Animasiya Mood Light & Night Light: 6 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

İşıq vəsvəsəsi ilə məhdudlaşan bir cazibəyə sahib olaraq istənilən ölçülü RGB işıq displeyləri yaratmaq üçün istifadə edilə bilən kiçik modul PCB -lərdən ibarət bir seçim yaratmağa qərar verdim. Modul PCB hazırladıqdan sonra sadə bir yataq otağının gecə işığından tutmuş əhval -ruhiyyə işığına qədər hər şeyi yaratmaq üçün istifadə edilə bilən bir 3D ekran yaratmaq üçün altıbucağa düzəltmək fikrinə düşdüm. yüksək səviyyəli bir restoranda.

Əlbəttə ki, eyni prinsiplərdən istifadə edərək digər formalar da yaradıla bilər.

İşdə hazırda işləyən bəzi animasiyalar.

• Yanğın
• Yağış
• İlan (Retro)
• Həyat Oyunu
• Dalğa formalı salınımlar
• Fənər
• İplik Modelləri (Bərbər Dükanı)

İşıq hazırda iki ölçüdə yaradılmışdır - Kiçik (96 LED) və Böyük (384 LED), lakin lazım olduqda ölçüsü artırıla bilər.

Təchizat

WS2812B LEDləri - AliExpress

PCB - ALLPCB

3 mm Qara Lazer Kəsmə Plastik - Plastik Levha Təchizatçısı

Ağ 3D Çap Filamenti - Amazon

Elektron komponentlər - Farnell / Newark

M3 boltlar və yivli boşluqlar - Amazon

Lehimleme dəmir

Tost Fırını - Səthə montaj komponentlərinin yığılması

Addım 1: Panel PCB -lər

Səyahətə başlayanda bir çox LED pikselləri yerləşdirə bilən və əlavə tellərə və ya bağlayıcılara ehtiyac olmadan çox sadə bir şəkildə birləşdirilə bilən bir sıra kiçik PCB istədim. WS2812B LED -lərinin bir -birinə zəncirlənməsinə və sonra zənciri növbəti PCB -yə ötürməsinə imkan verən çox sadə bir dizaynla gəldim.

Aşağıdakı piksel ölçüləri olan üç PCB yaratdım.

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

Bu layihə üçün işıqlar yaratmaq üçün yalnız 4x4 və 8x8 lövhələrdən istifadə olunur.

LEDlər həm X, həm də Y ölçülərində 9 mm -lik bir şəbəkədə düzülmüşdür ki, bu da olduqca yaxındır, lakin PCB kənar konnektorlarını nəzərə alaraq işləmək üçün kifayət qədər yer təmin edir. PCB -lər bir -birinə qoşulduqda 9 mm -lik LED şəbəkəsinin qorunması üçün yaradılmışdır. PCB -lər bir lövhədən digərinə axan lehim vasitəsi ilə sadəcə birləşdirilir.

Hər bir LED -in elektrik ayırmaq üçün öz 100nF kondansatörü var və tələb olunduqda LED -ə cərəyan verməyə kömək edir.

Həm LED nizamını, həm də kənar bağlayıcı quruluşunu göstərmək üçün üst mis və alt mis təbəqələri ilə tamamlanan 4x4 piksellik lövhənin sxematik şəkildə göstərilmişdir. İpək ekranına bağlayıcılar arasında məlumat ötürülmə istiqamətini aydınlaşdırmaq üçün işarələr əlavə edildi.

Lövhələrdə montajı asanlaşdırmaq və lövhələrarası əlaqələri gücləndirmək üçün 18 mm-dən 18 mm-ə qədər olan M3 montaj delikləri də var.

Şəkildə göstərildiyi kimi 3 mm südlü ağ akril təbəqənin lazerlə kəsilməsi LED -lərə gözəl yayılmış təsir göstərir.

Lövhələr, bir şablon istifadə edərək, alt mis səthə montaj yastıqlarına lehim pastası tətbiq etməklə istehsal edilmişdir. Daha sonra lehimi axıtmaq üçün tost sobamda bişirməzdən əvvəl komponentləri lövhəyə yerləşdirdim. Bu cür DIY aşağı qiymətli PCB istehsalını bir çox digər Instructables quruluşumda əhatə etdim.

