Uhuishaji wa Nuru ya Uhuishaji na Mwanga wa Usiku: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Kuwa na mvuto unaopakana na kutazama na nuru niliamua kuunda uteuzi wa PCB ndogo za msimu ambazo zinaweza kutumiwa kuunda maonyesho ya taa ya RGB ya saizi yoyote. Baada ya kutengeneza PCB ya kawaida nilijikwaa na wazo la kuzipanga kuwa hexagon kuunda onyesho la 3D ambalo lingeweza kutumiwa kuunda chochote kutoka kwa taa nyepesi ya chumba cha kulala hadi taa ya mhemko ambayo haitakuwa mahali pa kukaa kwenye meza katika mgahawa wa kiwango cha juu.

Kwa kweli maumbo mengine pia yanaweza kuundwa kwa kutumia wakuu wale wale.

Hapa kuna michoro kadhaa zinazoendelea kwenye taa.

• Moto
• Mvua
• Nyoka (Retro)
• Mchezo wa Maisha
• Kufutwa kwa Mawimbi
• Taa ya taa
• Sampuli zinazozunguka (Duka la kinyozi)

Mwanga umeundwa kwa saizi mbili - Ndogo (LEDs 96) na Kubwa (LED za 384) lakini hii inaweza kuongezeka kama inavyotakiwa.

Vifaa

LED za WS2812B - AliExpress

PCBs - ALLPCB

3mm Nyeusi Laser Kata Plastiki - Wasambazaji wa Karatasi ya Plastiki

Filamu Nyeupe ya Uchapishaji wa 3D - Amazon

Vipengele vya Elektroniki - Farnell / Newark

Bolts za M3 na Spacers zilizopigwa - Amazon

Chuma cha kulehemu

Tanuri ya kibaniko - Mkutano wa sehemu ya mlima

Hatua ya 1: PCB za Jopo

Kuanzia safari nilitaka anuwai ya PCB ndogo ambazo zinaweza kushikilia saizi kadhaa za LED na kuunganishwa pamoja kwa njia rahisi sana bila hitaji la waya za ziada au viunganishi. Nilikuja na muundo rahisi sana ambao uliruhusu taa za WS2812B kufungwa pamoja na kisha kupitisha mnyororo kwa PCB inayofuata.

Niliunda PCB tatu na vipimo vifuatavyo vya pikseli.

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

Kwa mradi huu ni bodi 4x4 na 8x8 tu ndizo zinazotumika kuunda taa.

LED zinapangwa katika gridi ya 9mm katika vipimo vyote vya X na Y ambavyo vimeunganishwa vizuri lakini hutoa nafasi ya kutosha kufanya kazi wakati wa kuzingatia viunganishi vya pembeni ya PCB. PCB zinaundwa ili ikiunganishwa pamoja gridi ya 9mm ya LED inahifadhiwa. PCB zimeunganishwa tu kwa njia ya solder inayotiririka kutoka bodi moja hadi nyingine.

Kila LED ina 100nF yake mwenyewe capacitor kwa utengamano wa umeme na kusaidia kusambaza sasa kwa LED kwa mahitaji.

Imeonyeshwa ni muundo wa bodi ya pikseli 4x4 kamili na shaba ya juu na tabaka za chini za shaba kuonyesha mpangilio wa LED na mpangilio wa kiunganishi cha makali. Alama ziliongezwa kwenye skrini ya hariri kuifanya iwe wazi mwelekeo wa uhamishaji wa data kati ya viunganishi.

Bodi pia zina mashimo ya kuweka M3 kwenye lami ya 18mm na 18mm ili kurahisisha upandaji na kuimarisha unganisho la baina ya bodi.

Kuongeza laser kukata 3mm milky karatasi nyeupe ya akriliki kama inavyoonyeshwa hutoa athari nzuri kwa LED.

Bodi hizo zilitengenezwa kwa kutumia upakaji wa solder kwenye pedi za chini za uso wa shaba kwa kutumia stencil. Kisha nikaweka vifaa kwenye bodi kuangalia uelekeo sahihi kabla ya kuoka kwenye oveni yangu ya toaster ili kutiririsha solder. Nimefunika aina hii ya utengenezaji wa PCB wa bei ya chini katika kadhaa ya Maagizo yangu mengine hujenga.

