Julbelysning med Atmega328: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Julen kommer och det är dags att börja göra något åt det. I mitt fall - äntligen avslutat det instruerbara om mina julgransljus.

Tanken här är enkel: ta en handfull olika färgade lysdioder, anslut dem till LED-drivrutinen parallellt (gör varje individuellt kontrollerbar), ha kul. Det här kan låta konstigt med tanke på alla kablar som behövs, men övningen visade att det här fungerar mycket bättre än dina out-of-the-shop-lampor med sina tråkiga hårda trådlägen och ingen anpassning. Ledningarna är osynliga, lysdioderna är gömda i grannålarna, allt styrs med en IR -fjärrkontroll, barn och vuxna är glada.

Ser enkelt ut, men det tog mig några år att slutföra detta och få det att fungera på ett verkligt träd. Jag stötte på problem på vissa oväntade platser - till exempel kabeldragning. Denna instruerbara är avsedd att hjälpa er som vill göra samma sak utan att gå igenom månader med försök och felköp av olika saker på nätet.

Projektet vänder sig till måttligt erfarna människor, eftersom du måste anpassa det till din hårdvara. Jag gjorde en speciell tavla för det här för länge sedan, du måste hitta på det själv. Eller så kan du få en från mig, men det kommer ändå att behövas lite lödkunskaper.

Vad du behöver:

- Styrkortet (Arduino eller annat)

- LED -drivkretsen. LED -drivrutiner rekommenderas, men det är möjligt att göra detta med skiftregister och ShiftPWM -biblioteket

- Minst 48 lysdioder i olika färger

- 30AWG trådlindningstråd, minst 100 meter av den

- Lödning och programmering

- Lite tid och tålamod

Jag tillhandahåller min skiss, men du måste anpassa den till din enhet. APOLOGI: Jag är ledsen för kvaliteten på bilder och videor, såväl som själva artikeln. De är inte så polerade som jag skulle ha velat. Men bland familjen, arbetet och en hobby måste jag välja de två tidigare. Och jag behövde publicera denna Instructable nu, medan det finns tid innan festligheterna.

Steg 1: Kabeldragning

Ledningar var det största problemet för mig. Med dina grundläggande kinesiska lampor får du en mörkgrön ledning. Jag hoppades att hitta samma typ av trådar på internet - utan resultat. Faktum är att jag tillbringade ett år med att försöka, beställde ett dussin olika slag och till slut förstod att de inte spelar någon roll.

Saken är att din grundtillverkade krans är seriekopplad. Av detta uppstår två problem:

a) Ledningar är ganska tjocka, eftersom de behöver bära strömmen för alla lysdioder i serie, och

b) Dessa trådar går från en gren av julgranen till en annan i vanlig syn, vinkelrätt mot grenarna.

Dessa två problem kräver att trådarna blandas med trädets lövverk (grannålar). Och är inte direkt framgångsrika med att göra detta.

Med det jag hade i åtanke (det vill säga att varje enskild lysdiod har sin egen ledning, som är parallellkopplad) förändras saker:

a) Du kan använda riktigt tunna trådar och

b) De följer grenen LED -lamporna på baksidan till trädets stjälk, går bort från åskådarnas synvinkel och blir därmed effektivt osynliga.

Bingo! Du behöver inte den mörkgröna färgen, du kan ha brun att blanda med grenarna, eller till och med cyanaktig som jag hade, och den kommer fortfarande att vara osynlig.

Detta är något jag faktiskt fick reda på när kransen var på plats. Det fungerar.

Således behöver du en tunn 30AWG-trådtråd (så här), antingen grön (som är lite blåaktig) eller brun.

Steg 2: Lysdioder

Det finns uppsättningar med '10 färg -lysdioder 'tillgängliga på internet. Färgerna är: röd, orange, gul, myrgrön, grön, blå, rosa, lila, kallvit och varmvit. De två sista är intressanta, eftersom du kan göra några silver/guld -effekter med dem, men det är en annan historia. De återstående åtta är ok, och antalet är mycket bekvämt, vad med LED -drivrutinerna har 16 utgångar. Jag rekommenderar 3 mm lysdioder: de är ganska ljusa samtidigt som de är tillräckligt små för att gömma sig i nålarna.

