Animated Mood Light & Night Light: 6 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Жарыкка болгон кызыгуум бар, мен каалаган өлчөмдөгү RGB жарык дисплейлерин түзүү үчүн колдонула турган кичинекей модулдук ПХБлардын тандалмасын түзүүнү чечтим. Модулдук ПХБ жасагандан кийин, аларды алты бурчтуу кылып, 3D дисплейди түзүү идеясына чалдыгып калдым, ал жөнөкөй уктоочу түнкү жарыктан маанайдын жарыктыгына чейин, столдо отуруп калуу үчүн колдонулат. жогорку ресторанда.

Албетте, ошол эле принциптерди колдонуу менен башка формалар да түзүлүшү мүмкүн.

Бул жерде жарыкта иштеп жаткан анимациялардын айрымдары.

• Fire
• Жамгыр
• Жылан (ретро)
• Жашоо оюну
• Толкун формасындагы термелүүлөр
• Маяк
• Айлануу үлгүлөрү (чач тарач)

Жарык учурда эки өлчөмдө жаратылган - Чакан (96 LED) жана Чоң (384 LED), бирок бул талапка жараша чоңойтулушу мүмкүн.

Жабдуулар

WS2812B LED - AliExpress

ПХБ - ALLPCB

3мм Кара Лазердик Пластик - Пластикалык Барак Жеткирүүчү

Ак 3D басып чыгаруу жипчеси - Amazon

Электрондук компоненттер - Фарнелл / Ньюарк

M3 болттор жана жиптүү боштуктар - Amazon

Кандооч

Тостер меши - Беттеги компоненттерди чогултуу

1 -кадам: Panel PCBs

Сапарды баштаганда мен бир нече LED пикселдерин жайгаштыра турган жана кошумча зымдарга же туташтыргычтарга муктаж болбостон, абдан жөнөкөй жол менен бириктириле турган кичинекей ПХБны кааладым. Мен WS2812B светодиоддорун чынжырлап, анан чынжырды кийинки ПХБга өткөрүүгө мүмкүндүк берген абдан жөнөкөй дизайнды ойлоп таптым.

Мен төмөнкү пикселдик өлчөмдөрү бар үч ПХБ түздүм.

• 1 х 8 - 9мм х 72мм
• 4 x 4 - 36mm x 36mm
• 8 x 8 - 72мм 72мм

Бул долбоор үчүн 4x4 жана 8x8 такталар гана жарыктарды жаратууда колдонулат.

Светодиоддор X жана Y өлчөмдөрүндө 9 мм сеткага жайгаштырылган, бул абдан тыгыз, бирок PCB жээк коннекторлорун эске алуу менен иштөө үчүн жетиштүү орун берет. ПКБлар биригип LED 9мм сеткасы сакталып турушу үчүн түзүлгөн. ПКБлар жөн эле бир тактадан экинчисине агып жаткан ширетүү аркылуу бириктирилет.

Ар бир LEDдин электрдик ажыратуу үчүн 100nF конденсатору бар жана талапка ылайык LEDге ток жеткирүүгө жардам берет.

Схема 4х4 пикселдик тактанын үстүнкү жез жана астынкы жез катмары менен толукталып, LED макетин жана четки туташтыргычтын жайгашуусун көрсөтөт. Жибек экранына туташтыргычтар ортосунда маалымат берүү багытын айкын кылуу үчүн белгилер кошулган.

Тактайларда ошондой эле орнотууну жөнөкөйлөтүү жана тактайлар аралык байланыштарды күчөтүү үчүн 18 мм менен 18 мм аралыкта M3 орнотуу тешиктери бар.

3 мм сүттүү ак акрил баракты лазер менен кесүү LED диоддоруна жакшы таралган эффект берет.

Тактайлар трафаретти колдонуу менен астынкы жездин үстүнкү подставкаларына ширетүүчү паста колдонуу аркылуу өндүрүлгөн. Мен андан кийин ширетүүчү агып менин тостер мешке бышыруу алдында туура багыт үчүн текшерүү тактасына компоненттерин койду. Мен өзүмдүн башка Instructables конструкцияларымда DIYдин арзан PCB өндүрүшүнүн бул түрүн карадым.

