ნაძვის ხის შუქი კონტროლდება სათამაშოებით .: 12 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

გილოცავთ შემქმნელებს!

შობა და ახალი წელი მოდის. ეს ნიშნავს სადღესასწაულო განწყობას, საჩუქრებს და, რა თქმა უნდა, ნაძვის ხეს მორთული ნათელი ფერადი შუქებით.

ჩემთვის, მასობრივი ბაზრის ნაძვის ხის განათება ძალიან მოსაწყენია. ბავშვებს რომ ვასიამოვნო, მე გავაკეთე ნაძვის ხის უნიკალური დეკორაცია, რომელსაც სათამაშო აკონტროლებს.

ამ სახელმძღვანელოში მე გეტყვით როგორ შეგიძლიათ ამის გაკეთება.

ნაბიჯი 1: იდეა

იდეა ისაა, რომ ნაძვის ხის ქვეშ მოათავსოთ სათამაშო, მაგალითად, რბილი და გახადოთ ის ჭკვიანი. მინდა, რომ სათამაშომ წაიკითხოს ნებისმიერი მიმაგრებული ობიექტის ფერი და ხატოს ხე ამ ფერით. ამრიგად, ეს იქნება სახალისო თამაში ბავშვებისთვის, რომლებსაც შეუძლიათ სხვადასხვა რამ გამოიყენონ ნაძვის ხის სხვადასხვა ფერში.

ნაბიჯი 2: მომზადება. LED ზოლები

პირველ რიგში, მე უნდა ვიპოვო შემცვლელი ჩვეულებრივი საშობაო განათებისთვის.

ახალი შუქები უნდა იყოს ნათელი, ფერადი და რაც მთავარია ადვილი უნდა იყოს პროგრამირება.

საშობაო განათებისთვის, მე ავირჩიე მიმართვადი პროგრამირებადი ციფრული RGB ws2812b LED ზოლები. ეს LED ზოლები ძალიან პოპულარულია, მათი პოვნა ყველგან შეგიძლიათ. ისინი ადვილად უკავშირდებიან Arduino– ს სხვადასხვა კონტროლერს. ასეთი LED- ები იყიდება რამდენიმე ათეული ნაწილის ფირზე და იკვებება 5 12 ან 24 V DC- ით. თქვენ შეგიძლიათ დააკავშიროთ რამდენიმე ფირზე ზედიზედ და მართოთ LED– ების დიდი რაოდენობა.

რამდენიმე ასეთი ზოლები ვიპოვე სახლში. ჩემს ზოლებს აქვს 50 LED თითოეული და ამოძრავებს 5 V DC- ით.

2 x WS2812B წინასწარ შედუღებული LED მოდულის სიმებიანი კვანძები ~ 18 $

აქ არის შესაძლო ჩანაცვლება ამაზონის მაღაზიიდან:

• WS2812b 5m 60leds/pixels/m მოქნილი ინდივიდუალურად მიმართვადი Led Strip
• ALITOVE 16.4ft WS2812B ინდივიდუალურად მიმართვადი LED ზოლის შუქი

LED ფირებს აქვთ მრავალი სახეობა. ისინი განსხვავდებიან LED- ების რაოდენობით, LED- ებს შორის მანძილით, დაჯგუფებით, მიწოდების ძაბვით და ა.შ. აირჩიე რა გინდა.

ჩემი სათამაშოსთვის მე მოვამზადე პატარა ნაძვის ხე, ასე რომ 100LED საკმარისია ჩემთვის.

ნაბიჯი 3: მომზადება. სათამაშო

იპოვეთ სათამაშო და გადაწყვიტეთ სად განათავსოთ LED ზოლის კონტროლერი.

ეს ნაბიჯი არის ყველაზე მნიშვნელოვანი, რადგან შედეგს ბავშვები შეაფასებენ =).

ახლომდებარე სათამაშოების მაღაზიაში ვიპოვე მშვენიერი საახალწლო დათვი. თქვენ შეგიძლიათ გააუმჯობესოთ სათამაშო, რომელიც უკვე გაქვთ.

