მანათობელი საშობაო სათამაშოები, საშობაო ბურთები და წვრილმანი დეკორაციები. LED ვარსკვლავი მიკროკონტროლერზე როგორ გააკეთოთ ვარსკვლავი ნაძვის ხეზე LED-ებიდან

ნაძვის ხის LED ვარსკვლავი იკვებება ორი AA ბატარეით

შორეულ წარსულში, ეს საშობაო ვარსკვლავი მზადდებოდა საკონტროლო ლოგიკური დეკოდერის, ტრანზისტორებისა და LED-ების საფუძველზე. ახლა, მრავალი წლის შემდეგ, ეს პროექტი ხელახლა განხორციელდა გამოყენებით თანამედროვე ტექნოლოგიები, მათ შორის მიკროკონტროლერი, DC/DC ძაბვის გადამყვანი და მუდმივი დენის LED დრაივერი.

პროექტი იყენებს ორ AA ბატარეას მის გასაძლიერებლად, ასე რომ თქვენ უნდა გამოიყენოთ DC/DC ძაბვის გადამყვანი, რადგან ცისფერ LED-ებს აქვთ წინა ძაბვის ვარდნა 3 ვ-ზე ოდნავ მეტი, ხოლო LED დრაივერის ჩიპი არის დაახლოებით 0,6 ვ. ორი ახალი AA ბატარეა უზრუნველყოფს 3 ვ-ზე მეტს, ხოლო დატენვის ბატარეები, თუნდაც სრულად დატენვის შემთხვევაში, არ იძლევა საკმარის პოტენციალს. ამ პრობლემის აღმოსაფხვრელად გამოიყენება ძაბვის გადამყვანი, რომელიც გარდაქმნის ნომინალურ 3 ვ-ს ბატარეებიდან ექსპლუატაციისთვის საჭირო 3,71 ვ.

მიკროკონტროლერი შეიძლება იკვებებოდეს DC/DC გადამყვანის ძაბვით ან პირდაპირ ბატარეებიდან. ასევე, მიკროკონტროლერს შეუძლია გამორთოს DC / DC გადამყვანი ძილის რეჟიმში, ბატარეის ენერგიის დაზოგვის მიზნით, ამ რეჟიმში, კონვერტორი მოიხმარს დაახლოებით 1 μA. თავად PIC16LF1703 მიკროკონტროლერი მუშაობს საიმედოდ 1.8 ვ-მდე და ძალზე ეკონომიურია ენერგიის მოხმარებაში, განსაკუთრებით ძილის რეჟიმში.

LED დრაივერი იღებს SPI ბრძანებებს მიკროკონტროლერიდან და მათზე დაყრდნობით რთავს გარკვეულ LED-ებს. მიკროკონტროლერის პროგრამული უზრუნველყოფა იყენებს მანქანის სტანდარტულ არქიტექტურას ანიმაციის გამოსატანად.

ეს პატარა საშობაო პროექტი შეიცავს 16 LED-ს ორიდან სხვადასხვა ფერებიბზინვარება, დამონტაჟებული ბეჭდური მიკროსქემის დაფაზე ვარსკვლავის სახით. LED-ები ინდივიდუალურად კონტროლდება მიკროკონტროლერით, რომელიც დაპროგრამებულია რამდენიმე ოპერაციული რეჟიმით კარგი ვიზუალური ეფექტების შესაქმნელად. იმის გამო, რომ ელექტროენერგიის მოხმარება დიდი არ არის, ვარსკვლავს შეუძლია მუდმივად იმუშაოს მინიმუმ ერთი დღის განმავლობაში.

ჩვეულებრივი LED-ების გამოყენების არჩევანი განპირობებულია მათი მცირე ზომით SMD LED-ებთან შედარებით. LED დრაივერი უზრუნველყოფს LED-ებზე მუდმივ დენს 5 mA.

მიკროკონტროლერი ასრულებს 3 ძირითად ფუნქციას:

1. უგზავნის SPI ბრძანებებს დრაივერს, რომ ჩართოთ და გამორთოთ LED-ები.
2. მონიტორინგს უწევს ბატარეების ან აკუმულატორების ძაბვას, თუ ძაბვა დაეცემა დასაშვებ მნიშვნელობის ქვემოთ, მაშინ ის აყენებს DC / DC გადამყვანს ძილის რეჟიმში.
3. ამუშავებს სიგნალებს გარე ღილაკიდან.

მიკროკონტროლერთან დაკავშირებული გარე ღილაკის გამოყენებით, შეგიძლიათ შეცვალოთ LED-ების მუშაობის რეჟიმები, შეცვალოთ ჩვენების სიჩქარე და ასევე დააყენოთ ვარსკვლავი ძილის რეჟიმში.

ქვემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს ვარსკვლავის სრულ ელექტრული წრე:

ქვემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს პროგრამული უზრუნველყოფის არქიტექტურულ სქემას და მისი დინამიური ქცევის სქემას:

სისტემის დიზაინი და LED კონტროლის პრინციპი

LED დრაივერს მართავს 16-ბიტიანი SPI პაკეტები, ერთ ასეთ პაკეტში თითოეული ბიტი შეესაბამება ერთ LED-ს. როცა გარკვეული ცოტა ერთის ტოლი, მაშინ შესაბამისი LED ირთვება, როცა ის ნულის ტოლია, მაშინ LED ითიშება.

თანმიმდევრობის შესაქმნელად, ბიტების პაკეტები ეგზავნება LED დრაივერს წინასწარ განსაზღვრული ინტერვალით. ბაზის პერიოდია 62 ms. ის შეიძლება მერყეობდეს 81ms-დან 81*255ms-მდე.

