Ойыншық басқаратын шырша жарығы: 12 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Сәлем берушілер!

Рождество мен жаңа жыл келе жатыр. Бұл мерекелік көңіл -күйді, сыйлықтарды және, әрине, жарқын түрлі -түсті шамдармен безендірілген шыршаны білдіреді.

Мен үшін жаппай базарлық шыршаның шамдары тым скучно. Балалардың көңілінен шығу үшін мен шыршаның ерекше безендірілуін жасадым, оны ойыншық басқарады.

Бұл нұсқаулықта мен оны қалай жасауға болатынын айтамын.

1 -қадам: Идея

Ойы - ойыншықты, мысалы, жұмсақ шыршаның астына қойып, оны ақылды ету. Мен ойыншықты кез келген бекітілген заттың түсін оқығанын және ағашты осы түске бояғанын қалаймын. Осылайша, шыршаны әр түрлі түстермен бояу үшін әр түрлі заттарды қолдана алатын балаларға арналған қызықты ойын болады.

2 -қадам: Дайындық. Жарықдиодты жолақ

Біріншіден, мен кәдімгі Рождестволық шамдардың орнын табуға тиіспін.

Жаңа шамдар жарқын, түрлі -түсті болуы керек, ең бастысы оларды бағдарламалау оңай болуы керек.

Рождестволық шамдар үшін мен адрестік бағдарламаланатын сандық RGB ws2812b жарықдиодты жолағын таңдадым. Бұл жарықдиодты жолақтар өте танымал, оларды кез келген жерден табуға болады. Оларды әр түрлі Arduino контроллерлеріне қосу оңай. Мұндай светодиодтар бірнеше ондаған бөліктерден тұратын таспаларда сатылады және 5 12 немесе 24 В тұрақты токтан тұрады. Сіз бірнеше таспаны қатарынан байланыстыра аласыз және көптеген жарықдиодты басқара аласыз.

Мен үйден осындай жолақтардың бірнешеуін таптым. Менің жолақтарымда әрқайсысында 50 светодиоды бар және 5 В тұрақты токпен басқарылады.

2 x WS2812B алдын ала дәнекерленген жарықдиодты модуль жолының түйіндері ~ 18 $

Міне Amazon дүкенінен мүмкін болатын ауыстыру:

• WS2812b 5м 60лд/пиксель/м икемді жеке адрестелетін жарық диодты жолағы
• ALITOVE 16.4ft WS2812B жеке адрестелген жарықдиодты жолақ шамы

Жарықдиодты таспалардың көптеген түрлері бар. Олар светодиодтар саны, жарық диодтар арасындағы қашықтық, топтау, қоректену кернеуі және т.б. бойынша ерекшеленеді.

Менің ойыншығым үшін мен кішкентай шырша дайындадым, сондықтан маған 100LED жеткілікті.

3 -қадам: Дайындық. Ойыншық

Ойыншықты тауып, жарықдиодты жолақ контроллерін қайда қою керектігін шешіңіз.

Бұл қадам ең маңызды, себебі нәтижені балалар бағалайды =).

Маңайдағы ойыншықтар дүкенінен мен жаңа жылдық керемет аюды таптым. Сізде бар ойыншықты жақсартуға болады.

Мен жарық диодты жолақ контроллерін матамен жауып, табанға тігуді шештім. Мен аюдың сыйлық алып жатқанын қалаймын.

Мен күлкілі өрнектері бар екі мата сатып алдым. Бірі субстрат үшін жұмсақ, екіншісі жоғарғы қабат үшін жұқа.

4 -қадам: Дайындық. Электроника

Ойыншықты ақылды ету үшін сізге бірнеше электронды компоненттер қажет.

Мен Amperka дүкеніндегі сынғыш тақталар мен Arduino қалқандарын қолданамын. Мен болсам, олар модульдік құрылымның арқасында өте ыңғайлы. Модульдерді дәнекерлеусіз оңай біріктіруге болады.

Сізге оларды сатып алу қиынға соғуы мүмкін, сондықтан мен ықтимал ауыстыруға сілтемелерді қосамын.

Контроллер

Мен ESP8266 чипіне негізделген ESP-12 әзірлеу тақтасын қолданамын. Бұл тақталар өте кішкентай және жеткілікті функционалдылыққа ие. Шағын кеңістікті қажет ететін шағын жобалар үшін жақсы таңдау, егер сіз WiFi қолданбасаңыз да және Интернетке қосылсаңыз да.

1 x Amperka Wi-Fi ұясы ~ 19 доллар

Мен бұл әзірлеу тақтасын қолданамын, себебі ол сол өндірушінің басқа модульдерімен үйлесімді.

Сонымен қатар, оның шаршы формасы бар! Ол аюға арналған шағын сыйлық қорапқа оңай сыяды.