Эскертүү - ПХД бышыруу үчүн тамак үчүн колдонулган мешти КОЛДОНБОҢУЗ, анткени булганган тамак -ашка алып келиши мүмкүн. Мен PCB тостер мешин eBayден 10 фунт стерлингге (15 доллар) алдым.

2 -кадам: Control PCB

Жарык диоддору бүткөндөн кийин, мен микроконтроллерден LEDди башкаруу жөндөмүн кааладым. Мен Arduino наносун колдоно баштадым жана бул абдан жакшы иштеди, бирок мен жарыкка дагы бир функционалды кошкум келди жана бул Arduino тактасына түшүү үчүн барган сайын ыңгайсыз болуп калды. Ошондуктан мен жарыкты айдап чыгуу үчүн башка жеке ПКБ түзүүнү чечтим.

Бул жерде мен контролер тактасына кошкон айрым өзгөчөлүктөрү бар.

• Жогорку ROM жана RAM менен жогорку ылдамдыктагы микроконтроллер.
• Фетикалык логикалык деңгээл мага светодиоддорду күйгүзүүгө жана өчүрүүгө мүмкүндүк берет - күйгүзүүдө жана аз кубаттуулукта иштөөдө пайдалуу.
• Жогорку ылдамдыктагы буфер 3V3 сигналын микроконтроллерден 5Вга айлантып, светодиоддорду айдайт.
• Колдонуучуга жарыкты башкарууга уруксат берүү үчүн которуңуз.
• Фото транзистор - LEDдин жарыгын айланадагы жарык деңгээлине ылайыкташтыруу үчүн.
• Электр менен камсыздоону көзөмөлдөө - биз электр энергиясын берүүдөн көбүрөөк ток тарткан жокпуз.
• Bluetooth туташтыргычы - HC05/HC06.
• WIFI туташтыргычы - ESP8266.
• I2C туташтыргычы.
• Future Expansion Connector.

Такта үчүн схема, ошондой эле үстүнкү жана астыңкы жез катмарлары көрсөтүлгөн. Тиркелген BillOfMaterials документинде мен контролдук ПХБга орнотулган компоненттердин тизмеси жазылган.

Жарык сенсору дизайн үчүн бир топ маанилүү, анткени WS2812B жарык диоддорунун жарыгы өтө тез кароого мүмкүн эмес, ал эми толук жарыктыгында оорутат. Жарык сенсорунун болушу LED жарыктыгын автоматтык түрдө масштабдаштырууга мүмкүндүк берет, демек дисплей дайыма жагымдуу болот. Жаркыраган күн бөлмөсүндө жандуу, бирок дагы эле караңгы бөлмөдө түнкү жарык катары көрүү ыңгайлуу.

Кайрадан тактаны куруу үчүн, трафаретти колдонуп, ширетүүчү паста колдонулду, компоненттерди пинцет менен колго коюп, анан менин ишенимдүү тостер мешиме бышырышты.

ПКБ 5V DC менен камсыздалат, бул түздөн -түз PSU туташуусунан же 2А USB заряддагыч розеткасы аркылуу келиши мүмкүн.

Менин мурунку Arduino менен болгон аракетим дагы көрсөтүлгөн.

3 -кадам: 3D Басылган Скелет

Мен алгач лазердик пластикалык барактарды диффузор катары колдонуу менен оюнчук кылдым, бирок бул панелдердин ар биринде абдан начар ажырымды калтырды. Мен тегерегиндеги диффузорду 3D басып чыгарууну аяктадым, анткени бул мага алты LED ПХБ үчүн жакшы жиксиз ороону түзүүгө мүмкүндүк берди. Ошондой эле мага диффузордун калыңдыгын кыскартууга мүмкүндүк берди, ал жалпы дисплейди кыйла курч кылат.

Ички алты LED ПХБлары 3D басып чыгарылган скелеттин жардамы менен чогуу өткөрүлөт. Бул скелет дисплейдеги ар кандай M3 тешиктерине кирип, аларды алты бурчтуктуу үлгүдө кармап турат.