მე გადავწყვიტე დაფაროს LED ზოლები კონტროლერი ქსოვილი და sew it to bears paws. მინდა დათვი ისე გამოიყურებოდეს, როგორც მას უჭირავს საჩუქარი.

შევიძინე ორი ნაჭერი ქსოვილი მხიარული ნიმუშებით. ერთი რბილია სუბსტრატისთვის და მეორე თხელია ზედა ფენისთვის.

ნაბიჯი 4: მომზადება. ელექტრონიკა

თქვენ გჭირდებათ რამდენიმე ელექტრონული კომპონენტი, რათა სათამაშო გახადოთ უფრო ჭკვიანი.

მე ვიყენებ გარღვევის დაფებს და არდუინოს ფარებს ამპერკას მაღაზიიდან. რაც შეეხება ჩემთვის, ისინი ძალიან მოსახერხებელია მოდულური სტრუქტურის გამო. მოდულები შეიძლება ადვილად გაერთიანდეს შედუღების გარეშე.

თქვენ შეიძლება გაგიჭირდეთ მათი შეძენა, ამიტომ მე ვდებ ბმულებს შესაძლო შემცვლელთან ერთად.

კონტროლერი

მე ვიყენებ ESP-12 განვითარების დაფას, რომელიც დაფუძნებულია ESP8266 ჩიპზე. ეს დაფები ძალიან პატარაა და აქვთ საკმარისი ფუნქციონირება. კარგი არჩევანია მცირე პროექტებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ შეზღუდულ სივრცეს, მაშინაც კი, თუ თქვენ არ იყენებთ WiFi- ს და არ დაუკავშირდებით ინტერნეტს.

1 x Amperka Wi-Fi სლოტი ~ 19 $

მე ვიყენებ ამ განვითარების დაფას, რადგან ის თავსებადია ერთი და იმავე მწარმოებლის სხვა მოდულებთან.

ასევე, მას აქვს კვადრატული ფორმა! ის ადვილად უნდა მოთავსდეს დათვის პატარა ახლანდელ ყუთში.

შესაძლო ჩანაცვლება:

• ESP-12E NODEMCU
• WEMOS D1 MINI

ფერის სენსორი

ფერის დასადგენად ვიყენებ Amperka Troyka TCS34725 ფერის სენსორის გარღვევის ფორუმს. ჩემი სენსორი თავსებადია კონტროლერის დაფასთან, მაგრამ ის შეიძლება შეიცვალოს ამით:

1 x RGB ფერის სენსორი IR ფილტრით და თეთრი LED - TCS34725 ~ 8 $

ეს სენსორი იყენებს I2C ინტერფეისს კომუნიკაციისთვის. მას აქვს ჩაშენებული ნათელი LED და ფართო პარამეტრები, როგორიცაა ფერის მომატება ან ფერის ინტეგრაცია უფრო ზუსტი ამოცნობისთვის.

ღილაკი

მარტივი Arduino თავსებადი ღილაკი. მე ვიყენებ მას, როგორც შეხების სენსორს, ვაცნობებ კონტროლერს, რომ აუცილებელია ახალი ნივთის ფერის წაკითხვა.

1 x Amperka Troyka ღილაკის მოდული ~ 1 $

შესაძლო ჩანაცვლება:

• Adafruit Push-button Power Switch Breakout
• ელექტრონული სამშენებლო ბლოკების ღილაკის მოდული

AC-DC ძაბვის გადამყვანი

LED ზოლის და კონტროლერის გასაძლიერებლად, შევიძინე AC-DC 5V 8A კვების ბლოკი.

1 x 5V 8.0A 40W კვების წყარო ~ 16 $

ჩემი LED ზოლები იკვებება 5V– ით. 8A დენი საკმარისია დიდი რაოდენობით LED- ებისთვის. მე ასევე ვამუშავებ ESP კონტროლერს ამ დენის წყაროსგან. დარწმუნდით, რომ იყიდეთ ელექტრომომარაგება იზოლირებულ კორპუსებში, ღია საკონტაქტო ბალიშების გარეშე!

