Унадаг дугуйн арын гэрэл: 9 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:06

Нуулгүй хэлье. Арын гэрэл нь уйтгартай байдаг.

Хамгийн сайн нь тэд нүдээ анивчдаг - над руу хар! Би нүдээ анив - woohoo 'байнга. Мөн тэд үргэлж улаан өнгөтэй байдаг. Маш бүтээлч. Бид үүнээс илүү сайн зүйлийг хийж чадна, магадгүй тийм ч их биш, гэхдээ "нүдээ анивчих" -аас хамаагүй дээр хэвээр байна. Би шинэ жилийн баяраар дугуйгаа унаж байсан бөгөөд хүмүүст таалагдсан, бүгд согтуу байсангүй;-) Үлдсэн хэсэг нь шууд харагдаж байна: 2х АА эсүүд, 5V-ийн хүчдэл хувиргагч, зарим RGB LED, заавал микро хянагч, заншил BatchPCB -ийн хэвлэмэл хэлхээний самбар, перфорд самбар ба ердийн гагнуурын хэрэгсэл.

Алхам 1: Үндсэн схем

Үнэхээр онцгой зүйл байхгүй. Хэрэв та талхны тавцан дээр AVR чип эсвэл талхны тавцан дээр Arduino утсыг хэрхэн яаж холбохыг мэддэг бол танд энэ нь илүү таалагдсан бол танд ямар ч асуудал гарахгүй. Би KICAD -ийг схем болон хэвлэмэл хэлхээний самбарыг зохиоход ашигласан. KICAD бол нээлттэй эх сурвалж бөгөөд үнэ төлбөргүй (үнэ төлбөргүй) хувилбартай бүргэдээс ялгаатай нь таны хийж болох самбаруудын хувьд ямар ч хязгаарлалт байхгүй. Та мөн хүссэн байшингаараа ажилладаг gerber файлуудыг авах боломжтой. Жишээлбэл BatchPCB тэдэнтэй ямар ч асуудалгүй байсан.

Схемд та зөвхөн CPU, LED, цөөн тооны резистор, конденсаторыг олох болно. Тэгээд л болоо. Мөн цөөн хэдэн толгой байна. Самбарууд нь ачаалагчийг асаах зориулалттай ICSP толгой ба цуваа байршуулахад тохиромжтой 6pin толгойтой. Сүүлийн 2 толгой нь толин тусгал бөгөөд хүч, I2C болон өөр хоёр GPIO/ADC зүү агуулсан байна. Нэг өнгөний бүх 8 анод руу гүйдэл нийлүүлэхийн тулд 3 гүйдэл хязгаарлах эсэргүүцэлтэй 3 GPIO зүү ашигладаг. Тус тусдаа LED -ийг катод жолоодохын тулд 8 GPIO зүү ашиглан асааж эсвэл унтраана. Үйл ажиллагааны төрлөөс хамааран LED -ийг олон талт (илүү олон өнгөний хувьд ХОУХШ) эсвэл бүрэн асаалттай (илүү тод гэрэлтэй) болгоно. Энэ самбар дээр ашигласан багцын талаархи зарим мэдээлэл: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - Эсэргүүцэл: 0805 SMD - Конденсатор: 0805 SMD, 1206 SMD

Алхам 2: LED -тэй харьцах

Энэ талаар би өөр дэлгэрэнгүй ярихгүй, учир нь энэ талаар өөр газар олон удаа дурдсан байдаг. Та зүү тутамд микро хянагчийн хамгийн их гаралтын гүйдлийг хэтрүүлэхгүй байх ёстой (AVR -ийн хувьд 35 мА орчим). Энэ нь LED гүйдлийн хувьд мөн адил юм. Зурган дээрээс та таамаглаж байгаа шиг, би тэнцвэртэй цагаан гэрлийг авахын тулд резисторын харьцааг тодорхойлохын тулд SMD LED -ийн нэгийг ашигласан. Нөгөө талд гурван ширхэг 2k потенциометр байдаг. Тэгээд л болоо. Энэ тохиолдолд би 90 -ээс 110Ω хүртэл резистортой болсон боловч энэ нь таны авах LED төрлөөс хамаарна. Ердийн LED мультиметр ашиглан V_led LED -ийн урвуу хүчдэлийг тодорхойлоход л хангалттай.

