Орман өрті: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бұл жоба Game of Thrones -тегі мистикалық дала өртінен туындады, жасыл түсті сұйықтық, ол жанған кезде жасыл жалынмен жарылды. Жоба реттелетін түс әсерлері үшін RGB SMD5050 жарықдиодты жолақтарды қолдануға бағытталған. Шыныдан жасалған үш зат әрқайсысы алты RGB жарықдиодты жолақпен жабдықталған. Arduino Uno шамдар үшін жыпылықтайтын өрнек сияқты от жасайды. RGB светодиодтары қара жасылдан ашық жасылға дейін ашық ақ түске дейін градиентті түс үлгісін жасау үшін қажет. Қарапайым жасыл жарық диоды жеткіліксіз, жарқын ақ түс жасау үшін оған қызыл және көк компоненттер қажет. Бонус ретінде бұл жабдық кез келген басқа түстерді шығара алады. Шыны заттар жарықты сындыру және нақты жарық көзін жасыру үшін қажет, яғни кішкентай, өте техникалық көрінетін RGB SMD5050 жарықдиодты жолақтар.

Бұл идеяны сіз қалаған объектілерге және қалаған динамикалық түс схемасына дейін кеңейтуге болады. Бұл нұсқаулықта келесі түс схемалары бар үш шыныдан жасалған қондырманы қалай жүзеге асырғаным сипатталған. Орман өртінің схемасы кіріспе бейнеде көрсетілген. Қалған схемалар осы нұсқаулықтың 6 -қадамындағы бейнеде көрінеді.

• Орман өрті. Тақтар ойыны отты көрініс сияқты шабыттандырды.
• Жалғыз мүйізді тартқыш. Кемпірқосақ түстерінен кететін көрініс.
• Жыпылықтау. Түстердің екі түрлі жылдамдықта кездейсоқ өзгеруі.
• Өшу. Кездейсоқ түстердің екі түрлі жылдамдықта біркелкі өзгеруі.
• Тірі түстер. Заттарды бір бөлшектің түсі бойынша ақырын тербелетін жарықпен бояңыз.
• Шамдар. Светодиодтар табиғи шамға ұқсайды.

Орнату

Негізгі қондырғыда сіз алты түс схемасы бойынша бір батырманы басу арқылы өтесіз. Егер бар болса, екі рет басу бір түс схемасында бір параметрден екіншісіне өтеді. Түстерді Arduino бағдарламасын өңдеу арқылы қосуға болады.

Болашақ кеңейтілген нұсқада түймені ESP8266 тақтасы алмастырады, ол түстер схемасын басқаратын веб -бетке ауысады. Веб -бетті мобильді құрылғы браузері арқылы басқаруға болады. Бұл заттарды реттеуге көбірек мүмкіндік береді:

• өзгеру жылдамдығы мен бағытын орнатыңыз
• жанып тұрған шамдардың түсін орнатыңыз
• түстердің жарықтығы мен қанықтығын орнатыңыз

Бұл нұсқаулық пайдаланушы интерфейсі ретінде тек батырманы қамтитын негізгі орнатуға бағытталған.

1 -қадам: Сізге не қажет

• Қысқа жолақтарға кесуге болатын арзан RGB LED жолағы
• Қуат блогы, мүмкіндігінше 12 В 1.5 RGB жарықдиодты жолағымен бірге жеткізілетін нәрсе
• Arduino UNO немесе ұқсас
• Екі ULN2803AP IC: s
• Қарапайым басу түймесі
• Perma-Proto нан тақтасы
• Сым
• Электроникаға арналған қорап
• Кейбір шыны заттар RGB жарық диодты жолақтармен жарықтандырылады
• Құралдар (сым тазалағыш, дәнекерлеуіш, дәнекерлеуіш …)

Жарық диодты жолақ

Мен 90 RGB SMD жарық диодтарынан тұратын арзан жарықдиодты жолақты сатып алдым. Кішкене қондырғы ледтерді басқарады, олардың түсін өзгертеді. Құрылғы қашықтан басқарылады және жолақ түстерді әр түрлі жолмен өзгерте алады. Бірақ бүкіл жолақтың түсі бірдей. Бір қызығы, жолақты әр жолақта тек үш rgb шамы бар шағын жолақтарға кесуге болады. Әрбір жолақ, қанша уақыт болса да, 12 В қуатпен қамтамасыз етілуі керек, үш rgb светодиодтың әр бөлімінде светодиодтар үшін кернеудің төмендеуін қадағалайтын резисторлардың өз жиынтығы бар. Сізге тек 12 В және жеткілікті ампер, жақсы, миллиампер қажет. Бұл жоба үшін мен әрқайсысында 6 данадан тұратын үш жолақты және 12 В 1.0 А қуат блогын қолданамын. Басқару блогы мен қашықтан басқару пульті қажет емес.