შესაძლო ჩანაცვლება:

• ALITOVE 5V 8A 40W AC to DC ადაპტერი კვების ბლოკის გადამყვანი
• ნიშნავს კარგად კარგად ორიგინალური LPV-60-5 5V 8A meanwell LPV-60 5V 40W

სურვილისამებრ:

DC-DC ძაბვის გადამყვანი და WS2812b დრაივერი

Arduino კონტროლერებისთვის, ws2812b LED ზოლის სიგნალის მავთული შეიძლება პირდაპირ იყოს დაკავშირებული საკონტროლო დაფის ქინძისთავებთან. ESP8266 განვითარების დაფის პინების უმეტესობა არ არის თავსებადი 5V ლოგიკასთან. ახლა უკეთესია, რომ LED ზოლები პირდაპირ დაუკავშიროთ ასეთ კონტროლერებს. ამ პრობლემის გადასაჭრელად მე ვიყენებ ამ მოდულს.

1 x Amperka Troyka ws2812 LED ზოლის დრაივერი $ 9 $

მე ვიყენებ ამ მოდულს, რადგან ის ადვილად მაგრდება ჩემს კონტროლერთან. ასევე, მოდულს აქვს 5 ვოლტიანი ლოგიკური ბუფერი და DC-DC ძაბვის გადამყვანი 5 ან 3.3V. ამ გზით ESP კონტროლერი შეიძლება იკვებებოდეს ერთი მავთულით 12 ან 24V LED ზოლთან ერთად.

ნაბიჯი 5: შეკრება. ელექტრონიკა

შეაგროვეთ ელექტრონული კომპონენტები. მე დავაკავშირე ჩემი კომპონენტები, როგორც ეს ნაჩვენებია თანდართულ დიაგრამაში.

სქემა შეიძლება განსხვავდებოდეს თქვენი კომპონენტების მიხედვით, მაგრამ მნიშვნელობა უცვლელი რჩება.

• დააკავშირეთ ღილაკი კონტროლერთან. მე მას A2 Esp8266 პინთან დავუკავშირე. თუ თქვენ არ იყენებთ მოდულს, შეგიძლიათ დაუკავშიროთ საერთო მომენტალური ღილაკი რეზისტორის საშუალებით.
• შეაერთეთ ფერის სენსორი კონტროლერთან. TCS34725 ფერის სენსორის გარღვევის დაფები ურთიერთობენ I2C ავტობუსის გამოყენებით. დააკავშირეთ SDA და SCL ქინძისთავები სენსორსა და კონტროლერს შორის. თუ თქვენს სენსორულ დაფას აქვს LED პინი, ინტეგრირებული LED- ის გასაკონტროლებლად, შეაერთეთ იგი. მე დავუკავშირე ჩემი LED პინი A0 Esp8266 პინს.
• შეაერთეთ LED ზოლის ერთი ბოლო კონტროლერთან. ws2812b LED ზოლები აკავშირებს კონტროლერს DI pin- ის გამოყენებით. Ws2812b LED ზოლების ლოგიკური ძაბვა არის 5V. თუ თქვენ იყენებთ Arduino– ს დაფებს, შეგიძლიათ დაუკავშიროთ DI პინი პირდაპირ კონტროლერის პინს. Esp8266 დაფების უმეტესობის ლოგიკური დონის ძაბვა არის 3.3V, ასე რომ გამოიყენეთ ლოგიკური დონის გადამყვანი ან LED ზოლის დრაივერი. მე შევაერთე DI Strip მავთული მძღოლის დაფაზე და დავამატე მძღოლის დაფა A5 Esp8266 პინთან.
• მიამაგრეთ ელექტრული წყაროს LED ზოლის მეორე ბოლო. ერთი DO პინით. საჭიროების შემთხვევაში, შეაერთეთ შტეფსელი დენის წყაროსთან. არ დაგავიწყდეთ მავთულის იზოლირება.