Ом -ийн хуулийг ашигласнаар та жижиг LED -ийн одоогийн хязгаарлах эсэргүүцлийн утгыг тооцоолж болно: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led нь ашиглаж буй эд ангиудын одоогийн хязгаараас хэтрэхгүй байх ёстой. Мөн энэ арга нь зөвхөн бага гүйдлийн програмуудад (магадгүй 100мА хүртэл) тохиромжтой бөгөөд Luxeon эсвэл CREE LED -д ашиглах ёсгүй! LED -ээр дамжих гүйдэл нь температураас хамаардаг тул тогтмол гүйдлийн драйверийг ашиглах шаардлагатай. Хэрэв танд энэ сэдвээр илүү их мэдээлэл хэрэгтэй бол Википедиад зарим мэдээлэл байх болно. Хагас дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулах чанар (бага/өндөр допинг гэх мэт) эсвэл сөрөг температурын коэффициентийг хайх нь тустай байж магадгүй юм. Би 6 зүүтэй SMD RGB LED -ийг ашигласан. Хэрэв та google -ийг хайж олох юм бол олон үр дүнд хүрэх болно. Шидэт үгс нь "SMD, RGB, LED, PLCC6 5050" юм. 5050 нь 0.1 мм хэмжээтэй x ба y хэмжигдэхүүний хэмжээс юм. Ebay дээр та тэдгээрийг их хэмжээгээр захиалахдаа нэг ширхэгийг 50 ¢ -с бага үнээр олох боломжтой. Одоогоор 10 ширхэг багц 10 орчим доллараар зарагдаж байна. Би дор хаяж 50 авах болно;-)

Алхам 3: Арын самбар ба тэжээлийн эх үүсвэр

Арын самбар нь хоёр самбарыг цахилгаан эрчим хүч, I2C автобусаар хангадаг. Самбар бүрт 8 RGB LED, ATMEGA168 mcu нь дотоод осциллятортой 8MHz давтамжтай ажилладаг. Сүүлийнх нь самбаруудын хооронд синхрончлол ба/эсвэл осцилляторыг дахин тохируулахыг шаарддаг. Энэ асуудал кодын хэсэгт дахин харагдах болно.

5V хүчдэлийн хөрвүүлэгчийн схемийг Maxim MAX756 -ийн өгөгдлийн хүснэгтээс ямар ч өөрчлөлтгүйгээр авсан болно. Та өөрт тохирсон өөр чипийг ашиглаж болох бөгөөд энэ нь ойролцоогоор 5 м -ийн хүчдэлд 200 мА чадалтай болно. Гадна хэсгийн тоо бага байгаа эсэхийг шалгаарай. Ихэвчлэн танд дор хаяж 2 электролитийн конденсатор, Schottky диод ба индуктор хэрэгтэй болно. Мэдээллийн хүснэгтийн лавлах загвар нь бүх тоонуудыг агуулсан болно. Би энэ ажилд өндөр чанартай FR4 (шилэн шил) хавтанг ашигласан. Жилий дээр суурилсан хямд хавтангууд бас ажиллах боломжтой боловч хэт амархан хагардаг. Самбарыг овойлт унах үед задлахыг би хүсэхгүй байна. Хэрэв та аль хэдийн 'MintyBoost' эзэмшдэг бол үүнийг дугуйнд тохируулж чадвал үүнийг ашиглаж болно.

Алхам 4: Та хэдэн кодтой байх ёстой

Өндөр тод горимд самбар нь 6 өөр өнгө + цагаан өнгийг дэмждэг. Өнгийг 3 GPIO тээглүүрийг өндөр эсвэл бага болгож тохируулна. Ингэснээр бүх найман LED бүрэн асах боломжтой боловч зөвхөн ижил өнгөтэй байна.

PWM горимд 3 GPIO голтой импульсийн өргөн модуляцлагдсан дохиог ашиглан 8 LED -ийг үржүүлснээр өнгийг тохируулна. Энэ нь ерөнхий гэрэлтүүлгийг бууруулдаг боловч өнгийг дангаар нь хянах боломжтой болсон. Үүнийг цаана нь тасалдлын горимоор хийдэг. RGB гурвалсан эсвэл HUE утгыг ашиглан LED -ийг тодорхой өнгөний утгыг тохируулах үндсэн функцууд байдаг. Төхөөрөмжийг ая тухтай байлгах үүднээс Arduino IDE ашиглан C дээр програмчилсан болно. Би одоо ашиглаж байгаа кодыг хавсаргав. Миний блог дээр хамгийн сүүлийн үеийн хувилбарууд байдаг. Та gitweb интерфэйсийг ашиглан GIT репозиторыг үзэх боломжтой. Програмчлалын олон тэнэг алдаа гарч ирэх болно, үүнд итгэлтэй байна;-) Хоёрдахь зурагт ХБХ-ийн үеийг харуулав. Тоног төхөөрөмжийн тоолуур нь BOTTOM -аас TOP хүртэл тоологддог. Тоолуур нь хүссэн өнгийг илэрхийлсэн тодорхой тооноос том бол гаралтыг сэлгэнэ. Тоолуур ТОП утгад хүрсэний дараа бүх зүйл дахин тохируулагдана. LED-ийн тод гэрэл нь дохионы цаг хугацаатай пропорциональ байна. Хатуухан хэлэхэд энэ бол худлаа, гэхдээ ойлгоход хялбар.

