Lightpainting üçün RGB LED Qələm: 17 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Bu, RGB LED nəzarətçisindən istifadə edən yüngül rəngləmə vasitəsi üçün tam qurma təlimatıdır. İnkişaf etmiş alətlərimdə bu nəzarətçidən çox istifadə edirəm və bunun necə qurulduğunu və proqramlaşdırıldığını göstərən bir sənədli filmin bəzi insanlara kömək edə biləcəyini düşündüm.

Bu alət, yüngül yazı, yüngül rəsm və işıqlandırma qraffiti üçün nəzərdə tutulmuş modul RGB işıq qələmidir. İstifadəsi asandır, çünki əlinizdə yalnız qələm var və rəngi tez dəyişə bilərsiniz.

Alət aşağıdakılardan ibarətdir:

• 3D çaplı bir qutu
• bir Arduino Micro
• bir WS2816B LED
• iki potansiyometr (10K və ya 100K)
• iki açar
• basma düyməsi
• və bəzi kabellər.

Bir Arduino Micro bunun üçün idealdır, çünki RGB LED -lərini idarə etmək son dərəcə kiçik və əladır. LilyPad və ya hətta ATtiny85 kimi daha kiçik mikrokontrolörlərdən də istifadə edə bilərsiniz, amma istifadə etməyə hazır bir USB konnektoru ilə birlikdə gəldiyi üçün istifadəsi çox asan olduğu üçün Mikrodan tez -tez istifadə edirəm. Həm Arduino, həm də LED 5V ilə təchiz olunduğundan, düzgün güc dəstəyinə diqqət yetirməlisiniz. Bu alət dörd AAA təkrar doldurulan batareyadan istifadə etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur, çünki onlar ümumiyyətlə Arduino və LED -i gücləndirmək üçün kifayət edən 1.2V və birləşdirilmiş 4.8V -ə malikdir. Adi AAA batareyaları istifadə etməməyə diqqət yetirin, çünki 1.5V -a malikdir və birləşdirilmiş gərginlik komponentlər üçün çox ola bilər və onları zədələyə bilər. Adi batareyalardan istifadə etmək istəyirsinizsə, yalnız üç istifadə edin, gərginlik hələ də kifayət qədər olmalıdır. Burada tapıla bilən batareya qutusu üçün başqa birindən 3D çap edilmiş başqa bir hissədən istifadə etdim: "Batareya tutacaqlarını əymək".

Addım 1: Proqramlaşdırma

Əvvəlcə yükləmək və istifadə etmək üçün pulsuz olan mikro nəzarətçini proqramlaşdırmaq üçün Arduino IDE -yə ehtiyacınız var. Bu ilk baxışdan olduqca mürəkkəb səslənir, amma həqiqətən olduqca sadədir. Proqramı quraşdırdıqdan sonra Arduinoya yüklənmiş eskizi kodlaşdırmaq üçün istifadə olunan sadə bir mətn redaktoru pəncərəsi alacaqsınız. Bu alət, satın ala biləcəyiniz demək olar ki, hər cür RGB LEDini idarə etmək üçün böyük və istifadəsi asan bir kitabxana olan FastLED kitabxanasından da istifadə edir. Kitabxananı yüklədikdən sonra faylları Arduino IDE tərəfindən yaradılmış kitabxana qovluğuna yerləşdirərək quraşdırmalısınız. Bunu dəyişdirməmisinizsə, ümumiyyətlə "C: / İstifadəçilər {İstifadəçi Adı} Sənədlər / Arduino / kitabxanaları" altında tapa bilərsiniz. Kitabxananı bu qovluğa qoyduqdan sonra IDE artıq işləyirsə onu yenidən başlatmalısınız. İndi nəzarətçi üçün kod yaratmağa hazırıq.