Onyo - USITUMIE oveni yoyote ambayo hutumiwa kwa chakula kupika PCB kwani hii inaweza kusababisha chakula kilichochafuliwa. Nilipata oveni yangu ya toaster ya PCB kwa £ 10 ($ 15) kwenye eBay.

Hatua ya 2: Kudhibiti PCB

Pamoja na LEDs zilizofanywa basi nilitaka uwezo wa kudhibiti LED kutoka kwa mdhibiti mdogo. Nilianza kutumia nano ya Arduino na hii ilifanya kazi nzuri lakini nilitaka kuongeza utendaji zaidi kwa nuru na hii ikawa ngumu zaidi na zaidi kuingia kwenye bodi ya Arduino. Kwa hivyo niliamua kuunda PCB nyingine ya kawaida ili kuendesha taa.

Hapa kuna huduma ambazo nimeongeza kwenye bodi yangu ya mtawala.

• Mdhibiti mdogo wa kasi na ROM zaidi na RAM.
• Kiwango cha mantiki FET kuniruhusu kuwasha na kuzima taa za ulimwengu - zinafaa wakati wa kuongeza nguvu na kwa nguvu ndogo.
• Kasi bafa ya kubadilisha ishara ya 3V3 kutoka kwa microcontroller hadi 5V kuendesha LEDs.
• Badilisha ili kumruhusu mtumiaji kudhibiti taa.
• Picha Transistor - kupima mwangaza wa taa za LED ili kukidhi viwango vya taa iliyoko.
• Ufuatiliaji wa usambazaji wa umeme - kuhakikisha hatukujaribu na kuvuta zaidi ya sasa basi usambazaji wa umeme unaweza kutoa.
• Kiunganishi cha Bluetooth - HC05 / HC06.
• Kiunganishi cha WIFI - ESP8266.
• Kiunganishi cha I2C.
• Kontakt ya Upanuzi wa Baadaye.

Mpangilio wa bodi unaonyeshwa pamoja na tabaka za shaba za juu na chini. Hati ya BillOfMaterials iliyoambatanishwa inaorodhesha vifaa ambavyo nilitengeneza kwa PCB ya kudhibiti.

Sensor nyepesi ni muhimu kwa muundo kwani mwangaza wa LED za WS2812B zinaweza kupata haraka sana kutazama na hata kuumiza kwa mwangaza kamili. Kuwa na sensa ya mwanga inaruhusu mwangaza wa LED kwa kiwango cha auto ikimaanisha kuwa onyesho ni la kupendeza kutazama kila wakati. Wazi katika chumba chenye mwanga mkali wa jua na bado ni sawa kutazama kama taa ya usiku kwenye chumba chenye giza.

Tena kujenga bodi ya kuweka ya solder ilitumika kwa kutumia stencil, vifaa vilivyowekwa kwa mkono na kibano na kisha kuoka katika oveni yangu ya kuaminika ya toaster.

PCB inaendeshwa kupitia usambazaji wa 5V DC, hii inaweza kutoka moja kwa moja kutoka kwa aina kuu ya PSU au kupitia tundu la chaja ya USB ya 2A.

Pia imeonyeshwa ni jaribio langu la mapema la kutumia Arduino.

Hatua ya 3: Mifupa iliyochapishwa ya 3D

Nilifanya toy ya mwanzoni kwa kutumia karatasi za plastiki zilizokatwa na laser kama diffusers lakini hii iliacha pengo mbaya kati ya kila paneli. Niliishia kuchapisha 3D utaftaji unaozunguka kwani hii iliniruhusu kuunda kifuniko kizuri kisicho na mshono kwa PCB za LED sita. Pia iliniruhusu kupungua sana unene wa kifaa kinachotoa onyesho kali zaidi kwa jumla.

Ndani ya PCB za LED sita zinafanyika pamoja kwa kutumia mifupa iliyochapishwa ya 3D. Mifupa haya huenda kwenye mashimo anuwai ya M3 kwenye PCB zinazoonyesha zinazowashikilia kwa muundo mzuri wa hexagonal.