Алхам 5: Үүнийг үйл ажиллагаандаа үзээрэй

Зөвхөн зарим урьдчилсан туршилтууд. Тийм ээ, энэ нь RGB-ийн бүрэн өнгийг бас хийж чадна;-)

Бодит ертөнцийн туршилт. Тийм ээ, бид жаахан цас орсон, гэхдээ энэ нь зул сарын баярын өмнө байсан. Одоо бидэнд дахин цас орлоо. Гэхдээ ердийнхөөрөө зул сарын баяр, шинэ жилийн баяраар бороо орох л байсан. Видеоны дундуур ёолохыг минь тоохгүй байгаарай, би хөгширч байгаа болохоор бөхийх нь жаахан хэцүү болж байна. Эцэст нь бага зэрэг сайжруулсан эффектүүд. Даалгавар биелэгдсэн. Geeky арын гэрэл, мөн миний амьдарч буй газар хууль бус;-) Нойрмог, мэдлэггүй жолооч нар намайг цаашид тоохгүй байх болно гэдэгт би итгэлтэй байна. Хугацааг бага зэрэг тааруулснаар та сайн нүд барьдаг нэлээд ядаргаатай эффект үүсгэж чадна. Ялангуяа шөнийн цагаар. Самбар дээр 4 GPIO/ADC зүү байдаг (2 -ийг жижиг I2C сүлжээ байгуулахад ашиглаж болно), бүх төрлийн эффектийг өгөхийн тулд товчлуурыг холбоход хялбар байх ёстой. CdSe гэрэл эсэргүүцэгчийг холбох нь бас үр дүнтэй байх болно. Нийт материалын өртөг нь ойролцоогоор 50 доллар. Хамгийн том хэсэг нь хэвлэмэл хэлхээний самбар руу оржээ. Бага хэмжээний захиалгын торгууль ердийнх шиг. Нэгэн удаа АНУ -д нэгэн гар утасны компанид өргөнөөр тархсан телевизийн сурталчилгаатай адилхан танаас "Та одоо намайг харж чадаж байна уу? - Сайн байна" гэж асууя.

Алхам 6: Шинэчилсэн загвар

Би энд тэндээс хэдэн зүйлийг өөрчилсөн.

Хамгийн гол нь бага уналтын хүчдэлийн зохицуулагчийг нэмж оруулах явдал юм. Одоо самбар нь 4 -өөс 14В хүртэл тогтмол гүйдэлтэй ажиллах боломжтой. Би бас ПХБ -ийн өнгийг шар болгож өөрчилсөн бөгөөд холболтыг автоматаар идэвхгүй болгох, хэрэв шаардлагагүй бол хүчдэлийн зохицуулагчийг тойрч гарах боломжтой болсон. Та тэндээс KiCAD файлууд болон схемийг олох болно. Хэрэв та үүнийг хүсч байвал миний блог дээрээс илүү их мэдээлэл олж авах боломжтой.

Алхам 7: Том хэмжээтэй

Жагсаалтанд орсон дараагийн зүйл бол Tic Tac Toe юм

Алхам 8: Илүү хөнгөн хакердах

3 утас, 3 эсэргүүцэл нэмж хийснээр гэрлийг хоёр дахин нэмэгдүүлэх боломжтой. Өнгө тутамд хоёр GPIO зүүг гүйдэл олж авахад ашигладаг.

Алхам 9: Бусад шинэчлэлтүүд

Тиймээс би эцэст нь "дүлий" тасалдалтай PWM -ээс BCM (Хоёртын кодын модуляц) руу шилжсэн. Энэ нь LED тээглүүрийг эргүүлэхэд зарцуулсан CPU -ийн хугацааг эрс багасгаж, гэрэлтүүлгийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Бүх сайжруулсан кодыг github дээрээс олж болно. Видео бичлэгийн эхний хэдэн секунд нь зүүн самбар дээр сайжирч байгааг харуулж байна. Энэхүү самбарын дараагийн тоног төхөөрөмжийн засвар дуусах хүртэл (самбар ирэхийг хүлээх) энэ нь 'илүү гэрэл' хэрэгцээг бага зэрэг хангах болно. Бүрэн тэсэлгээтэй ажиллаж байгаа шинэ самбаруудыг харахад үнэхээр хэцүү байх болно.