Bir oyuncaq tərəfindən idarə olunan Milad ağacı işığı: 12 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Salam ustalar!

Milad və yeni il gəlir. Bu, bayram əhval -ruhiyyəsi, hədiyyələr və əlbəttə ki, parlaq rəngli işıqlarla bəzədilmiş bir Milad ağacı deməkdir.

Mənim üçün kütləvi bazar Milad ağacı işıqları çox darıxdırıcıdır. Uşaqları sevindirmək üçün oyuncaqla idarə olunan unikal bir Milad ağacı bəzədim.

Bu təlimatda bunu necə edə biləcəyinizi söyləyəcəyəm.

Addım 1: Fikir

Fikir Milad ağacının altına oyuncaq, məsələn, yumşaq oyuncaq qoymaq və onu ağıllı etməkdir. İstəyirəm ki, oyuncaq yapışdırılmış hər hansı bir əşyanın rəngini oxusun və ağacı bu rəngə boyasın. Beləliklə, Milad ağacını fərqli rənglərdə rəngləmək üçün fərqli şeylərdən istifadə edə bilən uşaqlar üçün əyləncəli bir oyun olacaq.

Addım 2: Hazırlıq. LED şeridi

Əvvəlcə adi Milad işıqlarının yerini tapmalıyam.

Yeni işıqlar parlaq, rəngli və ən əsası proqramlaşdırılması asan olmalıdır.

Milad işıqları üçün ünvanlı proqramlaşdırıla bilən rəqəmsal RGB ws2812b LED şeridi seçdim. Bu LED şeritler çox populyardır, onları hər yerdə tapa bilərsiniz. Müxtəlif Arduino nəzarətçilərinə qoşulmaq asandır. Belə LED -lər bir neçə onlarla parçadan ibarət lentlərdə satılır və 5 12 və ya 24 V DC ilə təchiz olunur. Ardıcıl bir neçə lent bağlaya və çox sayda LED idarə edə bilərsiniz.

Evdə bir neçə belə zolaq tapdım. Şeritlərimdə hər biri 50 LED var və 5 V DC ilə idarə olunur.

2 x WS2812B Öncədən lehimli LED Modul String Düyünləri ~ 18 $

Amazon mağazasından mümkün bir əvəz:

• WS2812b 5m 60leds/piksel/m Fərdi Fərdi Ünvanlı Led Şeridi
• ALITOVE 16.4ft WS2812B Fərdi Ünvanlı LED Şerit İşıq

LED şeritlərin bir çox çeşidi var. LED sayında, LED arasındakı məsafədə, qruplaşdırmada, təchizat gərginliyində və s. Fərqlənir. İstədiyinizi seçin.

Oyuncağım üçün kiçik bir Milad ağacı hazırladım, buna görə 100LED mənim üçün kifayətdir.

Addım 3: Hazırlıq. Oyuncaq

Oyuncağı tapın və LED şerit nəzarətçisini harada yerləşdirəcəyinizə qərar verin.

Bu addım ən əhəmiyyətlidir, çünki nəticə uşaqlar tərəfindən qiymətləndiriləcək =).

Yaxınlıqdakı oyuncaq mağazasında gözəl bir yeni il ayı tapdım. Əlinizdə olan oyuncağı inkişaf etdirə bilərsiniz.

LED şerit nəzarətçisini bir parça ilə örtmək və ayaqları pəncələrə tikmək qərarına gəldim. Ayının bir hədiyyə tutduğu kimi görünməsini istəyirəm.

Gülməli naxışlı iki parça parça aldım. Biri substrat üçün yumşaqdır, ikincisi üst qat üçün incədir.

Addım 4: Hazırlıq. Elektronika

Oyuncağı daha ağıllı etmək üçün bəzi elektron komponentlərə ehtiyacınız var.

Amperka mağazasından qırılma lövhələri və Arduino qalxanlarından istifadə edirəm. Mənə gəldikdə, modul quruluşa görə çox rahatdırlar. Modullar lehimləmə olmadan asanlıqla birləşdirilə bilər.

Onları satın almaqda çətinlik çəkə bilərsiniz, buna görə ehtimal olunan bir dəyişdirmə ilə əlaqələri daxil edirəm.

Nəzarətçi

ESP8266 çipinə əsaslanan ESP-12 inkişaf lövhəsindən istifadə edirəm. Bu lövhələr çox kiçikdir və kifayət qədər funksionallığa malikdir. WiFi istifadə etməsəniz və İnternetə qoşulmasanız da, məhdud yer tələb edən kiçik layihələr üçün yaxşı seçimdir.

1 x Amperka Wi-Fi Yuvası ~ 19 dollar

Eyni istehsalçının digər modulları ilə uyğun olduğu üçün bu inkişaf lövhəsindən istifadə edirəm.