De som följer mina vandringar vet att jag är lite besatt av spektrumet, och du kan se att färguppsättningen inte exakt är spektrumkonsistent. Mest anmärkningsvärt är klyftan mellan gröna och blå färger.

För det första, det mänskliga ögat är inte så bra på att skilja dessa färger; vi är mycket bättre med allt som har åtminstone en röd fläck. För det andra finns det nästan inga lysdioder tillgängliga för att fylla luckan. Visst, det finns en leverantör av cyan -lysdioder på Aliexpress, men dessa är ganska dyra (och jag hittade dem för sent). Det finns också ett gäng bedragare som säljer grundläggande gröna lysdioder som "smaragd"; faller inte in i detta. Jag upptäckte att 10-färgssetet är ganska bra; lysdioderna producerar synligt olika färger.

Om du lyckas hitta dessa cyan -lysdioder till ett lämpligt pris föreslår jag att du byter ut de lila med dem (placerar cyan mellan grönt och blått). Lila är mer som UV, de är inte särskilt ljusa men kan göra intressanta saker i mörkret om något vitt ligger nära dem. Således kan du skapa en separat gren på din krans för att ge magi och mystik.

Steg 3: Montering

Lödning av lysdioderna till ledningarna tar tid; frigör en dag för att göra detta även för en liten 48-LED-krans. Du behöver (förutom lysdioderna och ledningarna):

- 1,5 mm värmekrympslang;

- 2,5 mm värmekrympslang

- Massor av russinlösning;

och ett lödkolv, uppenbarligen.

Rensa änden av tråden, linda den runt ett LED -ben, applicera en droppe rosinlösning, löd. Upprepa för det andra benet. Skjut 1,5 mm -slangen på den första lödfogen och krympa den, upprepa för den andra. Skjut 2,5 mm -slangen på båda benen och krympa. Den inre krympningen behövs för att förhindra shorts, den yttre för det snygga utseendet. Inget grepp behövs, eftersom den resulterande kontrasten är lätt, grannålar håller den ganska bra. (Om ditt träd är konstgjort kan du behöva något för att få lysdioderna att fastna)

Gör i grupper om sex, följ spektrum, glöm inte att kontrollera att lysdioden fungerar eftersom den kan skadas under lödning, och kom ihåg att markera anodtråden.

När det gäller trådarnas längd har jag gjort dem 50 cm, och det är lite kort även för det lilla träd jag hade. Jag var tvungen att sträcka ut trådarna istället för att linda dem runt grenar. Till min ursäkt tänkte jag göra en krans med 96 lysdioder (gör fortfarande btw), och detta var dess övre halva. I vilket fall som helst, tänk bara på att du vill att tråden ska följa stammen och sedan grenen som går ut från styrenheten och välj längden därefter.

Steg 4: Anslutning av styrenhet

Jag använde mitt UltiBlink SL -kort som i princip var utformat med denna uppgift i åtanke. Om du inte har/beställer en måste du göra din egen. Brödbräda fungerar inte här, så du måste hitta på och löda något på en prototypbräda. LED -drivrutiner är bättre för denna uppgift än skiftregister (med ShiftPWM -biblioteket), eftersom drivrutinerna inte kräver motstånd för varje LED, alltså mindre utrymme, färre hål, mindre lödning.

Observera att jag använde förlängningsversionen av mitt UltiBlink -kort, den utan Arduino -grejer (till exempel mikrokontrollern) på baksidan. Jag fäst mikrokontrollerkortet (den runda BlinkeyCore) till förlängningen. Sanningen är att det inte var avsett först; denna speciella 48-LED-krans var tänkt att fungera som den övre delen av en 96-LED-krans, där den nedre hade en MC ombord. Ändå visade det sig vara bra som a) Jag kunde fästa brädan direkt på trädstammen med enkla gummiband, och b) jag kunde enkelt ta bort styrkortet för att ladda om skissen. Jag behövde inte bokstavligen sitta under en julgran med en anteckningsbok som en nördig tomte. Därför föreslår jag att du gör något liknande, det vill säga att ditt Arduino/MC -kort är avtagbart från utrustningen.