Mifupa iliyochapishwa ya 3D pia ina mashimo ili kuruhusu PCB kudhibiti iwekwe karibu na jopo la juu la kukata laser inayowezesha swichi ipatikane na kwa sensorer ya taa kupata usomaji mzuri wa kiwango cha taa kilichoko.

Kwa bodi zikiwa katika nafasi kati ya mifupa na utawanyaji basi ninaweza kuziunganisha bodi hizo kwa urahisi kwa kutiririka kati ya pedi za unganisho la PCB. Ninaanza kwa kuongeza solder kwenye pedi ya mbali zaidi na kisha nizungushe taa kwenye kingo zake ili kuruhusu mvuto kusaidia na kitendo cha kutiririsha solder kwenye pedi inayoambatana. Rudia viunganisho vitatu na kisha nenda kwenye ubao unaofuata ili uunganishe bodi. Kwenye unganisho la sita kati ya PCB ninaunganisha tu umeme na reli za ardhini na kuacha unganisho la data likiwa halijaunganishwa. Hii hutoa njia mbili za mviringo za sasa kwa kila bodi kukusanya nguvu zao sawa na jinsi pete kuu inavyofanya kazi kwa wiring ya ndani ya nyumba yako.

Pia kutumia printa ya 3D ni spacers kadhaa kuruhusu juu na chini paneli za kukata laser zifanyike vizuri.

Faili za printa za 3D zilibuniwa kwa kutumia Sketchup na chanzo kimeambatanishwa.

Hatua ya 4: Kata laser Juu na chini

Sehemu za kukata laser ni maumbo rahisi sana ya hexagon na mashimo mahali pazuri kwa bolts zinazopanda.

Jopo la juu lina shimo ndogo kwa sensorer ya taa na shimo lingine kubwa kwa swichi ya kushinikiza. Wakati paneli ya chini ina shimo kwa kebo ya umeme ya USB na vile vile mashimo mawili madogo ili kuruhusu bendi ya tie itumike kutoa unafuu wa shida kwa kebo hiyo.

Michoro ya sehemu hizi zimejumuishwa kwenye faili ya Sketchup katika hatua ya awali.

Hatua ya 5: Firmware

Nilichukua kifaa cha PIC24FJ256GA702 kama microcontroller yangu kuu kwani inaendesha haraka sana hadi 32MHz ikitumia oscillator yake ya ndani na ina tani za kumbukumbu ya programu na RAM ya kuunda michoro nzuri.

Kuunda firmware nilitumia Flowcode kwani iliniruhusu kuiga na kutengeneza nambari nilipokwenda ambayo ilisaidia kutoa nambari nzuri inayofanya kazi kwa kasi kubwa. Flowcode inapatikana kwa bure kufunguliwa kabisa kwa siku 30 na baada ya hapo unaweza kuchagua kununua au kujisajili kwenye jaribio tena. Pia ina jamii nzuri mkondoni ambayo iko tayari kuingia na kusaidia ikiwa nitapiga kuta zozote njiani. Ukisema programu hii yote inaweza kufanywa kwa kutumia Arduino IDE au sawa, ungefungia tu uwezo wa kuiga.

Nilitumia PICkit 3 kupanga PIC kwenye bodi yangu ya kudhibiti PCB. Hii inaweza kuunganishwa katika Flowcode kwa hivyo inakusanya na mipango kupitia PICkit kwa kubonyeza panya moja, sawa na kitufe cha kupakua huko Arduino.

Mdhibiti mdogo niliyemchagua hakuwa na bodi ya EEPROM ambayo mwanzoni ilikuwa shida kwani nilitaka kuokoa hali ya uhuishaji iliyochaguliwa sasa. Walakini ilikuwa na kumbukumbu ya mtumiaji inayoweza kupangwa na kwa hivyo niliweza kufikia utendaji huu kwa njia ya kuzunguka.

Programu ya Flowcode niliyounda imeambatishwa. Dirisha la mali hukuruhusu kuchagua saizi ya bodi ya maonyesho iliyotumiwa. i.e. 4x4 au 8x8 na hii inaweka mzigo wa vigezo kama vile idadi ya LED nk ambayo huendesha michoro kadhaa ili programu moja itumike kwa saizi zote mbili.