ULN2803AP

Жалғыз жарық диодына аз ғана ток қажет. Әдетте, сізде Arduino деректер түйреуішінен тікелей жарық диодты жарықтандыруға болады, егер сізде резистор болса, ол үшін 5 В деректер сымын 3 В -қа дейін төмендетеді. Бірақ бір RGB SMD5050 жарық диоды үш жарықдиодтан тұрады, қызыл, грен және көк. Бұл жоба үшін мен 6 RGB SMD5050 жарық диодты жолақтарды қолданамын. Arduino Uno бір түйреуіші 6 жарықдиодты басқарады. Деректер түйреуішін жарықтандыру қуаты деректер түйреуішінен алынатын болса, бұл тек қана деректер түйреуішін қуырады. Бірақ барлығы осындай тоғыз түйін болады және бұл Arduino үшін тым көп болады. Сондықтан ULN2803AP іске қосылады. ULN2803AP - 8 дарлингтон транзисторы бар біріктірілген чип. Маған 9 керек, сондықтан мен тек екі ULN2803AP чипін қолданамын. Бұл маған 7 қосалқы транзисторды қалдырады, егер мен жобаны бес объектіге ұзартқым келсе.

RGB SMD5050 светодиодты бір светодиод 20 мА құрайды. Олардың алтауы 120 мА құрайды. ULN2803 бір түйреуіш (бір дарлингтон транзисторы) 500 мА батыра алады. Бірақ бүкіл чип токпен шығарылатын максимум 1,44 Вт жылуды өңдей алады. 120 мА 0,144 Вт шығарады, мен ULN2803 чиптерінің біріне бес жолды, екіншісіне төрт жолды қоямын. Бұл бір чипте 0,72 Вт, екінші чипте 0,58 Вт болады. Сондықтан менде бәрі жақсы болуы керек. Әрқайсысында 120 мА болатын ULN2803 барлық 8 желісін пайдалану чипті 1,2 Вт қыздырады, ол ыстық болады, бірақ ол әлі де төзеді.

Қарапайым түсіндірілгендей, RGB SMD жарықдиодты жолағы қуат көзінен 12 В алады. Жарық диодты жолақтан үш түсті светодиодтардың әрқайсысынан ток ULN2803AP ішіндегі өз түйреуішіне, одан әрі GND -ге өтеді. Схема жабылып, жарық диоды жанады. Бірақ ULN2803AP Arduino 5 В сигналдық сигналдарымен қосылады/өшіріледі. Бұл сигналдар Arduino -дан бірнеше миллиамптарды алады.

Шыны заттар мен жарық диодты жолақтар

Менде шәй шамдарына арналған таңғажайып әйнек заттар болды. Мен қайық бөренелерінен пластиналарды кесіп тастадым, олар тұруы үшін және жарық диодты жолақтарды жабыстыратын нәрсе болуы керек. Мен оларды сақиналарға айналдыру үшін жолақтарға бірнеше бүктемелер жасадым, онда жеке жарықдиодты қондырғылар жоғары қарады. Бүктемелерге абай болыңыз, сондықтан сызықтарды кесіп алмаңыз.

2 -қадам: Пайдаланушы нұсқаулары

Құрылғы қарапайым интерфейске ие болады. Ол қуат көзін розеткаға қосу арқылы қосылады және бірінші түс схемасынан басталады, яғни Wildfire. Ол желіден ажырату арқылы өшеді. Түймені басу келесі түс схемасына өтеді. Екі рет басу әр түс схемасының ішкі схемалары арқылы өтеді. Мен келесі түс схемаларын енгіземін:

1. Орман өрті. Тақтар ойыны жасыл жалын бір шыныдан екіншісіне ауысатын көзілдірік сияқты отты шабыттандырды. Бұл әсер әйнекті заттарды бір -біріне тігінен орналастырған кезде керемет көрінеді. Жалынның әр түрлі жылдамдығымен үш түрлі қосалқы жүйе жүзеге асырылады.
2. Жалғыз мүйізді тартқыш. Кемпірқосақ түстерінен кететін көрініс. Өңдеу айналмалы түрде жүреді, әр түс бір шыныдан екіншісіне ауысады. Қосалқы схемалардың түсу жылдамдығы әр түрлі болады.
3. Жыпылықтау. Түстердің екі түрлі жылдамдықта кездейсоқ өзгеруі. Қосымша кестелер әр түрлі бояғыштарға ие болады (тек толық қанық түстер, жартылай қанық түстер, түстер шеңберінің жартысынан ғана түс)
4. Өшу. Кездейсоқ түстердің екі түрлі жылдамдықта біркелкі өзгеруі. Ұқсас ішкі топшалар №3.
5. Тірі түстер. Заттарды бір бөлшектің түсі бойынша ақырын тербелетін жарықпен бояңыз. Қосымша схемалар түстерді қызыл, қызғылт сары, сары, жасыл, көк, индиго немесе күлгін етіп орнатады. Тербеліс таңдалған түстің айналасында 10 градус секторда болады. Шыныдан жасалған үш объектінің түсі бірдей, бірақ әр объектінің тербеліс жиілігі кездейсоқ өзгереді, бұл жиынтыққа жанды түс береді.