ჩემი ws2812b LED ზოლები იკვებება 5V– ით. მე ვიკვებებ როგორც ზოლს, ასევე კონტროლერს ერთი AC-DC 5V კვების ბლოკიდან. თუ თქვენი LED ზოლი მუშაობს 12 ან 24V, გამოიყენეთ ძაბვის შემცირების გადამყვანი, რომ ელექტროენერგია ჩართოთ ყველა ელექტრომომარაგებიდან.

ნაბიჯი 6: XOD

მოდით დავამუშაოთ კონტროლერი.

როგორც ჩემს წინა პროექტებში, მე ვიყენებ XOD ვიზუალური პროგრამირების გარემოს კონტროლერის პროგრამული უზრუნველყოფისთვის.

მე გამოვაქვეყნე რამდენიმე ბიბლიოთეკა, რომლებიც დაგჭირდებათ პროგრამის შესაქმნელად. ასე რომ, დარწმუნდით, რომ დაამატეთ ისინი თქვენს XOD სამუშაო სივრცეში.

• გაბაპელები/ნაძვის ხე - ბიბლიოთეკა შეიცავს ws2811 Neopixel დრაივერს და შესაფუთი tcs34725 ფერის სენსორისთვის.
• gabbapeople/color - ბიბლიოთეკა XOD– ში ფერის გამოყენებით.

შემდეგი, მე ვაპირებ აღვწერო როგორ უნდა დაპროგრამდეს ეს მოწყობილობა XOD– ში.

ნაბიჯი 7: პროგრამირება

აქ არის კვანძები, რომლებიც გჭირდებათ:

Tsc- ფერი-სენსორის კვანძი.

ეს არის პირველი კვანძი, რომელიც მოთავსებულია პატჩზე. იგი გამოიყენება ფერის მნიშვნელობის გასაზომად სენსორიდან. კვანძი იყენებს I2C ინტერფეისს მონაცემთა გაცვლისთვის.

ფერის სენსორი ამოიცნობს ზედაპირის ფერს RGB მასშტაბით. ფერი არის სინათლის წყაროს, ობიექტსა და დამკვირვებელს შორის ურთიერთქმედების შედეგი. ასახული შუქის შემთხვევაში, ობიექტზე დავარდნილი შუქი აისახება ან შეიწოვება ზედაპირის მახასიათებლების მიხედვით. ფერადი სენსორების უმეტესობა შეიცავს თეთრ შუქს და სამი სინათლის ინტენსივობის სენსორს ფერადი ფილტრებით.

• LED და LUM შეყვანის ქინძისთავები არის ჩაშენებული LED სენსორის გარღვევის დაფაზე. ეს ჩაშენებული LED არის სენსორის სინათლის გამცემი. ჩემი სქემის მიხედვით, მე დავამატე A0 მნიშვნელობა LED პინზე და 1 სიკაშკაშის მნიშვნელობა შევიტანე LUM პინზე.
• IT pin განსაზღვრავს ინტეგრაციის დროის მნიშვნელობას. ეს ფაქტორი აღწერს უამრავ ციკლს ფერის ინტეგრირებისთვის. IT- ის შესაძლო მნიშვნელობებია 1, 10, 20, 42, 64, 256.
• GAIN pin მნიშვნელობა არის გამაძლიერებელი ფაქტორი. ეს კოეფიციენტი აძლიერებს ფერს. თქვენ შეგიძლიათ გაზარდოთ ფერის მნიშვნელობა 4, 16 ან 60 -ჯერ. თქვენ არ შეგიძლიათ გააძლიეროთ ფერი. მაშინ მნიშვნელობა GAIN პინზე უნდა იყოს ტოლი 1. მე მივიღე ყველაზე ზუსტი შედეგი 20 IT მნიშვნელობისა და 60 GAIN მნიშვნელობის გამოყენებით.
• INIT pin იწვევს სენსორის ინიციალიზაციას და ადგენს პერსონალურ ფაქტორებს. მე ვცვლი INIT პინის მნიშვნელობას On ჩატვირთვისას.
• UPD pin იწვევს ახალი სენსორის კითხვას. დაე ეს მნიშვნელობა იყოს უწყვეტი.