Xəbərdarlıq - PCB -ləri bişirmək üçün yemək üçün istifadə olunan sobanı İSTİFADƏ ETMƏYİN, çünki bu, çirklənmiş qidalara səbəb ola bilər. PCB tost sobamı eBay -də 10 sterlinqə (15 dollar) aldım.

Addım 2: PCB nəzarət

LED -lər bitdikdən sonra LED -lərin mikrokontrolördən idarə olunmasını istədim. Bir Arduino nano istifadə etməyə başladım və bu çox yaxşı işlədi, amma işığa daha çox funksiya əlavə etmək istədim və Arduino lövhəsinə girmək getdikcə daha çətin oldu. Buna görə işığı idarə etmək üçün başqa bir xüsusi PCB yaratmağa qərar verdim.

Nəzarət lövhəmə əlavə etdiyim bəzi xüsusiyyətlər.

• Daha çox ROM və RAM ilə daha yüksək sürətli mikro nəzarətçi.
• LED -ləri qlobal olaraq yandırıb söndürməyimə imkan verən FET məntiq səviyyəsi - işə salanda və aşağı gücdə işləyərkən faydalıdır.
• LEDləri idarə etmək üçün mikrokontrolördən 3V3 siqnalını 5V -ə çevirmək üçün yüksək sürətli tampon.
• İstifadəçinin işığı idarə etməsinə icazə vermək üçün keçid edin.
• Foto Transistor - LEDlərin parlaqlığını ətrafdakı işıq səviyyəsinə uyğun ölçmək üçün.
• Enerji təchizatı monitorinqi - enerji təchizatının təmin edə biləcəyindən daha çox cərəyan çəkməməyimizi təmin etmək üçün.
• Bluetooth Konnektoru - HC05/HC06.
• WIFI Konnektoru - ESP8266.
• I2C konnektoru.
• Gələcək Genişləndirici Bağlayıcı.

Lövhənin sxemi üst və alt mis təbəqələri kimi göstərilir. Əlavə edilmiş BillOfMaterials sənədində idarəetmə PCB -nə quraşdırdığım komponentlərin siyahısı verilmişdir.

İşıq sensoru dizayn üçün olduqca vacibdir, çünki WS2812B LED -lərin parlaqlığı çox tez baxmaq və hətta tam parlaqlıqda ağrılı ola bilər. İşıq sensoru olması, LED parlaqlığının avtomatik miqyas almasına imkan verir, yəni ekrana baxmaq həmişə xoşdur. Parlaq günəş işığı olan bir otaqda canlı və hələ də qaranlıq bir otaqda gecə işığı kimi izləmək rahatdır.

Yenidən lövhə qurmaq üçün lehim pastası bir şablon istifadə edərək tətbiq edildi, komponentlər cımbızla əllə yerləşdirildi və sonra etibarlı tost sobamda bişdi.

PCB 5V DC təchizatı ilə təchiz edilmişdir, ya birbaşa elektrik şəbəkə tipli PSU -dan, ya da 2A USB şarj cihazı yuvasından gələ bilər.

Arduino ilə əvvəlki cəhdlərim də göstərilir.

Addım 3: 3D çaplı skelet

Əvvəlcə diffuzor kimi lazer kəsilmiş plastik təbəqələrdən istifadə edərək oyuncaq etdim, amma bu panellərin hər biri arasında olduqca çirkin bir boşluq buraxdı. Ətrafdakı diffuzoru 3D çap etməyi başa vurdum, çünki bu, altı LED PCB üçün gözəl bir sorunsuz sarğı yaratmağa imkan verdi. Ümumi görünüşü daha kəskin şəkildə təmin edən diffuzorun qalınlığını xeyli azaltmağa imkan verdi.

Daxili olaraq altı LED PCB, 3D çaplı bir skelet istifadə edərək bir yerdə tutulur. Bu skelet, gözəl altıbucaqlı bir şəkildə tutan ekran PCB -lərindəki müxtəlif M3 çuxurlarına girir.

