Хөдөлгөөнт сэтгэлийн гэрэл ба шөнийн гэрэл: 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Гэрэлд хэт автсантай холбогдсон нэгэн сонирхолтой зүйлтэй тул би ямар ч хэмжээтэй RGB гэрлийн дэлгэц бүтээхэд ашиглаж болох жижиг модульчлагдсан ПХБ -ийн сонголтыг хийхээр шийдлээ. Модульчлагдсан ПХБ хийсний дараа би тэднийг зургаан өнцөгт хэлбэртэй болгож, унтлагын өрөөний энгийн шөнийн гэрлээс авахуулаад сэтгэл санааны гэрэл хүртэл ширээн дээр сууж болох 3D дэлгэц бүтээх санаагаа олж харлаа. дээд зэрэглэлийн ресторанд.

Мэдээжийн хэрэг бусад дүрсийг ижил зарчмуудыг ашиглан хийж болно.

Одоогоор гэрэл дээр ажиллаж байгаа зарим анимэйшнүүдийг энд оруулав.

• Гал
• Бороо
• Могой (чимэг)
• Амьдралын тоглоом
• Долгионы хэлбэрийн хэлбэлзэл
• Гэрэлт цамхаг
• Ээрэх загвар (үсчин дэлгүүр)

Гэрлийг одоогоор жижиг (96 LED) ба том (384 LED) гэсэн хоёр хэмжээтэйгээр бүтээсэн боловч шаардлагатай бол хэмжээг нь нэмэгдүүлэх боломжтой.

Хангамж

WS2812B LED - AliExpress

ПХБ - ALLPCB

3мм хар лазер хайчлах хуванцар - Хуванцар хавтан нийлүүлэгч

Цагаан 3D хэвлэх судалтай утас - Амазон

Цахим бүрэлдэхүүн хэсэг - Фарнелл / Ньюарк

M3 боолт ба урсгалтай зай - Амазон

Гагнуурын төмөр

Талх шарах зуух - Гадаргуу дээр холбох эд ангиудыг угсрах

Алхам 1: ПХБ -ийн самбар

Аяллаа эхлүүлэхийн тулд би хэд хэдэн LED пикселийг байрлуулж, нэмэлт утас, холболт шаардалгүйгээр маш энгийн байдлаар нэгтгэх боломжтой жижиг ПХБ -ууд авахыг хүсч байна. Би WS2812B LED -ийг хооронд нь гинжлээд дараа нь гинжийг дараагийн ПХБ -д дамжуулах боломжийг олгодог маш энгийн загвар зохион бүтээсэн.

Би дараах пикселийн хэмжээтэй гурван ПХБ -ийг бүтээсэн.

• 1 х 8 - 9 мм х 72 мм
• 4 х 4 - 36 мм х 36 мм
• 8 х 8 - 72 мм х 72 мм

Энэхүү төслийн хувьд зөвхөн 4х4 ба 8х8 хэмжээтэй хавтанг ашиглан гэрэл бүтээдэг.

LED нь 9 мм -ийн хэмжээтэй X ба Y хэмжээтэй хоёуланд нь хийгдсэн бөгөөд нэлээд нягт сүлжмэл боловч ПХБ -ийн ирмэгийн холбогчийг харгалзан үзэхэд ажиллах хангалттай зай бий болно. ПХБ -ийг бүтээсэн бөгөөд ингэснээр нэгдэх үед 9 мм -ийн LED сүлжээг хадгалах болно. ПХБ -ийг нэг самбараас нөгөө самбар руу гагнуурын тусламжтайгаар холбодог.

LED бүр нь цахилгаан тусгаарлах зориулалттай өөрийн гэсэн 100nF конденсатортой бөгөөд эрэлт хэрэгцээтэй үед LED -д гүйдэл нийлүүлэхэд тусалдаг.

