Ang Christmas Tree Light na Kinokontrol ng isang Laruan .: 12 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Mga gumagawa ng pagbati!

Pasko at bagong taon ay darating. Nangangahulugan ito ng isang maligaya na kalagayan, mga regalo at, syempre, isang Christmas tree na pinalamutian ng maliwanag na makulay na mga ilaw.

Para sa akin, ang main-market na Christmas tree lights ay masyadong mainip. Upang masiyahan ang mga bata, gumawa ako ng natatanging dekorasyon ng puno ng Pasko na kinokontrol ng isang laruan.

Sa manwal na ito, sasabihin ko kung paano mo ito magagawa.

Hakbang 1: Ang Ideya

Ang ideya ay maglagay ng isang laruan, halimbawa, isang malambot, sa ilalim ng Christmas tree, at gawin itong matalino. Nais kong basahin ng laruan ang kulay ng anumang nakakabit na bagay, at upang magpinta ng isang puno sa ganitong kulay. Sa gayon, ito ay magiging isang masaya laro para sa mga bata na maaaring gumamit ng iba't ibang mga bagay upang ipinta ang Christmas tree sa iba't ibang mga kulay.

Hakbang 2: Paghahanda. LED Strip

Una, kailangan kong maghanap ng kapalit ng karaniwang mga ilaw ng Pasko.

Ang mga bagong ilaw ay dapat na maliwanag, may kulay, at higit sa lahat dapat madali silang mai-program.

Para sa mga ilaw ng Pasko, pinili ko ang addressable programmable digital RGB ws2812b LED strip. Ang mga LED strip na ito ay napakapopular, mahahanap mo sila kahit saan. Madali silang kumonekta sa iba't ibang mga Controller ng Arduino. Ang mga nasabing LED ay ibinebenta sa mga teyp ng maraming dosenang piraso at pinalakas ng 5 12 o 24 V DC. Maaari kang mag-link ng maraming mga tape sa isang hilera at pamahalaan ang isang malaking bilang ng mga LED.

Natagpuan ko ang ilang mga gayong piraso sa bahay. Ang aking mga piraso ay may 50 LEDs bawat isa at hinihimok ng 5 V DC.

2 x WS2812B Pre-soldered LED Module String Nodes ~ 18 $

Narito ang isang posibleng kapalit mula sa tindahan ng Amazon:

• WS2812b 5m 60leds / pixel / m Flexible na Indibidwal na Maipapakita ang Led Strip
• ALITOVE 16.4ft WS2812B Indibidwal na Matutugunan na LED Strip Light

Ang mga LED tape ay maraming uri. Naiiba ang mga ito sa bilang ng mga LED, ang distansya sa pagitan ng mga LED, pagpapangkat, boltahe ng supply, atbp Piliin ang gusto mo.

Para sa aking laruan, naghanda ako ng isang maliit na Christmas tree, kaya 100LEDs ay sapat na para sa akin.

Hakbang 3: Paghahanda. Laruan

Hanapin ang laruan at magpasya kung saan ilalagay ang LED strip controller.

Ang hakbang na ito ang pinakamahalaga dahil ang resulta ay susuriin ng mga bata =).

Sa isang kalapit na tindahan ng laruan, nakakita ako ng isang kamangha-manghang bagong taong oso. Maaari mong pagbutihin ang isang laruan na mayroon ka.

Napagpasyahan kong takpan ang LED strip controller ng tela at tahiin ito sa mga paws. Nais kong ang oso ay parang may hawak itong regalo.

Bumili ako ng dalawang pirasong tela na may nakakatawang mga pattern. Ang isa ay malambot para sa substrate at ang pangalawa ay payat para sa tuktok na layer.

Hakbang 4: Paghahanda. Elektronika

Kailangan mo ng ilang mga elektronikong sangkap upang gawing mas matalino ang laruan.