3D çaplı skeletdə, idarəetmə PCB -nin üst lazer kəsmə panelinin yaxınlığında quraşdırılmasına imkan verən deliklər də vardır ki, bu da keçidin əlçatan olmasını və işıq sensorunun ətraf işıq səviyyəsini yaxşı oxumasını təmin edir.

Lövhələr skelet və diffuzor arasında yerləşdiyi halda, lövhələri PCB bağlantı yastıqları arasında axan lehimlə asanlıqla lehimləyə bilərəm. Ən uzaq yastığa lehim əlavə etməklə başlayıram və sonra işığı kənardakı döngəyə çəkərək cazibə qüvvəsinin bitişik yastığa axmasına kömək edə bilərəm. Üç əlaqəni təkrarlayın və sonra əlaqəni idarə etmək üçün növbəti lövhəyə keçin. PCB -lər arasındakı altıncı birləşmədə, yalnız məlumat bağlantısını əlaqəsiz buraxaraq güc və yer raylarını bağlayıram. Bu, hər bir lövhənin evinizin daxili elektrik naqilləri üçün necə işlədiyinə bənzər gücünü toplamaq üçün iki dairəvi cərəyan yolu təmin edir.

3D printerdən istifadə edərək, üst və alt lazer kəsmə panellərinin gözəl bir şəkildə yerində tutulmasına imkan verən bəzi boşluqlar var.

3D printer faylları Sketchup istifadə edərək hazırlanmış və mənbə əlavə edilmişdir.

Addım 4: Üstü və altını lazerlə kəsin

Lazer kəsmə hissələri, montaj cıvataları üçün doğru yerdə delikləri olan çox sadə altıbucaqlı formalardır.

Üst paneldə işıq sensoru üçün kiçik bir deşik və basma açarı üçün daha böyük bir çuxur var. Alt paneldə, USB güc kabeli üçün bir çuxur və kabelin gərginliyi aradan qaldırmaq üçün bağlama bandının istifadə olunmasına imkan verən iki kiçik delik var.

Bu hissələrin təsvirləri əvvəlki addımda Sketchup faylına daxil edilmişdir.

Addım 5: Firmware

PIC24FJ256GA702 cihazını əsas mikrokontrollerim olaraq seçdim, çünki daxili osilatordan istifadə edərək 32MHz -ə qədər olduqca sürətli işləyir və gözəl animasiyalar yaratmaq üçün çoxlu proqram yaddaşı və RAM -a malikdir.

Proqram təminatını inkişaf etdirmək üçün Flowcode -dan istifadə etdim, çünki getdiyim zaman kodu simulyasiya etməyə və ayırmağa imkan verdi ki, bu da yüksək sürətlə işləyən gözəl səmərəli kod istehsal etməyə kömək etdi. Flowcode 30 gün ərzində tamamilə açılmadan pulsuz olaraq mövcuddur və bundan sonra satın almağı və ya yenidən sınaq üçün qeydiyyatdan keçməyi seçə bilərsiniz. Yol boyu hər hansı bir divara vurmağımda kömək etməyə hazır olan gözəl bir onlayn icma var. Bütün proqramların Arduino IDE və ya bənzəri ilə edilə biləcəyini söyləyərək, simulyasiya etmə qabiliyyətini itirərsən.

Nəzarət PCB-də olan PIC-ni proqramlaşdırmaq üçün bir PICkit 3 istifadə etdim. Bu Flowcode -a inteqrasiya oluna bilər, buna görə Arduino -dakı yükləmə düyməsinə bənzər bir siçan klikiylə PICkit vasitəsi ilə tərtib edir və proqramlaşdırır.

Seçdiyim mikrokontrolördə əvvəlcə problem olan EEPROM yox idi, çünki hazırda seçilmiş animasiya rejimini saxlamaq istədim. Bununla birlikdə istifadəçi tərəfindən proqramlaşdırıla bilən bir flash yaddaşa sahib idi və buna görə də bu funksiyanı dairəvi şəkildə əldə edə bildim.

Yaratdığım Flowcode proqramı əlavə olunur. Xüsusiyyətlər pəncərəsi istifadə olunan ekran lövhəsinin ölçüsünü seçməyə imkan verir. yəni 4x4 və ya 8x8 və bu, bir LED -in sayı və s.