მაგალითად, პროგრამა, რომელიც დროულად ატრიალებს LED-ებს, ასე გამოიყურება:

პროექტის შექმნისას გამოყენებული იქნა შემდეგი ელექტრონული კომპონენტები:

• TLC5925IDWR LED დრაივერი
• მიკროკონტროლერი PIC16LF1703-I/SL
• გადამყვანი DC/DC MCP1640T-I/CHY
• ბატარეის განყოფილება
• კონდენსატორი 22 uF
• კონდენსატორი 27 pF
• კონდენსატორი 4.7 uF
• PCB სამონტაჟო ღილაკი
• დიოდური ასამბლეა MBR0530T1G
• რეზისტორი 300 kΩ
• რეზისტორი 620 kOhm
• რეზისტორი 4.3 kOhm
• LED-ები 8 მმ, ლურჯი და წითელი
• LED-ები 10 მმ, ყვითელი და წითელი

გააკეთეთ საკუთარი ხელით მანათობელი საშობაო ბურთი ნაძვის ხეზე სიკვდილის ვარსკვლავის სახით ფილმიდან "ვარსკვლავური ომები"

ვარსკვლავური ომების ფილმიდან სიკვდილის ვარსკვლავის სახით ღამის განათების შესაქმნელად დაგჭირდებათ:

• პლასტიკური ბურთი 100 მმ დიამეტრით
• საბურღი
• წვრილი sandpaper
• სამედიცინო ალკოჰოლი
• ეპოქსიდური ჩიპი
• თიხის ან პლასტილინის ნაჭრები
• ნიღბის ლენტი
• საკანცელარიო დანა
• შესასხურებელი საღებავი
• LED-ები
• თხელი შავი მავთული
• soldering რკინის
• ნარჩენების ელექტრონული წრე, ძველი ფანარი და LED სანთელი

Ნაბიჯი 1

დისკის ამოსაჭრელად, დაამაგრეთ ბურთი თიხის ან პლასტილინის ნაჭერით. ბურღვის დროს მყარად დაიჭირეთ სფერო. გაბურღეთ პატარა ხვრელი, როგორც გზამკვლევი, შემდეგ გამოიყენეთ პლასტმასის ხვრელის ხერხი, რომ ამოჭრათ დისკი გარშემოწერილობის გარშემო. ამოიღეთ და ქაღალდით გაასუფთავეთ კიდეები და გამდინარე წყლის ქვეშ დაამუშავეთ სფეროს ორივე ნახევარი და დისკი.

ნაბიჯი 2

დაამაგრეთ ნახევარსფერო და მოათავსეთ დისკი ხვრელში ისე, რომ მისი გარე ზედაპირი ბრტყელი იყოს. შეურიეთ ეპოქსიდური მასა და გააბრტყელეთ ცილინდრში. დააჭირეთ მას დისკის კიდეების გასწვრივ, დაიჭირეთ თითი. მოათავსეთ მცირე რაოდენობით ნამცხვარი ხვრელში საპირისპირო მხარესიყო პატარა გამონაყარი. საკანცელარიო დანაგაჭერით სფეროს ჩამოკიდების მარყუჟი და გაასუფთავეთ უხეშობა. დამუშავეთ სფერო გამდინარე წყლის ქვეშ sandpaper.

ნაბიჯი 3

წებოვანა თხელი ზოლები სფეროს ეკვატორის გასწვრივ. დაასველეთ ქსოვილი სპირტით და მოიწმინდეთ მთელი ზედაპირი. პრაიმერის ფრთხილად გამოყენების შემდეგ, შეღებეთ ყველაფერი ბაზის ღია ნაცრისფერ ფერში. ახლა მიამაგრეთ ფირის ზოლები ყველა ნაწილზე, სფეროები, რომლებიც მსუბუქი უნდა დარჩეს. ახლა წაისვით მუქი ნაცრისფერი საღებავი და ამოიღეთ ლენტი.

ნაბიჯი 4

დავჭრათ პატარა კვადრატი მისგან 1,5 სმ დაშორებით ბეჭდური მიკროსქემის დაფაან ჩვეულებრივი პლასტმასი (აუცილებელია LED-ისთვის ორი ხვრელის გაბურღვა). აიღეთ ორი 20 სმ სიგრძის მავთული, გაიარეთ კვადრატში ნახვრეტებში, დააინსტალირეთ LED. ახლა შეგიძლიათ მავთულის შედუღება. გადაიტანეთ მავთულები სფეროს ზედა ნახვრეტში. ახლა ჩვენ გვჭირდება პატარა ბატარეის განყოფილება (შესაფერისი LED სანთლისთვის). რჩება მავთულის ბოლოების შედუღება სანთლის სხეულზე, პოლარობის დაკვირვებით.

ნაბიჯი 5

გაწურეთ საღებავის ნაწილი ზოგან, რომ შუქი გაუშვას. თუ სფეროს ეკვატორში ძალიან ბევრი შუქი გადის, ზურგზე შეიძლება ჩაიკეტოს მუქი ზოლები ნახვრეტებით. სანთლის სხეულის ოდნავ შენიღბვის მიზნით, შეგიძლიათ შეღებოთ იგი შავად.

მბზინავი საშობაო დეკორაცია ნაძვის ხისთვის

ეს სახელმძღვანელო განკუთვნილია ეტაპობრივად შექმნა LED ვარსკვლავი ნაძვის ხისთვის, რომელიც ანათებს ძალიან კაშკაშა და ასევე შეუძლია შეცვალოს მისი ფერები. პროექტმა გამოიყენა პლაივუდის ფურცელი, WS2812b მისამართიანი LED ზოლები და Arduino მიკროკონტროლერი.