Həm də kvadrat formaya malikdir! Ayı üçün kiçik bir hədiyyə qutusuna asanlıqla uyğun olmalıdır.

Mümkün əvəz:

• ESP-12E NODEMCU
• WEMOS D1 MINI

Rəng sensoru

Rəngi təyin etmək üçün Amperka Troyka TCS34725 rəng sensoru qırılma lövhəsindən istifadə edirəm. Sensorum idarəetmə lövhəsi ilə uyğundur, ancaq bu ilə əvəz edilə bilər:

IR filtrli və Ağ LEDli 1 x RGB Rəng Sensoru - TCS34725 ~ 8 $

Bu sensor ünsiyyət üçün I2C interfeysindən istifadə edir. Daxili parlaq LED və daha dəqiq tanınması üçün rəng əldə etmə və ya rəng inteqrasiyası kimi geniş parametrlərə malikdir.

Düymə

Sadə bir Arduino uyğun düymə. Nəzarətçiyə yeni bir maddənin rəngini oxumağın lazım olduğunu bildirərək bir toxunma sensoru olaraq istifadə edirəm.

1 x Amperka Troyka düymə modulu ~ 1 dollar

Mümkün əvəz:

• Adafruit Push-düyməli Güc Anahtarı Breakout
• Elektron Bina Blokları Düymə Modulu

AC-DC gərginlik çeviricisi

LED şeridinə və nəzarətçiyə güc vermək üçün AC-DC 5V 8A enerji təchizatı aldım.

1 x 5V 8.0A 40W enerji təchizatı ~ 16 $

LED şeridim 5V ilə işləyir. Çox sayda LED üçün 8A cərəyanı kifayətdir. ESP nəzarətçisini də bu enerji təchizatı ilə təmin edirəm. Açıq təmas yastiqcikləri olmadan, izolyasiya edilmiş qapaqlarda enerji təchizatı aldığınızdan əmin olun!

Mümkün əvəz:

• ALITOVE 5V 8A 40W AC -dən DC Adaptora Güc Təchizatı Konvertoru
• ORTA YAXŞI orijinal LPV-60-5 5V 8A Meanwell LPV-60 5V 40W

İsteğe bağlı:

DC-DC gərginlik çeviricisi və WS2812b sürücüsü

Arduino nəzarətçiləri üçün ws2812b LED şeridinin siqnal teli birbaşa nəzarətçi lövhəsindəki pinlərə bağlana bilər. ESP8266 inkişaf lövhəsi pinlərinin çoxu 5V məntiqi ilə uyğun gəlmir. LED şeridini birbaşa belə nəzarətçilərə bağlamaq daha yaxşıdır. Bu problemi həll etmək üçün bu moduldan istifadə edirəm.

1 x Amperka Troyka ws2812 LED şerit sürücüsü ~ 9 $

Bu modulu nəzarətçimə asanlıqla bağladığı üçün istifadə edirəm. Ayrıca, modulda 5 Volt məntiq tamponu və DC-DC gərginlik çeviricisi 5 və ya 3.3V var. Bu şəkildə ESP nəzarətçi 12 və ya 24V LED şeridi ilə birlikdə bir tellə işləyə bilər.

Addım 5: Montaj. Elektronika

Elektron komponentləri yığın. Əlavə edilmiş diaqramda göstərildiyi kimi komponentlərimi bağladım.

Sxem komponentlərinizə görə fərqli ola bilər, amma mənası eyni olaraq qalır.

• Bir düyməni nəzarətçiyə qoşun. A2 Esp8266 pininə bağladım. Bir moduldan istifadə etmirsinizsə, ümumi bir anlıq düyməni bir rezistor vasitəsilə bağlaya bilərsiniz.
• Rəng sensoru nəzarətçiyə qoşun. TCS34725 rəng sensoru qırılma lövhələri I2C avtobusu ilə əlaqə qurur. Sensor və nəzarətçi arasında SDA və SCL pinlərini bağlayın. Sensor lövhənizdə birləşdirilmiş LED -i idarə etmək üçün LED pin varsa, onu qoşun. LED pinimi A0 Esp8266 pininə bağladım.
• LED şeridinin bir ucunu nəzarətçiyə qoşun. ws2812b LED şeridi DI pinindən istifadə edərək nəzarətçiyə qoşulur. Ws2812b LED şeritləri üçün məntiq gərginliyi 5V -dir. Arduino kimi lövhələrdən istifadə edirsinizsə, DI pinini birbaşa nəzarətçinin pininə qoşa bilərsiniz. Esp8266 lövhələrinin əksəriyyəti üçün məntiq səviyyəsi gərginliyi 3.3V -dir, buna görə məntiqi səviyyə çeviricisi və ya LED şeridi sürücüsü istifadə edin. DI Strip telini sürücü lövhəsinə və sürücü kartını A5 Esp8266 pininə bağladım.
• LED şeridinin başqa bir ucunu enerji təchizatına bağlayın. DO pinli olan. Lazım gələrsə, fişi elektrik təchizatına lehimləyin. Telləri izolyasiya etməyi unutmayın.