İşıq üçün istifadəçi interfeysi olduqca sadədir. Düyməni üç saniyədən az basın və işıq növbəti rejimə keçir. Hər bir rejim başlamazdan əvvəl hər bir LED panelində rejim indeksi göstərilir. Düyməni üç saniyədən çox basın və işıq sönür. Şalterə daha çox basıldıqda işığı yenidən əvvəlki seçilmiş rejimə qaytaracaqsınız. İşıq enerjisinin itirilməsi, açıldıqda/söndürüldüyü vəziyyət də daxil olmaqla, güc bərpa edildikdə işığın cari işini bərpa etməsi ilə nəticələnəcək.

İşığın hazırkı proqram təminatı ilə edə biləcəyi müxtəlif animasiya rejimləri.

1. Rəng ləkəsi - Üzüklərdə qarışıq rənglər
2. Həyat oyunu - Həyat formasına əsaslanan simulyasiya
3. İplik nümunələri - 2, 3 və ya 4 rəngli cizgi nümunələri
4. Dalğa generatoru - Rəngli sinus dalğaları
5. Sabit Rəng - Fərdi rəngli altı fərdi panel
6. Kölgə - Cizgi panel rəngləri Hamısı/Fərdi
7. Fənər - fırlanan tək panel
8. Üzüklər - Cizgi üfüqi üzüklər
9. Yanğın - Cizgi atəş effekti
10. Yağış - Animasiya rəngli yağış effekti
11. Fireworks - Animasiya rəngli atəşfəşanlıq təsiri
12. Dəyişdirmə - Animasiya edilmiş sürüşmə effekti
13. Snake - Cizgi retro ilan döyüşləri
14. İlanlar - Cizgi fırlanan ilanlar
15. Təsadüfi - Yavaş keçid ilə 1 -dən 14 -ə qədər rejimlər (təxminən 60 saniyə)
16. Təsadüfi - Sürətli keçid ilə 1 -dən 14 -ə qədər rejimlər (təxminən 30 saniyə)

Hər bir rejimdə animasiya sürəti və digər parametrlər daxil olmaqla bir və ya daha çox təsadüfi element var. Bəzi rejimlərdə daha dinamik animasiyalara imkan verən zamanla dəyişə bilən və ya dəyişə bilən təsadüfi elementlər də var. Məsələn, yanğının təsadüfi miqdarda yanacağı var ki, hər dövrdə bu miqdarı sabit yuxarı və aşağı həddə qoyur. Vaxt keçdikcə bu məhdudiyyətlər yanğının şiddətinin ekranı doldurmasına və ya batmasına səbəb ola bilər.

Addım 6: Bağlantı

Nəzarət lövhəsi, USB A kabeli və ya DC yuva kabelindən istifadə edərək enerji təchizatına qoşulur və hər ikisini də eBay kimi saytlarda çox aşağı qiymətə almaq olar.

İdarəetmə lövhəsi, əlçatmaz bir kənar konnektoru və standart 3 tərəfli servo lent kabelindən istifadə edərək ekran lövhəsinin bağlanmamış IN yuvasına qoşulur.

Üst və alt lazer kəsmə lövhələri daha sonra M3 pan başlı boltlar və M3 yivli aralıqlar istifadə edərək tutulur.

Gələcək yükseltmeler

İdarəetmə lövhəmə Bluetooth və WIFI əlavə etmək seçiminə sahib olmaq, animasiya yeniləmələri və ITTT kimi onlayn xidmətlər vasitəsilə Amazon Alexa kimi şeylərlə ağıllı inteqrasiya kimi gələcək yüksəlişlərə imkan verir. Bu, hazırda araşdırdığım bir şeydir.

Sadəcə ağıllı köməkçinizlə danışaraq lampanın rəngini, animasiya rejimini təyin edə bilmək və ya hətta mətn mesajını göstərə bilmək yaxşı olardı.

Quruluşuma baxdığınız üçün təşəkkür edirəm və ümid edirəm ki, mənim adımdan getməyinizə və ya bənzər bir şey yaratmağınıza ilham verdim.

Make It Glow Yarışmasında 2 -ci yeri tutun