Addım 2: Kod

FastLED kitabxanasından istifadə etmək üçün əvvəlcə onu kodumuza daxil etməliyik. Bu, bu sətirdən başqa hər şeydən əvvəl kodun yuxarı hissəsində edilir:

#daxil edin

Sonra bir neçə sabit təyin edəcəyik. Bu, kod işləyərkən bu dəyərlərin dəyişməyəcəyi və daha oxunaqlı olması üçün edilir. Bu dəyərləri birbaşa koda daxil edə bilərsiniz, amma sonra bir şeyi dəyişdirmək lazımdırsa, bütün kodu keçmək və istifadə olunan hər sətri dəyişdirmək məcburiyyətində qalacaqsınız. Müəyyən edilmiş sabitlərdən istifadə etməklə yalnız bir yerdə dəyişdirmək lazımdır. və əsas koda toxunmaq lazım deyil. Əvvəlcə bu nəzarətçi tərəfindən istifadə olunan pinləri təyin edirik:

#HUE_PIN A0 təyin edin

#BRIGHT_PIN A1 #LED_PIN 3 təyin edin #İŞİQ_PİN 6 #RƏNG_PİN 7 #Rainbow_PIN 8 təyin edin

Nömrələr və ya adlar Arduinoda yazılanlarla eynidir. Analoq sancaqlar nömrəsinin qarşısında A ilə təyin olunur, rəqəmsal pinlər yalnız koddakı nömrəni istifadə edir, lakin bəzən lövhədə aparıcı D ilə yazılır.

A0 pinindəki potansiyometr rəngin rəngini idarə etmək üçün, A1 pinindəki potansiyometr parlaqlığı idarə etmək üçün istifadə olunur. Pin D3 LED -ə siqnal olaraq istifadə olunur, belə ki Arduino rəngi idarə etmək üçün məlumat göndərə bilər. Pin D6 işığı dəyişdirmək üçün, D7 və D8 pinləri nəzarətçi rejimini təyin etmək üçün istifadə olunur. Bu nəzarətçidə rejimləri tətbiq etdim, biri sadəcə rəng potensiometrinin təyin etdiyi rəngi LED -ə qoyur, digəri isə bütün rənglərdə yox olur. Bundan sonra FastLED kitabxanası üçün bir neçə tərifə ehtiyacımız var:

#COLOR_ORDER GRB təyin edin

#CHIPSET WS2811 #NUM_LEDS 5 təyin edin

Çipset kitabxanaya hansı LED istifadə etdiyimizi söyləmək üçün istifadə olunur. FastLED, mövcud olan demək olar ki, hər hansı bir RGB LEDini dəstəkləyir (NeoPixel, APA106, WS2816B və s. Kimi). İstifadə etdiyim LED WS2816B olaraq satılır, amma bir az fərqli görünür, buna görə WS2811 çipsetindən istifadə etməklə daha yaxşı işləyir. Rəngi təyin etmək üçün LED -ə göndərilən bayt sırası istehsalçılar arasında da fərqlənə bilər, buna görə də bayt sırası üçün bir tərifimiz var. Buradakı tərif yalnız kitabxanaya rəngi yaşıl, qırmızı, mavi sırayla göndərməsini bildirir. Son tərif, bağlı olan LEDlərin sayına aiddir. Kodda təyin etdiyinizdən sonra hər zaman daha az LED istifadə edə bilərsiniz, buna görə rəqəmi 5 -ə qoydum, çünki bu alətlə 5 -dən çox LED ilə qələm dizayn etməyəcəyəm. Nömrəni daha çox təyin edə bilərsiniz, amma performansa görə ehtiyacım qədər kiçik saxlayıram.

Əsas kod üçün bir neçə dəyişənə də ehtiyacımız var:

int parlaqlıq = 255;

imzasız int pot_Reading1 = 0; imzasız int pot_Reading1 = 0; imzasız uzun lastTick = 0; işarəsiz int wheel_Speed = 10;

Bu dəyişənlər parlaqlıq, potansiyometrlərin oxunması, kodun son dəfə icra edildiyini və rəng solmasının nə qədər tez olacağını xatırlamaq üçün istifadə olunur.