Mənim ws2812b LED şeridim 5V ilə işləyir. Həm zolağı, həm də nəzarətçini tək bir AC-DC 5V enerji təchizatı ilə təchiz etdim. LED şeridiniz 12 və ya 24 V işləyirsə, tək bir enerji təchizatı yaratmaq üçün bütün elektronikaları gücləndirmək üçün aşağı salınan gərginlik çeviricisini istifadə edin.

Addım 6: XOD

Nəzarətçini proqramlaşdıraq.

Əvvəlki layihələrimdə olduğu kimi, nəzarətçi firmware üçün XOD vizual proqramlaşdırma mühitindən istifadə edirəm.

Bir proqram yaratmaq üçün ehtiyac duyacağınız bir neçə kitabxana nəşr etdim. Buna görə də onları XOD iş sahənizə əlavə etdiyinizə əmin olun.

• gabbapeople/christmas -tree - Kitabxanada ws2811 Neopixel sürücüsü və tcs34725 rəng sensoru üçün sarğı var.
• gabbapeople/color - XOD -da rənglə işləmək üçün kitabxana.

Sonra, bu cihazı XOD -da necə proqramlaşdıracağımı izah edəcəyəm.

Addım 7: Proqramlaşdırma

Budur sizə lazım olan qovşaqlar:

Tsc rəng sensoru düyünü.

Bu yamaya yerləşdirilən ilk qovşaqdır. Rəng dəyərini sensordan ölçmək üçün istifadə olunur. Node, məlumat mübadiləsi üçün I2C interfeysindən istifadə edir.

Rəng sensoru, RGB ölçüsündə səthin rəngini təyin edir. Rəng, işıq mənbəyi, cisim və müşahidəçi arasındakı qarşılıqlı əlaqənin nəticəsidir. İşığın əks olunması halında, obyektin üzərinə düşən işıq səth xüsusiyyətlərindən asılı olaraq əks olunacaq və ya udulacaq. Əksər rəng sensörlərində ağ işıq yayıcı və rəng filtrləri olan üç işıq intensivliyi sensoru var.

• LED və LUM giriş pinləri sensorun qırılma lövhəsində quraşdırılmış LED üçündür. Bu quraşdırılmış LED, sensorun işıq yayıcıdır. Sxemimə görə, LED pininə A0 dəyərini qoydum və 1 parlaqlıq dəyərini LUM pininə qoydum.
• IT pin inteqrasiya vaxt dəyərini təyin edir. Bu amil bir rəngi birləşdirmək üçün bir çox dövrü təsvir edir. IT -nin mümkün dəyərləri 1, 10, 20, 42, 64, 256 -dır.
• GAIN pin dəyəri bir gücləndirici amildir. Bu əmsal rəngi artırır. Rəng dəyərini 4, 16 və ya 60 dəfə artıra bilərsiniz. Rəngini artıra bilməzsən. Sonra GAIN pinindəki dəyər 1 -ə bərabər olmalıdır. 20 IT dəyərindən və 60 GAIN dəyərindən istifadə edərək ən doğru nəticəni aldım.
• INIT pin sensoru işə salır və xüsusi faktorları təyin edir. INIT pin dəyərini açılışda dəyişirəm.
• UPD pin yeni sensor oxunuşunu tetikler. Qoy bu dəyər Davamlı olsun.

Tcs-color-node, rəng xüsusi tipli bir rəng dəyəri çıxarır.

Ws2811 qovşağı

Bu düyün LED şeridi və ya matrisini qurmaq üçün istifadə olunur.

• DI pin, LED şeridi və ya matrisin bağlandığı lövhə port nömrəsidir. Sxemimə görə, A5 dəyərini ona qoydum.
• SIZE pininə istifadə olunan LED sayını qoyun. Bir -birinə bağlı 50 ədəd dioddan ibarət 2 LED zolağım var, buna görə SIZE dəyərini 100 olaraq təyin etdim.
• B pin, bütün LED -lərin ümumi parlaqlığını 0 ilə 100 arasında dəyişir. Parlaqlığı 80 -ə qoydum.

Bu düyün LED şeridinizi və ya matrisinizi işə salır və sonrakı əməliyyatlar üçün xüsusi bir ws2811 növü qurur.

Bütün rəngli qovşaq

Ws2811 node quraşdırıldıqda, fərqli funksional qovşaqlardan istifadə edərək LED şeridini idarə edə bilərsiniz.