Gumagamit ako ng mga breakout board at Arduino na kalasag mula sa Amperka store. Tulad ng sa akin, ang mga ito ay napaka maginhawa dahil sa isang modular na istraktura. Ang mga module ay maaaring madaling pagsamahin nang walang paghihinang.

Mahihirapan kang bilhin ang mga ito, kaya nagsasama ako ng mga link sa isang posibleng kapalit.

Controller

Gumagamit ako ng ESP-12 development board batay sa chip na ESP8266. Ang mga board na ito ay napakaliit at may sapat na pag-andar. Mahusay na pagpipilian para sa maliliit na proyekto na nangangailangan ng limitadong espasyo, kahit na hindi ka gumagamit ng WiFi at kumonekta sa Internet.

1 x Amperka Wi-Fi Slot ~ 19 $

Ginagamit ko ang development board na ito sanhi na ito ay katugma sa iba pang mga module mula sa parehong tagagawa.

Gayundin, mayroon itong parisukat na form! Dapat itong madaling magkasya sa isang maliit na kasalukuyang kahon para sa oso.

Posibleng kapalit:

• ESP-12E NODEMCU
• WEMOS D1 MINI

Sensor ng kulay

Upang matukoy ang kulay na ginagamit ko Amperka Troyka TCS34725 board color breakout board. Ang aking sensor ay katugma sa control board ngunit maaari itong mapalitan ng isang ito:

1 x RGB Color Sensor na may IR filter at White LED - TCS34725 ~ 8 $

Gumagamit ang sensor na ito ng isang interface ng I2C para sa komunikasyon. Mayroon itong built-in na maliwanag na LED at malawak na mga setting tulad ng pagkuha ng kulay o pagsasama ng kulay para sa mas tumpak na pagkilala.

Pindutan

Isang simpleng katugmang Arduino na katugma. Ginagamit ko ito bilang isang touch sensor, inaabisuhan ang taga-kontrol na kinakailangan na basahin ang kulay ng isang bagong item.

1 x module ng pindutan ng Amperka Troyka ~ 1 $

Posibleng kapalit:

• Adafruit Push-button na Power Switch Breakout
• Modyul ng Button ng Mga Bloke ng Elektronikong

Konterter ng boltahe ng AC-DC

Upang mapagana ang LED strip at controller, binili ko ang AC-DC 5V 8A power supply.

1 x 5V 8.0A 40W power supply ~ 16 $

Ang aking LED strip ay pinalakas ng 5V. Ang isang kasalukuyang 8 ay sapat na para sa isang malaking bilang ng mga LED. Pinapagana ko rin ang taga-kontrol ng ESP mula sa power supply na ito. Siguraduhin na bumili ng mga supply ng kuryente sa mga insulated enclosure, nang walang bukas na mga contact pad!

Posibleng kapalit:

• ALITOVE 5V 8A 40W AC sa DC Adapter Power Supply Converter
• IBIG SABIHIN ang orihinal na LPV-60-5 5V 8A nangangahulugang LPV-60 5V 40W

Opsyonal:

DC-DC boltahe converter at driver ng WS2812b

Para sa mga Controller ng Arduino, ang signal wire ng ws2812b LED strip ay maaaring direktang konektado sa mga pin sa board ng controller. Karamihan sa mga board ng development board ng ESP8266 ay hindi tugma sa 5V na lohika. Mas mahusay na ngayon upang ikonekta ang LED strip sa mga naturang Controller nang direkta. Upang malutas ang problemang ito ginagamit ko ang modyul na ito.

1 x Amperka Troyka ws2812 LED strip driver ~ 9 $

Ginagamit ko ang modyul na ito dahil madali itong nakakabit sa aking controller. Gayundin, ang module ay mayroong 5 Volt logic buffer at DC-DC voltage Converter 5 o 3.3V. Sa ganitong paraan ang taga-kontrol ng ESP ay maaaring mapatakbo ng isang kawad kasama ang 12 o 24V LED strip.