ნაბიჯი 1: ინსტრუმენტები და მასალები

• პლაივუდის ფურცელი დაახლოებით 30 x 30 x 0.6 სმ.
• LED ზოლები WS2812b 60 LED სიმკვრივით მეტრზე. დაგჭირდებათ სიგრძე 67 სმ, რომელიც შეიცავს 40 LED-ს.
• მცირე ზომის Arduino მიკროკონტროლერი, რომელიც დაფუძნებულია ATmega328 ან Attiny45 ჩიპზე (გამოდგება მაგალითად Arduino Pro Mini 3.3 / 5V ან Adafruit Gemma)
• საშუალო გრილი ქვიშა
• აკრილის წებოვანი
• კვების ბლოკი 3.3/5V ან აკუმულატორის ბატარეა LiPo 3.7V ან ნებისმიერი სხვა შესაფერისი კვების წყარო
• თხელი ელექტრო მავთული

ნაბიჯი 2: ვარსკვლავის დახატვა

პირველი ნაბიჯი არის ვარსკვლავის შექმნა. პლაივუდის ვარსკვლავის სხეულზე LED ზოლი იქნება დამაგრებული, ამიტომ შესაბამისი ზომები უნდა შეირჩეს. ამ პროექტისთვის (40 LED-ისთვის), შეგიძლიათ გამოიყენოთ შაბლონი ქვემოთ მიმაგრებულ ფაილში. გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ იმისათვის, რომ იგი მოთავსდეს A4 ფურცელზე, ზოგიერთი ბოლო ოდნავ მოჭრილია. ამრიგად, თქვენ უნდა დაბეჭდოთ სტენცილი, აიღოთ პლაივუდის და ნახშირბადის ქაღალდის ფურცელი. შემდეგ პლაივუდის ფურცელზე დააფინეთ შაბლონი ნახშირბადის ქაღალდით და სახაზავი და ფანქრით გადაიტანეთ პლაივუდზე. გადატანის დაწყებამდე მიზანშეწონილია ტრაფარეტი დააფიქსიროთ პლაივუდის ფურცელზე ბუჩქებით, რათა ის შემთხვევით არ გადაადგილდეს. გადატანის დასრულების შემდეგ ამოიღეთ ტრაფარეტი და ყურადღებით შეამოწმეთ ყველა კიდე.

ნაბიჯი 3: ამოიღეთ ვარსკვლავი

მას შემდეგ, რაც ვარსკვლავის გამოსახულება პლაივუდის ფურცელზე გადადის, ის უნდა მოიჭრას. ამისათვის შეგიძლიათ გამოიყენოთ jigsaw ან შესაფერისი ხელის ხერხი. ამ პროექტში ვარსკვლავი მხოლოდ კონტურის გასწვრივ იყო მოჭრილი, მაგრამ სურვილის შემთხვევაში შეგიძლიათ შუაზეც ამოჭრათ. ჭრის დასრულების შემდეგ, ვარსკვლავის კიდეები უნდა იყოს ქვიშიანი, რათა ისინი გლუვი გახდეს.

ნაბიჯი 4: LED-ების მომზადება

ამ ეტაპზე, თქვენ უნდა აიღოთ სეგმენტი led ზოლები, შეიცავს 40 LED-ს და დაჭერით 4 LED-ის მინიმალურ დასაშვებ სეგმენტებად. შედეგად, თქვენ უნდა მიიღოთ 4 LED-ის 10 სეგმენტი.
ამ პროექტში, ფირის წყალგაუმტარი გარსი მოიხსნა, მაგრამ ამის გაკეთება შეუძლებელია, მაგრამ შემდეგ, შედუღებამდე, საჭიროა ფრთხილად ამოიღოთ დაცვა კონტაქტებიდან დანით დაჭრით.

შემდეგი, წებოთი LED სეგმენტები ხის ვარსკვლავის კიდეებზე გამოყენებით აკრილის წებოვანი. LED ზოლის უკანა მხარეს დაასხით წებოს რამდენიმე წვეთი და დააწებეთ ვარსკვლავზე. სასურველია ზოლების გასწორება ისე, რომ პიქსელები საკმაოდ თანაბრად იყოს განლაგებული.

ყურადღება: ზოლის დამაგრებამდე დარწმუნდით, რომ ის სწორად არის ორიენტირებული, რადგან ამ ტიპის LED ზოლს აქვს მონაცემთა ცალმხრივი მიმართულება (ანუ წინა ზოლის Dout pin უნდა იყოს დაკავშირებული შემდეგი ზოლის Din pin-თან)

ნაბიჯი 5: LED-ების დაკავშირება

ახლა LED ზოლები ერთმანეთთან უნდა იყოს დაკავშირებული. ამისათვის ჩვენ დავჭრათ ბევრი პატარა ნაჭერი თხელი მავთულის, დაახლოებით 3-4 სმ სიგრძის.გამაგრილებლის გამოყენებით საჭიროა მავთულის ეს ნაჭრები LED ზოლების კონტაქტებს შორის შედუღოთ შემდეგი სახით: DO - DI, V. - V, GND - GND. შემდეგ ეტაპზე შესრულდება შედუღების და შეერთების შემოწმება და ამ დროისთვის მხოლოდ ვიზუალური შემოწმება ხდება მოკლე ჩართვაზე და სხვა ფიზიკურ შეცდომებზე.

ყურადღება: არ გააკრათ ჯაჭვი! ბოლო ზოლის გამომავალი არ არის დაკავშირებული არაფერთან და მავთულები დამაგრებულია პირველ ზოლზე, რომელიც მოგვიანებით დაუკავშირდება მიკროკონტროლერს.

ნაბიჯი 6: მიკროკონტროლერის დაკავშირება

უპირველეს ყოვლისა, დენის და მიწის მავთულები დაკავშირებულია დენის წყაროსთან. შემდეგ მიკროკონტროლერზე Vcc პინი უკავშირდება პირველი LED ზოლის V პინს, შესაბამისად, GND პინი GND-ს. მიკროკონტროლის პინი #6 დაკავშირებულია პირველი ზოლის DI მონაცემთა შეყვანის პინთან (ეს პინი არის პროგრამული უზრუნველყოფის განსაზღვრა და მისი გადაფარვა შესაძლებელია).

თუ იყენებთ Arduino Pro Mini-ს, შეაერთეთ პროგრამისტი სერიულ პორტთან. წინააღმდეგ შემთხვევაში, უბრალოდ შეაერთეთ USB კაბელი კომპიუტერიდან მიკროკონტროლერთან.