Jag kopplade lysdioderna till 48 utgångar i 6 satser med 8 lysdioder vardera så här: rött, orange, gult, myrgrönt, grönt, blått, lila, rosa; upprepa 5 gånger. Det vill säga utgång 0 = röd, utgång 1 = orange, utgång 2 = gul, etc. Skissen nedan bygger på denna ordning för stor rättvisa. Se till att du sätter dem på trädet i samma ordning, i spiral antingen uppåt eller nedåt. Jag föreslår också att du försöker sätta samma färgade lysdioder i mer eller mindre vertikala linjer (ovanför eller under varandra)-allt detta kommer att få effekterna att se mycket bättre ut.

Slutligen bör du överväga strömförbrukningen. 48 lysdioder kräver cirka 1A vid 5V när de alla är på. Du kan använda en USB -laddare, men den ska vara riktigt bra och testad, inte något billigt skit från eBay som borde ge tillräckligt med juice men inte (som den vita på mina foton bytte jag ut den senare). Med 96 lysdioder tänker jag använda två, en för varje del av kransen, bara för att se till att allt fungerar som det ska. Ett annat möjligt tillvägagångssätt för detta problem ligger i programvara: om du ser till att högst 25 lysdioder är tända vid en viss tidpunkt kan du köra detta från vilken USB -laddare som helst eller till och med datorns USB -port. Min skiss nedan gör det inte.

Steg 5: IR -kontroll

IR är ganska bra och fancy att styra lägena på din krans. Lyckligtvis finns det ett utmärkt IRLib -bibliotek som täcker alla behov. IR -mottagaren har också en mycket enkel anslutning.

Det finns gott om instruktioner om hur man använder IR -fjärrkontroller med Arduino, så jag kommer inte att gå in på detaljer i det här. Om du inte känner till det, boka bara en kväll för att få det gjort, det är ingen raketvetenskap.

Några anteckningar för att göra det enklare behövs dock:

1 - Det finns olika IR -kommunikationsprotokoll, varav Philips är det konstigaste och Sony är det mest logiska och lättprogrammerade. De flesta billiga fjärrkontroller använder Sony tack och lov.

2 - Om du har några gamla fjärrkontroller någonstans i garaget, kolla dem, mycket troligtvis fungerar de bra. Jag brukade använda fjärrkontrollen från min TV för att styra en av mina julklappar, men det är inte den bästa idén, eftersom signalen reflekteras från väggar, så den kan byta kanal eller något på din TV medan du styr din krans. Bättre att ha en dedikerad sådan.

3 - Här är min skiss jag använder för att kartlägga knapparna på en ny fjärrkontroll som arbetar med Sony -protokollet. Det dumpar koder i den seriella bildskärmen så att du helt enkelt kan kopiera och klistra in dem. Jag kopierar och klistrar in dem i den här filen, som ingår i huvudskissen för kransen (nedan). Kanske koder för den generiska fjärrkontrollen (kallad 'CarMP3' i inkluderingen) kommer redan att fungera med din.

Steg 6: Skiss

Ok, den här skissen fungerar med styrelsen i min design (48 lysdioder). Det är också ganska rörigt, eftersom jag skrev det i all hast och inte hade tid att städa/kommentera det. Ändå kan du tycka att det är användbart; ta gärna ut de bitar som behövs och gör vad du vill. Det enklaste sättet är att helt enkelt ersätta alla instanser av DMdriver -bibliotekets funktioner med dina. Det finns tre totalt: test.setPoint (int x, int y) sätter utgången #x till Y (Y är ett 16-bitars tal); test.clearAll () ställer alla utgångar till noll och test.sendAll () uppdaterar informationen i LED -drivrutinen (skickar data dit, ändrar LED -tillstånd samtidigt). Även utan fjärrkontrollen fungerar det. När du är klar, kolla den föregående delen av denna instruktionsbok, kartlägg knapparna på din fjärrkontroll och lägg koder i inkluderingsfilen.

Om du är en stolt ägare till en UltiBlink kan du köra skissen ur lådan (du har DMdriver -biblioteket, eller hur?); kontakta mig gärna om något går fel, du vet adressen.

Lycka till, ha kul, ställ frågor - jag ska försöka svara på dem, god kommande jul och förhoppningsvis skriver jag något nytt snart!