6. Шамдар. Светодиодтар табиғи шамға ұқсайды. Үш қосалқы схема:

   1. «мүмкіндігінше тыныш»
   2. «бір жерде ашық терезе»
   3. «Бұл қараңғы және боранды түн болды»

3 -қадам: RGB түстері туралы бірнеше сөз

Бұл бөлімде мен RGB түс кеңістігі туралы өз көзқарасымды талқылаймын. Сіз бұл бөлімді өте жақсы өткізіп жібере аласыз. Мен RGB светодиодтарының түстерін мен сияқты өңдейтінімді түсіндіремін.

Сонымен, RGB светодиодында тек қызыл, жасыл және көк шам бар. Оларды араластыру адам көзі тани алатын барлық түстерді жасайды (дерлік). Әр бөліктің (қызыл, жасыл немесе көк) саны әдетте 0 -ден 255 -ке дейінгі санмен анықталатын цифрлық әлемде болады. Толық қаныққан түске түс компоненттерінің біреуі нөлге тең, ал бір түсті компонентке 255 болуы керек. Біздің сандық әлемде бізде тек қана 1530 түрлі қанық түстер бар.

RGB кеңістігін модельдеудің бір әдісі - текше. Кубтың бір шыңы қара. Бұл шыңнан біз қызыл, көк немесе жасыл жиектермен жүре аламыз. Текшенің кез келген нүктесі - оның қызыл, жасыл және көк координаттарымен анықталатын түс. Қара шыңнан ең алыс шыңға саяхат жасай отырып, біз ақ шыңға келеміз. Қара мен ақтан басқа алты төбеге тоқтала отырып, біз барлық алты төбені шетінен өту арқылы өтетін жол құра аламыз. Әр жиекте 256 нүкте немесе түстер бар. Әр шың екі жиекпен бөлінген, сондықтан нүктелердің жалпы саны 6 * 255 = 1530. Бұл жолмен түс спектрінде толық қаныққан барлық 1530 түстер өтеді. Немесе кемпірқосақ. Шыңдар қызыл, сары, жасыл, көгілдір, көк және күлгін түстерді білдіреді.

Текшенің кез келген басқа нүктесі толық қанықпаған түсті білдіреді.

• Нүкте текше ішінде, яғни қызыл, жасыл және көк координаттары нөлден ерекшеленеді. Қара шыңнан ақ шыңға дейінгі диагональды барлық сұр реңктердің сызығы деп ойлаңыз. Текшенің ішіндегі барлық «толық қанық емес түстер» толық қанықтылықтан «нөлдік қанықтылық» диагоналына қарай жоғалады.
• Немесе нүкте текшенің қара шыңына тиіп тұрған үш жазықтық беттерінің бірінде жатыр. Мұндай түсті толық қаныққан деп санауға болады, бірақ қараңғы. Сіз оны қараңғыландырған сайын түс түсінің қанықтығын жоғалтады.

Барлық қанық түстерді сипаттайтын текше айналасында алты қырлы жолдың орнына біз осы 1530 түстерді шеңберге орналастыра аламыз, онда бізде 255 түрлі түстер бар, олар 60 градустық секторда, мысалы, қызылдан сарыға дейін жасыл түспен өшкенде.. Түстер шеңберіндегі барлық түстерді айналып өту үш түсті контроллерді сырғыту сияқты, біреуі кезекпен, ал қалған екеуі бір -біріне қарама -қарсы орналасқан. Мен түс шеңберін немесе кемпірқосақ спектрін кейбір түс схемаларында қолданатындықтан, мен 1530 шкаласын қолдана отырып, шеңбердегі нүкте ретінде түсті (реңкті) анықтаймын:

1530 шкаласы стандартты 360 шкаласы

============================== қызыл 0 0 сарғыш 128 30 сары 256 60 жасыл 512 120 көгілдір 768 180 көк 1024 240 индиго 1152 270 күлгін 1280 300 қызғылт 1408 330

Бұл 1530 шкаласы кемпірқосақтың түстерін RGB светодиодтарының мәніне айналдыруды жеңілдетеді.

Неліктен әр бөлімде 255 түс бар? Неге 256 емес? Бір сектордың 256 -шы түсі келесі сектордың 1 -ші түсі. Бұл түсті екі рет санауға болмайды.

