ანიმაციური განწყობა და ღამის შუქი: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

მოხიბლულობამ, რომელიც ესაზღვრება სინათლით შეპყრობილობას, გადავწყვიტე შევქმნა მცირე ზომის მოდულური PCB- ების შერჩევა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერი ზომის RGB განათების ჩვენების შესაქმნელად. მოდულური PCB- ის შექმნისას მე წავაწყდი იდეას ექვსკუთხედში მოვაწყო 3D დისპლეის შესაქმნელად, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას საძინებლის უბრალო ღამის შუქისგან განწყობისთვის, რომელიც არ იქნება ძალიან უადგილო მაგიდაზე იჯდა მაღალი დონის რესტორანში.

რა თქმა უნდა, სხვა ფორმებიც შეიძლება შეიქმნას იმავე პრინციპების გამოყენებით.

აქ არის რამოდენიმე ანიმაცია, რომელიც ამჟამად შუქზე მუშაობს.

• ცეცხლი
• Წვიმა
• გველი (რეტრო)
• თამაშის ცხოვრება
• ტალღის ფორმის რხევები
• შუქურა
• დაწნული შაბლონები (დალაქი მაღაზია)

სინათლე ამჟამად ორი ზომისაა - მცირე (96 LED) და დიდი (384 LED), მაგრამ ეს შეიძლება გაიზარდოს საჭიროებისამებრ.

მარაგები

WS2812B LED- ები - AliExpress

PCB - ALLPCB

3 მმ შავი ლაზერული მოჭრილი პლასტიკური - პლასტმასის ფურცლების მიმწოდებელი

თეთრი 3D ბეჭდვის ძაფები - ამაზონი

ელექტრონული კომპონენტები - ფარნელი / ნიუარკი

M3 ჭანჭიკები და ხრახნიანი შუალედები - ამაზონი

გასაყიდი რკინა

ტოსტერი ღუმელი - ზედაპირზე დამონტაჟებული კომპონენტის შეკრება

ნაბიჯი 1: დააინსტალირეთ PCB

მოგზაურობის დაწყებისთანავე მინდოდა მცირე ზომის PCB– ების ასორტიმენტი, რომელთაც შეეძლოთ LED პიქსელების განთავსება და მათი გაერთიანება ძალიან მარტივი გზით, დამატებითი მავთულის ან კონექტორის საჭიროების გარეშე. მე გამოვიტანე ძალიან მარტივი დიზაინი, რომლის საშუალებითაც WS2812B LED- ები ერთმანეთთან მიჯაჭვული უნდა ყოფილიყო და შემდეგ გადაეცა ჯაჭვი შემდეგ PCB- ზე.

მე შევქმენი სამი PCB შემდეგი პიქსელის ზომებით.

• 1 x 8 - 9 მმ x 72 მმ
• 4 x 4 - 36 მმ x 36 მმ
• 8 x 8 - 72 მმ x 72 მმ

ამ პროექტისთვის მხოლოდ 4x4 და 8x8 დაფები გამოიყენება განათების შესაქმნელად.

LED- ები განლაგებულია ქსელში 9 მმ ორივე X და Y განზომილებებში, რაც საკმაოდ მჭიდროდ არის შეკრული, მაგრამ იძლევა საკმარის ადგილს სამუშაოსთვის PCB კიდეების კონექტორების გათვალისწინებისას. PCB– ები შექმნილია ისე, რომ შეერთებისას LED 9 მმ ბადე შენარჩუნებულია. PCB– ები უბრალოდ ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ერთმანეთთან გამწოვი საშუალებით ერთი დაფიდან მეორეზე.

თითოეულ LED- ს აქვს საკუთარი 100nF კონდენსატორი ელექტრული გათიშვისთვის და LED- ის დენის მიწოდების მიზნით.

ნაჩვენებია 4x4 პიქსელიანი დაფის სქემატური ფორმა, რომელიც დაფარულია სპილენძის და ქვედა სპილენძის ფენებით, რათა ასახოს როგორც LED განლაგება, ასევე კიდეების კონექტორის განლაგება. აბრეშუმის ეკრანს დაემატა ნიშნები, რათა ცხადი გამხდარიყო კონექტორებს შორის მონაცემთა გადაცემის მიმართულება.