LED байрлал ба ирмэгийн холболтын схемийг харуулахын тулд дээд зэс ба доод зэсийн давхаргатай 4х4 пикселийн хавтангийн схемийг үзүүлэв. Торгон дэлгэц дээр холбогч хооронд өгөгдөл дамжуулах чиглэлийг тодорхой болгохын тулд тэмдэглэгээг нэмж оруулав.

Самбарууд нь 18 мм-ээс 18 мм-ийн давирхай дээр M3 бэхэлгээний нүхтэй бөгөөд угсралтын ажлыг хялбарчилж, самбар хоорондын холболтыг бэхжүүлдэг.

Зурагт үзүүлсэн шиг 3мм хэмжээтэй сүүн цагаан нийлэг хавтанг лазераар нэмсэн нь LED -д сайн тархсан эффект өгдөг.

Самбарыг стенил ашиглан доод зэсийн гадаргуу дээр бэхлэх дэвсгэр дээр гагнуурын оо түрхэх замаар үйлдвэрлэсэн. Дараа нь би шарсан талх шарах шүүгээнд шарахаасаа өмнө гагнуурын урсгалыг зөв чиглүүлэх эсэхийг шалгах самбар дээр тавив. Би энэ төрлийн DIY хямд өртөгтэй ПХБ -ийн үйлдвэрлэлийг өөрийн бусад зааварчилгааны хэд хэдэн бүтцэд авч үзсэн.

Анхааруулга - Бохирдсон хоолонд хүргэж болзошгүй тул ПХБ -ийг хоол хийх зориулалттай зууханд бүү ашиглаарай. Би PCB талх шарах шүүгээгээ 10 фунтээр (15 доллар) eBay дээрээс авсан.

Алхам 2: ПХБ -ийг хянах

LED -ийг хийсний дараа би LED -ийг микроконтроллероос удирдах чадварыг хүсч байсан. Би Arduino нано ашиглаж эхэлсэн бөгөөд энэ нь маш сайн ажилласан боловч би гэрэлд илүү их функц нэмэхийг хүсч байсан бөгөөд Arduino -ийн самбарыг эвдэх нь улам бүр эвгүй болсон. Тиймээс би гэрлийг жолоодох өөр захиалгат ПХБ хийхээр шийдсэн.

Миний хянагч самбар дээр нэмж оруулсан зарим онцлог шинж чанарууд энд байна.

• Илүү их ROM болон RAM -тай илүү өндөр хурдтай микроконтроллер.
• Дэлхий даяар LED -ийг асаах, унтраах боломжийг олгодог FET логик түвшин нь асаах, бага эрчим хүч ашиглахад хэрэгтэй болно.
• LED -ийг удирдахын тулд микроконтроллероос 3V3 дохиог 5V болгон хөрвүүлэх өндөр хурдны буфер.
• Хэрэглэгч гэрлийг хянах боломжийг олгохын тулд солино уу.
• Фото транзистор - LED -ийн гэрэлтүүлгийг хүрээлэн буй орчны гэрлийн түвшинд тохируулах.
• Цахилгаан хангамжийн хяналт - бид цахилгаан гүйдлийн хангамжаас илүү их гүйдэл аваагүй эсэхийг баталгаажуулах.
• Bluetooth холбогч - HC05/HC06.
• WIFI холбогч - ESP8266.
• I2C холбогч.
• Ирээдүйн өргөтгөлийн холбогч.

Самбарын схемийг зэсийн дээд ба доод давхаргыг харуулав. Хавсаргасан BillOfMaterials баримт бичигт хяналтын ПХБ -д миний суулгасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жагсаалтыг оруулсан болно.

Гэрлийн мэдрэгч нь дизайны хувьд маш чухал ач холбогдолтой бөгөөд учир нь WS2812B LED -ийн тод байдал нь хэтэрхий хурдан харагдуулахаас гадна бүрэн гэрэлтүүлгээр өвдөхөд хүргэдэг. Гэрлийн мэдрэгчтэй байх нь LED гэрлийг автоматаар хуваарилах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр дэлгэцийг харахад үргэлж таатай байдаг. Нарны гэрэлтэй өрөөнд тод гэрэлтдэг боловч харанхуй өрөөнд шөнийн гэрэл мэт үзэх нь тухтай байдаг.

