Lightpainting үчүн RGB LED калеми: 17 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул RGB LED контроллерин колдонгон жарык сүрөт инструменти үчүн куруунун толук көрсөтмөсү. Мен бул контроллерди өнүккөн куралдарымда көп колдоном жана анын кантип курулгандыгы жана программалангандыгы тууралуу даректүү тасма кээ бир адамдарга жардам берет деп ойлодум.

Бул курал жарык жазуу, жарык тартуу жана граффити үчүн арналган модулдук RGB жарык калеми. Колдонууга оңой, анткени колуңузда калем гана бар жана түстү тез өзгөртө аласыз.

Курал төмөнкүлөрдөн турат:

• 3D басылган корпус
• жана Arduino Micro
• бир WS2816B LED
• эки потенциометр (10K же 100K)
• эки өчүргүч
• басуу баскычы
• жана кээ бир кабелдер.

Arduino Micro бул үчүн идеалдуу, анткени ал RGB LEDди башкаруу өтө кичинекей жана улуу. Сиз дагы LilyPad же ATtiny85 сыяктуу кичине микроконтроллерлерди колдонушуңуз мүмкүн, бирок мен көбүнчө Micro колдоном, анткени ал колдонууга даяр USB туташтыргычы менен келген. Arduino да, LED да 5V менен иштейт, андыктан туура электр колдоосуна кам көрүү керек. Бул курал төрт AAA аккумулятордук батареясын колдонуу үчүн иштелип чыккан, анткени аларда адатта 1.2V жана 4.8V бириктирилген, бул Arduino менен LEDди кубаттоо үчүн жетиштүү. Кадимки AAA батарейкаларын колдонбоңуз, анткени аларда 1.5В бар жана бириккен чыңалуу компоненттер үчүн өтө көп болушу мүмкүн жана аларды бузушу мүмкүн. Эгерде сиз кадимки батарейкаларды колдонууну кааласаңыз, үчөөнү гана колдонуңуз, чыңалуу дагы эле жетиштүү болушу керек. Батарея корпусунда башка бирөөнүн 3D басылган дагы бир чоң бөлүгүн колдондум: "Батарея кармагычтарды ийкемдөө".

1 -кадам: Программалоо

Биринчиден, жүктөө жана колдонуу үчүн акысыз микро контроллерди программалоо үчүн Arduino IDE керек. Бул бир караганда абдан татаал угулат, бирок чынында абдан жөнөкөй. Программаны орноткондон кийин сиз Arduinoго жүктөлгөн эскизди коддоо үчүн колдонулган жөнөкөй текст редакторунун терезесин аласыз. Бул курал ошондой эле FastLED китепканасын колдонот, ал сиз сатып ала турган RGB светодиодунун дээрлик бардык түрүн башкара турган чоң жана колдонууга оңой китепкана. Китепкананы жүктөп алгандан кийин, Arduino IDE тарабынан түзүлгөн китепкана папкасына файлдарды коюу менен орнотушуңуз керек. Муну адатта "C: / Users {User Name} Documents / Arduino / library" бөлүмүнөн тапса болот, эгер сиз аны өзгөртпөсөңүз. Китепкананы бул папкага койгондон кийин, эгер ал иштеп жаткан болсо, IDEди кайра баштоо керек. Эми биз контроллердин кодун түзүүгө даярбыз.

2 -кадам: Код

FastLED китепканасын колдонуу үчүн алгач аны биздин кодго киргизишибиз керек. Бул саптын башка нерселеринен мурун коддун үстү жагында жасалат:

#кошуу

Андан кийин биз бир нече константаларды аныктайбыз. Бул код иштеп жатканда бул баалуулуктар өзгөрбөй тургандыктан жана дагы окумдуу болушу үчүн жасалат. Сиз бул баалуулуктарды түз эле кодго киргизе алмаксыз, бирок эгерде сиз кандайдыр бир нерсени өзгөртүшүңүз керек болсо, анда бүтүндөй кодду басып өтүп, маани колдонулган ар бир сапты өзгөртүшүңүз керек болот. Аныкталган константаларды колдонуу менен сиз аны бир эле жерде өзгөртүшүңүз керек. жана негизги кодго тийүүнүн кажети жок. Биринчиден, биз бул контролер колдонгон казыктарды аныктайбыз:

#аныктоо HUE_PIN A0

#BRIGHT_PIN A1 аныктоо #LED_PIN 3 аныктоо #LIGHT_PIN 6 аныктоо #COLOR_PIN 7 #Rainbow_PIN 8 аныктоо

Сандар же аталыштар Arduinoдо басылган менен бирдей. Аналогдук төөнөгүчтөр анын санынын алдында А тамгасы менен аныкталат, санарип казыктар номерди коддо гана колдонушат, бирок кээде тактада алдыңкы D тамгасы менен басылат.

А0 пининдеги потенциометр түстүн өңүн контролдоо үчүн, А1 пиндеги потенциометр жарыктыкты көзөмөлдөө үчүн колдонулат. Pin D3 LEDга сигнал катары колдонулат, ошондуктан Arduino түстү көзөмөлдөө үчүн маалыматтарды жөнөтө алат. Pin D6 жарыкты которуштуруу үчүн колдонулат жана D7 жана D8 пин контроллердин режимин орнотуу үчүн колдонулат. Мен бул контроллердин режимдерин ишке ашырдым, бири жөн эле түс потенциометринде аныкталган түстү LEDге коет, экинчиси бардык түстөрдө өчөт. Андан кийин FastLED китепканасы үчүн дагы бир нече аныктамаларга муктажбыз:

#define COLOR_ORDER GRB

#аныктоо CHIPSET WS2811 #NUM_LEDSти аныктоо 5

Чипсет китепканага биз кандай LED колдонуп жатканыбызды айтуу үчүн колдонулат. FastLED жеткиликтүү болгон дээрлик бардык RGB LEDлерин колдойт (NeoPixel, APA106, WS2816B ж.б. сыяктуу). Мен колдонгон LED WS2816B катары сатылат, бирок бир аз башкача көрүнөт, андыктан ал WS2811 чипсетин колдонуу менен эң жакшы иштейт. Түстү коюу үчүн LEDге жөнөтүлгөн байт тартиби өндүрүүчүлөрдүн ортосунда да айырмаланышы мүмкүн, андыктан бизде да байт тартибинин аныктамасы бар. Бул жердеги аныктама китепканага түстү жашыл, кызыл, көк тартипте жөнөтүүсүн айтат. Акыркы аныктама туташтырылган LED диаметри үчүн. Сиз ар дайым LEDди азыраак колдонсоңуз болот, анда сиз коддо аныктайсыз, ошондуктан мен 5 санын койдум, анткени бул курал менен мен 5тен ашык светодиоддуу калемдерди иштеп чыкпайм. Сиз санды алда канча жогору коё аласыз, бирок аткаруунун натыйжасында мен аны керектүү өлчөмдө сактайм.

Негизги код үчүн бизге дагы бир нече өзгөрмөлөр керек:

int жарыктыгы = 255;

unsigned int pot_Reading1 = 0; unsigned int pot_Reading1 = 0; unsigned long lastTick = 0; белгисиз int wheel_Speed = 10;

Бул өзгөрмөлөр жаркыроо үчүн, потенциометрлерден окуу үчүн, коддун акыркы жолу качан аткарылганын жана түстүн өчүшүнүн ылдамдыгын эстөө үчүн колдонулат.