PWM туралы бірнеше сөз

Кәдімгі жарық диоды берілген кернеуде жарқырап жарықтандыруға арналған. Бұл кернеуді төмендету жарықтылықты төмендетуі мүмкін, бірақ светодиоды тек кернеуді төмендету арқылы өшіруге арналған емес. Кернеудің жартысында ол мүлдем қосылмауы мүмкін. Оның орнына күңгірттеу толық кернеу мен нөлдік кернеуді ауыстыру арқылы жүзеге асады. Ауыстыру неғұрлым тез болса, адам көзінің жыпылықтауы соншалықты аз таниды. Егер жарық диоды уақыттың жартысы қосулы және жартысы үзіліс уақытында болса, адам көзі жарықты толық жарық диодты жарықтың жарты әсерімен жарқ еткендей қабылдайды. Толық әсер ету уақыты мен нөлдік әсер ету уақытының арақатынасын реттеу - жарық диодты күңгірттендіру. Бұл PWM немесе импульстік ен модуляциясы.

Мен осы жобаға сатып алған арзан RGB SMD жарық диодты жолағында PWM -ге қамқорлық жасайтын құрылғы бар. Бұл жобада мен оның орнына Arduino UNO көмегімен PWM құрамын. Әдетте компьютер экранында қолданылатын RGB түс кеңістігі теориялық құрылым болып табылады, онда әр түсті арна 0 -ден 255 -ке дейінгі мәнді елестетеді және арнаның жарықтығы мәнге сызықты түрде сәйкес келеді. Компьютердің графикалық картасы нақты светодиодтар болуы мүмкін кез келген аббревиатураны өтей алады. Осы жобада қолданылатын SMD жарық диодтары PWM мәндерінің сызықты түрде орындалатынына қарамастан, бұл жобаның ауқымына жатпайды. PWM мәні 255 ең жарқын жарық жасайды. Бірақ 128 мәні 255 жарықтығының жартысы ретінде қабылданатын жарықтық болмауы мүмкін. Ал 1925 дәл 255 және 128 ортасында жарықтық ретінде қабылданбауы мүмкін.

4 -қадам: Схемалар

Мұнда мен электрониканың схемасын ұсынамын. Фотосуретте менің байланысым қалай көрінетіні көрсетілген. Мен чиптерді, сымдар мен түймені дәнекерленген тақтаға дәнекерледім. Әзірге компоненттер сымдармен ғана байланысты, бірақ мен оларды жақсы қорапқа қалай қою керектігін және сымдарды жарықдиодты жолақтарға қалай тарту керектігін өзіме қалдырамын. Егер сіз 4 сымды жалпақ кабельді тапсаңыз, оны қолданыңыз, себебі бір жарық диодты жолаққа 4 сым қажет. Менде тек 3 сымды жалпақ кабель болды, сондықтан маған қосымша сым қажет болды, бұл оны біршама ұсқынсыз етіп көрсетті.

5 -қадам: Кодекс

Код Arduino Uno үшін жазылған. Uno -да тек PWM -ге қабілетті 6 түйреуіш бар, бірақ маған олардың 9 -ы қажет. Сондықтан мен Бретт Хагман жазған арнайы PWM кітапханасын қолданамын. Бұл Arduino IDE -ге орнатылуы керек.

wildfire.ino - бұл жобаның негізгі файлы, оған setup () және loop () функциялары, сонымен қатар барлық схемалар үшін кейбір басқа ортақ функциялар кіреді.

wildfire.h - ортақ тақырыптық файл.

Әр түрлі схемалық файлдарды жобада бөлек қойындылар ретінде қоюға болады.

6 -қадам: Әрекетте

7 -қадам: одан әрі дамыту

• Пайдаланушы интерфейсі схемаларды басқаруға арналған веб -бет болып табылатын Android телефонымен сымсыз байланысты қосу үшін бір түймені интерфейсті ESP8266 -мен ауыстырыңыз.
• Қолданылатын жолақта әлі де 70 RGB SMD жарық диодтары қалды. Бұл әрқайсысында 3 бар 24 жолақ. Тағы 24 арнаға жаңа көзқарас қажет. Ол үшін Arduino Mega 2560 және тағы бірнеше ULN2803AP чиптері қажет болады, балама түрде светодиодтар үшін қолданылатын 16 арналы серво тақталары.
• Бастапқы жарық диодты жолақтың қашықтан басқару пульті, сонымен қатар оның қабылдағышы қолданылмайды. Мен ресиверді әлі ашқан жоқпын, бірақ оны қандай да бір жолмен қайта пайдалануға болады. Ардуиноға логиканы ұрлауға және жарық шоуын басқару үшін сандық деректерді Arduino -ға жеткізуге рұқсат беруге болады.