Nadogradnja božićnog drvca od vlakna: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Imamo jedno od onih božićnih drvca sa optičkim vlaknima već nekoliko godina. Baza sadrži 12V halogenu reflektorsku sijalicu, a disk u boji koji pokreće motor smješten je između žarulje i osnove stabla. Sijalica i motor se napajaju mrežnim adapterom tipa "zidna kocka" 12V AC. Ali boje su prilično isprane i ponavljaju se svakih 10 -ak sekundi, a nekim ljudima sa sličnim drvećem motor je pomalo bučan. Upalo mi je da bismo u današnje doba mogli biti mnogo bolji!

Nakon što je žarulju zamijenio neopikselnim prstenom od 7 piksela koji pokreće Arduino Pro Mini, sada više ne treba disk u boji niti motor koji ga pokreće, a daje mnogo intenzivnije boje uz manje električne energije. Videozapis zapravo ne odgovara bojama - veliki kontrast LED dioda na bilo kojoj pozadini čini ih vrlo teškim za efikasno fotografiranje

Arduino skica koju sam napisao utjelovljuje 2 programa koji se izmjenjuju svakih 5 - 10 minuta. U jednom, svi neopikseli slijede isti nasumični niz boja, ali svaki je malo odložen u odnosu na prethodni, dajući efekt boja koje prelaze preko stabla. S druge strane, svih 21 LED dioda u boji (jedna crvena, jedna zelena i jedna plava u svakom Neopixelu) nasumično se blijede i gase, dajući vrlo ugodan prikaz intenzivnih i stalno mijenjajućih boja.

Budući da vaše drvo vjerojatno neće biti isto kao moje i možda ga nećete htjeti napajati na isti način, ne mogu dati detaljna uputstva za potpunog početnika, ali nadam se da ćete naučiti nešto prilagođavajući ga svom drvetu.

Trebat će vam:

• Prsten od neopiksela Adafruit Jewel ili ekvivalent dalekog istoka.
• Arduino Pro Mini ili Nano (mora biti dio od 5V)
• Ako koristite Pro Mini, FTDI USB na serijski adapter
• Stripboard, pin pin, lemilica, lem, spojna žica itd.

Možete koristiti jednu od ATTiny85 ploča (Trinket, Lily Tiny, Gemma) umjesto Pro Mini ili Nano, ali možda neće imati mjesta za potpunu skicu s oba programa - pogledajte 5. korak.

Ako ponovo koristite izlazni 12V AC adapter, trebat će vam:

• 1N4004 ispravljačke diode - 4 isključene
• 1000uF 35V elektrolitički kondenzator
• Modul preklopnog regulatora za prebacivanje od 5V (trebao bi biti zasnovan na čipu LM2596) ili kanibalizirati stari automobilski satnav ili USB punjač koji isporučuje 5V kao što sam ja učinio.

Inače:

Ponovno koristite stari 5V USB punjač, poput punjača Apple ili Blackberry, ili nabavite novi

Korak 1: Rastavite svoje drvo

Kao što ćete vidjeti sa slika, moje drvo ima kružnu podlogu sa radovima, s rupom na vrhu koja uzima samo drvo.

Rastavljanje baze ne bi trebalo biti teško. Moj jednostavno ima 3 vijka na dnu. Uklonite ih i poklopac se odmah skida. Provjerite radi li isto kao i moje, s halogenom reflektorskom žaruljom, motorom i diskom u boji.

Uklonite žarulju (2 vijka drže sigurnosni prsten) i disk u boji (pričvršćen jednom maticom na vrhu vretena).

Pratite ožičenje da vidite kako to funkcionira. Pretvaranje je najjednostavnije ako novu elektroniku možete sastaviti kao modul za izravnu zamjenu žarulje, uklapanje u njenu utičnicu i uzimanje energije iz nje. Vjerojatno ćete htjeti isključiti motor i možda ga potpuno ukloniti.

Korak 2: Sastavljanje elektronike

Fotografija prikazuje krajnji rezultat, prije zamjene poklopca.

Elektronika se sastoji od do 3 dijela:

Arduino i Neopixel prsten

a ako koristite postojeći mrežni adapter od 12 V:

• 1N4004 ispravljačke diode i zaglađujući kondenzator
• DC-DC stepenasti regulator.

Opisaću svaki red po redu, ali prvo razmislite kako ćete ih montirati kako bi stali na mjesto žarulje.

Lemio sam komad igle široke 3 igle sa uklonjenom srednjom iglom na dno komada kartona. Ovo se uklapa u grlo za sijalicu.

Uvjerio sam se da je stripboard iste visine kao i žarulja, te da je vrh stripboard iste širine kao i promjer žarulje. Na taj način traka bi mogla izravno zamijeniti žarulju, zadržanu na vrhu prstenom koji je koristio za zadržavanje žarulje.

Korak 3: Arduino i Neopixel prsten

Ako vaš Arduino dolazi bez zalemljenih traka sa iglama, možete ga montirati izravno na stripboard, prolazeći golom žicom kratkih duljina kroz igle na Arduinu i kroz stripboard, lemljene s obje strane. Arduino Pro Mini za programiranje treba 6-putnu pin traku lemljenu na jastučiće serijskog porta.

Potrebno je samo spojiti pinove +5V, GND i D8 na Arduinu, ali svejedno izrezati tragove na traci između dva reda pinova, radi sigurnosti. To će vam omogućiti da lemite još jedan ili dva igla da biste ga učvrstili bez stvaranja kratkih spojeva.