Андан кийин биз түстү коюунун оңой жолу болгон LED диапазонун аныктайбыз. LEDдин аныкталган саны бул жерде массивдин өлчөмүн коюу үчүн колдонулат:

CRGB ледтери [NUM_LEDS];

Аныктамаларга кам көргөндөн кийин, биз азыр орнотуу функциясын жаза алабыз. Бул программа үчүн бул өтө кыска:

жараксыз орнотуу () {

FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS).setCorrection (TypicalLEDStrip); pinMode (LIGHT_PIN, INPUT_PULLUP); pinMode (COLOR_PIN, INPUT_PULLUP); pinMode (RAINBOW_PIN, INPUT_PULLUP); }

Биринчи сап FastLED китепканасын биз мурда койгон аныктамаларды колдонуу менен баштайт. Акыркы үч сызык Arduinoго бул казыктар киргизүү катары колдонулганын жана эч нерсеге туташпаса, алардын чыңалуусу жогорку деңгээлге коюлушу керектигин айтат (PULLUP). Бул бир нерсени ишке киргизүү үчүн бул казыктарды GNDге туташтырышыбыз керек дегенди билдирет.

Эми биз негизги программага кам көрө алабыз. Бул цикл функциясында жасалат. Биринчиден, биз кээ бир өзгөрмөлөрдү коюп, потенциометрлерди окуп жатабыз:

void loop () {

статикалык uint8_t hue = 0; статикалык uint8_t wheel_Hue = 0; pot_Reading1 = analogRead (HUE_PIN); өң = карта (pot_Reading1, 0, 1023, 0, 255); pot_Reading2 = analogRead (BRIGHT_PIN); жарыктык = карта (pot_Reading2, 0, 1023, 0, 255);

Биринчи эки сап кийинчерээк түс үчүн колдонулган өзгөрмөлөрдү белгилейт. Төмөнкү эки блок потенциометрдин маанилерин окууга кам көрөт. Эгерде сиз "analogRead" аркылуу пинди окусаңыз, 0 менен 1023 ортосунда мааниге ээ болосуз, бирок түсү жана жарыктыгына 0 менен 255 ортосундагы мааниге муктажбыз, биз окууну бир баалуулуктан экинчисине которуу үчүн "карта" функциясын колдонобуз. Бул функциянын биринчи параметри - сиз которгусу келген мааниси, акыркы төртөө - которуу үчүн колдонгуңуз келген аймактардын минимуму жана максимуму.

Андан кийин биз баскычты баалайбыз:

эгер (digitalRead (LIGHT_PIN) == LOW) {

Биз көрсөткүчтү LOW менен текшеребиз, анткени биз иштебесе, пинди бийик деп аныктадык. Ошентип, эгер баскыч басылса, пин GNDге туташат жана төмөн окулат. Эгерде казыктар басылбаса, көп нерсе кылышпайт.

Биринчиден, LEDди бир түстө жарыктандырууга көңүл буралы:

эгер (digitalRead (COLOR_PIN) == LOW) {

if (hue <2) {FastLED.showColor (CRGB:: White); FastLED.setBrightness (жарыктык); } else {FastLED.showColor (CHSV (өң, 255, жарыктык)); FastLED.setBrightness (жарыктык); } кечиктирүү (10);

Биз бул режимди колдонгубуз келгенин билүү үчүн түстүү пинди баалашыбыз керек. Андан кийин биз кандай түс керек экенин текшере алабыз. HSV түстүү модели бул жерде колдонулгандыктан, бизге түсүн аныктоо үчүн өң гана керек. Бирок бул дагы бизде түсүн акка коюуга мүмкүнчүлүгүбүз жок деген көйгөйдү жаратат. Түс 0 жана реңк 255 экөө тең кызылга которулгандыктан, мен бул жерде кичине трюк колдонуп, реңктин потенциометринин көрсөткүчү 2ден кичине экенин текшерем. Бул потенциометрдин бир тарапка бурулганын билдирет жана биз муну ак түскө коюу үчүн колдоно алабыз. Бизде дагы эле кызыл бар, ошондуктан бул жерде эч нерсе жоготпойбуз.

Ошентип, биз түстү акка, андан кийин жарыктыкка коебуз же болбосо түстү окуунун жана жаркырактын негизинде тандайбыз.

Кийинчерээк мен кичине кечигүүнү коштум, анткени контролду башкаруучуга электр энергиясын үнөмдөө үчүн бир аз тыныгуу берүү жакшыраак жана 10 миллисекунд кечигүү сезилбейт.

