համար ես օգտագործում եմ այս մոդուլը:

1 x Amperka Troyka ws2812 LED շերտի վարորդ ~ 9 $

Ես օգտագործում եմ այս մոդուլը, քանի որ այն հեշտությամբ կցվում է իմ վերահսկիչին: Բացի այդ, մոդուլն ունի 5 Վոլտ տրամաբանական բուֆեր և DC-DC լարման փոխարկիչ 5 կամ 3.3 Վ: Այս կերպ ESP վերահսկիչը կարող է սնուցվել մեկ մետաղալարով `12 կամ 24 Վ LED շերտի հետ միասին:

Քայլ 5: Հավաքում: Էլեկտրոնիկա

Էլեկտրոնային բաղադրիչների հավաքում: Ես միացրեցի իմ բաղադրիչները, ինչպես ցույց է տրված կցված դիագրամում:

Սխեման կարող է տարբերվել ՝ կախված ձեր բաղադրիչներից, բայց իմաստը մնում է նույնը:

• Մի կոճակ միացրեք վերահսկիչին: Ես այն միացրեցի A2 Esp8266 քորոցին: Եթե դուք չեք օգտագործում մոդուլ, կարող եք միակցիչ ընդհանուր միացման կոճակ միացնել դիմադրության միջոցով:
• Միացրեք գունավոր տվիչը վերահսկիչին: TCS34725 գույնի տվիչների ճեղքման տախտակները հաղորդակցվում են I2C ավտոբուսի միջոցով: Կցեք SDA և SCL կապերը սենսորի և վերահսկիչի միջև: Եթե ձեր սենսորային տախտակն ունի LED քորոց `ինտեգրված LED- ը վերահսկելու համար, միացրեք այն: Ես իմ LED քորոցը կապեցի A0 Esp8266 պինակի հետ:
• LED շերտի մի ծայրը միացրեք վերահսկիչին: ws2812b LED ժապավենը միանում է վերահսկիչին ՝ օգտագործելով DI քորոցը: Ws2812b LED շերտերի տրամաբանական լարումը 5 Վ է: Եթե դուք օգտագործում եք Arduino- ի նման տախտակներ, կարող եք DI կապը միացնել անմիջապես վերահսկիչի քորոցին: Esp8266 տախտակների մեծ մասի տրամաբանական մակարդակի լարումը 3.3 Վ է, այնպես որ օգտագործեք տրամաբանական մակարդակի փոխարկիչ կամ LED շերտի վարորդ: Ես կպցրեցի DI Strip մետաղալարը վարորդի տախտակին և միացրեցի վարորդի տախտակը A5 Esp8266 պինակին:
• Սնուցման աղբյուրին ամրացրեք LED շերտի մեկ այլ ծայր: Մեկը DO քորոցով: Անհրաժեշտության դեպքում խրոցը միացրեք հոսանքի աղբյուրին: Մի մոռացեք մեկուսացնել լարերը:

Իմ ws2812b LED շերտը սնուցվում է 5 Վ լարման միջոցով: Ես միացնում էի և՛ ժապավենը, և՛ վերահսկիչը մեկ AC-DC 5V սնուցման աղբյուրից: Եթե ձեր LED ժապավենը գործում է 12 կամ 24 Վ, օգտագործեք նվազեցնող լարման փոխարկիչ `էլեկտրամատակարարման բոլոր էլեկտրոնիկայի սնուցման համար:

Քայլ 6: XOD

Եկեք ծրագրավորենք վերահսկիչը:

Ինչպես և իմ նախորդ նախագծերում, ես օգտագործում եմ XOD տեսողական ծրագրավորման միջավայրը վերահսկիչի որոնվածի համար:

Ես հրատարակել եմ մի քանի գրադարան, որոնք ձեզ անհրաժեշտ կլինեն ծրագիր ստեղծելու համար: Այսպիսով, համոզվեք, որ դրանք ավելացնեք ձեր XOD աշխատանքային տարածքում:

• gabbapeople/christmas -tree - Գրադարանը պարունակում է ws2811 Neopixel վարորդ և փաթեթ ՝ tcs34725 գույնի տվիչի համար:
• gabbapeople/color - Գրադարան ՝ XOD- ով գույնի հետ աշխատելու համար:

Հաջորդը, ես նկարագրելու եմ, թե ինչպես ծրագրավորել այս սարքը XOD- ում:

Քայլ 7: mingրագրավորում:

Ահա ձեզ անհրաժեշտ հանգույցները.