Sonra LED -lər üçün rəng təyin etməyin asan bir yolu olan bir sıra təyin edirik. Müəyyən edilmiş LED miqdarı, burada serialın ölçüsünü təyin etmək üçün istifadə olunur:

CRGB ledləri [NUM_LEDS];

Təriflərə diqqət yetirdikdən sonra indi quraşdırma funksiyasını yaza bilərik. Bu proqram üçün olduqca qısadır:

boş quraşdırma () {

FastLED.addLeds (ledlər, NUM_LEDS).setCorrection (TipikLEDStrip); pinMode (LIGHT_PIN, INPUT_PULLUP); pinModu (COLOR_PIN, INPUT_PULLUP); pinMode (RAINBOW_PIN, INPUT_PULLUP); }

Birinci sətir əvvəllər təyin etdiyimiz təriflərdən istifadə edərək FastLED kitabxanasını işə salır. Son üç xətt Arduino -ya bu sancaqların giriş olaraq istifadə edildiyini və heç bir şeyə qoşulmadıqda onların gərginliyinin yüksək (PULLUP) olaraq təyin olunacağını bildirir. Bu, bir şeyi tetiklemek üçün bu pinləri GND'ye bağlamalı olduğumuz deməkdir.

İndi əsas proqramla maraqlana bilərik. Bu loop funksiyasında edilir. Əvvəlcə bəzi dəyişənləri təyin edirik və potensiometrləri oxuyuruq:

boşluq döngəsi () {

statik uint8_t hue = 0; statik uint8_t wheel_Hue = 0; pot_Reading1 = analogOxu (HUE_PIN); hue = xəritə (pot_Reading1, 0, 1023, 0, 255); pot_Reading2 = analogRead (BRIGHT_PIN); parlaqlıq = xəritə (pot_Reading2, 0, 1023, 0, 255);

İlk iki sətir daha sonra rəng üçün istifadə olunan dəyişənləri təyin edir. Aşağıdakı iki blok potensiometr dəyərlərinin oxunmasına diqqət yetirir. "AnalogRead" istifadə edərək bir pin oxuduğunuz halda 0 ilə 1023 arasında bir dəyər əldə edirsiniz, ancaq rəng və parlaqlığın 0 ilə 255 arasında bir dəyərə ehtiyacı olduğu üçün oxunuşu bir dəyər bölgəsindən digərinə tərcümə etmək üçün "xəritə" funksiyasından istifadə edirik. Bu funksiyanın ilk parametri tərcümə etmək istədiyiniz dəyərdir, son dördü tərcümə üçün istifadə etmək istədiyiniz bölgələrin minimumu və maksimumudur.

Sonra düyməni qiymətləndirəcəyik:

əgər (digitalRead (LIGHT_PIN) == LOW) {

Oxu LOW -a qarşı yoxlayırıq, çünki tetiklenmiyorsa pinin yüksək olduğunu təyin etdik. Beləliklə, düyməyə basılırsa, pin GND -ə qoşulacaq və aşağı oxuyacaq. Sancaqlar basılmazsa, çox şey yoxdur.

Əvvəlcə LED -in bir rəngdə işıqlandırılmasına diqqət yetirək:

əgər (digitalRead (COLOR_PIN) == LOW) {

if (rəng <2) {FastLED.showColor (CRGB:: Ağ); FastLED.setBrightness (parlaqlıq); } başqa {FastLED.showColor (CHSV (rəng, 255, parlaqlıq)); FastLED.setBrightness (parlaqlıq); } gecikmə (10);

Bu rejimi istifadə etmək istədiyimizi bilmək üçün rəng pinini qiymətləndirməliyik. Sonra hansı rəngin lazım olduğunu yoxlaya bilərik. HSV rəng modeli burada istifadə edildiyindən rəng təyin etmək üçün yalnız rəngə ehtiyacımız var. Ancaq bu da rəngi ağa təyin etmək imkanımız olmadığı problemi yaradır. Hue 0 və hue 255 hər ikisi qırmızıya çevrildiyindən burada bir az hiylə işlədirəm və tonun potensiometrinin oxunmasının 2 -dən kiçik olub olmadığını yoxlayıram.. Hələ digər tərəfimizdə qırmızı var, buna görə burada heç nə itirməyəcəyik.

Beləliklə, ya rəngi ağa, sonra da parlaqlığa qoyuruq, ya da rəngi oxuma və eyni zamanda parlaqlığa əsaslanaraq təyin edirik.