Tcs-color-node გამოაქვს ფერის მნიშვნელობა ფერის მორგებული ტიპის სახით.

Ws2811 კვანძი

ეს კვანძი გამოიყენება LED ზოლის ან მატრიცის დასაყენებლად.

• DI pin არის დაფის პორტის ნომრისთვის, რომელთანაც დაკავშირებულია LED ზოლები ან მატრიცა. ჩემი სქემის მიხედვით, მე მას A5 მნიშვნელობა მივანიჭე.
• განათავსეთ LED- ების რაოდენობა SIZE pin- ში. მე მაქვს 2 დიოდური ზოლები 50 დიოდის ერთმანეთთან დაკავშირებული, ამიტომ SIZE მნიშვნელობა 100 -ზე დავაყენე.
• B pin ადგენს საერთო სიკაშკაშეს ყველა LED- ის დიაპაზონში 0 -დან 100 -მდე. მე ვაყენებ სიკაშკაშეს 80 -მდე.

ეს კვანძი ახდენს თქვენი LED ზოლის ან მატრიცის ინიციალიზაციას და აგებს ws2811 საბაჟო ტიპს შემდგომი ოპერაციებისთვის.

ფერი-ყველა კვანძი

როდესაც ws2811 კვანძი დამონტაჟებულია, თქვენ შეგიძლიათ აკონტროლოთ LED ზოლები სხვადასხვა ფუნქციური კვანძების გამოყენებით.

• ფერი-ყველა. კვანძი ხატავს ყველა LED- ს ზოლზე ან მატრიცაზე შერჩეულ ფერში.
• ფერი პიქსელი კვანძი აფერხებს კონკრეტულ LED- ს ზოლზე არჩეულ ფერში. განათავსეთ პიქსელის ნომერი PN პინზე.
• ფერი- n- პიქსელი. კვანძი აფერხებს N LED- ების ჯგუფს არჩეულ ფერში. მიუთითეთ ჯგუფის საწყისი LED ნომერი STRT პინის გამოყენებით. მიუთითეთ ჯგუფის მოწესრიგებულობა STEP pin- ში. მაგალითად, ყოველი მეორე LED- ის დახატვა 30 ნომრით დაწყებული და 70 ნომრით დამთავრებული მიუთითეთ შემდეგი მნიშვნელობები: STRT = 30; N = 40 (70 - 30); ნაბიჯი = 2.

ამ პროექტში მე ვაკონტროლებ ყველა LED- ს ერთდროულად და ვიყენებ ყველა ფერის კვანძს.

ფერი-ყველა კვანძის პირველ შეყვანის პინს ვუკავშირებ ws2811 კვანძის გამომავალ პინს. შემდეგ ვუკავშირებ შეყვანის CLR პინს, რომელიც იღებს ფერის მნიშვნელობას სენსორის გამომავალ პინთან.

ფერი-კვანძის SET pin- ზე პულსი იწვევს ახალ ფერის ნაკრებებს.

ღილაკის კვანძი

მე ვიყენებ ღილაკს, რომ ვაცნობო კონტროლერს ახალი ობიექტის შესახებ ფერის სენსორის წინ. ამისათვის, მე ვათავსებ ღილაკის კვანძს პატჩზე და ვუკავშირებ მის გამომავალ PRS პინს, ფერი-ყველა კვანძის SET პინთან. ამ გზით, ღილაკზე დაჭერით წარმოიქმნება პულსი სიგნალი ფერის შესაცვლელად.

მე დავამატე ღილაკი A2 Esp8266 პინზე, ასე რომ, მე დავამატე A2 მნიშვნელობა PORT პინზე.