Андан кийин биз түстүн өчүшүн коддойбуз:

башка болсо (digitalRead (RAINBOW_PIN) == LOW) {

wheel_Speed = карта (pot_Reading1, 0, 1023, 2, 30); if (lastTick + wheel_Speed 255) {wheel_Hue = 0; } lastTick = millis (); } FastLED.showColor (CHSV (wheel_Hue, 255, жарыктыгы)); }

Адегенде бул режимди которуштуруучу пин текшерилет. Үчүнчү потенциометрди кошууну каалаган жокмун жана түстүн потенциометри бул режимде колдонулбагандыктан, ылдамдыкты орнотуу үчүн ошол потенциометрди колдонсок болот. Карта функциясын колдонуп, биз окууңузду солгундап кетүү ылдамдыгына которула алабыз. Мен кечиктирүү үчүн 2ден 30га чейинки маанини колдондум, анткени тажрыйбадан бул жакшы ылдамдык. "Миллис" функциясы Arduino иштетилгенден бери миллисекундтарды кайтарат, андыктан биз муну убакытты өлчөө үчүн колдоно алабыз. Түстүн акыркы өзгөрүшү биз мурда аныктаган өзгөрмөлөрдө сакталат жана бул түстү кайра өзгөртүү керекпи же жокпу үчүн ар бир жолу салыштырылат. Акыркы сап жөн гана кийинки көрсөтүлүшү керек болгон түстү белгилейт.

Кодду бүтүрүү үчүн:

} башка {

FastLED.showColor (CRGB:: Кара); }}

Түстү кара кылып коюп, ачык кашааларды жабуу менен баскыч басылбаса, биз LEDди өчүрүшүбүз керек.

Көрүнүп тургандай, бул абдан кыска жана оңой код, аны RGB LEDлерин колдонгон көптөгөн шаймандар үчүн колдонсо болот.

Толук кодду алгандан кийин, аны Arduinoго жүктөй аласыз. Бул үчүн Arduino компьютериңизге USB кабели менен туташып, IDEдеги Arduino түрүн тандаңыз.

Бул нускамада мен Arduino Pro Micro колдоном. Arduino моделин орноткондон кийин, IDE таба турган портту тандоо керек. Порт менюну ачыңыз жана туташкан Arduinoңузду көрүшүңүз керек.

Эми эмне кылыш керек, бул терезенин үстүндөгү экинчи тегерек баскычты басуу менен кодду Arduinoго жүктөө. IDE кодду куруп, жүктөйт. Бул ийгиликтүү болгондон кийин, Arduino ажыратып, контроллерди чогултууну уланта аласыз.

3 -кадам: Контроллер үчүн электрониканы чогултуу

Биз Arduino коддоого кам көргөндүктөн, азыр контроллердин аппараттык жабдыктарын чогулта алабыз. Биз иштин ичине компоненттерди коюу менен баштайбыз. Потенциометрлер сол жактагы эки тегерек тешикке кирет, бийликти которгуч ылдыйда, режимди которуу оң жакта, Arduino кармагычтын ортосуна кирет.

4 -кадам:

Ардуинонун RAW төөнөгүчүнө кубат которгучтан кызыл кабелди ширетүү менен баштаңыз. Бул чыңалуу жөнгө салгычка туташкандыктан, электр менен камсыздоо үчүн керектүү нерсе, андыктан чыңалуу 5Вдан жогору болсо дагы, бул пин Ардуинону иштетүү үчүн колдонулушу мүмкүн. Кийинки, потенциометр үчүн жогорку деңгээлдеги чыңалууга муктаж болгондуктан, VCC пинге дагы бир кызыл зым салабыз. Потенциометрдин көрсөткүчтөрү үчүн колдонулуучу A0 жана A1 төөнөгүчтөрүнө эки ак зымдарды туташтырыңыз.

