Llum d'ànim interactiva i de codi obert: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:17

Aquest instructiu us explicarà com es fa una llum d’ànim interactiva i multifuncional. El nucli d’aquest projecte és el LED RGB BlinkM I2C. Mentre navegava per la web un dia, el BlinkM em va cridar l’atenció i només vaig pensar que era massa divertit per passar. Per tant, un parell de mesos després, vaig decidir que faria algun tipus de llum d’ànim amb ella. I aquí ho teniu!

Pas 1: què necessiteu

Aquest projecte pot ser bastant econòmic si utilitzeu les coses adequades. Observaré parts alternatives que es poden fer servir per fer-ne menys costoses. Acabo d'utilitzar alguns components que són una mica més cars, ja que sembla que facilita una mica el procés de construcció.

La font de llum:

LED controlat per BlinkM RGB I2C

El controlador:

Microcontrolador Arduino: he utilitzat un "Arduino Nano" perquè necessitava una cosa molt petita, a causa de la quantitat d'espai disponible a l'interior de la "llum tàctil" que s'utilitzava per allotjar-ho tot.

Habitatge:

Vaig tenir en compte molts recintes diferents per a aquesta llum d'ànim i, finalment, em vaig fixar en alguna cosa que tots coneixem: aquests "llums de cúpula tàctils" blancs o barats. Vaig trobar un dipòsit de dos paquets a casa per només uns 4 dòlars. La quantitat d’espai d’aquestes llums és més que suficient per adaptar-se a tots els components, si ho feu bé.

Alimentació / Connectors:

Al principi, vaig pensar que seria genial descarregar la bateria (perquè la carcassa ja té, convenientment, un compartiment per a la bateria), però no és tan pràctic si l’utilitzareu llargs períodes de temps. En lloc d’això, he utilitzat una presa de corrent continu de 5,5 mm de radioshack amb un transformador de 12V 150Ma que tenia al voltant. El regulador a bord de l’arduino fa caure els 12 volts i 150Ma tenien força corrent per alimentar-ho tot. Per al cable, només feia servir tot el que tenia al voltant. Tanmateix, assegureu-vos d’utilitzar filferro de nucli sòlid.

Components:

Els components s’utilitzen per fabricar els tres sensors per a la llum de l’estat d’ànim: el sensor de so, el sensor “tap” i el sensor de llum. Per al sensor de so, necessitareu: - LM741 Op-Amp - Micròfon Electret (3 derivacions) - Resistència de 2,2k - Resistor de 100k - Resistència de 200k - Condensador electrolític de 0,47 uf - Condensador de ceràmica de 0,047 uf - Resistències de 2 x 10 k - Diode sensor "tap", només necessitareu: - Element piezoelèctric (podeu recuperar-lo de certes joguines electròniques, telèfons i molts altres dispositius electrònics que emeten un pit, o el podeu obtenir de mouser, radioshack, etc.). … I per al sensor de llum, necessitareu: - Cèl·lula CdS (LDR), preferiblement molt gran (més resolució).- Resistència de 10 K- Capçalera de 3 pins i cables de connexió acoblats (opcional)

Altres

He utilitzat una taula de tall perquè realment no volia soldar molt. També he utilitzat molts cables de connectors encrespats per fer totes les connexions més segures, però són opcionals. Com a alternativa, podeu utilitzar una placa de desenvolupament homebrew per admetre el micro ATmega168 i utilitzar un ATmega168 estil DIP (el llarg amb els cables més grans). No estic segur de com encaixaria, però val la pena provar-ho. Si no sou propietari / teniu els diners per a una taula de treball, podeu soldar un ATmega168 normal a una PCB i afegir el regulador, les connexions de programació, etc.

Pas 2: prepara la "llum tàctil"

En primer lloc, hem de fer que l’humor tàctil econòmic que tinguem al magatzem de casa sigui més lleuger. Primer, gireu la llum i traieu la tapa de la bateria i els cargols. Dins del compartiment de la bateria, veureu l’aparell de la bombeta. Traieu-lo i rebutgeu-lo i la bombeta. A continuació, obriu la carcassa. Ara hem de fer front al poder. Traieu la peça de metall que hi ha al centre del compartiment de la bateria, així com el cable que la connecta a un dels contactes de la bateria. Soldeu els cables als contactes de la bateria tal com es mostra. També és possible que vulgueu etiquetar-los si no teniu filferro de colors diferents. També farem que aquesta llum d’ànim funcioni mitjançant un transformador de presa de paret. Practicar un forat amb una broca aproximadament de la mateixa mida que el diàmetre de la presa de corrent continu. A continuació, cargoleu-lo fins que quedi al ras de la carcassa. L'última modificació que hem de fer aquí és afegir el sensor piezo tap. El millor és muntar-lo a la "vora" de plàstic per obtenir una millor sensibilitat. La tinc més tard en aquest instructiu muntat en un altre lloc, però això és només perquè he hagut d'obrir i tancar la carcassa durant les proves tant que els cables van començar a trencar-se. Simplement enganxeu-lo al plàstic, però assegureu-vos que no obstaculitzi el moviment mecànic de la cúpula del movabke. (és a dir, no deixeu que surti massa).