დაფები ასევე აღჭურვილია M3 სამონტაჟო ხვრელებით 18 მმ 18 მმ მოედანზე, რათა გაამარტივოს სამონტაჟო და გააძლიეროს დაფის კავშირები.

ლაზერული მოჭრილი 3 მმ რძიანი თეთრი აკრილის ფურცლის დამატება, როგორც ნაჩვენებია, იძლევა ლამაზ დიფუზურ ეფექტს LED- ებზე.

დაფები დამზადებულია შლანგის ქვედა ნაწილში სპილენძის ზედაპირზე დასადგმელი ბალიშების გამოყენებით შაბლონის გამოყენებით. შემდეგ კომპონენტები მოვათავსე დაფაზე და ვამოწმებ სათანადო ორიენტაციას ტოსტერის ღუმელში გამოცხობამდე, რათა შედუღება მოხდეს. მე დაფარული ამ ტიპის წვრილმანი PCB წარმოების რამდენიმე ჩემი სხვა Instructables აშენებს.

გაფრთხილება - არ გამოიყენოთ ნებისმიერი ღუმელი, რომელიც გამოიყენება საკვებად PCB- ების დასამზადებლად, რადგან ამან შეიძლება გამოიწვიოს დაბინძურებული საკვები. მე მივიღე ჩემი PCB ტოსტერის ღუმელი eBay– ზე 10 ფუნტად (15 დოლარი).

ნაბიჯი 2: აკონტროლეთ PCB

LED- ების დასრულების შემდეგ მე მინდოდა მიკროკონტროლერისგან LED- ების კონტროლი. დავიწყე არდუინოს ნანოს გამოყენება და ეს მშვენივრად მუშაობდა, მაგრამ მინდოდა სინათლეზე მეტი ფუნქციონირება დაემატებინა და ეს უფრო და უფრო უხერხული გახდა არდუინოს დაფაზე გატეხვა. ამიტომ მე გადავწყვიტე შევქმნა სხვა პერსონალური PCB სინათლის მართვისთვის.

აქ არის რამოდენიმე მახასიათებელი, რომელიც მე დავამატე ჩემს კონტროლერის დაფაზე.

• უმაღლესი სიჩქარის მიკროკონტროლი მეტი ROM და RAM.
• ლოგიკური დონე FET საშუალებას მომცემს გლობალურად ჩართო და ჩავრთო LED- ები - გამოსადეგია ჩართვისას და დაბალი სიმძლავრის მუშაობისთვის.
• მაღალი სიჩქარის ბუფერი მიკროკონტროლერისგან 3V3 სიგნალის 5V- ზე გადასაყვანად LED- ების მართვის მიზნით.
• შეცვლა, რათა მომხმარებელს შეეძლოს გააკონტროლოს შუქი.
• ფოტო ტრანზისტორი - LED- ების სიკაშკაშის გაზრდა, რათა მოერგოს გარე განათების დონეს.
• ელექტრომომარაგების მონიტორინგი - იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ჩვენ არ ვცდილობთ მეტი დენის ამოღებას, ვიდრე ელექტროენერგიის მიწოდება შეუძლია.
• Bluetooth კონექტორი - HC05/HC06.
• WIFI კონექტორი - ESP8266.
• I2C კონექტორი.
• მომავალი გაფართოების კონექტორი.

დაფის სქემატური ნაჩვენებია ასევე ზედა და ქვედა სპილენძის ფენები. თანდართული BillOfMaterials დოკუმენტი ჩამოთვლის იმ კომპონენტებს, რომლებიც მე ჩავსვი საკონტროლო PCB– ში.

სინათლის სენსორი საკმაოდ მნიშვნელოვანია დიზაინისთვის, რადგან WS2812B LED- ების სიკაშკაშე შეიძლება ძალიან სწრაფად გამოიყურებოდეს და მტკივნეულიც კი იყოს. სინათლის სენსორის არსებობა საშუალებას იძლევა LED სიკაშკაშე ავტომატურად მოხდეს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ეკრანი ყოველთვის სასიამოვნო სანახავია. ნათელია მზის ნათელ ოთახში, მაგრამ მაინც კომფორტულია ღამის შუქის ყურება ჩაბნელებულ ოთახში.