5 -кадам:

Эми узун ак жана узун жашыл зымдарды өйдө жагында, кийинчерээк LED туташтыруу үчүн колдонулат. Жашыл 3кө жана ак 6 га кадалып, аларды Arduinoго тегиз басыңыз. Ардуинонун сол жагындагы GND казыктарына туташтырылган эки кара ширетүүчү, бул потенциометрлер үчүн төмөнкү деңгээлдеги чыңалуу үчүн колдонулат. Режимди которуштуруу үчүн колдонула турган 7 жана 8 -пинге эки көк зымдарды туташтырыңыз.

6 -кадам:

Биз VCC пинге ширетилген кызыл кабель эми биринчи потенциометрдин сырткы казыктарынын бирине ширетилиши керек. Муну экинчи потенциометрге улантуу үчүн башка кызыл кабелди колдонуңуз. Эки потенциометрде бир тарапты колдонууга кам көрүңүз, андыктан толук экөө тең бирдей болот. Эки кара кабелди потенциометрдин башка жагына жана A0 жана A1 төөнөгүчтөрүнүн ортоңку пинге ак кабелдерди туташтырыңыз. Потенциометрлер ортоңку пиндеги чыңалууну сырткы казыктарга колдонулуучу чыңалуулардын ортосундагы чыңалууга орнотуу менен иштешет, ошондуктан биз жогорку жана төмөнкү чыңалууга туташсак, ортоңку пиндин ортосунда чыңалууга ээ боло алабыз. Бул потенциометрлердин зымдарын бүтүрдү жана алар бир аз бурулушу мүмкүн, ошондуктан казыктар жолдон чыгып калды.

7 -кадам:

Кара кабелди режимдин которгучунун ортоңку казыгына туташтырып, узун кара кабелди электр менен камсыздоого алып баруучу тешик аркылуу коюңуз. LED үчүн GND катары колдонула турган дагы бир узун кара кабелди үстүңкү тешик аркылуу коюңуз.

8 -кадам:

Электр энергиясынан келген кара кабель Arduino'дун акыркы бекер GND пинине туташкан башка кара зымга кошулат. LEDге алып баруучу зымды жана режимдеги кара зымды чогуу кошуп, акыры эки жуп кара зымды азыр чогуу эриңиз. Контроллердин ичинде шорты болтурбоо үчүн ширетүүнү бөлүп алуу үчүн кичирейтүүчү түтүктү колдонуңуз.

9 -кадам:

Акыркы кадам катары биз азыр эки көк зымды режимдин которуштуруучусуна ширете алабыз. Бул которгучтар которгуч кайсы жагына жараша сырткы казыктардын бирине ортоңку пинди туташтыруу менен иштейт. 7 жана 8 -пин GNDге туташканда иштетүү үчүн орнотулгандыктан, биз которгучтун сырткы казыктарын казык үчүн, ал эми орто бөлүгүн GND үчүн колдоно алабыз. Ушундай жол менен казыктардын бири дайыма иштей баштайт.

Акырында, кызыл зымды кубаттоочу тешиктен өткөрүңүз жана аны электр которгучтун ортоңку казыгына ээрчиңиз жана дагы бир узун кызыл зымды LEDдин тешигине коюп, Arduino туташтырылган электр өчүргүчтүн ушул эле казыгына кошуңуз.

10 -кадам:

Батарея кармагычка электр кабелин кошуп, LEDге алып баруучу кабелдерди кармоочу клипке сайыңыз. Бул контроллердин зымдарын бүтүрөт.

11 -кадам: Жарык калемди чогултуу

Бул курал модулдук болууга жана башка калемдерди колдонууга арналгандыктан, LED үчүн зымдарга коннектор керек. Мен арзан 4 терминалдуу molex коннекторун колдондум, аны көбүнчө компьютердеги күйөрмандар үчүн колдонулган кабелдерде табууга болот. Бул кабелдер арзан жана оңой, ошондуктан алар идеалдуу.

12 -кадам:

Мен контроллерди өткөрө баштаганымда, коннекторлордогу кабелдердин түстөрүн текшерген жокмун, ошондуктан алар бир аз башкача, бирок эстөө оңой. Мен кара зымдарды, кубатты сарыга, жашылга жашылга, акка көккө туташтырдым, бирок сиз каалаган комбинацияны колдоно аласыз, аны башка калемдер үчүн да эстеп коюңуз. Шорты болтурбоо үчүн ширетилген жерлерди кичирейтүүчү түтүк менен бөлүп коюңуз.