Hakbang 5: Pagtitipon. Elektronika

Magtipon ng mga elektronikong sangkap. Ikinonekta ko ang aking mga sangkap tulad ng ipinapakita sa kalakip na diagram.

Ang pamamaraan ay maaaring magkakaiba depende sa iyong mga bahagi, ngunit ang kahulugan ay mananatiling pareho.

• Ikonekta ang isang pindutan sa controller. Ikinonekta ko ito sa A2 Esp8266 pin. Kung hindi ka gumagamit ng isang module, maaari kang magkonekta ng isang karaniwang pansamantalang pindutan sa pamamagitan ng isang risistor.
• Ikonekta ang isang sensor ng kulay sa controller. Ang mga board breakout board ng TCS34725 na kulay ay nakikipag-usap gamit ang I2C bus. I-link ang mga pin ng SDA at SCL sa pagitan ng sensor at ng controller. Kung ang iyong board ng sensor ay may LED pin upang makontrol ang pinagsamang LED, ikonekta ito. Nai-link ko ang aking LED pin sa A0 Esp8266 pin.
• Ikonekta ang isang dulo ng LED strip sa controller. Ang ws2812b LED strip ay kumokonekta sa isang controller gamit ang DI pin. Ang boltahe ng lohika para sa ws2812b LED strips ay 5V. Kung gumagamit ka ng isang Arduino tulad ng mga board, maaari mong ikonekta ang DI pin nang direkta sa pin ng controller. Ang boltahe sa antas ng lohika para sa karamihan ng mga board ng Esp8266 ay 3.3V, kaya gumamit ng isang lohikal na converter ng antas o ng LED strip driver. In-solder ko ang DI Strip wire sa driver board at nakakonekta ang driver board sa A5 Esp8266 pin.
• Maglakip ng isa pang dulo ng LED strip sa power supply. Yung may pin na DO. Kung kinakailangan, solder ang plug sa power supply. Huwag kalimutan na ihiwalay ang mga wire.

Ang aking ws2812b LED strip ay pinalakas ng 5V. Pinagana ko ang parehong strip at ang controller mula sa isang solong AC-DC 5V power supply. Kung nagpapatakbo ang iyong LED strip ng 12 o 24V, gamitin ang downgrade ng converter ng boltahe upang mapagana ang lahat ng electronics na bumubuo ng solong power supply.

Hakbang 6: XOD

Programin natin ang controller.

Tulad ng sa aking mga nakaraang proyekto, ginagamit ko ang kapaligiran sa visual na programa ng XOD para sa firmware ng controller.

Nag-publish ako ng isang pares ng mga aklatan na kakailanganin mong lumikha ng isang programa. Kaya, tiyaking idagdag ang mga ito sa iyong XOD workspace.

• gabbapeople / christmas-tree - Naglalaman ang Library ng ws2811 Neopixel driver at ang pambalot para sa isang sensor ng kulay na tcs34725.
• gabbapeople / kulay - Library upang gumana sa kulay sa XOD.

Susunod, ilalarawan ko kung paano i-program ang aparatong ito sa XOD.

Hakbang 7: Programming

Narito ang mga node na kailangan mo:

Ang tsc-color-sensor node.

Ito ang unang node na inilagay sa patch. Ginagamit ito upang sukatin ang halaga ng kulay mula sa sensor. Ginagamit ng Node ang interface ng I2C upang makipagpalitan ng data.

Nakita ng color sensor ang kulay ng ibabaw sa scale ng RGB. Ang kulay ay resulta ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang ilaw na mapagkukunan, isang bagay, at isang tagamasid. Sa kaso ng sinasalamin na ilaw, ang ilaw na bumabagsak sa isang bagay ay masasalamin o hinihigop depende sa mga katangian sa ibabaw. Karamihan sa mga sensor ng kulay ay naglalaman ng isang puting light emitter at tatlong light intensity sensor na may mga filter ng kulay.