ისევ დაფის ასაშენებლად გამდნარი პასტა გამოიყენეს შაბლონის გამოყენებით, კომპონენტები ხელით მოათავსეს პინცეტით და შემდეგ გამომცხვეს ჩემს სანდო ტოსტერის ღუმელში.

PCB იკვებება 5V DC წყაროს საშუალებით, ის შეიძლება მოდიოდეს უშუალოდ მაგისტრალური ტიპის PSU– დან ან 2A USB დამტენის ბუდედან.

ასევე ნაჩვენებია ჩემი ადრეული მცდელობა არდუინოს გამოყენებით.

ნაბიჯი 3: 3D დაბეჭდილი ჩონჩხი

მე თავიდანვე ვითამაშებდი ლაზერული პლასტმასის ფურცლების დიფუზორებით, მაგრამ ამან დატოვა საკმაოდ მახინჯი უფსკრული თითოეულ პანელს შორის. მე დავამთავრე 3D ბეჭდვა მიმდებარე დიფუზორზე, რადგან ამან მომცა საშუალება შევქმნა ლამაზი უნაკერო შეფუთვა ექვსი LED PCB– ებისთვის. მან ასევე მომცა საშუალება დიდად გამეცილებინა დიფუზორის სისქე, რაც უზრუნველყოფს ბევრად უფრო მკვეთრ ჩვენებას.

შინაგანად ექვსი LED PCB არის ერთმანეთთან ერთად 3D ბეჭდვის ჩონჩხის გამოყენებით. ეს ჩონჩხი შედის სხვადასხვა M3 ხვრელში დისპლეის ეკრანზე, სადაც ისინი ექვსკუთხა მოდელია.

3D ნაბეჭდი ჩონჩხი ასევე აღჭურვილია ხვრელებით, რათა კონტროლის PCB იყოს დამონტაჟებული ზედა ლაზერული პანელის მახლობლად, რაც საშუალებას მისცემს გადამრთველს მიუწვდომელი იყოს და სინათლის სენსორმა კარგად მიიღოს გარემოს განათების დონე.

დაფები ჩონჩხსა და დიფუზორს შორის პოზიციონირებით შემიძლია ადვილად შევაერთო დაფები ერთმანეთთან PCB კავშირის ბალიშებს შორის. მე ვიწყებ შედუღების დამატებას ყველაზე შორს მდებარე ბალიშზე და შემდეგ ვტრიალებ შუქს მის ზღვარზე, რათა სიმძიმის წყალობამ ხელი შეუწყოს შედუღების მიმდებარე ბალიშზე მიდინებას. გაიმეორეთ სამი კავშირი და შემდეგ გადადით მომდევნო დაფაზე დასაკავშირებლად. მეექვსე შეერთებაზე PCB- ებს შორის მე მხოლოდ ვამაგრებ დენის და მიწის რელსებს, რის გამოც მონაცემთა კავშირი დაუკავშირებელია. ეს უზრუნველყოფს ორ წრიულ მიმდინარე ბილიკს თითოეული დაფისთვის, რათა შეაგროვოს თავისი ძალა ისევე, როგორც მუშაობს ბეჭედი მთავარი სახლის შიდა ქსელში.

ასევე 3D პრინტერის გამოყენებით არის რამდენიმე გამყოფი, რომელიც საშუალებას იძლევა ზედა და ქვედა ლაზერული ჭრის პანელები ლამაზად დაიჭიროს.

3D პრინტერის ფაილები შექმნილია Sketchup– ის გამოყენებით და წყარო თან ერთვის.

ნაბიჯი 4: ლაზერული მოჭრილი ზედა და ქვედა

ლაზერული მოჭრილი ნაწილები ძალიან მარტივი ექვსკუთხედის ფორმისაა ხვრელებით, სწორ ადგილას სამონტაჟო ჭანჭიკებისათვის.

ზედა პანელზე არის პატარა ხვრელი სინათლის სენსორისთვის და კიდევ ერთი უფრო დიდი ხვრელი ბიძგის გადამრთველისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ქვედა პანელს აქვს ხვრელი USB დენის კაბელისთვის, ასევე ორი პატარა ხვრელი, რომელიც საშუალებას მისცემს ჰალსტუხი გამოიყენოს კაბელის დაძაბულობის შესამსუბუქებლად.