13 -кадам:

Калем аркылуу узун кызыл жана узун жашыл зым салып, баскычтын бир жагына кара зымдарды, экинчи жагына ак зымдарды эриңиз. Мындай баскычтардын экөөсү жуп менен туташкан төрт төөнөгүч бар. Сиз баскычтын ылдый жагын карап, кайсы казыктар туташтырылганын көрө аласыз, туташкан түгөйлөрдүн ортосунда ажырым бар. Эгерде сиз баскычты бассаңыз, анда эки тарап башка жакка туташат. Ак жана бир кара кабель андан кийин калемдин аягына чейин баскычтын ачылышынан башталат. Башка кара кабель алдыга тартылат. Сиз менен иштөө үчүн эки тарапта тең жетиштүү кабель бар экенин текшериңиз.

14 -кадам:

Ачуудагы баскычты басыңыз жана калган кабелдерди даярдаңыз. Кабелдерди LEDдин ортосуна каратып турушу үчүн, аларды кабелдин калеминин ортосунан өткөргөнү жакшы. Кызыл зымды 5В ширетүүчү аянтка, кара зым GND ширетүүчү аянтына жана жашыл зымды Дин ширетүүчү аянтчасына кошуңуз. Эгерде сизде бир нече LED бар болсо, анда биринчи LEDдин Dout ширетүүчү аянтчасы кийинки LEDдин Динине ж.б.

15 -кадам:

Эми калемдин маңдайындагы кнопканы басып, аны кармоо үчүн анын артына бир тамчы клей коюңуз.

Эми сиз жөн гана түстөрдү эске алуу менен туташтыргычтын башка жагына калемдин аягындагы зымдарды ширетүүңүз керек.

Калемдин учунда кабелдерди сындырбоо үчүн бир тамчы клей жана лента колдонуу эң жакшы. Бул жарык калемдин курамын аяктайт.

16 -кадам: Мисалдар

Акыры мен сизге бул куралды колдонгон бир нече мисалдарды көрсөткүм келет. Бурчтуу калем граффити сызыктарын жарыктандыруу үчүн эң сонун, ал эми түз калем - абадагы нерселерди тартуу жана жазуу үчүн эң сонун (бул үчүн менин талантым аз).

Бул куралдын негизги максаты ушул. Көрүнүп тургандай, бул курал менен узак экспозицияны айкалыштырсаңыз, мүмкүнчүлүктөр таң калыштуу.

Мындай фотографиядан баштоо үчүн камераңыз колдогон эң төмөнкү ISO орнотууларын жана жогорку диафрагманы колдонууга аракет кылыңыз. Туура орнотууларды табуунун эң жакшы жолу - камераңызды диафрагма режимине коюп, камераңызга экспозиция убактысын көрсөтмөйүнчө диафрагманы жабуу, сиз сүрөткө кошкусу келген нерсени тартуу керек. Андан кийин колго өтүңүз же ошол экспозиция убактысын колдонуңуз же лампа режимин колдонуңуз.

Буларды сынап көрүүдөн ырахат алыңыз! Бул укмуштуудай көркөм форма.

Мен бул көрсөтмөнү ойлоп табуучуларга жана адаттан тыш колдонуу чакырыктарына коштум, андыктан эгер жакса добуш бергиле;)

17 -кадам: Файлдар

Мен ошондой эле контроллердин корпусунун түбүнө жабыштырууга арналган кайыш кармагычтар үчүн моделдерди коштум, ошондуктан сиз аны колуңузга байлап алсаңыз болот жана калем керек болбогондо капкакка жабыштырууга болот. сенин колуңда

Калем камерага түздөн -түз багытталганда жарыкты жылмакай кылуу жана күйүп кетүүнү алдын алуу үчүн колдонула турган диффузордук капкактар да бар.