Самбарыг бүтээхийн тулд гагнуурын зуурмагийг стенил ашиглан түрхэж, хясаагаар гараар байрлуулж, дараа нь миний найдвартай шарсан талх шарах шүүгээнд шарсан болно.

ПХБ нь 5V тогтмол гүйдлийн тэжээлээр тэжээгддэг бөгөөд үүнийг шууд сүлжээний PSU эсвэл 2А USB цэнэглэгч залгуураар дамжуулж болно.

Миний өмнө Arduino ашиглах оролдлого бас харагдаж байна.

Алхам 3: 3D хэвлэсэн араг яс

Би анх лазер хайчлах хуванцар хавтанг сарниулагч болгон ашиглаж байсан боловч энэ нь хавтан бүрийн хооронд нэлээд муухай зай үлдээсэн. Би эргэн тойрныхоо сарниулагчийг 3D хэвлэх ажлыг дуусгасан нь зургаан LED ПХБ -д зориулан гоёмсог боолт хийх боломжийг олгосон юм. Энэ нь диффузорын зузааныг мэдэгдэхүйц бууруулах боломжийг олгосон бөгөөд энэ нь ерөнхий дэлгэцийг илүү тод харуулдаг.

Дотооддоо зургаан LED ПХБ -ийг 3D хэвлэсэн араг ясыг ашиглан хамтад нь байрлуулна. Энэхүү араг яс нь дэлгэцийн ПХБ -ийн янз бүрийн зургаан өнцөгт хэлбэрээр байрлуулсан M3 -ийн янз бүрийн нүх рүү ордог.

3D хэвлэсэн араг яс нь хяналтын ПХБ -ийг дээд лазер хайчлах самбарт ойрхон байрлуулж, унтраалга руу нэвтрэх боломжийг олгодог бөгөөд гэрлийн мэдрэгч орчны гэрлийн түвшинг сайн уншиж чаддаг.

Самбарыг араг яс ба сарниулагчийн хооронд байрлуулсны дараа би ПХБ -ийн холболтын хавтангийн хооронд гагнуур хийж, самбарыг амархан гагнах боломжтой болно. Би хамгийн алслагдсан дэвсгэр дээр гагнуур нэмж, дараа нь гэрлийг эргүүлж, хүндийн хүч нь гагнуурыг хажуугийн дэвсгэр рүү урсгахад тусалдаг. Гурван холболтыг давтан хийсний дараа дараагийн самбар руу шилжиж холболт хийнэ. ПХБ -ийн хоорондох зургаа дахь холболт дээр би зөвхөн цахилгаан болон газардуулгыг холбож өгөгдлийн холболтыг холболгүй үлдээдэг. Энэ нь самбар тус бүрийн хүчийг цуглуулах хоёр дугуй гүйдлийн замыг хангаж өгдөг бөгөөд энэ нь таны байшингийн дотоод сүлжээнд цагирагны гол хэрхэн ажилладагтай ижил юм.

Мөн 3D хэвлэгчийг ашиглан лазер хайчлах хавтангийн дээд ба доод хэсгийг сайхан байрлуулах боломжийг олгодог зарим зайг ашигладаг.

3D принтерийн файлуудыг Sketchup ашиглан бүтээсэн бөгөөд эх сурвалжийг хавсаргасан болно.

Алхам 4: Дээд ба доод хэсгийг лазераар хайчилж ав

Лазер хайчлах хэсгүүд нь маш энгийн зургаан өнцөгт хэлбэртэй бөгөөд бэхэлгээний боолтны зөв газарт нүхтэй байдаг.