ნაბიჯი 7: მიკროკონტროლერის პროგრამირება

მიკროკონტროლერის დასაპროგრამებლად, თქვენ უნდა ჩამოტვირთოთ და დააინსტალიროთ Arduino IDE პროგრამა თქვენს კომპიუტერში, რომელიც აღჭურვილია Adafruit NeoPixel ბიბლიოთეკით, რომლის ჩამოტვირთვა შესაძლებელია Adafruit ვებსაიტიდან.

პროგრამის დაყენების შემდეგ გახსენით სატესტო პროგრამის კოდი (ესკიზი) სახელწოდებით strandtest მენიუს შემდეგ ელემენტებზე დაწკაპუნებით:

ფაილი → მაგალითები → ბიბლიოთეკები → Adafruit_NeoPixel → strandtest

თქვენ უნდა შეცვალოთ მასში 15 ხაზი, კერძოდ, შეცვალოთ მნიშვნელობა 60-დან 40-მდე, რადგან პროექტში გამოიყენება 40 LED. ესკიზის კოდის დანარჩენი ნაწილი უცვლელი რჩება.

ამის შემდეგ, პროგრამის კოდი იტვირთება მიკროკონტროლერის მეხსიერებაში.

თუ იყენებთ Adafruit FLORA ან Gemma მიკროკონტროლერს, მაშინ დაგჭირდებათ მიკროკონტროლერის ტიპის დაყენება Arduino IDE-ში, მიჰყევით ამ ინსტრუქციას: https://learn.adafruit.com/add-boards-arduino-v164/setup

ნაბიჯი 8: ტესტი კავშირები

ახლა დროა შეამოწმოთ კავშირები და გაყვანილობა. შეაერთეთ დენი და თუ ყველაფერი შეუფერხებლად წავა, ყველა LED-ები ანათებენ თქვენ მიერ ატვირთული ესკიზის მიხედვით.

თუ რამე არ მუშაობს, შეამოწმეთ ყველა კავშირი, მიკროკონტროლერიდან LED ზოლის ბოლო LED ზოლამდე.

ნაბიჯი 9: დასრულება

სანამ ვარსკვლავს ნაძვის ხეზე დაამონტაჟებთ, უნდა დააფიქსიროთ მიკროკონტროლერი და ბატარეა ვარსკვლავის უკანა მხარეს. დასამაგრებლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ შესაბამისი ზომის წებოვანი ლენტი ან ხრახნები. თქვენ ასევე უნდა მიამაგროთ სამაგრი, რომლითაც ვარსკვლავი საიმედოდ იქნება დამაგრებული ნაძვის ხეზე.

LED საშობაო დეკორაციები - საშობაო ბურთები Wi-Fi კონტროლირებადი
ეს გაკვეთილი აღწერს, თუ როგორ უნდა შექმნათ მბზინავი ნაძვის ხის სათამაშოები, რომლებიც შეიძლება კონტროლდებოდეს Wi-Fi-ით. სათამაშოებთან დასაკავშირებლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ კომპიუტერი ან სმარტფონი თქვენი საყვარელი ბრაუზერით. შეგიძლიათ დააყენოთ ფერი, მოციმციმე სიჩქარე და რეჟიმი.

საშობაო დეკორაციებს აქვს საკუთარი ვებ სერვერი. ყველა პროგრამის კოდი მუშაობს Wemos / ESP8266 მიკროკონტროლერზე. დანარჩენი რაც საჭიროა არის 5V დენის წყარო (USB) და Wi-Fi ქსელი.
ეს ნაბიჯ-ნაბიჯ სახელმძღვანელო იწყება სამი კოდის მაგალითით. პირველი მაგალითი არის Arduino-ს მარტივი ესკიზი Autodesk სქემებიდან NeoPixel LED რგოლის გამოყენებით. ეს მაგალითი არის ამ პროექტის საფუძველი. კოდის მეორე მაგალითი არის ვებ სერვერი, რომელიც იყენებს Wemos მიკროკონტროლერს. მესამე კოდის მაგალითი განმარტავს, თუ როგორ უნდა შეასრულოთ სხვადასხვა ფუნქციები კონკრეტულ ინტერვალებში.
ამ კოდირების მაგალითების შემდეგ აღწერილია სათამაშო მოდელის დიზაინი, რომელიც არის იდეალურად სიმეტრიული გეომეტრია 20 გვერდით. დიზაინი და ფორმა შეიქმნა Fusion 360-ში და შემდეგ დაიბეჭდა 3D.
დასასრულს, აწყობის შემდეგ, აღწერილია პროგრამის საბოლოო კოდი, რომელიც არის ამ ინსტრუქციის დასაწყისში მოცემული სამი მაგალითის კომბინაცია.
მიუხედავად იმისა, რომ ეს ინსტრუქცია აღწერს ორნამენტის შექმნას საშობაო დეკორაციები, ვებ ინტერფეისი არ შემოიფარგლება ამ ფუნქციებით. მისი გამოყენება შესაძლებელია მრავალი სხვა პროექტისთვის. სინამდვილეში, ყველაფერი, რასაც აკონტროლებენ Arduino მიკროკონტროლერები, შეიძლება კონტროლდებოდეს Wi-Fi ქსელის საშუალებით.

ნაბიჯი 1: საჭირო მასალები

საჭირო მასალები:

• მიკროკონტროლერი Wemos D1 Mini Pro ან Wemos D1 Mini
• LED ზოლები WS2812b, 30 LED / მეტრი, IP30 ან მინიატურული პროგრამირებადი პიქსელი
• USB მიკრო USB კაბელი
• მავთულები
• სუპერ წებო
• ბრჭყვიალა ფხვნილი
• USB კვების წყარო 5 ვოლტი

გამოიყენეთ შესაფერისი USB კვების წყარო. თითოეული LED იზიდავს მაქსიმუმ 60 mA-ს, ასე რომ, 20 LED-ები სრული სიმძლავრით მიიღებენ 1.2A (6W). ამ პროექტში გამოყენებული იქნა Ikea Koppla USB კვების წყარო. მას აქვს 3 USB პორტი და აწვდის 3.2A 5 ვ.