Daha sonra kiçik bir gecikmə əlavə etdim, çünki enerjiyə qənaət etmək üçün nəzarətçiyə bir az fasilə vermək daha yaxşıdır və 10 milisaniyəlik gecikmə hiss olunmayacaq.

Sonra rəng solğunluğunu kodlaşdırırıq:

başqa halda (digitalRead (RAINBOW_PIN) == LOW) {

wheel_Speed = xəritə (pot_Reading1, 0, 1023, 2, 30); əgər (lastTick + wheel_Speed 255) {wheel_Hue = 0; } lastTick = milis (); } FastLED.showColor (CHSV (wheel_Hue, 255, parlaqlıq)); }

Əvvəlcə bu rejimi dəyişdirmək üçün pin yoxlanılır. Solma sürətini idarə etmək üçün üçüncü bir potansiyometr əlavə etmək istəmədiyimdən və bu rejimdə rəng potensiometrindən istifadə edilmədiyindən sürəti təyin etmək üçün o potansiometrdən istifadə edə bilərik. Yenidən xəritə funksiyasından istifadə edərək oxunuşu solma sürətinə çevrilən gecikməyə çevirə bilərik. Gecikmə üçün 2 ilə 30 arasında bir dəyər istifadə etdim, çünki təcrübələrdən bu yaxşı bir sürətdir. "Millis" funksiyası Arduinonun işə salınmasından bəri milisaniyələri geri qaytaracaq, buna görə də vaxt ölçmək üçün bundan istifadə edə bilərik. Son rəng dəyişikliyi əvvəllər təyin etdiyimiz bir dəyişkəndə saxlanılır və bu rəng tonunu yenidən dəyişdirməyimiz lazım olduğunu görmək üçün hər dəfə müqayisə edilir. Sonuncu sətir, növbəti dəfə göstərilməsi lazım olan rəngi təyin edir.

Kodu bitirmək üçün:

} başqa {

FastLED.showColor (CRGB:: Qara); }}

Rəngi qara rəngə qoyaraq düyməni basmadıqda LED -i söndürməliyik və açıq mötərizələri bağlamalıyıq.

Gördüyünüz kimi, bu RGB LED -lərini istifadə edən bir çox vasitə üçün istifadə edilə bilən olduqca qısa və asan bir koddur.

Tam kodu əldə etdikdən sonra Arduinoya yükləyə bilərsiniz. Bunun üçün Arduino'yu USB kabeli ilə kompüterinizə bağlayın və IDE -də Arduino növünü seçin.

Bu təlimatda Arduino Pro Micro istifadə edirəm. Arduino modelini qurduqdan sonra IDE -nin tapa biləcəyi portu seçməlisiniz. Liman menyusunu açın və əlaqəli Arduinonu görməlisiniz.

İndi ediləcək yeganə şey, pəncərənin yuxarısındakı ikinci yuvarlaq düyməni basaraq kodu Arduinoya yükləməkdir. IDE kodu quracaq və yükləyəcək. Bu müvəffəqiyyətli olduqdan sonra Arduino -nu ayıra və nəzarətçi yığmağa davam edə bilərsiniz.

Addım 3: Nəzarətçi üçün Elektronikanın Montajı

Arduinonun kodlaşdırılması ilə məşğul olduğumuz üçün indi nəzarətçi aparatını yığa bilərik. İşin içərisinə komponentləri qoyaraq başlayırıq. Potansiyometrlər soldakı iki yuvarlaq çuxura girir, güc açarı altındadır, rejimin açarı sağ üstdədir və Arduino ortada tutucuya daxil olur.

Addım 4:

Qırmızı kabeli elektrik açarından Arduinonun RAW pininə lehimləməklə başlayın. Bu pin, bir gərginlik tənzimləyicisinə qoşulduğundan enerji təchizatı üçün lazım olan pindir, buna görə də gərginlik 5V -dən yüksək olsa belə bu pin Arduino -nu gücləndirmək üçün istifadə edilə bilər. Potansiometr üçün yüksək səviyyəli gərginliyə ehtiyac duyduğumuz üçün VCC pininə başqa bir qırmızı tel lehimləyin. Potansiometr oxunuşları üçün istifadə ediləcək A0 və A1 sancaqlarına iki ağ tel lehimləyin.