3D басылган скелетинде ошондой эле контролдук ПКБнын үстүнкү лазердик кесүү панелине жакын орнотулушуна мүмкүндүк берүүчү тешиктер бар, алар которгучтун жеткиликтүүлүгүн жана жарык сенсорунун айланадагы жарык деңгээлин жакшы окушун камсыз кылат.

Тактайлар скелет менен диффузордун ортосунда турганда, мен ПКБ туташтыргычтарынын ортосуна аккан ширетип, тактайларды оңой эле lehе алам. Мен эң алыскы аянтка ширеткичти кошуп баштайм, андан кийин жарыкты анын четине буруп, тартылуу күчүн коштоочу аянтка акканга жардам берет. Үч байланыш үчүн кайталап, андан кийин туташуу үчүн кийинки тактага өтүңүз. ПКБнын ортосундагы алтынчы кошулууда мен маалымат байланышын туташтырбай таштап, күч менен жер рельстерин гана туташтырам. Бул ар бир такта үчүн эки тегерек ток жолдорун камсыздайт, алар үйдүн ички магистралдык зымдары үчүн шакек магистралынын иштешине окшош күчүн чогултушат.

Ошондой эле 3D принтерди колдонуп, үстүнкү жана астыңкы лазердик кесилген панелдерди жакшы кармап турууга мүмкүндүк берүүчү кээ бир аралыктар бар.

3D принтер файлдары Sketchup менен иштелип чыккан жана булагы тиркелет.

4 -кадам: Лазердик үстү жана асты

Лазердик кесилген бөлүктөр абдан жөнөкөй алты бурчтуу формада, болтторду орнотуу үчүн керектүү жерде тешиктери бар.

Жогорку панелде жарык сенсорунун кичинекей тешиги жана баскычтын баскычы үчүн дагы бир чоң тешик бар. Төмөнкү панелде USB кубат кабелинин тешиги, ошондой эле кабелдин штаммын басаңдатуу үчүн галстукту колдонууга уруксат берүү үчүн эки кичинекей тешик бар.

Бул бөлүктөрдүн чиймелери мурунку кадамда Sketchup файлына киргизилген.

5 -кадам: Камтылган программа

Мен PIC24FJ256GA702 түзмөгүн негизги микроконтроллер катары тандадым, анткени ал ички осциллятордун жардамы менен 32 МГцке чейин ылдам иштейт жана жагымдуу анимацияларды түзүү үчүн жеткиликтүү программанын эс тутуму жана оперативдүү эс тутуму бар.

Микробдорду иштеп чыгуу үчүн мен Flowcode колдондум, анткени ал кодду туурап, мүчүлүштүктөрдү оңдоого мүмкүндүк берди, бул жогорку ылдамдыкта иштеген жакшы эффективдүү кодду чыгарууга жардам берди. Flowcode 30 күн бою толугу менен кулпусу бекер жеткиликтүү, андан кийин сиз сатып алууну же жөн эле сыноого катталууну тандай аласыз. Ошондой эле, жолдо кандайдыр бир дубалдарды сүзүп кетсем, жардам берүүгө даяр болгон сонун онлайн коомчулугу бар. Муну айтуу менен, бардык программалык камсыздоону Arduino IDE же ушуга окшоштуруп жасаса болот, сиз симуляциялоо жөндөмүңүздү жоготосуз.

Мен башкаруу PCB бортунда PIC программалоо үчүн PICkit 3 колдондум. Бул Flowcodeго киргизилиши мүмкүн, ошондуктан ал PICkit аркылуу Arduinoдогу жүктөө баскычына окшош бир чычканды басуу менен программаларды түзөт.

Мен тандаган микроконтроллердин бортунда EEPROM жок болчу, бул башында көйгөй болчу, анткени мен учурда тандалган анимация режимин сактагым келди. Бирок анын колдонуучу программалоочу флеш -эси бар болчу, ошондуктан мен бул функцияга айланма жол менен жетише алдым.

Мен түзгөн Flowcode программасы тиркелет. Касиеттер терезеси колдонулган дисплейдин өлчөмүн тандоого мүмкүндүк берет. б.а. 4x4 же 8x8 жана бул көрсөткүчтөрдүн жүктөлүшүн орнотот, мисалы, светодиоддордун саны ж.