Pas 3: afegiu protecció de circuit d'alimentació

Aquesta part és un complement senzill que utilitza díodes per protegir el transformador de paret / les bateries de no fregir-se si teniu les bateries instal·lades al mateix temps que utilitzeu la presa de corrent continu. Podeu utilitzar qualsevol díode de bloqueig sempre que el voltatge màxim per a ells sigui superior al nominal del transformador de paret. La part etiquetada com a "VIN" a la tira d'alimentació no regulada de la placa de control (que va a VIN a l'arduino). La part anomenada "DCPower" és la presa d'alimentació de CC. Per alguna raó, el programa que vaig fer per fer aquest esquema era realment exigent pel que fa a les etiquetes, de manera que això em va permetre anomenar-lo. NOTA: Si no feu aquest circuit, NO podreu mantenir les bateries al compartiment de les bateries al mateix temps que teniu la llum d'ànim endollada al transformador de la paret, en cas contrari, el malmetria.

Pas 4: afegiu el tauler de pa, Arduino i BlinkM

Abans d’afegir la tauleta de pa, hem d’aïllar els contactes de la bateria del suport metàl·lic de la placa de pa (és a dir, si teniu la placa metàl·lica enganxada a la vostra. Si no, ometeu aquest pas). Poseu una mica de cinta adhesiva sobre tots els contactes metàl·lics per assegurar-vos que estiguin aïllats. No volem cap cable exposat. Ara enganxeu (he utilitzat cola calenta) la tauleta de suport situada a la part superior del compartiment de la bateria. Per sort per a nosaltres, encaixa perfectament. Ara endolleu els cables positiu (+) i negatiu (-) del pas 2 a una de les tires d’alimentació positives i negatives de la taula. Ara podem connectar l’arduino i el blinkm junts. Aquí hi ha les connexions de pins:

• A5 - Rellotge (amb l'etiqueta "c" al BlinkM)
• A4 - Dades (amb l'etiqueta "d" al BlinkM)

I un que ho heu fet, connecteu el VCC (+) NO REGULAT al pin "VIN" de l'arduino i el VCC REGULAT al pin (+) del BlinkM. A continuació, connecteu GND a l’arduino i BlinkM al GND de la presa d’alimentació i uniu les dues tires d’alimentació GND. TINGUEU ATENCIÓ de no barrejar aquestes connexions o podeu fregir el BlinkM.

Pas 5: els sensors: so, toc i llum

Els següents són els sensors. El sensor de llum és el més senzill de construir. El cable que surt cap a la dreta es connecta a l’arduino. Més informació sobre QUINS pins connecten els sensors al pas següent. El sensor de so és una mica més dur, però no ridículament complex. Tingueu en compte que no he mostrat cap circuit divisor de tensió aquí. El 2,5V de l’esquema s’ha de proporcionar mitjançant una cosa anomenada “divisor de tensió”. És un circuit molt, molt senzill, format per múltiples resistències fixes o un pot (potenciòmetre). Utilitzeu un pot de 50K per a aquest circuit. Google "divisor de tensió" i mireu l'entrada de wikipedia per obtenir ajuda per construir-ne un. EDITAR el 27/09/08: he abandonat aquest circuit de so i en lloc d’utilitzar-ne un de recuperat d’un penjoll d’encesa activat per so. El circuit aquí no funciona bé; No sé per què, però el disseny és defectuós; alguna cosa no està del tot bé. Em vaig adonar que el circuit del penjoll utilitza un amplificador operatiu SMD LM386. Acabo de soldar abans que les resistències anessin als LED, VCC i GND. Aleshores, tot el que havia de fer era manipular una mica els valors del programari i llest! millor funcionament de la llum d'ànim sensible al so. En el moment actual, el vídeo de la llum que palpita a la música és quan es va utilitzar el circuit original. Potser en penjaré un altre que mostra el disseny millorat (sembla que respon a la música a causa del nou circuit). No estava segur de com soldar l'element piezoelèctric, així que vaig endevinar i soldar tal com es mostra. Tanmateix, funciona. La polaritat del piezo no té importància. La resistència es troba a la placa de configuració (no es mostra). Una altra NOTA IMPORTANT: els valors d’aquests circuits diferiran dels vostres, de manera que haurà de modificar el codi. Si teniu cap pregunta sobre aquests valors, no dubteu en fer-m'ho saber.