ნაბიჯი 2. Autodesk სქემა: NeoPixel LED Ring გაყვანილობის მაგალითი

WS2812 LED-ებით და Arduino მიკროკონტროლერით რაღაცის აშენება ნამდვილად მარტივია. მაგრამ შეიძლება საშინლად მოგეჩვენოთ, თუ აქამდე არასოდეს გიმუშავიათ Arduino-სთან. პროგრამირებისა და ელექტრონიკის გარკვეული გამოცდილება ძალიან სასარგებლო იქნება. არც ისე რთულია.
და სულაც არ არის აუცილებელი იყიდოთ Arduino მიკროკონტროლერი თქვენი ძალის მოსინჯვისთვის. არის ვებსაიტები, სადაც შეგიძლიათ მიკროკონტროლერის მუშაობის სიმულაცია. ერთ-ერთი მათგანია Autodesk Circuits ვებსაიტი. ეს მაგალითი დამზადებულია Arduino მიკროკონტროლერით NeoPixel LED რგოლის გამოყენებით და არის ამ საშობაო პროექტის საფუძველი.
მიკროკონტროლერის პროგრამირების კოდი გამოიყურება მარტივი, მაგრამ ამავე დროს აჩვენებს Arduino მიკროკონტროლერების კოდირების ბევრ შესაძლებლობას:

• პროგრამის კოდი იყენებს გარე ბიბლიოთეკას "Adafruit NeoPixel". ამიტომ, არ უნდა ინერვიულოთ LED-ების ფერის შეცვლაზე. ყველაფერი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ არის ბიბლიოთეკის ფუნქციების გამოყენება.
• პროგრამის კოდი განსაზღვრავს 12 RGB ფერის მნიშვნელობებს 3 მასივში. ეს არის 12 ფერი, რომლებიც გამოიყენება ვებ ინტერფეისში LED ზოლის გასაკონტროლებლად.
• ასევე, არსებობს თვითგანსაზღვრული ფუნქცია. ეს არის "setColor" ფუნქცია, რომლის გამოძახება შესაძლებელია პროგრამის ნებისმიერი ადგილიდან.

ეს კოდი შეიცავს 12 ფერის ერთ მასივს (0-დან 11-მდე). ამ პროექტისთვის შეირჩა 12 ფერი, რადგან მიღებული კოდი შეიცავს და ამოიცნობს ერთ ღილაკს თითოეული ფერისთვის:

ფერი 0: ქარვისფერი (FFC200)
ფერი 1: ნარინჯისფერი (FFA500)
ფერი 2: ცინაბარი (E34234)
ფერი 3: წითელი (FF0000)
ფერი 4: მეწამული (FF00FF)
ფერი 5: იასამნისფერი (800080)
ფერი 6: ინდიგო (4B0082)
ფერი 7: ლურჯი (0000FF)
ფერი 8: აკვამარინი (7FFFD4)
ფერი 9: მწვანე (00FF00)
ფერი 10: მომწვანო (7FFF00)
ფერი 11: ყვითელი (FFFF00)

თუ გსურთ, შეგიძლიათ შეცვალოთ ფერები RGB მნიშვნელობების შეცვლით. სხვა ფერის კოდები შეგიძლიათ იხილოთ ვიკიპედიაში.

ნაბიჯი 3. გამარჯობა მსოფლიო!

Arduino კონტროლერის WS2812 LED-ებთან მუშაობის დაპროგრამების შემდეგ, დროა შევქმნათ მარტივი ვებ სერვერი კონტროლერზე დაფუძნებული. ამისათვის საჭიროა Wemos მიკროკონტროლერი (ESP8266), რომელიც შეიცავს Wi-Fi ადაპტერს. Wemos კონტროლერი შეიძლება კომპიუტერთან დაკავშირება USB კაბელის გამოყენებით. არ არის საჭირო დამატებითი USB ადაპტერების გამოყენება. ეს არის Wemos კონტროლერის უპირატესობა ESP8266-12 მოდულთან შედარებით.
Wemos კონტროლერი შეიძლება დაპროგრამდეს Arduino პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით. მაგრამ ეს მოითხოვს Arduino IDE პროგრამულ უზრუნველყოფას დამატებითი დაფების დამატებას Boards Manager ფუნქციის გამოყენებით. ეს აღწერილია Wemos კონტროლერის დოკუმენტაციაში.
ამ ნაბიჯების დასრულების შემდეგ შეგიძლიათ აირჩიოთ Wemos დაფა Arduino IDE-ით დასაპროგრამებლად. ამისათვის აირჩიეთ Wemos კონტროლერი (+ შესაბამისი COM პორტი) და ჩატვირთეთ მასში შემდეგი კოდი:

კოდის შედგენასა და ჩამოტვირთვამდე შეცვალეთ ქსელის რწმუნებათა სიგელები.
ეს არის ძალიან მარტივი ვებ სერვერი. Wemos კონტროლერი დაუკავშირდება WiFi ქსელებიდა დაიწყეთ ვებ სერვერი მხოლოდ ერთი გვერდით. გამოიყენეთ სერიული პორტის მონიტორი თქვენი ვებ სერვერის IP მისამართის მისაღებად.