Kiolesura cha mtumiaji cha taa ni rahisi sana. Bonyeza swichi kwa sekunde chini ya tatu na taa inahamia kwa hali inayofuata. Kabla ya kila hali kuanza faharisi ya hali imeonyeshwa kwenye kila paneli ya LED. Bonyeza swichi kwa zaidi ya sekunde tatu na taa inazima. Bonyeza zaidi ya swichi italeta taa nyuma na kurudi kwenye hali iliyochaguliwa hapo awali. Upotevu wa nguvu kwa nuru utasababisha mwangaza kuanza tena utendaji wa sasa wakati umeme umerejeshwa, pamoja na hali ya kuwasha / kuzima.

Hapa kuna njia anuwai za uhuishaji ambazo taa inaweza kufanya kwa sasa na firmware ya sasa.

1. Rangi ya kupaka rangi - Rangi zilizochanganywa kwenye pete
2. Mchezo wa maisha - Masimulizi ya fomu ya Maisha
3. Mwelekeo wa kuzunguka - Mifano ya michoro ya rangi ya 2, 3 au 4
4. Jenereta ya Wimbi - Mawimbi ya sine yenye rangi
5. Rangi zisizohamishika - Paneli sita za kibinafsi za rangi inayozunguka
6. Kivuli - rangi ya jopo la Uhuishaji Yote / Mtu binafsi
7. Taa ya taa - Jopo moja linalozunguka
8. Pete - pete zenye usawa za Uhuishaji
9. Moto - Uhuishaji wa moto athari
10. Mvua - Athari ya mvua yenye uhuishaji
11. Fireworks - Uhuishaji athari za fataki
12. Kuhama - Athari ya kusogeza kwa michoro
13. Nyoka - vita vya nyoka vya retro vya Uhuishaji
14. Nyoka - Nyoka zinazozunguka zilizohuishwa
15. Random - Njia 1 hadi 14 na mabadiliko ya polepole (takriban sekunde 60)
16. Random - Njia 1 hadi 14 na mabadiliko ya haraka (takriban sekunde 30)

Kila hali ina kipengee kimoja au zaidi cha bahati nasibu pamoja na kasi ya uhuishaji na vigezo vingine. Njia zingine pia zina vitu vya bahati nasibu ambavyo vinaweza kuteleza au kutofautiana kwa muda kuruhusu uhuishaji wenye nguvu zaidi. Kwa mfano moto una kiwango cha mafuta ambayo yameongezwa kwenye kila mzunguko kiasi hiki kimeweka mipaka ya juu na chini. Baada ya muda mipaka hii inaweza kuongezeka au kupungua kuruhusu ukali wa moto kujaza onyesho au kuzama kwa saizi chache za chini.

Hatua ya 6: Uunganisho

Bodi ya kudhibiti imeunganishwa na usambazaji wa umeme kwa kutumia kebo ya USB A au kebo ya tundu DC, zote ambazo zinaweza kununuliwa kwa bei ya chini sana kwenye wavuti kama eBay.

Bodi ya kudhibiti imeunganishwa na tundu lisilounganishwa IN la bodi ya onyesho kwa kutumia kontakt inayoweza kufikiwa ya pembeni na kebo ya kawaida ya njia 3 ya njia ya servo.

Sahani za juu na za chini zilizokatwa za laser hushikiliwa kwa nafasi kwa kutumia boliti za kichwa cha M3 na spacers za M3.

Kuboresha baadaye

Kuwa na chaguo la kuongeza Bluetooth na WIFI kwenye bodi yangu ya kudhibiti inaruhusu uboreshaji wa siku zijazo kama sasisho za uhuishaji na ujumuishaji mzuri na vitu kama Amazon Alexa kupitia huduma za mkondoni kama ITTT. Hili ni jambo ambalo sasa ninachunguza.

Itakuwa nzuri kuweza kuweka rangi ya taa, hali ya uhuishaji au hata kuonyesha ujumbe wa maandishi kwa kuzungumza tu na msaidizi wako mahiri.

Asante kwa kuangalia muundo wangu na natumahi nimekuhimiza kufuata nyayo zangu au kuunda kitu kama hicho.

Mkimbiaji katika Mashindano ya Fanya Uangaze