Дээд самбар нь гэрлийн мэдрэгчийн жижиг нүх, түлхэх товчлуурын өөр том нүхтэй. Доод самбар нь USB тэжээлийн кабелийн нүх, хоёр жижиг нүхтэй бөгөөд кабелийн хүчдэлийг арилгахын тулд зангиа тууз ашиглах боломжийг олгодог.

Эдгээр хэсгүүдийн зургийг өмнөх алхам дахь Sketchup файлд оруулсан болно.

Алхам 5: Firmware

PIC24FJ256GA702 төхөөрөмжийг үндсэн микроконтроллер болгон сонгосон бөгөөд энэ нь дотоод осцилляторыг ашиглан 32 МГц хүртэл маш хурдан ажилладаг бөгөөд олон тооны програмын санах ой, сайхан анимац үүсгэхэд зориулагдсан RAM -тэй.

Програм хангамжийг хөгжүүлэхийн тулд би Flowcode -ийг ашигласан бөгөөд энэ нь кодыг дуурайж, дибаг хийх боломжийг олгосон бөгөөд энэ нь өндөр хурдтай ажилладаг үр ашигтай кодыг гаргахад тусалсан юм. Урсгал кодыг 30 хоногийн турш бүрэн түгжээг нь тайлах боломжтой бөгөөд үүний дараа та худалдан авалт хийх эсвэл туршилтанд дахин бүртгүүлэх боломжтой болно. Энэ нь бас зам дагуух ямар ч хананд цохилт өгөхөд тусалж, туслахад бэлэн байдаг сайхан онлайн нийгэмлэгтэй. Үүнийг хэлэхэд бүх програм хангамжийг Arduino IDE эсвэл үүнтэй ижил төстэй програм ашиглан хийж болно, та дуурайх чадвараа алдах болно.

Би PICkit 3 ашиглан хяналтын ПХБ-ийн самбар дээрх PIC програмчлав. Үүнийг Flowcode -т нэгтгэх боломжтой тул Arduino дээрх татаж авах товчлууртай адилхан нэг хулганы товчлуур дээр PICkit ашиглан хөрвүүлж, програмчилдаг.

Миний сонгосон микроконтроллер дээр EEPROM байхгүй байсан бөгөөд энэ нь одоогоор сонгосон анимацийн горимыг хадгалахыг хүссэн тул эхлээд асуудалтай байсан. Гэсэн хэдий ч энэ нь хэрэглэгчийн програмчлагдах флаш санах ойтой байсан тул би энэ функцийг тойрог замаар олж авах боломжтой болсон.

Миний үүсгэсэн Flowcode програмыг хавсаргав. Үл хөдлөх хөрөнгийн цонх нь ашигласан дэлгэцийн самбарын хэмжээг сонгох боломжийг танд олгоно. өөрөөр хэлбэл 4x4 эсвэл 8x8 бөгөөд энэ нь LED -ийн тоо гэх мэт олон тооны параметрүүдийг тохируулдаг бөгөөд дараа нь янз бүрийн анимацыг жолооддог бөгөөд ингэснээр нэг програмыг дэлгэцийн аль алинд нь ашиглах боломжтой болно.

Гэрлийн хэрэглэгчийн интерфейс нь маш энгийн. Шилжүүлэгчийг гурван секундээс бага дарахад гэрэл дараагийн горим руу шилжинэ. Горим эхлэхээс өмнө LED самбар бүрт горимын индексийг харуулдаг. Шилжүүлэгчийг гурван секунд гаруй дарахад гэрэл унтарна. Шилжүүлэгчийг дахин дарахад гэрэл асаж, өмнөх сонгосон горим руу буцна. Гэрлийн хүч алдагдах нь асаах/унтраах зэрэг цахилгаан эрчим хүчийг сэргээх үед гэрэл одоогийн үйл ажиллагаагаа үргэлжлүүлэх болно.

Гэрэл нь одоогийн програм хангамжийн тусламжтайгаар хийж болох янз бүрийн хөдөлгөөнт горимуудыг энд харуулав.