• Ang mga LED at LUM input pin ay para sa built-in na LED sa breakout board ng sensor. Ang built-in na LED na ito ay isang light emitter ng sensor. Ayon sa aking pamamaraan, inilagay ko ang halaga ng A0 sa LED pin at itinakda ang 1 luminance na halaga sa LUM pin.
• Itinatakda ng IT pin ang halaga ng pagsasama ng oras. Ang kadahilanan na ito ay naglalarawan ng isang bilang ng mga pag-ikot upang isama ang isang kulay. Ang mga posibleng halaga ng IT ay 1, 10, 20, 42, 64, 256.
• Ang halaga ng GAIN pin ay isang factor ng amplification. Pinahuhusay ng koepisyent na ito ang kulay. Maaari mong mapahusay ang halaga ng kulay sa pamamagitan ng 4, 16 o 60 beses. Hindi mo maaaring mapahusay ang kulay. Pagkatapos ang halaga sa pin ng GAIN ay dapat na katumbas ng 1. Nakuha ko ang pinaka tumpak na resulta gamit ang 20 IT halaga at 60 halaga ng GAIN.
• Ang pin ng INIT ay nagpapalitaw ng pagsisimula ng sensor at nagtatakda ng mga pasadyang kadahilanan. Binago ko ang halaga ng INIT pin sa On boot.
• Ang pin ng UPD ay nagpapalitaw ng bagong pagbasa ng sensor. Hayaan na ang halagang ito ay Magpatuloy.

Ang tcs-color-node ay naglalabas ng isang halaga ng kulay sa isang uri ng kulay na pasadyang uri.

Ang ws2811 node

Ginagamit ang node na ito upang i-set up ang LED strip o matrix.

• Ang DI pin ay para sa numero ng port ng board na konektado ang LED strip o matrix. Ayon sa aking pamamaraan, inilagay ko ang halaga na A5 dito.
• Ilagay ang bilang ng mga LED na ginamit sa SIZE pin. Mayroon akong 2 humantong piraso ng 50 diode na konektado sa bawat isa, kaya itinakda ko ang halaga ng SIZE sa 100.
• Itinatakda ng B pin ang pangkalahatang ningning para sa lahat ng mga LED sa isang saklaw mula 0 hanggang 100. Itinakda ko ang ilaw sa 80.

Pinasimulan ng node na ito ang iyong LED strip o matrix at nagtatayo ng isang ws2811 pasadyang uri para sa karagdagang pagpapatakbo.

Ang color-all node

Kapag naka-install ang ws2811 node, maaari mong makontrol ang LED strip gamit ang iba't ibang mga functional node.

• kulay-lahat. Pininturahan ni Node ang lahat ng mga LED sa strip o matrix sa isang napiling kulay.
• kulay-pixel. Mga partikular na kulay ng node sa LED sa strip sa napiling kulay. Ilagay ang numero ng pixel sa PN pin.
• kulay-n-mga pixel. Kulay ng node ang isang pangkat ng mga N LED sa napiling kulay. Tukuyin ang bilang ng pagsisimula ng LED ng pangkat gamit ang STRT pin. Tukuyin ang kaayusan ng isang pangkat sa STEP pin. Halimbawa, upang pintura ang bawat segundo LED na nagsisimula sa bilang 30 at nagtatapos sa numero 70 ilagay ang mga sumusunod na halaga: STRT = 30; N = 40 (70 - 30); HAKBANG = 2.

Sa proyektong ito, kinokontrol ko ang lahat ng mga LED nang sabay at ginagamit ang color-all node.

I-link ko ang unang input pin ng color-all node na may output pin ng ws2811 node. Pagkatapos ay nai-link ko ang input na CLR pin na kumukuha ng halaga ng kulay sa output pin ng sensor.