Мүмкін ауыстыру:

• ESP-12E NODEMCU
• WEMOS D1 MINI

Түс сенсоры

Түсті анықтау үшін Amperka Troyka TCS34725 түс сенсорының сынғыш тақтасын қолданамын. Менің сенсорым контроллер тақтасымен үйлесімді, бірақ оны келесіге ауыстыруға болады:

ИК сүзгісі бар ақ түсті жарықдиодты бар 1 x RGB түс сенсоры - TCS34725 ~ 8 $

Бұл сенсор байланыс үшін I2C интерфейсін қолданады. Дәлірек тану үшін кіріктірілген жарық диодты және түс алу немесе түстерді біріктіру сияқты кең параметрлер бар.

Түйме

Arduino -мен үйлесімді қарапайым түйме. Мен оны сенсор ретінде қолданамын, контроллерге жаңа элементтің түсін оқу керектігін ескертемін.

1 x Amperka Troyka түймелік модулі ~ 1 $

Мүмкін ауыстыру:

• Adafruit батырмалы қуат қосқышының үзілуі
• Электронды құрылыс блоктарының түйме модулі

Айнымалы ток тұрақты кернеу түрлендіргіші

Жарықдиодты жолақ пен контроллерді қуаттандыру үшін мен AC-DC 5V 8A қуат көзін сатып алдым.

1 x 5V 8.0A 40W қуат көзі ~ 16 $

Менің жарық диодты жолағым 5В кернеумен жұмыс істейді. Светодиодтардың үлкен саны үшін 8А ток жеткілікті. Мен сондай -ақ ESP контроллерін осы қуат көзінен қуаттандырамын. Қуат көздерін оқшауланған қоршауларда сатып алуды ұмытпаңыз!

Мүмкін ауыстыру:

• ALITOVE 5V 8A 40W айнымалы токтан тұрақты ток адаптерінің конвертері
• МАҚАНА ЖАҚСЫ түпнұсқа LPV-60-5 5V 8A Meanwell LPV-60 5V 40W

Қосымша:

DC-DC кернеу түрлендіргіші және WS2812b драйвері

Arduino контроллері үшін ws2812b жарық диодты жолағының сигнал сымы контроллер тақтасындағы түйреуіштерге тікелей қосылуы мүмкін. ESP8266 даму тақтасының түйреуіштерінің көпшілігі 5V логикасымен үйлесімді емес. Жарықдиодты жолақты осындай контроллерлерге тікелей қосу енді жақсы. Бұл мәселені шешу үшін мен осы модульді қолданамын.

1 x Amperka Troyka ws2812 светодиодты драйвер ~ 9 $

Мен бұл модульді қолданамын, себебі ол менің контроллеріме оңай қосылады. Сондай-ақ, модульде 5 вольтты логикалық буфер мен 5 немесе 3,3 В тұрақты кернеу түрлендіргіші бар. Осылайша ESP контроллерін 12 немесе 24 В жарықдиодты жолақпен бірге бір сыммен қоректендіруге болады.

5 -қадам: жинау. Электроника

Электрондық компоненттерді жинау. Қосылған диаграммада көрсетілгендей мен өз компоненттерімді қостым.

Схема компоненттерге байланысты әр түрлі болуы мүмкін, бірақ мағынасы өзгеріссіз қалады.

• Түймені контроллерге қосыңыз. Мен оны A2 Esp8266 істігіне қостым. Егер сіз модульді пайдаланбайтын болсаңыз, резистор арқылы жалпы сәттік түймені қосуға болады.
• Түс сенсорын контроллерге қосыңыз. TCS34725 түс сенсорының ажыратқыш тақталары I2C шинасы арқылы байланысады. Сенсор мен контроллер арасындағы SDA және SCL түйреуіштерін жалғаңыз. Егер сенсорлық тақтада кіріктірілген жарықдиодты басқару үшін светодиоды бар болса, оны қосыңыз. Мен светодиодты түйреуішті A0 Esp8266 түйреуішімен байланыстырдым.
• Жарық диодты жолақтың бір ұшын контроллерге қосыңыз. ws2812b жарықдиодты жолақ контроллерге DI штыры арқылы қосылады. Ws2812b жарықдиодты жолақтардың логикалық кернеуі 5В. Егер сіз Arduino тәрізді тақталарды қолдансаңыз, DI түйреуішін тікелей контроллердің түйреуішіне қосуға болады. Esp8266 тақталарының көпшілігінің логикалық деңгейінің кернеуі 3,3В құрайды, сондықтан логикалық деңгей түрлендіргішін немесе жарық диодты жолақ драйверін қолданыңыз. Мен DI Strip сымын жүргізуші тақтасына және драйвер тақтасын A5 Esp8266 істігіне жалғадым.
• Жарық диодты жолақтың басқа ұшын қуат көзіне бекітіңіз. DO түйреуіші бар. Қажет болса, ашаны қуат көзіне дәнекерлеңіз. Сымдарды оқшаулауды ұмытпаңыз.

