Moto wa porini: Hatua 7

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Mradi huu uliongozwa na moto wa ajabu wa mwitu katika Mchezo wa Viti vya enzi, kioevu kijani kibichi, ambacho, kilipowashwa, kililipuka kwa moto wa kijani kibichi. Mradi unazingatia utumiaji wa vipande vya RGB SMD5050 vya LED kwa athari za rangi zilizobinafsishwa. Vitu vitatu vya glasi vina vifaa vya ukanda wa LED sita za RGB kila mmoja. Arduino Uno huunda moto kama muundo wa taa za taa. LED za RGB zinahitajika kuunda muundo wa rangi ya gradient kutoka kijani kibichi kupitia kijani kibichi hadi nyeupe kabisa. LED rahisi ya kijani haitoshi, inahitaji vifaa vyekundu na bluu ili kuunda nyeupe nyeupe. Kama bonasi, vifaa hivi vinaweza kutoa rangi nyingine yoyote. Vitu vya glasi vinahitajika kutoa taa na kuficha chanzo halisi cha nuru, kwa mfano, vipande vidogo vya RGB SMD5050 vya LED.

Wazo linaweza kupanuliwa kwa vitu vingi unavyotaka na rangi yoyote ya nguvu inayotaka. Hii inaelezea jinsi nilivyotekeleza usanidi na vitu vitatu vya glasi na miradi ya rangi ifuatayo. Mpango wa moto wa mwitu unaonekana kwenye video ya utangulizi. Miradi mingine yote inaonekana kwenye video katika ukurasa wa Hatua ya 6 ya hii inayoweza kufundishwa.

• Moto wa porini. Mchezo wa viti vya enzi uliongoza moto kama tamasha.
• Mvuto wa nyati. Tamasha, ambalo hufifia kupitia rangi za upinde wa mvua.
• Kupepesa. Mabadiliko ya rangi kwa kasi mbili tofauti.
• Fifia. Mabadiliko laini ya rangi ya nasibu kwa kasi mbili tofauti.
• Rangi hai. Rangi vitu vyako na taa laini ikizunguka karibu na rangi moja ya rangi.
• Mishumaa. Je! LED zako zinaiga mwali wa asili wa mshumaa.

Usanidi

Katika usanidi wa msingi unaendelea kupitia miradi sita ya rangi kwa kubofya kitufe kimoja. Bonyeza mara mbili itaendelea ndani ya mpango mmoja wa rangi kutoka mpangilio mmoja hadi mwingine, ikiwa inafaa. Mipangilio ya rangi inaweza kuongezwa kwa kuhariri programu ya Arduino.

Katika toleo la baadaye, kitufe kinabadilishwa na bodi ya ESP8266, ambayo itaunganisha ukurasa wa wavuti, ambao utadhibiti skimu za rangi. Ukurasa wa wavuti kwa upande wake unaweza kudhibitiwa na kivinjari cha kifaa cha rununu. Hii inatoa anuwai zaidi katika kurekebisha vitu:

• weka kasi na mwelekeo wa mabadiliko
• weka rangi ya mishumaa inayoangaza
• weka mwangaza na kueneza kwa rangi

Mafundisho haya yanazingatia usanidi wa kimsingi, ambao unajumuisha tu kitufe cha kushinikiza kama kiolesura cha mtumiaji.

Hatua ya 1: Unachohitaji

• Ukanda wa RGB wa bei rahisi, ambao unaweza kukata vipande vifupi
• Kitengo cha nguvu, ikiwezekana 12 V 1.5 Kitu ambacho kilikuja na ukanda wa RGB LED
• UNU wa Arduino au sawa
• ULN2803AP IC mbili: s
• Kitufe rahisi cha waandishi wa habari
• Bodi ya mkate ya Perma-Proto
• Waya
• Sanduku la vifaa vya elektroniki
• Vitu vingine vya glasi vitakawashwa na vipande vya RGB LED
• Zana (waya wa waya, chuma cha kutengeneza, solder…)

Ukanda ulioongozwa

Nilinunua ukanda wa bei rahisi ulioongozwa, ambao una LEDs 90 za RGB SMD. Sehemu ndogo huendesha viongozo, ikibadilisha rangi yao. Kitengo kinadhibitiwa kijijini na ukanda unaweza kubadilisha rangi kwa njia anuwai. Lakini ukanda wote una rangi sawa. Jambo la kufurahisha ni kwamba unaweza kukata ukanda kwa vipande vidogo vyenye vidonda vya rgb tatu tu katika kila ukanda. Kila ukanda, bila kujali ni muda gani, inapaswa kuwezeshwa na 12 V. Kila sehemu ya viwambo vitatu vya rgb ina seti yake ya vizuia kutunza kushuka kwa voltage kwa leds. Lazima utoe tu V 12 na amperes ya kutosha, vizuri, milliamperes. Kwa mradi huu, ninatumia vipande vitatu vya ukanda ulioongozwa, ambayo vitengo 6 kwa kila moja, na 12 V 1.0 Kitengo cha nguvu. Kitengo cha kudhibiti na kidhibiti cha mbali hazihitajiki.

ULN2803AP

Uongozi mmoja unahitaji sasa kidogo tu. Kawaida unaweza kuwasha iliyoongozwa moja kwa moja kutoka kwa pini ya data ya Arduino, maadamu una kontena ambalo linaangusha pini ya data 5 V hadi 3 V kwa iliyoongozwa. Lakini RGB SMD5050 moja ya LED ina vichwa vitatu, nyekundu, gren na bluu moja. Na kwa mradi huu, ninatumia vipande vya 6 RGB SMD5050 LEDs. Pini moja ya data ya Arduino Uno inadhibiti 6 LEDs. Ni hiyo tu ambayo ingeweza kushona pini ya data, ikiwa nguvu ya kuwasha leds ingekuja kutoka kwa pini ya data. Lakini kutakuwa na kwa washirika pini za data kama hizo na hakika hiyo itakuwa ya sasa sana kwa Arduino. Ndiyo sababu ULN2803AP inaingia. ULN2803AP ni chip iliyojumuishwa na transistors 8 za darlington. Ninahitaji 9, kwa hivyo ninatumia tu chips mbili za ULN2803AP. Hiyo inaniacha na transistors 7 za vipuri, ikiwa ninataka kupanua mradi kusema vitu vitano.

Moja moja iliyoongozwa ndani ya RGB SMD5050 LED huchota 20 mA. Sita kati yao ingemaanisha 120 mA. Pini moja (transistor moja ya darlington) katika ULN2803 inaweza kuzama 500 mA. Lakini chip nzima inaweza kushughulikia max 1.44 W ya joto iliyozalishwa na sasa. 120 mA inazalisha 0.144 W. Ninaweka mistari mitano kwenye moja ya vidonge vya ULN2803 na laini nne kwa nyingine. Hiyo itakuwa 0.72 W kwenye chip moja na 0.58 W kwenye chip nyingine. Kwa hivyo napaswa kuwa sawa. Kutumia mistari yote 8 ya ULN2803 na 120 mA kwa kila moja ingeweza kupasha joto chip na 1.2 W. Ingekuwa moto, lakini bado ingeivumilia.

Imeelezewa tu, ukanda wa RGB SMD LED unapata 12 V kutoka chanzo cha nguvu. Kutoka kwa ukanda wa LED, sasa kutoka kwa kila moja ya rangi tatu za LED huenda kwenye pini yake mwenyewe kwenye ULN2803AP na zaidi kwa GND. Mzunguko umefungwa na taa za LED zinawaka. Lakini ULN2803AP imewashwa / kuzimwa na ishara za data za 5 V kutoka Arduino. Ishara hizi zitatoa mililita chache tu kutoka Arduino.

Vioo vya glasi na vipande vya LED

Nilikuwa na vitu vya ajabu vya glasi, ambavyo vimekusudiwa taa za chai. Nilikata sahani kutoka kwa magogo ya birch ili wasimame na kuwa na kitu cha kushikamana na vipande vya LED. Nilitengeneza folda kadhaa kwenye vipande ili kuzifanya kuwa pete, ambapo vitengo vya LED binafsi vilikabiliwa juu. Kuwa mwangalifu na folda, ili usikate mistari.

Hatua ya 2: Maagizo ya Mtumiaji

Kifaa kitakuwa na kiolesura rahisi cha mtumiaji. Inawashwa kwa kuziba chanzo cha nguvu kwenye tundu la ukuta na kuanza na mpango wa kwanza wa rangi, ambao ni Moto wa porini. Inazima kwa kufungua. Bonyeza kitufe itaendelea kwa mpango unaofuata wa rangi. Bonyeza mara mbili itaendelea kupitia mipango ndogo ya kila mpango wa rangi. Nitatekeleza miradi ifuatayo ya rangi:

1. Moto wa porini. Mchezo wa viti vya enzi ulihamasisha moto kama tamasha, ambapo moto wa kijani husafiri kutoka kwa glasi moja kwenda nyingine. Athari hii itaonekana ya kushangaza zaidi, wakati vitu vya glasi vimewekwa kwa wima kwa kila mmoja. Subchemchem tatu tofauti zinatekelezwa kwa kasi tofauti ya moto.
2. Mvuto wa nyati. Tamasha, ambalo hupotea kupitia rangi za upinde wa mvua. Kufifia hufanyika kwa njia inayozunguka, kama kila rangi inahama kutoka kwa glasi moja kwenda nyingine. Subschemes zitakuwa na kasi tofauti za kufifia.
3. Kupepesa. Mabadiliko ya rangi kwa kasi mbili tofauti. Subschemes zitakuwa na palettes tofauti (rangi zilizojaa kabisa, rangi zilizojaa nusu, rangi kutoka nusu tu ya mduara wa rangi)
4. Fifia. Mabadiliko laini ya rangi ya nasibu kwa kasi mbili tofauti. Subcemes sawa kama ilivyo kwenye # 3.
5. Rangi hai. Rangi vitu vyako na taa laini ikizunguka karibu na rangi moja ya rangi. Subschemes zitaweka rangi kuwa nyekundu, machungwa, manjano, kijani kibichi, bluu, indigo au zambarau. Kuchochea hufanyika ndani ya sekta ya digrii 10 karibu na rangi iliyochaguliwa. Vitu vitatu vya glasi vina rangi sawa iliyochaguliwa, lakini kila kitu kina masafa yake yanayobadilika bila mpangilio ya kutoa seti nzima rangi hai ya kupendeza.

6. Mishumaa. Je! LED zako zinaiga mwali wa asili wa mshumaa. Subschemes tatu:

   1. "tulivu iwezekanavyo"
   2. "dirisha wazi mahali pengine"
   3. "ulikuwa usiku wenye giza na dhoruba"

Hatua ya 3: Maneno machache Kuhusu Rangi za RGB

Katika sehemu hii najadili maoni yangu kwenye nafasi ya rangi ya RGB. Unaweza kuruka sehemu hii vizuri. Ninatoa tu historia ya kwanini ninatibu rangi za RGB za LED kama mimi.

Kwa hivyo RGB LED ina taa nyekundu tu, kijani na bluu tu. Kuchanganya hizi kutaunda rangi zote ambazo jicho la mwanadamu linaweza kutambua (karibu). Kiasi cha kila sehemu - nyekundu, kijani kibichi au bluu - iko katika ulimwengu wa dijiti kawaida hufafanuliwa na nambari kutoka 0 hadi 255. Rangi iliyojaa kabisa inahitaji moja ya vifaa vya rangi kuwa sifuri na sehemu moja ya rangi kuwa 255. Katika hii maana tuna rangi 1530 tu zilizojaa kikamilifu katika ulimwengu wetu wa dijiti.

Njia moja ya kuonyesha nafasi ya RGB ni mchemraba. Vertex moja ya mchemraba ni nyeusi. Kutoka kwa vertex hiyo tunaweza kusafiri pamoja na nyekundu, bluu au ukingo wa kijani. Sehemu yoyote kwenye mchemraba ni rangi iliyoainishwa na kuratibu zake nyekundu, kijani na bluu. Kusafiri kwa vertex ya mbali zaidi kutoka kwa vertex nyeusi, tunakuja kwenye vertex nyeupe. Kuzingatia wima sita ukiondoa ile nyeusi na ile nyeupe, tunaweza kuunda njia inayopitia vipeo vyote sita kwa kufuata kingo. Kila makali ina alama au rangi 256. Kila vertex inashirikiwa na kingo mbili, kwa hivyo jumla ya alama ni 6 * 255 = 1530. Kufuatia njia hii ni kupita rangi zote 1530 zilizojaa kabisa kwenye wigo wa rangi. Au upinde wa mvua. Vipeo vinawakilisha rangi nyekundu, njano, kijani, cyan, bluu na magenta.

Sehemu nyingine yoyote kwenye mchemraba inawakilisha rangi, ambayo haijajaa kabisa.

• Ama uhakika uko ndani ya mchemraba, ikimaanisha kuratibu nyekundu, kijani na bluu zote zinatofautiana na sifuri. Fikiria juu ya ulalo kutoka kwa vertex nyeusi hadi vertex nyeupe kama mstari wa vivuli vyote vya kijivu. Na rangi zote ambazo "hazijajaa kabisa" ndani ya mchemraba zinafifia kutoka kueneza kamili pembeni kuelekea ulalo huu wa "kueneza sifuri".
• Au hoja hiyo iko kwenye moja ya nyuso tatu za ndege ya mchemraba inayogusa vertex nyeusi. Rangi kama hiyo inaweza kuzingatiwa imejaa kabisa, lakini imewekwa giza. Kadiri unavyoifanya iwe giza, ndivyo inavyopoteza kueneza kwake kwa rangi.

Badala ya kuwa na njia sita ya ukingo karibu na mchemraba inayoelezea rangi zote zilizojaa kabisa, tunaweza kuweka rangi hizi 1530 kwenye mduara, ambapo tuna rangi 255 tofauti katika tasnia ya digrii 60 - kama wakati wa kufifia kutoka nyekundu hadi manjano kwa kuongeza kijani kwake. Kukimbia kwa rangi zote kwenye duara la rangi ni kama kuteleza vidhibiti rangi tatu, moja kwa zamu, wakati zingine mbili ziko katika nafasi nyingi tofauti. Kwa kuwa nitatumia mduara wa rangi, au wigo wa upinde wa mvua, katika miradi mingine ya rangi, nitafafanua rangi (hue) kama nukta kwenye duara, nikitumia kiwango changu cha 1530:

Kiwango cha 1530 kiwango cha 360

=== 1280 300 pink 1408 330

Kiwango hiki cha 1530 kinarahisisha kubadilisha rangi za upinde wa mvua kuwa maadili ya RGB za LED.

Kwa nini rangi 255 katika kila sehemu? Kwa nini sio 256? Kweli, rangi ya 256 ya sekta moja ni rangi ya 1 ya tasnia inayofuata. Huwezi kuhesabu rangi hiyo mara mbili.

Bado maneno machache kuhusu PWM

LED ya kawaida imeundwa kuangaza sana kwa voltage iliyopewa. Kupunguza voltage hiyo kunaweza kuacha mwangaza, lakini LED yenyewe haijaundwa kuwa nyepesi tu kwa kuacha voltage. Katika nusu ya voltage inaweza hata kuwasha hata. Badala yake, kufifia kunapatikana kwa kubadili kati ya voltage kamili na voltage sifuri. Kubadilika kwa kasi ni, macho ya mwanadamu yanaweza kugundua kidogo. Ikiwa taa ni nusu ya wakati na nusu ya muda, jicho la mwanadamu linaona nuru kana kwamba inaangaza na nusu athari ya mwangaza kamili wa LED. Kurekebisha uwiano kati ya wakati wa athari kamili na wakati wa athari ya sifuri ndio kufifisha LED inahusu. Hii ni PWM, au upanaji wa mpigo wa mpigo.