ნაბიჯი 4: კავშირი

მიკროსქემის შესაქმნელად საჭიროა ცოტა შედუღება. მაგრამ WS2812b LED ზოლის გამოყენების წყალობით, ის მინიმუმამდეა დაყვანილი.
თქვენ უნდა მიამაგროთ ქინძისთავები Wemos კონტროლერის დაფაზე. ამისათვის გამოიყენება დაფაზე კონტაქტები "D2", "+ 5V" და კონტაქტი "GND". ეს ნიშნავს, რომ ქინძისთავები მხოლოდ დაფის ერთ მხარეს უნდა იყოს შედუღებული.
შემდეგ შეაერთეთ სამი სხვადასხვა ფერის მავთული LED ზოლზე (დამიწება, სიგნალი და +5V).
ამის შემდეგ, ამოიღეთ პლასტმასი მავთულის USB კონექტორიდან. როგორც ასეთი, ამ კონექტორისთვის ადგილი არ არის. დაამატეთ 2 დამატებითი მავთული USB კაბელს (სურათზე გადაუგრიხეს): ერთი "+5V" სადენზე და ერთი "GND" სადენზე. ისინი პირდაპირ გამოიყენება LED- ების კვებისათვის. დარწმუნდით, რომ იზოლირებულია ეს მავთულები.
შეაერთეთ დამატებითი "+5V" სადენები USB კაბელიდან LED ზოლთან. იგივე "GND" მავთულისთვის. შეაერთეთ სიგნალის სადენი LED ზოლიდან D2-ის დასამაგრებლად Wemos კონტროლერის დაფაზე. ბოლოს შეაერთეთ USB კაბელი Wemos კონტროლერის დაფასთან.
დამიწების მავთული არ არის დაკავშირებული Wemos-ის კონტროლერის დაფაზე არსებულ პინთან. დამიწების ეს პინი პირდაპირ უკავშირდება USB კონექტორს. ეს არის დამატებითი "GND" მავთულის გამო.

ნაბიჯი 5: მაგალითი იმისა, თუ როგორ მუშაობს ტაიმერები

Arduino NeoPixel კოდის პირველ მაგალითში (NeoPixel LED რგოლი), ფერის ცვლილებები ხდება მთავარ ციკლში. ეს მოითხოვს მთავარ მარყუჟის შეფერხებას, წინააღმდეგ შემთხვევაში ფერის შეცვლა ძალიან სწრაფად მოხდება. ამ შეფერხების დროს Wemos კონტროლერი უბრალოდ ელოდება და არ ასრულებს სხვა ბრძანებებს. ფონური პროცესების გარდა, მაგალითად, ამუშავებს Wi-Fi ქსელის კავშირს.
საბოლოო პროდუქტი გაუშვებს ვებ სერვერს LED-ების გასაკონტროლებლად. ამის გამო, კოდის შიგნით არ უნდა იყოს ლოდინი, რადგან ეს მისცემს უგრძნობელ ვებ ინტერფეისს.
ქვემოთ მოყვანილ მაგალითში LED-ები კონტროლდება შიდა ტაიმერით "osTimer", რომელიც განისაზღვრება "os_timer_setfn" ფუნქციით და შემდეგ გააქტიურებულია "os_timer_arm" ფუნქციით. გამოყენებული მნიშვნელობა 1000 არის მილიწამებში. ამ მნიშვნელობის გამოყენებით Wemos-ის კონტროლერის ტაიმერი ყოველ წამს შეასრულებს „timerCallback“ პროცედურას. ეს პროცედურა ზრდის ფერის მნიშვნელობას და ცვლის LED-ების ფერებს. შედეგად, ყველა ეს მოქმედება შესრულებულია მთავარი მარყუჟის გარეთ.
გახსოვდეთ, რომ კოდი "osTimer"-ში უნდა იყოს ძალიან მოკლე, რადგან ის უნდა შესრულდეს შემდეგი ტაიმერის გაშვებამდე.
პროგრამის კოდი: ეს კოდი ასევე შეიცავს ფუნქციას სახელად "setColor", რომელსაც შეუძლია მიიღოს 3 მნიშვნელობა, რომელიც გამოიყენება ყველა LED-ის ფერის შესაცვლელად ერთდროულად.

ნაბიჯი 6: რეგულარული ამოზნექილი პოლიედონი

არის საშობაო დეკორაციები სხვადასხვა ფორმები. იმ დროს, როცა დიზაინს არჩევდნენ, ზოგიერთი გეომეტრიული ფორმები. და გეომეტრიის ერთმა ტიპმა მიიპყრო ჩემი ყურადღება: რეგულარულმა პოლიედრონმა. ის აბსოლუტურად სიმეტრიულია. ეს მას იდეალურს ხდის საშობაო სათამაშოებისთვის. ცნობილია მხოლოდ ხუთი ტიპი:
1. სამკუთხა პირამიდა (4 გვერდი)
2. კუბი (6 მხარე)
3. ოქტაედონი (8 მხარე)
4. დოდეკაედონი (12 მხარე)
5. იკოსაედონი (20 მხარე)
აიკოსაედონი აირჩიეს. მას ყველაზე მეტი მხარე აქვს. თითოეულ მხარეს იქნება ერთი WS2812 LED, სულ 20.
WS2812 LED ზოლების გამოყენება ზღუდავს გეომეტრიის ზომას. მანძილი LED-ებს შორის არის 33 მმ (30 LED მეტრზე). ეს უდრის თითოეული ტოლგვერდა სამკუთხედის გვერდების ზედა ზღვარს. ქაღალდის პროტოტიპის შექმნის შემდეგ, იკოსაედრონის ზომა განვითარდა დაახლოებით 75 მმ. ეს იძლევა საკმარის ადგილს Wemos კონტროლერისთვის და 20 LED-ისთვის.

ნაბიჯი 7: მუშაობა Autodesk პროგრამა Fusion 360

სტანდარტული იკოსაედრონის შექმნა იწყება 3 მართკუთხედით თითოეულ ღერძზე. ეს უნდა იყოს ოქროს მართკუთხედები. ოქროს მართკუთხედი არის მართკუთხედი, რომლის გვერდების სიგრძე ოქროს თანაფარდობაშია (დაახლოებით 1,618). ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ გვერდები 75 მმ ოქროს მართკუთხედისთვის პითაგორას თეორემის გამოყენებით, გვერდები არის 65 მმ x 40 მმ.
მართკუთხედების თითოეული კუთხე არის 5 სამკუთხედის კუთხე.

