Llucernes Arduino: 11 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Una de les coses que espero amb estiu a Pennsilvània són les cuques de llum al meu jardí. Recentment em vaig ensenyar a programar Adruino amb la finalitat de fer aquest senzill projecte. És un programa fantàstic per començar i és prou fàcil per a qualsevol programador, principiant a expert, per construir, modificar i divertir-se en pocs minuts. Comencem.

Pas 1: què necessiteu

Per fer parpellejar els vostres errors, necessitareu aquests components:

• Arduino. Vaig començar amb el Nano, però ho farà qualsevol microcontrolador compatible amb Arduino.
• LEDs grocs de 5 mm. Podeu fer-ne servir fins a 6.
• Resistències. Necessitareu una resistència per LED per limitar el corrent. He utilitzat 470 ohms, però qualsevol cosa que superi els 150 ohms hauria d’estar bé per protegir el vostre microcontrolador.
• Taula de pa.
• Filferro de pont.

Per completar el projecte del vostre jardí posterior, necessitareu:

• Caixa de projecte a prova de temps.
• Bateria de 9 volts amb connector. (Consulteu les notes al final d'aquesta secció.)
• Interruptor. (He escollit aquests interruptors impermeables. Si no el feu servir fora, qualsevol commutador funcionarà.)
• Uns quants metres de filferro per col·locar els LED al voltant del jardí. He utilitzat uns 10 peus de cable Ethernet Cat5 per LED.
• Una pissarra petita o alguna pissarra.
• Premsa de cables resistent a la intempèrie per on passen els cables LED. (Podeu ometre això si no ho feu servir també fora.)
• Tubs termorretractables per protegir els vostres culots LED.
• Tires verdes de ganxo i llaç (és a dir, velcro) per fixar les luciérnules LED a les plantes i els pals del jardí.

• Capçaleres masculines per connectar components a la vostra petita placa.

Eines:

• Broques per a la caixa del projecte. (Aprofiteu aquesta oportunitat per obtenir un bon pas. Estareu contents que ho hàgiu fet).
• Pistola de cola calenta.
• Soldador.
• Eina rotativa (és a dir, Dremel) per tallar espai a la caixa del projecte si ho necessiteu.

Algunes notes aquí:

1. L'elecció de la bateria va ser per a una posada en marxa ràpida i senzilla. Fer servir una bateria de 9 volts permanentment és una mica malgastador. És millor que utilitzeu un suport de bateria AA de 4 x per a una vida més llarga (però, necessitareu una caixa de projecte més gran per encabir-la).

2. Si decidiu deconstruir un cable Ethernet Cat 5 per als cables, assegureu-vos que siguin de nucli de coure i emboliqueu-los perfectament amb una mica de PVC per mantenir-los organitzats mentre treballeu. De nou, he utilitzat uns 10 peus de filferro per LED. Si voleu estendre els llums a tot arreu, utilitzeu per descomptat cables més llargs.

3. Per últim, tots els enllaços que he proporcionat són simples suggeriments. Llegiu tot aquest document instructiu abans de construir o comprar qualsevol cosa, ja que podreu entendre millor com voleu procedir personalment.

Pas 2: Construeix el circuit

Aquest projecte utilitza els pins de modulació de l'amplada de pols del vostre Arduino. El microcontrolador té 6 d’aquests pins i en podeu utilitzar tants com vulgueu. El circuit és força senzill. Connecteu tota la potència des dels pins D3, D5, D6, D9, D10 i D11 de modulació d’amplitud d’impulsos (PWM) fins als extrems positius dels vostres LED. Connecteu els extrems negatius a les resistències i després a un terreny comú. (Les resistències poden anar per davant o per darrere del LED. No fa cap diferència a menys que vulgueu protegir-vos contra els curtcircuits en corrents superiors.) Vaig incloure uns quants esquemes per ajudar amb el cablejat. (Els diagrames es van crear mitjançant el programari de disseny de Fritzing.)

Pas 3: el codi

Si sou un programador experimentat, trobareu aquest codi simplista. És un codi fantàstic per començar a aprendre, ja que us presenta l'ús de variables, modes pin, funcions i fins i tot un generador aleatori. El codi no és tan compacte, ja que estic segur que es pot aconseguir el mateix efecte amb matrius, etc.

Els comentaris del codi exposen la lògica de cada secció. El codi sencer està incrustat aquí i podeu descarregar l’esbós següent.

/*

Aquest script fa parpellejar 6 LED (groc, és clar) en ordre aleatori a intervals aleatoris mitjançant PWM. Cada LED està controlat per la seva pròpia funció. * / int led1 = 3; // LED connectat al pin 3 de PWM, etc. He utilitzat els 6 pins PWM. int led2 = 5; int led3 = 6; int led4 = 9; int led5 = 10; int led6 = 11; randnum llarg; // randnum controla l'interval de temps entre els flaixos i el randbug llarg; // randbug controla quin error s’il·lumina. void setup () {pinMode (led1, OUTPUT); // Configuració de tots els pins PWM com a sortides. pinMode (led2, OUTPUT); pinMode (led3, OUTPUT); pinMode (led4, OUTPUT); pinMode (led5, OUTPUT); pinMode (led6, OUTPUT); } void loop () {randbug = random (3, 12); // randbug tria de manera aleatòria una funció per executar, // escull aleatòriament un error per il·luminar-lo. if (randbug == 3) {error1 (); } if (randbug == 5) {error2 (); } if (randbug == 6) {bug3 (); } if (randbug == 9) {bug4 (); } if (randbug == 10) {error5 (); } if (randbug == 11) {error6 (); }} / * * Cadascuna d'aquestes funcions funciona de la mateixa manera. "per a bucles" augmenta i redueix * la sortida d'aquest pin per controlar la brillantor del LED. * 'randnum' és un interval de temps aleatori entre 10 i 3000 ms * i tria un interval de temps entre els flaixos d'errors. * El "retard 10" és només per a l'efecte de fade. * / void bug1 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led1, fadeValue); retard (10); } delay (randnum); } void bug2 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led2, fadeValue); retard (10); } delay (randnum); } void bug3 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led3, fadeValue); retard (10); } delay (randnum); } void bug4 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led4, fadeValue); retard (10); } delay (randnum); } void bug5 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led5, fadeValue); retard (10); } delay (randnum); } void bug6 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led6, fadeValue); retard (10); } delay (randnum); }

Pas 4: Construeix la caixa

Un cop heu llançat el vostre Arduino amb codi i heu aconseguit que els vostres lluernes funcionin com vulgueu, és possible que vulgueu posar-los al jardí; això significa una caixa del projecte i una mica de calor per mantenir Arduino i els LED secs. Fem-ho!

Pas 5: Construir culates d'errors

• Retalleu els cables LED a uns 5 mm.
• Retireu i esteneu els extrems dels cables que feu servir, també d’uns 5 mm.
• Feu lliscar els tubs termorretractables d'1 mm per cada extrem del filferro.
• Soldeu el LED al cable. (En aquest moment, heu de triar quin cable del vostre parell serà positiu i quin serà negatiu. He triat el fil sòlid com a positiu i el fil blanc com a negatiu. Mantingueu aquesta estratègia a través del projecte per evitar mals de cap més endavant.)
• Feu lliscar la calor encongida fins a sobre del fil nu i dels cables LED. Executeu una flama ràpida sobre ells per reduir-los als cables.
• Feu lliscar un altre tros de calor contra el LED i els cables amb la lent LED que sobresurt per l'extrem i fosa al seu lloc.
• Feu lliscar uns quants trossos de calor encongits al fil per tota la seva longitud i foneu-lo cada pocs peus per mantenir el fil ordenat.

Pas 6: prepareu la caixa del projecte

• Utilitzeu una eina giratòria amb una punta de tambor de polir per netejar qualsevol plàstic que no sigui necessari a la caixa del projecte. (Aneu amb compte de no tallar els muntatges de cargol que pugui necessitar per tornar a unir la caixa.)
• Decidiu on voleu que estigui el vostre interruptor i que surtin els cables LED. Suggereixo els laterals, però utilitzeu allò que mai funcioni segons les vostres necessitats.
• Utilitzeu la broca de mida adequada per fer forats per al passacables i el commutador.

Nota: a la foto superior, veureu que he fet un "cable fictici". Es tracta d’un paquet de 6 parells de fil que he utilitzat per als LEDs amb encongiment per agrupar-los. L’he utilitzat per assegurar-me que el passacables s’adapta molt bé a la quantitat de cables reals i també per provar la resistència a l’aigua de la caixa un cop l’interruptor, el passacables i la tapa estiguin engegats. (Després d’haver estat submergit 24 hores en 6 polzades d’aigua, tenia molt poca humitat a l’interior. Estaria encantat d’anomenar aquesta caixa “resistent a la intempèrie”).

Pas 7: aporteu el poder

• Determineu quanta bateria i cable de commutador necessitareu per arribar al vostre Arduino col·locant aproximadament els tres components a la caixa del projecte. Retalleu els cables de l'interruptor i el connector de la bateria de 9V. Retireu i esteneu els extrems. Feu lliscar una mica de calor per al següent pas.
• Retalleu dos passadors de capçalera masculins de la tira (però manteniu-los units).
• Soldeu el cable vermell del connector de la bateria de 9V a un extrem del commutador. Soldeu l'altre extrem del commutador a un passador de capçalera masculí. Soldeu el cable negre de la bateria a l’altre passador de capçalera masculí.
• Tal com es mostra al diagrama anterior, els passadors de capçalera entraran a la placa per alimentar el Nano al VIN (positiu) i al GND (negatiu). El passador VIN pot suportar de 7 a 12 volts. Si teniu previst alimentar el vostre Arduino d’una altra manera que no sigui una bateria de 9V, utilitzeu un altre pin de subministrament.

Pas 8: Modifiqueu el Nano si cal

Com que la meva caixa del projecte era bastant superficial, necessitava treure els passadors de capçalera ICSP perquè encaixessin. Aquests pins són una interfície secundària amb el vostre Arduino. L'eliminació no farà malbé el Nano, ja que sempre podeu carregar scripts pel port USB.

Nota: si el vostre Nano necessitava pins de capçalera per soldar-los, només heu d'ometre aquests pins quan munteu l'Arduino.

Pas 9: connecteu l'interior

• Connecteu el port del passacables a la caixa del projecte al forat que heu perforat per a això. Si esteu confós sobre com utilitzar un passacables, aquest vídeo que he trobat a YouTube mostra un que s’està muntant. (Avanceu ràpidament fins a les 0:57.) És possible que la vostra tingui una rentadora de goma. Això va entre la caixa del projecte i la femella exterior del passacables.
• Reuneix els extrems solts dels cables LED. Preneu-vos aquest temps per retallar-los a la mateixa longitud, desproveu-los i esteneu els extrems. Introduïu els extrems a través de la tapa del passacables i utilitzeu un tros de termorretracció per agrupar-los junts, deixant la longitud suficient per arribar al taulell de la part interna de la caixa.
• Introduïu el grapat de filferro a través del port de la premissa de cables a la caixa del projecte i gireu el tap de la premsa per bloquejar els cables al seu lloc, preferiblement al voltant de la termorretracció que utilitzeu per agrupar-los.
• Separeu els cables de terra dels cables positius (recordant quins heu triat anteriorment). Soldeu junts tots els cables de terra en una sola terra comuna. Connecteu un cable curt d’aquell grup i completeu-lo amb 1 capçalera masculina. Utilitzeu la contracció de calor per protegir les juntes de soldadura nues.
• Capçaleres masculines de soldadura als extrems de cada fil positiu. Una vegada més, utilitzeu la reducció de calor.
• Introduïu les capçaleres masculines de l'extrem positiu a la placa per connectar-vos als pins PWM de l'Arduino.
• Introduïu el terreny comú a la placa de control perquè passi a través d'una resistència limitadora de corrent i després a GND a l'Arduino.
• Col·loqueu-la a la bateria i introduïu l’interruptor al forat de la caixa que heu perforat abans. Col·loqueu la volandera de goma entre la caixa del projecte i el tap de rosca. Connecteu els cables d’alimentació a la placa de control.
• Enganxeu o cargoleu la tapa a la caixa. Estàs acabat!

Nota: Nota en els esquemes i en les etapes de desenvolupament que he utilitzat una resistència limitadora de corrent per LED. Normalment, cada LED ha d’obtenir la seva pròpia resistència, ja que normalment s’il·lumina més d’un LED alhora. El codi no permet que s'encengui més d'un LED alhora, per tant, només s'utilitza una resistència per protegir l'Arduino. Això també estalvia espai a la petita taula de treball o solda el temps de cada LED amb una resistència en línia. Dit això … AVÍS !!! Si teniu previst modificar el codi perquè s’il·lumini més d’un LED alhora, necessitareu resistències separades per a cada LED.

Pas 10: utilitzeu-lo

Utilitzeu corretges de velcro o taques de cola calenta per fixar els LED a plantes, tanques, flamencs roses o qualsevol altra cosa del vostre jardí. Utilitzeu-los a l’interior ficant-los a bastidors de vi, darrere de les cortines o fins i tot pengeu els cables del sostre per obtenir un efecte flotant en 3D a la foscor. Serien un gran toc per a festes, casaments, cinema i fotografia.

Pas 11: anar més enllà …

Com s’ha dit abans, es tracta d’una versió inicial d’aquest projecte, però està ple de molt potencial. Executeu més LED connectant un registre de desplaçament (vegeu aquesta instrucció de JColvin91 per obtenir informació sobre com fer-ho). Afegiu un sensor de llum, un carregador solar i un temporitzador per a la funció "Estableix-la i oblida-la". Enganxeu amb el codi per afegir el vostre propi flare als errors. Comparteix el que fas i gaudeix !!

ACTUALITZACIÓ: en les darreres dues setmanes des que es va publicar aquest Instructable, molts col·laboradors han suggerit millores brillants sobre el codi, el maquinari i l'execució d'aquest projecte. Us aconsello encaridament que, si teniu previst construir-ho, llegiu els comentaris i les respostes per obtenir idees sobre com fer aquests llamps de formes que no tenia previstes. És amb l'esperit de crear codi obert que acull totes les idees que ajuden a fer evolucionar aquest projecte cap al que pensava possible … i agraeixo a tots els qui van fer que això passés.

Vaja. Fes !!!