ამ ნაწილების ნახატები შედის Sketchup ფაილში წინა ეტაპზე.

ნაბიჯი 5: Firmware

მე ავირჩიე PIC24FJ256GA702 მოწყობილობა, როგორც ჩემი მთავარი მიკროკონტროლი, რადგან ის საკმაოდ სწრაფად მუშაობს 32 მჰც -მდე შიდა ოსცილატორის გამოყენებით და აქვს უამრავი ხელმისაწვდომი პროგრამის მეხსიერება და ოპერატიული მეხსიერება ლამაზი ანიმაციების შესაქმნელად.

პროგრამული უზრუნველყოფის შესაქმნელად მე გამოვიყენე Flowcode, რადგანაც მან მომცა საშუალება გამომემუშავებინა და გამოესწორებინა კოდი, რომელიც მიდიოდა, რაც ხელს უწყობს ლამაზი ეფექტური კოდის წარმოებას, რომელიც მუშაობს მაღალი სიჩქარით. Flowcode ხელმისაწვდომია უფასოდ, სრულიად განბლოკილი 30 დღის განმავლობაში და ამის შემდეგ თქვენ შეგიძლიათ შეიძინოთ ან უბრალოდ დარეგისტრირდეთ სასამართლო პროცესზე. მას ასევე ჰყავს ლამაზი ონლაინ საზოგადოება, რომელიც მზად არის ჩიპში და დაგეხმაროს, თუკი რაიმე კედელს შევეჯახე გზაზე. ამის თქმისას ყველა პროგრამული უზრუნველყოფა შეიძლება გაკეთდეს Arduino IDE– ს ან მსგავსით, თქვენ უბრალოდ დაკარგავთ სიმულაციის უნარს.

მე გამოვიყენე PICkit 3, რომ დავამუშავო PIC ბორტზე ჩემი საკონტროლო PCB. ეს შეიძლება ინტეგრირებული იყოს Flowcode– ში, ასე რომ იგი ადგენს და პროგრამირებს PICkit– ით მაუსის ერთი დაწკაპუნებით, Arduino– ში ჩამოტვირთვის ღილაკის მსგავსი.

ჩემს მიერ არჩეულ მიკროკონტროლერს არ გააჩნდა EEPROM ბორტზე, რაც თავდაპირველად იყო პრობლემა, რადგან მინდოდა შენახულიყო ამჟამად შერჩეული ანიმაციის რეჟიმი. თუმცა მას ჰქონდა პროგრამირებადი ფლეშ მეხსიერება და მე შევძელი ამ ფუნქციის მიღწევა შემოვლითი გზით.

ჩემს მიერ შექმნილი Flowcode პროგრამა თან ერთვის. თვისებების ფანჯარა საშუალებას გაძლევთ შეარჩიოთ გამოყენებული ჩვენების დაფის ზომა. ანუ 4x4 ან 8x8 და ეს ქმნის პარამეტრების დატვირთვას, როგორიცაა LED- ების რაოდენობა და ა.

სინათლის მომხმარებლის ინტერფეისი საკმაოდ მარტივია. დააჭირეთ ღილაკს სამი წამის განმავლობაში და შუქი გადადის შემდეგ რეჟიმში. თითოეული რეჟიმის დაწყებამდე რეჟიმის ინდექსი ნაჩვენებია თითოეულ LED პანელზე. დააჭირეთ გადამრთველს სამ წამზე მეტხანს და შუქი გამორთულია. გადამრთველის შემდგომი დაჭერა შუქს დაუბრუნებს და დაუბრუნებს წინა არჩეულ რეჟიმს. სინათლის ენერგიის დაკარგვა გამოიწვევს შუქის განახლებას მისი ამჟამინდელი მოქმედება, როდესაც დენი აღდგება, ჩართვის/გამორთვის სტატუსის ჩათვლით.

აქ მოცემულია ანიმაციის სხვადასხვა რეჟიმი, რომელსაც სინათლე შეუძლია გააკეთოს ახლანდელი პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით.