Жарык үчүн колдонуучу интерфейси өтө жөнөкөй. Которгучту үч секундадан аз басып, жарык кийинки режимге өтөт. Ар бир режимди баштоодон мурун, режимдин индекси ар бир LED панелинде көрсөтүлөт. Которгучту үч секунддан ашык басыңыз жана жарык өчөт. Которгучту дагы бир жолу басуу жарыкты кайра кайра мурунку тандалган режимге алып келет. Жарыкка болгон кубаттуулуктун жоголушу, жарык калыбына келтирилгенде, анын ичинде күйгүзүү/өчүрүү статусун калыбына келтирет.

Бул жерде жарык азыркы программанын жардамы менен жасай турган анимациянын ар кандай режимдери.

1. Color smear - шакектердеги аралаш түстөр
2. Жашоо оюну - Жашоо формасына негизделген симуляция
3. Айлануу үлгүлөрү - 2, 3 же 4 түстүү анимацияланган үлгүлөр
4. Толкун генератору - түстүү синус толкундары
5. Fixed Color - Түстү айлантуучу алты жеке панель
6. Shade - Анимацияланган панелдин түстөрү Бардыгы/Жеке
7. Маяк - Бир панелди айлантуу
8. Шакектер - Анимацияланган горизонталдык шакектер
9. Өрт - Анимацияланган от эффекти
10. Жамгыр - Анимацияланган түстүү жамгыр эффекти
11. Фейерверк - Анимацияланган түстүү фейерверк эффекти
12. Жылдыруу - Анимацияланган жылдыруу эффекти
13. Жылан - Анимацияланган ретро жыландар согуштары
14. Жыландар - Анимацияланган айлануучу жыландар
15. Туш келди - 1ден 14кө чейин жай өтүү менен (болжол менен 60 секунд)
16. Туш келди - 1ден 14кө чейинки режимдер тез өтүү менен (болжол менен 30 секунд)

Ар бир режимде анимация ылдамдыгын жана башка параметрлерди камтыган бир же бир нече рандомизацияланган элемент бар. Кээ бир режимдерде дагы динамикалык анимацияларга жол ачып, убакыттын өтүшү менен өзгөрүп кетүүчү рандомизацияланган элементтер бар. Мисалы, өрттүн рандомизацияланган көлөмү бар, ал ар бир циклге кошулат, бул сумма белгиленген жогорку жана төмөнкү чектерге ээ. Убакыттын өтүшү менен бул чектөөлөр өрттүн интенсивдүүлүгүн дисплейге толтурууга же төмөндөгү бир нече пикселге чейин жеткирүүгө мүмкүндүк берет.

6 -кадам: Байланыш

Башкаруу тактасы USB A кабелин же DC розеткасын колдонуу менен электр булагына туташкан, экөөнү тең eBay сыяктуу сайттарда өтө арзан баада сатып алууга болот.

Башкаруу тактасы дисплей тактасынын туташтырылбаган IN розеткасына жеткиликтүү четиндеги туташтыргычты жана стандарттуу 3 тараптуу servo тасма кабелин колдонуп туташат.

Үстүнкү жана астыңкы лазердик плиталар M3 көмөчтүн болтторун жана M3 жипчелерин колдонуп абалда кармалышат.

Келечектеги жаңыртуулар

Bluetooth жана WIFIди башкаруу панелиме кошуу мүмкүнчүлүгүнө ээ болуу, келечекте анимация жаңыртуулары жана ITTT сыяктуу онлайн кызматтары аркылуу Amazon Alexa сыяктуу нерселер менен акылдуу интеграциялоо мүмкүнчүлүгүн берет. Бул мен азыр иликтеп жаткан нерсе.

Акылдуу жардамчыңыз менен сүйлөшүп эле чырактын түсүн, анимация режимин орнотуп же текст кабарын көрсөтө алсаңыз жакшы болмок.

Менин курулушумду караганыңыз үчүн рахмат жана мен сизди менин изим менен жүрүүгө же окшош нерсени жаратууга шыктандырдым деп үмүттөнөм.

Муну жаркыратуу конкурсунда экинчи орунду ээледи