Менің ws2812b жарық диодты жолағы 5В кернеумен жұмыс істейді. Мен жолақты да, контроллерді де бір айнымалы токтың 5В тұрақты ток көзінен қуаттадым. Егер сіздің жарықдиодты жолағыңыз 12 немесе 24В жұмыс жасаса, барлық электрониканы бір қуат көзінен қуаттандыру үшін төмендететін кернеу түрлендіргішін пайдаланыңыз.

6 -қадам: XOD

Контроллерді бағдарламалайық.

Алдыңғы жобалардағыдай, мен контроллердің микробағдарламасы үшін XOD визуалды бағдарламалау ортасын қолданамын.

Мен сізге бағдарлама жасау үшін қажет бірнеше кітапхананы жарияладым. Сондықтан оларды XOD жұмыс кеңістігіне қосуды ұмытпаңыз.

• gabbapeople/christmas -tree - Кітапханада ws2811 Neopixel драйвері мен tcs34725 түс сенсорына арналған орауыш бар.
• gabbapeople/color - XOD -да түспен жұмыс жасайтын кітапхана.

Әрі қарай, мен бұл құрылғыны XOD -та қалай бағдарламалау керектігін сипаттаймын.

7 -қадам: бағдарламалау

Мұнда сізге қажет түйіндер:

Tsc-түсті сенсорлық түйін.

Бұл патчқа орнатылатын бірінші түйін. Ол сенсордан түс мәнін өлшеу үшін қолданылады. Түйін деректер алмасу үшін I2C интерфейсін қолданады.

Түс сенсоры RGB шкаласында беттің түсін анықтайды. Түс - жарық көзі, объект және бақылаушының өзара әрекеттесуінің нәтижесі. Жарық шағылған жағдайда, заттың үстіне түсетін жарық беттің сипаттамаларына байланысты шағылады немесе жұтылады. Түс сенсорларының көпшілігінде ақ жарық шығарғыш және түсті сүзгісі бар үш жарық қарқындылығы датчигі бар.

• Жарықдиодты және LUM кіріс түйреуіштері сенсордың ажырату тақтасындағы кіріктірілген жарықдиодты жарықтандыруға арналған. Бұл кіріктірілген жарықдиодты-бұл сенсордың жарық сәулесі. Менің схемаға сәйкес, мен A0 мәнін жарықдиодты істікке қойып, 1 жарықтылық мәнін LUM түйреуішіне қойдым.
• IT түйіні интеграция уақытының мәнін орнатады. Бұл фактор түстерді біріктіру үшін бірнеше циклдарды сипаттайды. АТ мүмкін болатын мәндері - 1, 10, 20, 42, 64, 256.
• GAIN пин мәні - күшейту коэффициенті. Бұл коэффициент түсті жақсартады. Түстің мәнін 4, 16 немесе 60 есе арттыруға болады. Түсті жақсартуға болмайды. Содан кейін GAIN түйреуішіндегі мән 1 -ге тең болуы керек. Мен ең дәл нәтижені 20 IT мәні мен 60 GAIN мәні арқылы алдым.
• INIT түйрегіші сенсордың инициализациясын іске қосады және реттелетін факторларды орнатады. Мен INIT пин мәнін жүктеу кезінде өзгертемін.
• UPD түйрегіші сенсордың жаңа оқылуын іске қосады. Бұл мән Үздіксіз болсын.

Tcs-color-node түс мәнін түс реттелетін түрінде шығарады.

Ws2811 түйіні

Бұл түйін жарықдиодты жолақты немесе матрицаны орнату үшін қолданылады.

• DI пині жарық диодты жолақ немесе матрица қосылған тақтаның порт нөміріне арналған. Менің схемаға сәйкес, мен оған A5 мәнін қойдым.
• SIZE түйреуішіне қолданылатын жарықдиодты санын қойыңыз. Менде бір -бірімен жалғанған 50 диодтың 2 жолағы бар, сондықтан мен SIZE мәнін 100 -ге қойдым.
• B түйрегіші барлық жарық диодтардың жалпы жарықтығын 0 -ден 100 -ге дейінгі аралықта орнатады. Мен жарықтығын 80 -ге қойдым.

Бұл түйін сіздің жарықдиодты жолағыңызды немесе матрицаңызды инициализациялайды және одан әрі операциялар үшін ws2811 реттелетін түрін құрады.

Барлық түсті түйін

Ws2811 түйіні орнатылған кезде, сіз әр түрлі функционалды түйіндерді қолданып жарық диодты жолақты басқара аласыз.