Addım 5:

İndi LED -i bağlamaq üçün istifadə olunan yuxarıdakı açılışdan uzun bir ağ və uzun bir yaşıl tel keçirin. Yaşıl 3 -ə, ağ 6 -cı pinə lehimləyin və Arduinonun üzərinə basıb saxlayın. Arduinonun sol tərəfindəki GND pinlərinə bağlanan iki qara lehim, bunlar potensiometrlər üçün aşağı səviyyəli gərginlik üçün istifadə olunur. Rejim açarı üçün istifadə ediləcək pin 7 və pin 8 üçün iki mavi teli lehimləyin.

Addım 6:

VCC pinində lehim etdiyimiz qırmızı kabeli indi ilk potansiyometrin xarici pinlərindən birinə lehimləmək lazımdır. Bunu ikinci potansiyometrə davam etdirmək üçün başqa bir qırmızı kabel istifadə edin. Hər iki potansiyometrdə eyni tərəfi istifadə etməyə diqqət yetirin, belə ki hər ikisi də eyni tərəfdə olacaq. İki qara kabeli potensiometrlərin digər tərəfinə və ağ pinləri A0 və A1 pinlərindən orta pin üzərində lehimləyin. Potensiometrlər, orta pimdəki gərginliyi xarici sancaqlara tətbiq olunan gərginliklər arasındakı gərginliyə təyin edərək işləyirlər, buna görə də yüksək və aşağı gərginliyi bağlasaq, orta pində aralarında bir gərginlik əldə edə bilərik. Bu, potensiometrlərin naqillərini tamamladı və sancaqlar yoldan kənarda qalması üçün bir az döndərilə bilər.

Addım 7:

Qara bir kabeli rejim keçidinin orta piminə lehimləyin və elektrik təchizatına aparan açılışdan uzun bir qara kabel qoyun. LED üçün GND olaraq istifadə etmək üçün üst boşluğa başqa bir uzun qara kabel qoyun.

Addım 8:

Enerji təchizatından gələn qara kabel, Arduinonun son pulsuz GND pininə qoşulmuş başqa bir qara telə lehimlənir. LED -ə gedən teli və rejim düyməsindəki qara teli birlikdə lehimləyin və nəhayət indi birlikdə olduğunuz iki cüt qara teli lehimləyin. Nəzarətçi içərisindəki şortların qarşısını almaq üçün lehimdən təcrid etmək üçün daralma borusundan istifadə edin.

Addım 9:

Son addım olaraq artıq iki mavi teli rejim keçidinə lehimləyə bilərik. Bu açarlar, açarın hansı tərəfdə olduğuna bağlı olaraq orta pimi xarici pinlərdən birinə bağlayaraq işləyir. Pin 7 və 8 GND -yə qoşulduqda tetiklenecek şekilde qurulduğundan, sancaqlar üçün keçidin xarici sancaqlarından və GND üçün ortadan istifadə edə bilərik. Bu şəkildə pinlərdən biri həmişə tetiklenir.

Nəhayət, elektrik açarından qırmızı bir tel keçirin və güc açarının orta pininə lehimləyin və LED -dən başqa bir uzun qırmızı tel qoyun və Arduinonun qoşulduğu güc düyməsindəki eyni pinlə lehimləyin.

Addım 10:

Güc kabellərini batareya tutucusuna lehimləyin və LED -ə gedən kabelləri tutan klipi vidalayın. Bu nəzarətçi üçün naqilləri tamamlayır.

Addım 11: İşıq Qələminin yığılması

Bu vasitənin modul olması və fərqli qələmlər istifadə etməsi nəzərdə tutulduğundan LED üçün tellərdə bir bağlayıcıya ehtiyacımız var. Ümumiyyətlə kompüterdəki fanatlar üçün istifadə olunan kabellərdə tapıla bilən ucuz 4 terminallı molex bağlayıcıdan istifadə etdim. Bu kabellər ucuzdur və əldə etmək asandır, buna görə də mükəmməldir.