1. Өнгөний т рхэц - Бөгж хэлбэртэй хольсон өнгө
2. Амьдралын тоглоом - Амьдралын хэлбэр дээр суурилсан симуляци
3. Ээрэх хэв маяг - 2, 3, 4 өнгийн хөдөлгөөнт загвар
4. Долгион үүсгэгч - Өнгөт синус долгион
5. Тогтмол өнгө - Өнгө эргэлддэг зургаан тусдаа самбар
6. Сүүдэр - Хөдөлгөөнт самбарын өнгө Бүх/Хувь хүн
7. Гэрэлт цамхаг - Эргэдэг нэг самбар
8. Бөгж - Хөдөлгөөнтэй хэвтээ цагиргууд
9. Гал - Хөдөлгөөнт галын нөлөө
10. Бороо - хөдөлгөөнт өнгөт борооны эффект
11. Салют - Хөдөлгөөнт өнгөт салют эффект
12. Шилжүүлэх - Хөдөлгөөнт гүйлгэх эффект
13. Могой - Хөдөлгөөн чимэг чимэг могойн тулаан
14. Могойнууд - Хөдөлгөөнт эргэдэг могойнууд
15. Санамсаргүй - Удаан шилжилттэй 1 -ээс 14 хүртэлх горимууд (ойролцоогоор 60 секунд)
16. Санамсаргүй - 1 -ээс 14 хүртэлх горимууд хурдан шилжих боломжтой (ойролцоогоор 30 секунд)

Горим бүр нь хөдөлгөөнт дүрс болон бусад параметрүүдийг багтаасан нэг буюу хэд хэдэн санамсаргүй элементтэй байдаг. Зарим горимд санамсаргүй байдлаар сонгосон элементүүд байдаг бөгөөд тэдгээр нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөж, илүү динамик анимац хийх боломжийг олгодог. Жишээлбэл, гал нь санамсаргүй байдлаар шатахуун агуулдаг бөгөөд үүнийг мөчлөг бүрт нэмдэг бөгөөд энэ хэмжээ нь дээд ба доод хязгаарыг тогтоодог. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам эдгээр хязгаарыг нэмэгдүүлэх эсвэл бууруулах боломжтой бөгөөд энэ нь галын эрчмийг дэлгэцийг дүүргэх эсвэл живүүлэх боломжийг олгодог.

Алхам 6: Холболт

Хяналтын самбарыг USB A кабель эсвэл DC залгуур кабель ашиглан цахилгаан тэжээлд холбосон бөгөөд хоёуланг нь eBay гэх мэт сайтуудаас маш хямд үнээр худалдаж авах боломжтой.

Хяналтын самбар нь хүртээмжтэй ирмэгийн холбогч ба стандарт 3 талын servo тууз кабелийг ашиглан дэлгэцийн самбарын холбогдоогүй IN залгуурт холбогдсон байна.

Дээд ба доод лазер хайчлах хавтангуудыг M3 хайрцагны толгой боолт ба М3 урсгалтай тусгаарлагч ашиглан байрлуулна.

Ирээдүйн шинэчлэлтүүд

Хяналтын самбарт Bluetooth болон WIFI нэмэх сонголт байгаа нь ITMA гэх мэт онлайн үйлчилгээгээр дамжуулан анимацийн шинэчлэлт, Amazon Alexa гэх мэт зүйлсийг ухаалаг нэгтгэх гэх мэт ирээдүйд сайжруулах боломжийг олгодог. Энэ бол миний одоо судалж буй зүйл юм.

Ухаалаг туслахтайгаа ярьж байхдаа лампны өнгө, хөдөлгөөнт горимыг тохируулах эсвэл мессежийг харуулах нь сайхан байх болно.

Миний бүтцийг харсан танд баярлалаа, би чамайг миний мөрийг дагах эсвэл үүнтэй төстэй зүйлийг бүтээх урам зориг өгсөн гэж найдаж байна.

Make it Glow уралдаанд хоёрдугаар байр эзэлсэн