Tsc- գույն-սենսորային հանգույց:

Սա առաջին հանգույցն է, որը տեղադրվում է կարկատանի վրա: Այն օգտագործվում է սենսորից գույնի արժեքը չափելու համար: Տվյալների փոխանակման համար Node- ն օգտագործում է I2C ինտերֆեյսը:

Գույնի տվիչը հայտնաբերում է մակերևույթի գույնը RGB սանդղակով: Գույնը լույսի աղբյուրի, առարկայի և դիտողի միջև փոխազդեցության արդյունք է: Արտացոլված լույսի դեպքում օբյեկտի վրա ընկնող լույսը կանդրադառնա կամ կլանվի `կախված մակերեսի բնութագրերից: Գույնի տվիչների մեծ մասը պարունակում է սպիտակ լույսի արտանետիչ և երեք լույսի ինտենսիվության տվիչներ ՝ գունավոր զտիչներով:

• LED և LUM մուտքային կապումներն օգտագործվում են սենսորի ճեղքման տախտակի վրա ներկառուցված LED- ի համար: Այս ներկառուցված LED- ը սենսորի լուսարձակող է: Իմ սխեմայի համաձայն, ես A0 արժեքը դնում եմ LED քորոցին և 1 լուսավորության արժեքը սահմանում եմ LUM քորոցին:
• ՏՏ քորոցը սահմանում է ինտեգրման ժամանակի արժեքը: Այս գործոնը նկարագրում է գույնը ինտեգրելու մի շարք ցիկլեր: ՏՏ հնարավոր արժեքներն են ՝ 1, 10, 20, 42, 64, 256:
• GAIN քորոցի արժեքը ուժեղացման գործոն է: Այս գործակիցը բարձրացնում է գույնը: Դուք կարող եք բարձրացնել գույնի արժեքը 4, 16 կամ 60 անգամ: Դուք չեք կարող բարձրացնել գույնը: Այնուհետև GAIN քորոցի արժեքը պետք է հավասար լինի 1. Ես ստացա ամենաճշգրիտ արդյունքը ՝ օգտագործելով 20 ՏՏ և 60 ԳԻՆ արժեքներ:
• INIT- ի քորոցը գործարկում է սենսորի գործարկումը և կարգավորում է գործոններ: Ես փոխում եմ INIT քորոցի արժեքը On boot:
• UPD- ի քորոցը առաջացնում է սենսորների նոր ընթերցում: Թող այս արժեքը լինի շարունակական:

Tcs-color-node- ը գույնի արժեք է տալիս գույնի հատուկ տիպի տեսքով:

Ws2811 հանգույցը:

Այս հանգույցն օգտագործվում է LED շերտի կամ մատրիցայի տեղադրման համար:

• DI քորոցը տախտակի պորտի համարի համար է, որին միացված է LED շերտը կամ մատրիցան: Իմ սխեմայի համաձայն, ես դրան դնում եմ A5 արժեքը:
• SIZE կապում տեղադրեք օգտագործված LED- ների թիվը: Ես ունեմ միմյանց հետ կապված 50 դիոդի 2 լուսադիոդային ժապավեն, ուստի SIZE արժեքը սահմանել եմ 100:
• B pin- ը սահմանում է ընդհանուր լուսավորությունը բոլոր LED- ների համար `0 -ից 100 -ի սահմաններում: Ես պայծառությունը սահմանում եմ 80:

Այս հանգույցը նախաստորագրում է ձեր LED ժապավենը կամ մատրիցան և կառուցում է ws2811 հատուկ տեսակ հետագա գործողությունների համար:

Ամբողջ գույնի հանգույց:

Երբ տեղադրված է ws2811 հանգույցը, կարող եք վերահսկել LED շերտը ՝ օգտագործելով տարբեր ֆունկցիոնալ հանգույցներ:

• գույն-բոլորը: Հանգույցը ներկում է շղթայի կամ մատրիցի բոլոր LED- ները ընտրված գույնով:
• գույնի պիքսել Հանգույցը ընտրում է շերտի վրա հատուկ LED- ը `ընտրված գույնով: Տեղադրեք պիքսելային համարը PN պինին:
• գույն-ն-պիքսել: Հանգույցը ընտրված գույնի մեջ գունավորում է N LED- ների խումբ: Նշեք խմբի մեկնարկային LED համարը ՝ օգտագործելով STRT քորոցը: Նշեք խմբի կանոնավորությունը STEP փինում: Օրինակ, 30 -րդ համարից սկսած և 70 -ով ավարտվող յուրաքանչյուր երկրորդ LED ներկելու համար դրեք հետևյալ արժեքները. STRT = 30; N = 40 (70 - 30); ՔԱՅԼ = 2.