• барлық түсті. Түйін жолақтың немесе матрицаның барлық жарықдиодтарын таңдалған түске бояйды.
• түсті пиксель. Түйін түсі жолақта арнайы жарықдиодты таңдалған түсте көрсетеді. Пиксель нөмірін PN түйреуішіне қойыңыз.
• түс-n-пиксель. Түйін таңдалған түсте N жарықдиодты тобын бояйды. STRT түйреуішінің көмегімен топтың бастапқы жарық диодты нөмірін көрсетіңіз. STEP түйреуішіндегі топтың реттілігін көрсетіңіз. Мысалы, 30 санынан басталатын және 70 санымен аяқталатын әрбір екінші жарықдиодты бояу үшін келесі мәндерді қойыңыз: STRT = 30; N = 40 (70 - 30); ҚАДАМ = 2.

Бұл жобада мен барлық светодиодтарды бір уақытта басқарамын және барлық түсті түйінді қолданамын.

Мен барлық түсті түйіннің бірінші кіріс түйінін ws2811 түйінінің шығыс түйреуішімен байланыстырамын. Содан кейін мен түс мәнін сенсордың шығыс түйреуішіне қабылдайтын кіріс CLR түйреуішін байланыстырамын.

Түсті түйіннің SET түйреуішіндегі импульс жаңа түс жиынын іске қосады.

Түйме түйіні

Мен түймені контроллерге түс сенсорының алдындағы жаңа объект туралы хабарлау үшін қолданамын. Бұл үшін мен түйме түйінін патчқа орналастырамын және оның шығыс PRS түйреуін барлық түсті түйіннің SET түйреуішімен байланыстырамын. Осылайша, түймені басу түс өзгерту үшін импульстік сигнал шығарады.

Мен түймені A2 Esp8266 түйреуішіне тіркедім, сондықтан мен A2 мәнін ПОРТ түйреуішіне қойдым.

Тазарту түйіні

Түс сенсоры түс мәндерін үлкен диапазонда шығара алады. Бірақ жарық диодты жолақ реңктерді көрсете алмайды. Бұл мәселені шешу үшін мен тек таза түстерді қолданамын. Олар ерікті реңкке ие, бірақ олардың қанықтылығы әрқашан максималды болады. Түс мәнін тазарту үшін мен тазарту түйінін tsc-color-sensor мен color-all түйіндерінің арасына орналастырамын.

Патч дайын. Сіз Deploy түймесін басып, тақта түрін таңдап, оны құрылғыға жүктей аласыз.

8 -қадам: жинау. Рамка

Мен жұмсақ корпусты құруды бастай аламын, бұл құрылғының жұмыс істейтініне көз жеткізіңіз.

Жақтау ретінде мен қалың картонға қораптың үлгісін басып шығардым.

Содан кейін қораптың бүйірлерін бүктеп, түс сенсоры үшін төртбұрышты тесік жасады.

Ескерту:

Мен бұл жағдайды, мүмкін, сіздікінен өзгеше болатын электронды компоненттерім үшін жасадым. Корпус әмбебап емес, сонымен қатар сізде мүлде басқа ойыншық болуы мүмкін. Сондықтан қиялды қолданыңыз!

9 -қадам: жинау. Мата

Мен бір -біріне екі түрлі мата жаптым.

Жұмсақ қалың мата көлемге арналған, ал жұқа сыртқы келбетке арналған. Екі матадан да сенсорға тесік жасадым.

Мен матаға картоннан жасалған жақтауды кәдімгі жабысқақ таспамен бекіттім. Дәл осылай тесіктің шеттерін бекітіп қойдым.

Содан кейін мен қосымша мата кесектерін кесіп алдым және тесіктің контурын ішкі жағынан қолмен тігіп қойдым.

Айта кету керек, мен ең жақсы тігінші емеспін, сондықтан оның сапасына баға бермеңіз. =)

10 -қадам: жинау. Жұмсақ корпус

Мен матаны созып, сол жабысқақ таспамен бекіттім. Таспа корпустың ішінде қалады және көрінбейді.

Содан кейін мен құрылғыны жақтауға қойдым және оны контурдың айналасына толығымен тігіп қойдым, сымдар өтетін бір бұрышты қоспағанда.

11 -қадам: жинау. Ойыншық пен құрылғы

Мен өз қондырғымды ойыншық аюдың табанына тіктім.

Мен оның қолында Рождестволық сыйлық бар сияқты көрінгісі келді.

12 -қадам: Нәтиже

Құрылғы ойыншыққа бағдарламаланғаннан және бекітілгеннен кейін, жарық диодты жолақты жалғап, ойыншықты ағаштың астына қоюға болады!

Тедди аюларының сыйлығына түрлі -түсті заттарды бекітіңіз, сонда ағаш сол түске боялады!

Жазылыңыз Егер сізге бұл шағын жоба ұнаса! =)

Әр түрлі күлкілі нұсқаулар болады.