1. ფერის ნაცხი - შერეული ფერები რგოლებში
2. ცხოვრების თამაში - ცხოვრების ფორმაზე დაფუძნებული სიმულაცია
3. დაწნული შაბლონები - ანიმაციური ნიმუშები 2, 3 ან 4 ფერის
4. ტალღის გენერატორი - ფერადი სინუსური ტალღები
5. ფიქსირებული ფერი - ექვსი ინდივიდუალური პანელი ფერის მბრუნავი
6. ჩრდილი - ანიმაციური პანელის ფერები ყველა/ინდივიდუალური
7. შუქურა - მბრუნავი ერთი პანელი
8. ბეჭდები - ანიმაციური ჰორიზონტალური რგოლები
9. ცეცხლი - ანიმაციური ცეცხლის ეფექტი
10. წვიმა - ანიმაციური ფერადი წვიმის ეფექტი
11. ფეიერვერკი - ანიმაციური ფეიერვერკის ეფექტი
12. გადატანა - გადაადგილების ანიმაციური ეფექტი
13. გველი - ანიმაციური რეტრო გველის ბრძოლები
14. გველები - ანიმაციური მბრუნავი გველები
15. შემთხვევითი - რეჟიმები 1 -დან 14 -მდე ნელი გადასვლით (დაახლოებით 60 წამი)
16. შემთხვევითი - რეჟიმები 1 -დან 14 -მდე სწრაფი გადასვლით (დაახლოებით 30 წამი)

თითოეულ რეჟიმს აქვს ერთი ან მეტი რანდომიზებული ელემენტი, მათ შორის ანიმაციის სიჩქარე და სხვა პარამეტრები. ზოგიერთ რეჟიმს ასევე აქვს რანდომიზებული ელემენტები, რომლებიც შეიძლება გადაადგილდეს ან შეიცვალოს დროთა განმავლობაში, რაც უფრო დინამიური ანიმაციის საშუალებას იძლევა. მაგალითად, ხანძარს აქვს შემთხვევითი რაოდენობის საწვავი, რომელიც ემატება თითოეულ ციკლს, ამ რაოდენობას აქვს ზედა და ქვედა ზღვარი. დროთა განმავლობაში ეს შეზღუდვები შეიძლება გაიზარდოს ან შემცირდეს, რაც ცეცხლის ინტენსივობას საშუალებას აძლევს შეავსოს ეკრანი ან ჩაიძიროს მხოლოდ ბოლო პიქსელებამდე.

ნაბიჯი 6: კავშირი

საკონტროლო დაფა დაკავშირებულია კვების ბლოკთან USB A კაბელის ან DC სოკეტის კაბელის გამოყენებით, რომლის ყიდვაც შესაძლებელია ძალიან დაბალ ფასად ისეთ საიტებზე, როგორიცაა eBay.

საკონტროლო დაფა დაკავშირებულია ეკრანის დაფის დაუკავშირებელ სოკეტთან, მოსახსნელი კონექტორის გამოყენებით და სტანდარტული სამმხრივი სერვო ლენტის კაბელით.

ზედა და ქვედა ლაზერული ჭრის ფირფიტები მაშინ ინახება პოზიციაში M3 ტაფის თავის ჭანჭიკების და M3 ხრახნიანი შუასადებების გამოყენებით.

მომავალი განახლებები

Bluetooth– ის და WIFI– ს ჩემს საკონტროლო დაფაზე დამატების შესაძლებლობა იძლევა მომავალ განახლებებს, როგორიცაა ანიმაციის განახლებები და ინტელექტუალური ინტეგრაცია ისეთ ნივთებთან, როგორიცაა Amazon Alexa ონლაინ სერვისების საშუალებით, როგორიცაა ITTT. ეს არის ის, რასაც ამჟამად ვიკვლევ.

კარგი იქნება, რომ შეძლოთ ნათურის ფერის დაყენება, ანიმაციის რეჟიმი ან თუნდაც ტექსტური შეტყობინების ჩვენება მხოლოდ თქვენს ჭკვიან ასისტენტთან საუბრისას.

გმადლობთ, რომ უყურეთ ჩემს აღნაგობას და ვიმედოვნებ, რომ მე შთააგონეთ თქვენ, რომ მიყევით ჩემს კვალს ან შექმნათ მსგავსი რამ.

მეორე ადგილი კონკურსის Make it Glow კონკურსში