Այս նախագծում ես միաժամանակ վերահսկում եմ բոլոր LED- ները և օգտագործում եմ գունային բոլոր հանգույցը:

Ես կապում եմ գույնի բոլոր հանգույցի առաջին մուտքի քորոցը ws2811 հանգույցի ելքային քորոցի հետ: Այնուհետև ես կապում եմ մուտքային CLR կապը, որը վերցնում է գույնի արժեքը սենսորի ելքային քորոցին:

Գունավոր հանգույցի SET քորոցի վրա զարկերակը առաջացնում է նոր գունային հավաքածու:

Կոճակի հանգույցը:

Ես օգտագործում եմ կոճակը ՝ վերահսկիչին տեղեկացնելու գույնի տվիչի դիմաց նոր օբյեկտի մասին: Դրա համար ես տեղադրում եմ կոճակի հանգույցը կարկատանի վրա և կապում դրա ելքային PRS քորոցը գունային բոլոր հանգույցի SET քորոցով: Այս կերպ, կոճակի վրա կտտացնելով, գույնը փոխելու համար զարկերակային ազդանշան է առաջանում:

Ես կոճակը կցեցի A2 Esp8266 քորոցին, ուստի A2 արժեքը դրեցի PORT կապում:

Մաքրող հանգույցը:

Գույնի տվիչը կարող է գույնի արժեքներ թողնել հսկայական տիրույթում: Բայց LED շերտը ի վիճակի չէ ցուցադրել երանգների միջև: Սա լուծելու համար ես օգտագործում եմ միայն այսպես կոչված մաքուր գույները: Նրանք ունեն կամայական երանգ, բայց միշտ ունենում են իրենց հագեցվածությունը առավելագույնը: Գույնի արժեքը մաքրելու համար ես մաքրման հանգույցը տեղադրում եմ tsc-color-sensor և color-all հանգույցների միջև:

Կարկատը պատրաստ է: Կարող եք սեղմել Տեղակայել, ընտրել տախտակի տեսակը և այն վերբեռնել սարքում:

Քայլ 8: Հավաքում: Շրջանակ:

Ես կարող եմ սկսել ստեղծել փափուկ պատյան ՝ համոզվելով, որ սարքն աշխատում է այնպես, ինչպես պետք է:

Որպես շրջանակ, ես տպեցի տուփի նախշը հաստ ստվարաթղթի վրա:

Այնուհետև թեքեց տուփի կողմերը և քառակուսի անցք կատարեց գույնի տվիչի համար:

Նշում:

Այս պատյանը պատրաստել եմ հատուկ իմ էլեկտրոնային բաղադրիչների համար, որոնք ամենայն հավանականությամբ տարբերվում են ձերից: Գործը համընդհանուր չէ, բացի այդ կարող եք ունենալ բոլորովին այլ խաղալիք: Այսպիսով, օգտագործեք երևակայություն:

Քայլ 9: Հավաքում: Գործվածք:

Ես երկու տարբեր գործվածքներ եմ դնում միմյանց վրա:

Փափուկ հաստ գործվածքը նախատեսված է ծավալի համար, իսկ բարակ ՝ արտաքին տեսքի համար: Երկու գործվածքների դեպքում ես նույնպես սենսորի համար անցք արեցի:

Ստվարաթղթե շրջանակը հյուսվածքի վրա ամրացրեցի սովորական կպչուն ժապավենով: Նույն կերպ, ես ամրագրեցի անցքի եզրերը:

Այնուհետև ես կտրեցի գործվածքների լրացուցիչ կտորներ և ներսից ձեռքով կարեցի անցքի եզրագիծը:

Պետք է ասեմ, որ ես լավագույն կարելը չեմ, այնպես որ որակի մասին մի դատեք: =)

Քայլ 10: Հավաքում: Փափուկ պատյան:

Ես ձգեցի գործվածքը եւ ամրացրեցի այն նույն սոսինձ ժապավենով: Կասետը կմնա պատյանում և տեսանելի չի լինի:

Հետո, ես սարքը տեղադրեցի շրջանակի մեջ և ամբողջությամբ կարեցի այն եզրագծի շուրջ, բացառությամբ մի անկյունի, որտեղ լարերը գնում են:

Քայլ 11: Հավաքում: Խաղալիք և սարք

Ես սարքս կարեցի արջուկի թաթերին:

Ես ուզում էի, որ նա կարծես ամանորյա փոքրիկ նվեր պահեր:

Քայլ 12: Արդյունք:

Երբ սարքը ծրագրավորվի և ամրացվի խաղալիքին, կարող եք միացնել LED ժապավենը և խաղալիքը դնել ծառի տակ:

Արջուկների նվերին ամրացրեք գունավոր առարկաներ, և ծառը կներկվի նույն գույնով:

Բաժանորդագրվեք Եթե Ձեզ դուր է գալիս այս մինի նախագիծը: =)

Կլինեն շատ տարբեր զվարճալի հրահանգներ: