Llums de Nadal amb Atmega328: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Arriba el Nadal i toca començar a fer-hi alguna cosa. En el meu cas, per acabar acabant d’informar-me sobre les llums dels meus arbres de Nadal.

La idea aquí és senzilla: agafeu un grapat de LEDs de diferents colors, connecteu-los al controlador de LED en paral·lel (fent que cadascun pugui controlar-se individualment), divertiu-vos. Pot semblar estrany tenint en compte tot el cablejat necessari, però la pràctica va demostrar que funciona molt millor que els llums fora de la botiga amb els seus modes de cablejat apagats i sense personalització. El cablejat és invisible, els LED estan amagats a les agulles d’avet, tot es controla amb un comandament a distància IR, els nens i els adults estan contents.

Sembla fàcil, però vaig trigar uns anys a acabar-ho i fer que funcionés en un arbre real. He trobat problemes en alguns llocs inesperats, com ara el cablejat, per exemple. Aquesta instrucció està pensada per ajudar a aquells de vosaltres que vulguin fer el mateix sense passar mesos de comprovació de diferents coses a la xarxa.

El projecte s’adreça a persones amb experiència moderada, ja que l’haureu d’adaptar al vostre maquinari. Fa molt de temps que vaig fer una pissarra especial, l’haureu d’inventar vosaltres mateixos. O podeu obtenir-ne un, però, tot i així, caldran algunes habilitats de soldadura.

Què necessiteu:

- La placa del controlador (Arduino o un altre)

- Els circuits de conducció LED. Es recomanen controladors LED, però és possible fer-ho amb registres de desplaçament i la biblioteca ShiftPWM

- Almenys 48 LED de diferents colors

- Filferro d'embalatge de filferro de 30AWG, com a mínim 100 metres

- Habilitats de soldadura i programació

- Una mica de temps i paciència

Proporcionaré el meu esbós, però l’haureu d’adaptar al vostre dispositiu. APOLOGIA: em sap greu la qualitat de les imatges i dels vídeos, així com de l’article en si. No són tan polits com m’hagués agradat. Però entre la família, la feina i l’afició he de triar els dos primers. I necessitava publicar aquest Instructable ara, mentre hi ha temps abans de les festes.

Pas 1: cablejat

Els cables eren el meu principal problema. Amb els llums xinesos bàsics, obtindreu un cablejat de color verd fosc. Tenia l’esperança de trobar el mateix tipus de cables a Internet, sense èxit. De fet, vaig passar un any provant, ordenant una dotzena de tipus diferents, i finalment vaig entendre que realment no importen.

El que passa és que la vostra guirlanda fabricada bàsica està connectada en sèrie. D’això sorgeixen dos problemes:

a) Els cables són bastant gruixuts, ja que necessiten alimentar tots els LED de la sèrie i

b) Aquests cables van d’una branca de l’arbre de Nadal a una altra a la vista, perpendicular a les branques.

Aquests dos problemes requereixen que els cables es barregin amb el fullatge dels arbres (agulles d’avet). I no tenen exactament èxit en fer-ho.

Amb el que tenia al cap (és a dir, que cada LED individual té el seu propi cablejat, que està connectat en paral·lel) les coses canvien:

a) Podeu utilitzar cables molt prims i

b) Segueixen la branca dels LED encès cap a la tija de l’arbre, allunyant-se del punt de vista dels espectadors, sent així efectivament invisibles.

Bingo! No necessiteu el color verd fosc, podeu tenir marró per barrejar-se amb les branques, o fins i tot cian-ish com jo, i encara serà invisible.

Això és una cosa que vaig descobrir realment un cop la guirlanda estava al seu lloc. Funciona.

Per tant, necessiteu un filferro fi de 30AWG (com aquest), verd (amb un color blau-ish) o marró.

Pas 2: LEDs

Hi ha conjunts de LEDs de 10 colors disponibles a Internet. Els colors són: vermell, taronja, groc, verd pantà, verd, blau, rosa, porpra, blanc fred i blanc càlid. Els dos darrers són interessants, ja que podeu fer efectes de plata / or amb ells, però aquesta és una història diferent. Els vuit restants estan bé, i el nombre és molt convenient, i passa amb els controladors LED que tenen 16 sortides. Us recomano els LED de 3 mm: són bastant brillants i són prou petits per amagar-se a les agulles.

Els que segueixen les meves divagacions saben que estic una mica obsessionat amb l’espectre i es pot veure que el conjunt de colors no és exactament compatible amb l’espectre. El més notable és la bretxa entre els colors verd i blau.

Bé, primer, l’ull humà no és tan bo per discernir aquests colors; som molt millors amb qualsevol cosa que tingui almenys una mica de vermell. En segon lloc, gairebé no hi ha LED disponibles per omplir el buit. Per descomptat, hi ha un proveïdor de LED cian a Aliexpress, però són bastant cars (i els vaig trobar massa tard). També hi ha un munt d’estafadors que venen LEDs verds bàsics com a ‘maragda’; no caiguis en això. Vaig trobar que el conjunt de 10 colors és bastant bo; els LED produeixen colors visiblement diferents.

Si aconsegueu trobar aquests LEDs de color cian a un preu adequat, us suggeriria que substituïu els de color porpra per ells (situant el cian entre verd i blau). Els morats s’assemblen més als UV, no són molt brillants, però poden fer coses interessants a les fosques si hi ha alguna cosa blanca a prop seu. Per tant, podeu crear una branca independent a la vostra guirlanda per proporcionar màgia i misteri.

Pas 3: Muntatge

Soldar els LED als cables requereix temps; allibereu-vos un dia per fer-ho fins i tot per a una petita garlanda de 48 LED. Necessitareu (a part dels LEDs i els cables):

- Tubs termorretractables d’1,5 mm;

- Tubs termorretractables de 2,5 mm;

- Molta solució de panses;

i un soldador, evidentment.

Netegeu l’extrem del filferro, envolteu-lo al voltant d’una cama LED, apliqueu una gota de la solució de panses, soldeu-la. Repetiu per a la segona etapa. Premeu el tub de 1,5 mm a la primera junta de soldadura i reduïu-lo, repetiu per la segona. Premeu el tub de 2,5 mm a les dues potes i reduïu-lo. La contracció interior és necessària per evitar pantalons curts, l'exterior per tenir un bon aspecte. No cal cap adherència, ja que l’aparell resultant és lleuger, les agulles d’avet el mantindran força bé. (Si el vostre arbre és artificial, és possible que necessiteu alguna cosa per fer que els LED s’enganxin)

Feu-ho en grups de sis, seguiu l’espectre, no oblideu comprovar que el LED funciona ja que es pot danyar durant la soldadura i recordeu marcar el fil de l’ànode.

Pel que fa a la longitud dels cables, els he fet de 50 cm, i és una mica curta fins i tot pel petit arbre que tenia. Vaig haver d’estirar els cables en lloc d’embolicar-los al voltant de branques. Per a la meva excusa, tenia la intenció de fer una guirlanda de 96 LED (encara ho fan), i aquesta era la seva meitat superior. En qualsevol cas, només cal que tingueu en compte que voldreu que el fil segueixi la tija i després la branca que surt del controlador i seleccioneu la longitud en conseqüència.

Pas 4: connexió del controlador

Vaig utilitzar la meva placa UltiBlink SL que bàsicament es va dissenyar pensant en aquesta tasca. A no ser que en tingueu / demaneu un, haureu de fer-ne el vostre. El tauler de pa no funcionarà aquí, de manera que haureu d'inventar i soldar alguna cosa en un tauler de prototipatge. Els controladors de LED són millors per a aquesta tasca que els registres de desplaçament (amb la biblioteca ShiftPWM), ja que els controladors no requereixen resistències per a cada LED, per tant, menys espai, menys forats i menys soldadura.

Tingueu en compte que he utilitzat la versió d'extensió de la meva placa UltiBlink, la que no conté les coses d'Arduino (per exemple, el microcontrolador) a la part posterior. Vaig connectar la placa de microcontrolador (la ronda BlinkeyCore) a l'extensió. La veritat és que al principi no es pretenia; aquesta garlanda en particular de 48 LED se suposava que havia de servir com a part superior d’una garlanda de 96 LED, amb la inferior amb un MC a bord. Tot i així, va resultar ser bo ja que: a) Vaig poder fixar el tauler directament a la tija de l’arbre amb gomes de goma simples, ib) Vaig poder eliminar fàcilment el tauler del controlador per tornar a carregar l’esbós. No vaig haver de seure, literalment, sota un arbre de Nadal amb un quadern com un Santa Friki. Per tant, us suggereixo que feu alguna cosa similar, és a dir, que la placa Arduino / MC es pugui desprendre de l’article.

Vaig connectar els LED a 48 sortides en 6 lots de 8 LED cadascun així: vermell, taronja, groc, verd pantà, verd, blau, porpra, rosa; repetir 5 vegades. És a dir, sortida 0 = vermella, sortida 1 = taronja, sortida 2 = groga, etc. L’esbós següent es basa en aquest ordre per a una gran justícia. Assegureu-vos que els poseu a l’arbre en el mateix ordre, anant en espiral cap amunt o cap avall. També suggeriria intentar posar LED del mateix color en línies més o menys verticals (superiors o inferiors), tot això farà que els efectes tinguin un aspecte molt millor.

Finalment, hauríeu de tenir en compte el consum d’energia. Els 48 LED requereixen aproximadament 1A a 5V quan estan tots encesos. Podeu utilitzar un carregador USB, però hauria de ser molt bo i provat, no una merda barata d’Ebay que aporti prou suc però no (com el blanc de les meves fotos, el vaig substituir més endavant). Amb 96 LEDs, tinc la intenció d’utilitzar-ne dos, un per a cada part de la guirlanda, només per assegurar-me que tot funcioni com s’ha volgut. Un altre enfocament possible d’aquest problema rau en el programari: si assegureu-vos que no hi ha més de 25 LED encesos en un moment donat, podreu executar-lo des de qualsevol carregador USB o fins i tot al port USB dels vostres ordinadors. El meu esbós següent no.

Pas 5: control IR

L'IR és bastant bo i té ganes de controlar els modes de la vostra garlanda. Afortunadament, hi ha una excel·lent biblioteca IRLib que cobreix totes les necessitats. A més, el receptor IR té una connexió molt senzilla.

Hi ha un munt d’instruccions sobre l’ús de comandaments a distància IR amb l’Arduino, de manera que no entraré en molts detalls aquí. Si no ho coneixeu, només heu de reservar una nit per fer-ho, no és cap ciència de coets.

Tot i això, calen algunes notes per fer-ho més fàcil:

1 - Hi ha diferents protocols de comunicació IR, sent el més estrany el de Philips i el més lògic i fàcil de programar el de Sony. La majoria de comandaments a distància econòmics fan servir el de Sony per sort.

2 - Si teniu alguns comandaments a distància antics en algun lloc del garatge, comproveu-los, és possible que funcionin bé. Abans utilitzava el comandament a distància del meu televisor per controlar un dels meus artefactes nadalencs, però aquesta no és la millor idea, ja que el senyal es reflecteix a les parets, de manera que pot canviar de canal o alguna cosa del televisor mentre controles la garlanda. Millor tenir-ne un de dedicat.

3 - Aquí teniu el meu esbós que faig servir per mapear els botons d’un nou comandament a distància que funciona amb el protocol Sony. Aboca els codis al monitor sèrie, deixant-los simplement copiar-enganxar-los. Els copio-enganxo en aquest fitxer, que s'inclou a l'esbós principal de la garlanda (a sota). És possible que els codis del comandament a distància genèric (anomenat "CarMP3" a la inclusió) també funcionin amb el vostre.

Pas 6: esbós

D’acord, aquest esbós funciona amb el tauler del meu disseny (48 LED). També és bastant desordenat, ja que l’he escrit amb pressa i no he tingut temps de netejar-lo / comentar-lo. Tot i així, és possible que el trobeu útil; no dubteu a treure’n els trossos necessaris i a fer el que vulgueu. La forma més senzilla seria substituir simplement totes les instàncies de les funcions de la biblioteca DMdriver per les vostres. En són tres: test.setPoint (int x, int y) estableix la sortida #x a Y (Y és un número de 16 bits); test.clearAll () estableix totes les sortides a zero i test.sendAll () actualitza la informació del controlador de LED (hi envia les dades, canviant els estats del LED simultàniament). Fins i tot sense el comandament a distància, funcionarà. Un cop fet, comproveu la part anterior d’aquest instructiu, mapeu els botons del comandament i poseu els codis al fitxer d’inclusió.

Si sou un orgullós propietari d’un UltiBlink, podreu executar l’esbós fora de la caixa (teniu la biblioteca DMdriver, oi?); no dubteu en posar-vos en contacte amb mi si alguna cosa surt malament, ja sabeu l'adreça.

Bona sort, diverteix-te, fes preguntes: intentaré respondre-les, feliç Nadal pròxim i espero que en breu escrigui alguna cosa nova.