გამწმენდი კვანძი

ფერის სენსორს შეუძლია გამოაქვეყნოს ფერის მნიშვნელობები უზარმაზარ დიაპაზონში. მაგრამ LED ზოლს არ შეუძლია აჩვენოს ელფერით შორის. ამის გადასაჭრელად მე ვიყენებ მხოლოდ ეგრეთ წოდებულ სუფთა ფერებს. მათ აქვთ თვითნებური ელფერი, მაგრამ ყოველთვის აქვთ მათი გაჯერება მაქსიმალურად. ფერის მნიშვნელობის გასაწმენდად, მე ვათავსებ გამწმენდ კვანძს tsc-color-sensor და ფერი-ყველა კვანძებს შორის.

პატჩი მზად არის. თქვენ შეგიძლიათ დააჭიროთ განლაგებას, აირჩიოთ დაფის ტიპი და ატვირთოთ იგი მოწყობილობაზე.

ნაბიჯი 8: შეკრება. ჩარჩო

შემიძლია დავიწყო რბილი ქეისის შექმნა, დარწმუნებული ვარ, რომ მოწყობილობა მუშაობს ისე, როგორც უნდა.

როგორც ჩარჩო, მე დაბეჭდილია ყუთის ნიმუში სქელ მუყაოზე.

შემდეგ მოხარეთ ყუთის მხარეები და გააკეთეთ კვადრატული ხვრელი ფერის სენსორისთვის.

Შენიშვნა:

მე ეს საქმე სპეციალურად გავაკეთე ჩემი ელექტრონული კომპონენტებისათვის, რომლებიც დიდი ალბათობით განსხვავდება თქვენიდან. საქმე არ არის უნივერსალური, გარდა ამისა თქვენ შეგიძლიათ გქონდეთ სრულიად განსხვავებული სათამაშო. ასე რომ გამოიყენეთ ფანტაზია!

ნაბიჯი 9: შეკრება. ქსოვილი

ორი განსხვავებული ქსოვილი დავდე ერთმანეთზე.

რბილი სქელი ქსოვილი არის მოცულობისთვის და თხელი გარეგნობისთვის. ორივე ქსოვილში, მე ასევე გავაკეთე ხვრელი სენსორისთვის.

მუყაოს ჩარჩო ქსოვილზე დავაფიქსირე ჩვეულებრივი წებოვანი ლენტით. ანალოგიურად, მე დავაფიქსირე ხვრელის კიდეები.

შემდეგ ქსოვილის ზედმეტი ნაჭრები გავწყვიტე და ხელით დავკერა ხვრელის კონტური შიგნიდან.

უნდა ვთქვა, რომ მე არ ვარ საუკეთესო მკერავი, ასე რომ არ განსაჯოთ ხარისხი. =)

ნაბიჯი 10: შეკრება. რბილი ქეისი

ქსოვილი გავჭიმე და იგივე წებოვანი ლენტით დავაფიქსირე. ფირზე დარჩება საქმის შიგნით და არ იქნება ხილული.

შემდეგ, მე ჩავსვი მოწყობილობა ჩარჩოში და მთლიანად შევიკერე კონტურის გარშემო, გარდა ერთი კუთხისა, სადაც მავთულები მიდის.

ნაბიჯი 11: შეკრება. სათამაშო და მოწყობილობა

მე შეკერილი ჩემი მოწყობილობა ტედი დათვის ფეხებზე.

მინდოდა ისე დამენახა, რომ მას საშობაო პატარა საჩუქარი ეჭირა.

ნაბიჯი 12: შედეგი

მას შემდეგ, რაც მოწყობილობა დაპროგრამდება და დაფიქსირდება სათამაშოზე, შეგიძლიათ დაუკავშიროთ LED ზოლები და დადოთ სათამაშო ხის ქვეშ!

მიამაგრეთ ფერადი საგნები ტედი დათვების საჩუქარში და ხე შეღებილი იქნება იმავე ფერში!

გამოიწერეთ თუ მოგწონთ ეს მინი პროექტი! =)

იქნება ბევრი განსხვავებული სასაცილო ინსტრუქცია.