Koristio sam 3 komada debele bakrene žice kako bih podržao Neopixel prsten i spojio ga na stripboard.

Prsten Neopixel ima 4 veze: Vcc, Gnd, D-In i D-Out. Koristimo samo prva tri od ovih.

Nakon što ste montirali prsten Neopixel kao što je prikazano, upotrijebite kratku duljinu spojne žice za spajanje Vcc na Arduino +5V pin, Gnd na Arduino Gnd pin i D-In na Arduino pin D8 ili D1 ako koristite neki od ATTiny85 ploče.

Provjerite da vodilice trakaste trake koje ste lemili Neopixel prsten ne stvaraju neželjene veze s Arduinom i prerežite ih ako je potrebno da biste prekinuli takve veze.

Korak 4: Napajanje

Ako koristite napajanje od 5 V, sve što trebate učiniti je spojiti pozitivnu vezu na Vcc/+5V, a negativnu na Gnd na Arduinu i neopikselnom prstenu i možete prijeći na programiranje.

Napajanje od 12 V naizmjenične struje prvo se mora ispraviti s 4 diode (pretvarajući se u istosmjernu), a zatim zagladiti elektrolitičkim kondenzatorom.

Montirao sam diode i kondenzator na isti komad trake kao i Arduino. Na fotografijama, bakrene trake idu okomito.

Montirajte 4 diode kako je prikazano, naizmjence. Pozitivni kraj svake diode označen je bijelom trakom. Izrežite svaku od 4 bakrene trake između dva kraja svake diode.

12V AC dolazi kroz bijele žice sa pinova koji se priključuju u grlo za žarulju. Na kraju naizmjenične struje, diode su spojene u susjedne parove kako je prikazano bijelim linijama, pri čemu svaka ulazna žica naizmjenične struje ide na jedan pozitivan kraj i jedan negativni kraj diode.

Na drugom kraju diode su spojene pozitivnim krajevima zajedno (crvene linije) i negativnim krajevima zajedno (plave linije).

Lemite kondenzator na trake označene crvenom i plavom bojom. Lemio sam ga dalje na ploči, a zatim savio žice kako bi kondenzator mogao uredno sjediti preko dioda.

Vrlo važno: jedna strana kondenzatora označena je negativno (sa znakovima minus). Morate to spojiti na traku označenu plavom bojom!

Sada možete spojiti crvenu i plavu boju na pozitivne i negativne ulaze DC-DC pretvarača.

Ako koristite stepenasti pretvarač s podesivim izlazom, svakako izmjerite izlazni napon multimetrom i podesite ga na 5 V prije nego nastavite dalje, jer možete oštetiti svoj Arduino i Neopixel prsten.

Konačno, povežite pozitivne i negativne izlaze pretvarača na Vcc ili 5V i Gnd na Arduino i Neopixel prstenu.

Možda ćete moći ugraditi mali DC-DC pretvarač na traku s drugim komponentama, ali moj je bio prevelik, pa sam ga morao spojiti s letećim vodovima i vezati za nekoliko prikladnih stupova.

Korak 5: Programiranje

Ako ga već nemate, trebate preuzeti i instalirati Arduino IDE. Slobodno je. Provjerite imate li najnoviju verziju (1.6.13 ili noviju - neke starije verzije sadrže greške koje su mi potrošile puno vremena).

U mapi Arduino (prema zadanim postavkama u sustavu Windows ovo je u odjeljku Moji dokumenti) stvorite mapu pod nazivom Neopix_colours3. Kopirajte datoteku Neopix_colurs3.ino u ovu mapu.

Sada pokrenite Arduino IDE i pronađite skicu Neopix_colours3 u svojoj skici.

Ako koristite ploču ATTiny85, možda neće biti mjesta za cijelu skicu. Komentirajte definiciju FUNCTION_1 ili FUNCTION_2 blizu početka skice. Alternativno, možda ćete moći ugurati cijelu skicu ako žrtvujete pokretački program i programirate ga pomoću drugog Arduina.

U odjeljku Alati odaberite ploču koju koristite (Pro Mini ili Nano ili bilo što drugo). Ako koristite Pro Mini, spojite FTDI adapter na Arduino (provjerite je li ispravno) i priključite ga u USB priključak na računaru. U slučaju Nano -a, jednostavno ga povežete sa računarom pomoću USB kabla.

Na računaru idite u Upravitelj uređaja - portovi (COM i LPT) i provjerite koji je COM port dodijeljen Arduinu. Postavite ovo pod Tools - Port.

Sada možete učitati skicu i provjeriti radi li. Neopikseli su vrlo svijetli pa je dobra ideja staviti list papira preko njih kako biste zaštitili oči ili privremeno promijeniti definiciju BRILL -a na skici sa 255 na 50.

Skica koju sam učitao počinje programom 1, a zatim se nasumično prebacuje između dva programa svakih 5 - 10 minuta. Ako više volite jedno ili drugo, pronađite liniju

funkcija = 1;

na kraju funkcije setup (). Zamijenite 1 sa -1 ili -2 da biste ga zaključali u program 1 ili program 2. Možete promijeniti minimalno i maksimalno vrijeme (u milisekundama) za koje se svaki program pokreće pronalaženjem i promjenom definicija MINCHGTIME i MAXCHGTIME.

Kad ste sretni, sastavite sve ponovo, sjednite i uživajte!