LED-ების ჩასმამდე, დახაზეთ LED ზოლის ბილიკი. ეს დაეხმარება მას არ გადაკვეთოს გზები.
დაიწყეთ LED-ების დამაგრებით დიდი 3D დაბეჭდილი ნაწილის შიგნით, ბოლო LED-ით ზოლის ბოლოს. ამ პროექტში გამოსასწორებლად გამოვიყენე ცხელი წებო. ფრთხილად მოხარეთ LED ზოლები შეკრების დროს, რათა არ დაზიანდეს.
ამ ვერსიაში გამოყენებულია ორი ცალი LED ზოლები. ერთი 5 LED-ით და ერთი 15 LED-ით. მაგრამ სავსებით შესაძლებელია გამოიყენოს ერთი LED ზოლები 20 LED. ეს დაზოგავს დროს და არ საჭიროებს შედუღებას.
შეაერთეთ "+5V" და "GND" სადენები LED ზოლიდან USB კაბელთან. სიგნალის მავთული უკავშირდება "D2" გამომავალს Wemos კონტროლერის დაფაზე. დედამიწა დაკავშირებულია შიგნით. საშობაო სათამაშოს დახურვამდე არ დაგავიწყდეთ LED-ების შემოწმება.
წებო გამოიყენება ნაწილების დაშლის თავიდან ასაცილებლად. მოათავსეთ Wemos კონტროლერის დაფა დიდი 3D დაბეჭდილი ნაწილის შიგნით. გააკეთეთ ხვრელი USB კაბელის გასავლელად და დააწებეთ ეს ორი ნაწილი.

ნაბიჯი 10: ვებ სერვერი

განყოფილების ბოლოს მიმაგრებული Arduino ესკიზის ფაილი შეიცავს ვებ სერვერის ყველა კოდს Wemos კონტროლერზე. კოდის ატვირთვამდე შეცვალეთ "ssid" და "password" ცვლადები.
კოდის შესახებ

კოდის ზოგიერთი ნაწილი მოითხოვს მცირე განმარტებას:

#შეიცავს
#შეიცავს
#შეიცავს
#შეიცავს
#შეიცავს
#შეიცავს
ეს არის ყველა ბიბლიოთეკა, რომელიც გამოიყენება Arduino-ს ესკიზში.

#define NUM_PIXELS 20
Adafruit_NeoPixel pixels(NUM_PIXELS, D2, NEO_GRB | NEO_KHZ800);
არის 20 LED, რომლებიც დაკავშირებულია პინ "D2"-ზე Wemos კონტროლერის დაფაზე.

int R = (255,255,227,255,255,128,075,000,127,000,127,255,000);
int G = (194,165,066,000,000,000,000,000,255,255,255,255,000);
int B = (000,000,052,000,255,128,130,255,212,000,000,000,000);
ეს არის 12 ფერი (ფერი 0-დან 11-მდე), ისინი გამოიყენება LED-ებისთვის. შესაბამისი HEX მნიშვნელობები გამოიყენება ღილაკებისთვის. ამ მასივში არის 13 მნიშვნელობა. მასივის ბოლო მნიშვნელობა გამორთავს LED-ს (#000000 = შავი). თუ გსურთ, შეგიძლიათ შეცვალოთ ეს ფერები.

სიმებიანი ღილაკიColor = ("თეთრი", "შავი");
ლოგიკური ColorState = (1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1); // საწყისი ფერები
ყველა 12 ღილაკს აქვს "სახელმწიფო". თუ ღილაკს აქვს მნიშვნელობა "True", მაშინ შესაბამისი LED აჩვენებს შესაბამის ფერს. როდესაც დააჭირეთ ღილაკს, იცვლება ამ ღილაკის მდგომარეობა. ეს ასევე ცვლის ამ ღილაკის ტექსტის ფერს (მაგ. შავი ან თეთრი).

int ლოდინის დრო = (50, 100, 150, 200, 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000, ...
int ლოდინის დრო = 5; // ნაგულისხმევი მნიშვნელობები
არსებობს ორი ღილაკი ტაიმერის მნიშვნელობის შესაცვლელად ("უფრო სწრაფი" და "ნელი"). ნაგულისხმევი "waitTime" მნიშვნელობა არის 5. ეს მნიშვნელობა იძლევა ტაიმერის ინტერვალის 500 მილიწამს.

int nextColor (int lastColor)
{
foundColor = numColors; // არაფერი მოიძებნა დაბრუნების მნიშვნელობა
countcolors = 0; // დაითვალეთ ძიების რაოდენობა მარყუჟის შიგნით
კეთება
{
მიმდინარეფერი += 1;
countColors += 1;
if (currentColor>numColors) (currentColor=0;)
if (ColorState) (foundColor=currentColor;)
}
ხოლო (currentColor != lastColor
&& foundColor == numColors
&& დაითვალეთ ფერები< numColors+1);
დაბრუნება (foundColor);
}
ეს ფუნქცია პოულობს შემდეგ ფერს "colorState" მასივიდან გამოსატანად. ის იწყებს ძიებას პოზიციის ნომერზე "lastColor" და აბრუნებს მომდევნო ინდექსის მნიშვნელობას colorState მასივში მნიშვნელობით 1.
მაგალითი. შემდეგ მასივში ფერი 2-7 გამორთულია (თეთრი ტექსტი). ამ ფუნქციის შესრულება 0 მნიშვნელობით აბრუნებს 1-ს. ამ ფუნქციის გამოყენებით 1 მნიშვნელობით ბრუნდება 8. ეს არის შემდეგი ფერი, რომელიც არის "colorState" მასივში "True" მნიშვნელობით.
ფერი 0: ქარვისფერი (FFC200)
ფერი 1: ნარინჯისფერი (FFA500)
ფერი 2: ალისფერი (E34234)
ფერი 3: წითელი (FF0000)
ფერი 4: იასამნისფერი წითელი (FF00FF)
ფერი 5: მაგენტა (800080)
ფერი 6: ინდიგო (4B0082)
ფერი 7: ლურჯი (0000FF)
ფერი 8: მომწვანო ლურჯი (აკვამარინი) (7FFFD4)
ფერი 9: მწვანე (00FF00)
ფერი 10: Chartreuse (ღია მწვანე) (7FFF00)
ფერი 11: ყვითელი (FFFF00)
ფერები ყოველთვის ნაჩვენებია ფიქსირებული თანმიმდევრობით. როდესაც 12-ვე ფერი გამორთულია, ეს ნიშნავს, რომ ყველა LED-იც გამორთულია (მნიშვნელობა 000000).