Addım 12:

Nəzarətçini bağlamağa başladığımda, konnektorlardakı kabellərin rənglərini yoxlamadım, buna görə bir az fərqli, lakin yadda saxlamaq asandır. Qara telləri, gücünü sarıya, yaşılla yaşıla və göyə ağa bağladım, ancaq istədiyiniz kombinasiyanı istifadə edə bilərsiniz, digər qələmlər üçün də unutmayın. Şortların qarşısını almaq üçün lehimlənmiş yerləri daralma borusu ilə təcrid etməyə diqqət edin.

Addım 13:

Qələmdən uzun bir qırmızı və uzun yaşıl bir tel qoyun və düyməni bir tərəfə qara telləri, digər tərəfə isə ağ telləri lehimləyin. Bu cür düymələr, ikisi cüt olaraq bağlanan dörd sancağa malikdir. Düymənin altına baxaraq hansı pinlərin bağlandığını görə bilərsiniz, qoşulan cütlər arasında bir boşluq var. Düyməni basarsanız, hər iki tərəf digərinə bağlıdır. Ağ və bir qara kabel daha sonra düymənin açılışından başlayaraq qələmin sonuna qədər çəkilir. Digər qara kabel ön tərəfə çəkilir. İşləmək üçün hər iki tərəfdə kifayət qədər kabel olduğundan əmin olun.

Addım 14:

Açılışdakı düyməni sıxın və qalan kabelləri hazırlayın. Kabelləri LED -in ortasına baxacaq şəkildə lehimləmək daha yaxşıdır, çünki kabellər qələmin ortasından keçir. Qırmızı tel 5V lehim yastığına, qara tel GND lehim yastığına və yaşıl tel Din lehim yastığına lehimlənir. Birdən çox LEDiniz varsa, ilk LED -in Dout lehim yastığı növbəti LED -in Dininə qoşulur və s.

Addım 15:

İndi qələmin önündəki düyməni basın və yerində saxlamaq üçün arxasına bir damla yapışqan qoyun.

İndi rəngləri nəzərə alaraq qələmin ucundakı telləri bağlayıcının digər tərəfinə lehimləməlisiniz.

Qələmin ucundakı kabellərin qırılmaması üçün onları boşaltmaq üçün bir damla yapışqan və bir az lent istifadə etmək daha yaxşıdır. Bu, yüngül qələmin yığılmasını tamamlayır.

Addım 16: Nümunələr

Nəhayət sizə bu vasitədən istifadə etdiyim bir neçə nümunə göstərmək istəyirəm. Bucaqlı qələm bir grafiti xəttini işıqlandırmaq üçün əladır və düz qələm havada şeylər çəkmək və yazmaq üçün əladır (bunun üçün yalnız az istedadım var).

Bu vasitənin əsas məqsədi budur. Gördüyünüz kimi, uzun çəkilişləri bu alətlə birləşdirsəniz, imkanlar heyrətamizdir.

Bu cür fotoqrafiya ilə başlamaq üçün kameranızın dəstəklədiyi ən aşağı ISO parametrlərindən və yüksək diyaframdan istifadə etməyə çalışın. Doğru parametrləri tapmağın yaxşı bir yolu, kameranızı diyafram rejiminə qoymaq və kameranızın şəkilə əlavə etmək istədiyinizi çəkmək üçün lazım olan vaxtın bir ekspozisiya vaxtını göstərənə qədər diyaframı bağlamaqdır. Sonra manuelə keçin və ya bu məruz qalma vaxtından istifadə edin və ya ampul rejimindən istifadə edin.

Bunları sınayaraq əylənin! İnanılmaz sənət formasıdır.

Bu təlimatı ixtiraçılara və qeyri -adi istifadə probleminə əlavə etdim, buna görə də bəyənsəniz səs verin;)

Addım 17: Fayllar

Qol tutacaqları üçün nəzarətçi korpusunun altına yapışdırılması nəzərdə tutulan modelləri də əlavə etdim ki, qolunuza bağlaya biləsiniz və qələmə ehtiyacınız olmadığı zaman qapağa yapışdırıla bilən qələm klipi. sənin əlində.

Qələm birbaşa kameraya yönəldikdə işığı daha hamar etmək və alovlanmanın qarşısını almaq üçün istifadə edilə bilən diffuzor qapaqları da var.