Ang isang pulso sa SET na pin ng kulay-lahat ng node ay nagpapalitaw ng isang bagong hanay ng kulay.

Ang node ng pindutan

Ginagamit ko ang pindutan upang ipaalam sa controller ang tungkol sa isang bagong bagay sa harap ng color sensor. Para sa mga ito, inilalagay ko ang node ng pindutan sa patch at i-link ang output PRS pin na may SET pin ng color-all node. Sa ganitong paraan, ang pag-click sa pindutan ay bumubuo ng isang signal ng pulso upang baguhin ang kulay.

Inilakip ko ang pindutan sa A2 Esp8266 pin, kaya inilagay ko ang A2 na halaga sa PORT pin.

Ang puro node

Ang sensor ng kulay ay maaaring maglabas ng mga halaga ng kulay sa isang malaking saklaw. Ngunit ang LED strip ay hindi maipakita sa pagitan ng mga tints. Upang malutas ito ginagamit ko lamang ang tinatawag na purong mga kulay. Mayroon silang isang di-makatwirang kulay, ngunit laging may kanilang saturation sa maximum. Upang linisin ang isang halaga ng kulay ay inilalagay ko ang purify node sa pagitan ng tsc-color-sensor at mga color-all node.

Handa na ang patch. Maaari mong pindutin ang I-deploy, piliin ang uri ng board at i-upload ito sa aparato.

Hakbang 8: Pagtitipon. Frame

Maaari kong simulang lumikha ng isang malambot na kaso, tinitiyak na gumagana ang aparato tulad ng nararapat.

Bilang isang frame, nag-print ako ng isang pattern ng kahon sa makapal na karton.

Pagkatapos ay baluktot ang mga gilid ng kahon at gumawa ng isang parisukat na butas para sa color sensor.

Tandaan:

Ginawa kong partikular ang kasong ito para sa aking mga elektronikong sangkap, na malamang na magkakaiba sa iyo. Ang kaso ay hindi unibersal, bukod sa maaari kang magkaroon ng isang ganap na magkakaibang laruan. Kaya gumamit ng imahinasyon!

Hakbang 9: Pagtitipon. Tela

Naglagay ako ng dalawang magkakaibang tela sa bawat isa.

Ang malambot na makapal na tela ay para sa dami at manipis ay para sa hitsura. Sa parehong tela, gumawa rin ako ng butas para sa sensor.

Inayos ko ang frame ng karton sa tela na may ordinaryong adhesive tape. Sa parehong paraan, naayos ko ang mga gilid ng butas.

Pagkatapos ay pinutol ko ang labis na mga piraso ng tela at tinahi ng kamay ang tabas ng butas mula sa loob.

Kailangan kong sabihin, hindi ako ang pinakamahusay na seamster, kaya huwag hatulan ang kalidad. =)

Hakbang 10: Pagtitipon. Malambot na Kaso

Iniunat ko ang tela at inayos ito gamit ang parehong adhesive tape. Mananatili ang tape sa loob ng kaso at hindi makikita.

Pagkatapos, inilagay ko ang aparato sa isang frame at ganap na tinahi ito sa paligid ng tabas, maliban sa isang sulok kung saan pumunta ang mga wire.

Hakbang 11: Pagtitipon. Laruan at Device

Tinahi ko ang aking aparato sa mga paa ng isang teddy bear.

Nais kong magmukhang may hawak siyang maliit na regalo sa Pasko.

Hakbang 12: Resulta

Kapag na-program ang aparato at naayos sa laruan, maaari mong ikonekta ang LED strip at ilagay ang laruan sa ilalim ng puno!

Maglakip ng mga may kulay na bagay sa regalong teddy bear at ang puno ay lagyan ng kulay sa parehong kulay!

Mag-subscribe Kung gusto mo ang mini-project na ito! =)

Magkakaroon ng maraming iba't ibang mga nakakatawang tagubilin.