Pas 6: cerqueu espai per als sensors i connecteu-ho tot

Aquesta part no hauria de ser massa dura. La carcassa "lleugera tàctil" té un ampli espai per adaptar-se a tot el que necessitem. Vaig col·locar els sensors allà on cabrien. Totes les connexions són:

• Pin A6: sensor de so - NOTA: per a usuaris no nano arduino, altres arduino no tenen un setè pin analògic. Haureu de canviar-ho al codi.
• Pin A3: sensor piezoelèctric (sensor tap)
• Pin A0: sensor de llum

Assegureu-vos que no connecteu accidentalment els cables (+) dels sensors a la cinta d’alimentació no regulada o els fregireu.

Pas 7: proveu-ho

Assegureu-vos que les connexions d’alimentació siguin bones; endolleu-lo amb l’adaptador de corrent i proveu-lo amb piles. Un problema comú són les males connexions a terra i positiu. NOTA: sé que la imatge no mostra el sensor de llum; Només l’he pres abans d’afegir aquesta part.

Pas 8: programeu-lo, tanqueu-lo i utilitzeu-lo

El codi que he utilitzat fa servir una biblioteca creada per Tod E. Kurt (www.todbot.com/blog) i els responsables de BlinkM (ThingM). Intentaré afegir notes al codi quan pugui per fer-lo més comprensible; Estic una mica ocupat en aquest moment. Heu de tenir la biblioteca de codis (el fitxer anomenat "BlinkM_funcs.h") oberta al programari arduino quan pengeu el codi o no funcionarà. Si voleu veure el codi però no teniu el programari arduino, podeu obrir-lo amb un programa de processament de textos (també conegut com wordpad per a usuaris de Windows). Les idees per a noves funcions són benvingudes. No dubteu a publicar-los; Vull fer aquest codi obert. L’objectiu de la forma d’estructurar el codi és que es puguin afegir fàcilment noves funcions. Algunes de les funcions estan programades al BlinkM pel fabricant (ThingM), però dues d’elles les he fet; 'Sound Light' i 'Mimic Light'. Ara mateix té el següent:

• Llum d’humor: s’esvaeix lentament a colors aleatoris
• Espelma: parpelleja com una espelma amb taronges i grocs
• Reflexos de l’aigua: "Shimmers" amb blaus, turqueses i colors cian
• Colors estacionals: converteix els colors estacionals (crec que són blau, verd, porpra i taronja)
• Tempesta: parpelleja de tant en tant simulant un llamp
• Llum de parada: passa de vermell a groc a verd i torna de nou
• Mimic Light: registra una seqüència de fins a 50 cicles d'encesa / apagada de la llum (podeu utilitzar una llanterna), 'memoritza' els temps d'encesa / apagada i després els reprodueix en un bucle sense fi.
• Llum de so: impulsa el so de la música

Toqueu lleugerament a la cúpula translúcida per canviar de funció en qualsevol moment. Hi ha una excepció a aquesta regla: quan arribeu a la funció "llum imitadora", parpellejarà de color verd. Si toqueu la cúpula mentre parpelleja, passarà a la darrera funció ("llum de so"). Si només espereu, passarà a la funció "llum imitadora". Quan arribeu a la funció "llum de so", no podeu canviar de funcions i anar a la primera, a causa de la manera com llegeix el sensor de so. Ara arriba el més difícil. Per tal de tancar el recinte de llum d’ànim, heu de fer uns passos acurats. En primer lloc, heu d’alinear els molls de suport amb les petites pestanyes de la cúpula de plàstic. Com que la presa d'alimentació de CC és a la vora i els cables van a la placa, heu de lliscar la cúpula de plàstic sobre aquests cables PRIMER, i alinereu les columnes de cargol de la vora exterior amb els sagnats de la cúpula de plàstic. Assegureu-vos que totes les llengüetes estiguin alineades amb la col·locació dels ressorts de suport, que també es corresponen amb les columnes de cargol de la vora i els forats de rosca de la placa base. A continuació, un cop estigueu segur que tot s’alinea, fixeu la vora exterior cap avall a la placa base. A continuació, assegureu-vos que no hi hagi cables enganxats a les molles o que estiguin en un lloc on puguin ser en el futur. Això dificultaria el moviment de la cúpula de plàstic. Per últim, substituïu els cargols i gaudiu-ne! Notes finals: IMPORTANT: NO utilitzeu piles i endolleu l'adaptador de paret al mateix temps. No estic segur de què passarà, però estic segur que destruirà tot el que estigui connectat al poder !!

Pas 9: EXTRAS

Aquí teniu alguns vídeos: Aquesta és una de les 6 funcions preprogramades integrades al BlinkM: … Aquest és el codi personalitzat de so / música que he afegit (podeu endevinar de quina cançó és … ?: … I finalment, però definitivament no) com a mínim, és la funció més divertida (crec) i la més difícil de fer de totes; la funció de "imitar la llum":