• hamısı rənglidir. Node, zolaqdakı və ya matrisdəki bütün LEDləri seçilmiş rəngə boyayır.
• rəng-piksel. Seçilmiş rəngdə zolaqdakı xüsusi LED düyün rəngləri. Piksel nömrəsini PN pininə qoyun.
• rəng-n-piksel. Node, seçilmiş rəngdə bir qrup LED LEDini rəngləndirir. STRT pinindən istifadə edərək qrupun başlanğıc LED nömrəsini göstərin. STEP pinində bir qrupun nizamlılığını təyin edin. Məsələn, 30 sayı ilə başlayan və 70 rəqəmi ilə bitən hər ikinci LED -i rəngləmək üçün aşağıdakı dəyərləri qoyun: STRT = 30; N = 40 (70 - 30); ADIM = 2.

Bu layihədə bütün LEDləri eyni anda idarə edirəm və bütün rəngli düyünü istifadə edirəm.

Bütün rəngli düyünün ilk giriş pinini ws2811 düyünün çıxış piniylə əlaqələndirirəm. Sonra rəng dəyərini qəbul edən giriş CLR pinini sensorun çıxış pininə bağlayıram.

Bütün rəngli düyünün SET pinindəki nəbz yeni bir rəng dəstini işə salır.

Düymə düyün

Rəng sensoru qarşısında yeni bir obyekt haqqında nəzarətçiyə məlumat vermək üçün düyməni istifadə edirəm. Bunun üçün düymə düyünü yamanın üzərinə qoyuram və onun PRS pinini bütün rəngli düyünün SET pininə bağlayıram. Bu şəkildə düyməni basaraq rəngi dəyişdirmək üçün nəbz siqnalı yaradır.

Düyməni A2 Esp8266 pininə bağladım, buna görə A2 dəyərini PORT pininə qoydum.

Təmizləyici qovşaq

Rəng sensoru rəng dəyərlərini geniş diapazonda çıxara bilir. Ancaq LED şeridi tonlar arasında rəng göstərə bilmir. Bunu həll etmək üçün yalnız sözdə saf rənglərdən istifadə edirəm. İstənilən rəngə malikdirlər, lakin həmişə doyma qabiliyyətlərini maksimuma çatdırırlar. Bir rəng dəyərini təmizləmək üçün təmizləmə qovşağını tsc-color-sensor və color-all-nodları arasına qoyuram.

Yamaq hazırdır Deploy düyməsini basaraq lövhənin növünü seçin və cihazı yükləyə bilərsiniz.

Addım 8: Montaj. Çərçivə

Cihazın lazım olduğu kimi işlədiyinə əmin olaraq yumşaq bir çanta yaratmağa başlaya bilərəm.

Çərçivə olaraq, qalın kartona qutunun naxışını çap etdim.

Sonra qutunun tərəflərini bükün və rəng sensoru üçün düzbucaqlı bir çuxur düzəldin.

Qeyd:

Bu işi, çox güman ki, sizinkindən fərqli olan elektron komponentlərim üçün hazırladım. Çanta universal deyil, üstəlik tamamilə fərqli bir oyuncağa sahib ola bilərsiniz. Beləliklə, təsəvvürdən istifadə edin!

Addım 9: Montaj. Parça

Bir -birinin üstünə iki fərqli parça qoydum.

Yumşaq qalın parça həcm üçün, nazik görünüş üçündür. Hər iki parçada da sensor üçün bir deşik etdim.

Karton çərçivəni adi yapışan bantla parça üzərində düzəltdim. Eyni şəkildə çuxurun kənarlarını da düzəltdim.

Sonra əlavə parça parçalarını kəsdim və çuxurun konturunu içəridən əllə tikdim.

Deməliyəm ki, ən yaxşı tikişçi deyiləm, buna görə də keyfiyyəti qiymətləndirməyin. =)

Addım 10: Montaj. Yumşaq Kassa

Parçanı uzadıb eyni yapışan bantla düzəltdim. Bant qutunun içərisində qalacaq və görünməyəcək.

Sonra cihazı bir çərçivəyə qoydum və tellərin getdiyi bir künc istisna olmaqla konturun ətrafına tamamilə tikdim.

Addım 11: Quraşdırma. Oyuncaq və Cihaz

Cihazımı bir oyuncaq ayının pəncələrinə tikdim.

Kiçik bir Milad hədiyyəsi tutmuş kimi görünməsini istədim.

Addım 12: Nəticə

Cihaz proqramlaşdırıldıqdan və oyuncağa sabitləndikdən sonra, LED şeridini bağlaya və oyuncağı ağacın altına qoya bilərsiniz!

Oyuncaq ayı hədiyyəsinə rəngli əşyalar əlavə edin və ağac eyni rəngdə boyanacaq!

Abunə olun Bu mini layihəni bəyənirsinizsə! =)

Çox fərqli məzəli təlimatlar olacaq.