Kamba ya RGB SMD ya bei rahisi niliyoinunua kwa mradi huu inajumuisha kifaa kinachotunza PWM. Katika mradi huu ninaunda PWM na Arduino UNO badala yake. Nafasi ya rangi ya RGB, kama inavyotekelezwa kwenye skrini ya kompyuta, ni muundo wa kinadharia, ambapo mtu anafikiria kila kituo cha rangi kikiwa na thamani kutoka 0 hadi 255 na mwangaza wa kituo hicho ungefuata thamani hiyo. Kadi ya picha ya kompyuta inaweza kulipia kifupi chochote kutoka kwa matarajio haya ya mstari ambayo leds halisi zinaweza kuwa nazo. Ikiwa LED za SMD zinazotumiwa katika mradi huu zinafuata sawasawa maadili ya PWM yaliyotumiwa hayako katika upeo wa mradi huu. Thamani ya PWM ya 255 inaunda mwangaza mkali zaidi. Lakini thamani ya 128 inaweza kuwa mwangaza unaogunduliwa kama nusu ya mwangaza wa 255. Na 192 inaweza isionekane kama mwangaza haswa katikati ya 255 na 128.

Hatua ya 4: Skematiki

Hapa ninawasilisha skimu ya umeme. Picha inaonyesha jinsi muunganisho wangu unavyoonekana. Nimeuza chips, waya na kitufe kwenye ubao wa proto wa perma. Hadi sasa vifaa vimeunganishwa tu na waya, lakini ninakuachia wewe utengeneze jinsi ya kuzitoshea kwenye sanduku zuri na jinsi ya kuteka waya kwenye vipande vya LED. Ikiwa unapata waya 4 gorofa, tumia, kwa sababu ukanda mmoja wa LED unahitaji waya 4. Nilikuwa na waya 3 tu wa gorofa, kwa hivyo nilihitaji waya wa ziada, ambayo ilifanya ionekane mbaya.

Hatua ya 5: Kanuni

Nambari imeandikwa kwa Arduino Uno. Uno ina pini 6 tu za uwezo wa PWM, lakini ninahitaji 9 kati yao. Kwa hivyo ninatumia maktaba maalum ya PWM iliyoandikwa na Brett Hagman. Hii inapaswa kusanikishwa kwenye IDE yako ya Arduino.

firefire.ino ni faili kuu ya mradi, ni pamoja na kazi za kuanzisha () na kitanzi (), na kazi zingine za kawaida kwa miradi yote.

firefire.h ni faili ya kichwa ya kawaida.

Faili za mpango anuwai zinaweza kubandikwa kama tabo tofauti katika mradi huo.

Hatua ya 6: Kwa Vitendo

Hatua ya 7: Maendeleo zaidi

• Badilisha kiunganishi cha kifungo kimoja na ESP8266 kuwezesha mawasiliano yasiyotumia waya na simu ya Android, ambapo kiolesura cha mtumiaji ni ukurasa wa wavuti wa kudhibiti mipango.
• Bado kuna LEDs 70 za RGB SMD zilizobaki kwenye ukanda utumiwe. Hiyo ni vipande 24 na 3 kwa kila moja. Njia 24 zaidi zinahitaji njia mpya. Ingehitaji Arduino Mega 2560 na vidonge vingine vya ULN2803AP, vinginevyo bodi mbili za servo 16, ambazo hutumiwa mara nyingi kwa LED.
• Zisizotumiwa pia ni mtawala wa kijijini kwa ukanda wa asili wa LED, na vile vile mpokeaji wake. Sijafungua mpokeaji bado, lakini labda inaweza kutumika tena kwa namna fulani. Mtu anaweza kumruhusu Arduino ateke nyara mantiki yake na aipeleke data ya nambari kwa Arduino kudhibiti onyesho nyepesi.