// ოს-ტაიმერის შეწყვეტა
void timer Callback (void *pArg)
თუ (! buttonSparkle)
{
// Sparkle Off = მოციმციმე
}
სხვა
{
// მუხტი
}
არსებობს 2 ოპერაციული რეჟიმი: "Spark" და "Flicker". და თითოეულ მათგანს აქვს განსხვავებული კოდის გზა OS ტაიმერის შიგნით.
ციმციმის რეჟიმს აქვს უმარტივესი კოდი. ის იღებს შემდეგ ფერს "nextColor" ფუნქციის გამოძახებით. შემდეგ ყველა LED ფერი იცვლება ამ ფერში.
ნაპერწკლის რეჟიმი ძალიან განსხვავებულია. ის ყოველთვის იწყება "ColorState" მასივში პირველი ხელმისაწვდომი ფერით. შემდეგ, თითოეული LED-ისთვის გამოიძახება "nextColor" ფუნქცია. LED-ის ფერის სწრაფი ცვლილება იძლევა ცქრიალა ეფექტს.

ბათილია showPage()
{
ვებგვერდი +="

ვებგვერდი +=" ვებგვერდი +=" ეს ფუნქცია აჩვენებს და განაახლებს ვებ გვერდს. ამ ჩანახატში მხოლოდ ერთი ვებ გვერდია. ღილაკების ფერები მყარი კოდირებულია. და ეს ფერები შეესაბამება მასივის R-G-B ფერებს.

ბათილად დაყენება(ბათილი)(
server.on("/",()(showPage(); ));
server.on ("/socketAmb",()(ColorState = !ColorState; showPage();));
server.on ("/socketOra",()(ColorState = !ColorState; showPage();));
server.on ("/socketVer",()(ColorState = !ColorState; showPage();));
ეს ნაწილი შეიცავს პირველ შესრულებად კოდს Wemos კონტროლერის გაშვების შემდეგ. იგი ახდენს NeoPixel LED-ების, Wi-Fi კავშირის, OS ტაიმერის და ვებ სერვერის ინიციალიზებას.
ვებ გვერდზე ღილაკზე დაწკაპუნება იწვევს ზოგიერთი კოდის შესრულებას. მაგალითად: პირველ ღილაკს ვებ გვერდზე (ქარვა) აქვს ბმული (href) "socketAmb". ამ ღილაკზე დაჭერით შესრულდება კოდი "socketAmb"-ის "server.on" ნაწილში. კოდის ეს ნაწყვეტი ცვლის "colorState" მასივში პირველი ფერისთვის (ქარვისფერი).
LED-ების ფერები იცვლება დროის ფუნქციის გამოყენებით. ფერები მაშინვე არ იცვლება.

void loop (ბათილი)
{
server.handleClient();
}
მთავარი მარყუჟის ერთადერთი ამოცანაა ვებ სერვერზე ზრუნვა. ყველა სხვა დამუშავება ხდება ტაიმერის ფუნქციით.

შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ Wemos მიკროკონტროლერის სრული პროგრამის კოდი ბმულიდან:

ნაბიჯი 11 არა-Wi-Fi ვერსია

Wemos-ის კონტროლერის შემდეგი კოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საშობაო დეკორაციის მაგალითი Wi-Fi ქსელის გამოყენების გარეშე.
ეს კოდი საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ Arduino კონტროლერი Wemos-ის ნაცვლად (ESP8266). Arduino კოდი ხელმისაწვდომია circuit.io-ზე (WS2812 მატრიცის მაგალითი). კოდში მთავარი განსხვავებაა პორტის სახელი (პორტი 8 ნაცვლად D2).

LED-ების შეკვეთა დამოკიდებულია შემაკავშირებელ წესრიგზე. ამ პროექტში საშობაო სათამაშოს აქვს შემდეგი თანმიმდევრობა:
ტოპ 5 LED - 4, 5, 6, 7, 8 (საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით)
ქვედა 5 LED - 11, 12, 13, 14, 15 (საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით)
შუა 10 LED - 1, 2, 3, 10, 9, 16, 17, 18, 19, 20 (საათის ისრის მიმართულებით)
რიცხვი "ColorMatrix"-ში შეესაბამება R/G/B ფერს (იხ. პირველი მაგალითი ფერებისთვის). სულ 20 სტრიქონი 20 LED ფერებით. მთავარი მარყუჟი იწყება პირველი ხაზით (ეს არის კოდის ხაზის ნომერი), რომელიც წერს 20 მნიშვნელობას LED ზოლზე. "შოუ-შოუს" ფუნქცია ფერებს ცვლის.
შემდეგ კოდი ელოდება 50 მილიწამს მატრიცაში შემდეგი მწკრივის შესრულებამდე. ამ მაგალითში არ არის ტაიმერი. ეს საშუალებას გაძლევთ შეასრულოთ კოდი Arduino კონტროლერთან.

ნაბიჯი 12: გაფორმება

ბოლო ნაბიჯი არის ნაძვის ხის დეკორაციების გაფორმება. ჯერ კორპუსის ზედაპირიდან მოაცილეთ ზედმეტი წებო და ყველა სხვა უთანასწორობა, ის დაიფარება ნაპერწკლებით, გარდა LED-ების.
სხეული მთლიანად უნდა იყოს დაფარული წებოთი. გამოიყენეთ კარგი ხარისხის გამჭვირვალე წებო. შემდეგ, მთელ სხეულს დაასხით ბრჭყვიალა მტვერი. იმისათვის, რომ ზედმეტი ბრჭყვიალა არ გადააგდოთ, გამოიყენეთ ყუთი, მათი ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია. გააგრძელეთ ასე, სანამ ყველა საშობაო დეკორაცია ბრჭყვიალა არ დაიფარება.

ნაბიჯი 13: გილოცავთ შობას!

ამ ბოლო ეტაპზე ყველას გილოცავთ შობის ბრწყინვალე დღესასწაულს.