Animated Mood Light en Night Light: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Met 'n bekoring wat grens aan obsessie met lig, het ek besluit om 'n seleksie van klein modulêre PCB's te skep wat gebruik kan word om RGB -ligskerms van enige grootte te skep. Nadat ek die modulêre PCB gemaak het, het ek die idee gekry om dit in 'n seshoek te rangskik om 'n 3D -skerm te skep wat gebruik kan word om alles van 'n eenvoudige slaapkamerlig tot 'n gemoedelike lig te skep wat nie te verkeerd sou sit nie, op 'n tafel in 'n luukse restaurant.

Natuurlik kan ander vorms ook met dieselfde skoolhoofde geskep word.

Hier is 'n paar van die animasies wat tans op die lig verskyn.

• Vuur
• Reën
• Slang (retro)
• Game Of Life
• Golfvorm -ossillasies
• Vuurtoring
• Draaipatrone (kapperswinkel)

Die lig word tans in twee groottes geskep - Klein (96 LED's) en Groot (384 LED's), maar dit kan opgeskaal word indien nodig.

Voorrade

WS2812B LED's - AliExpress

PCB's - ALLPCB

3 mm swart laser gesnyde plastiek - plastiekbladverskaffer

Wit 3D -drukfilament - Amazon

Elektroniese komponente - Farnell / Newark

M3 boute en draadafstandhouers - Amazon

Soldeerbout

Toaster Oven - Komponente -eenheid vir oppervlakmontering

Stap 1: Paneel -PCB's

Aan die begin van die reis wou ek 'n reeks klein PCB's hê wat 'n aantal LED -pixels kan huisves en op 'n baie eenvoudige manier saamgevoeg kan word sonder dat ekstra drade of verbindings nodig is. Ek het 'n baie eenvoudige ontwerp gekry waarmee WS2812B LED's aan mekaar vasgeketting kon word en dan die ketting na die volgende PCB kon deurgee.

Ek het drie PCB's met die volgende pixelafmetings geskep.

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

Vir hierdie projek word slegs die 4x4- en 8x8 -borde gebruik om die ligte te skep.

Die LED's is in 'n rooster van 9 mm in beide X- en Y -afmetings gerangskik, wat redelik nou is, maar genoeg ruimte bied om mee te werk as die PCB -randverbindings in ag geneem word. Die PCB's word so gemaak dat die LED 9mm rooster behou word wanneer dit saamgevoeg word. PCB's word eenvoudig met mekaar verbind deur middel van vloei van soldeer van die een bord na die volgende.

Elke LED het sy eie 100nF -kondensator vir elektriese ontkoppeling en om op aanvraag stroom aan die LED te verskaf.

Die skematiese voorstelling van die 4x4 -pixelbord, kompleet met die boonste koper- en onderste koperlae, word getoon om die LED -uitleg en die randaansluitinguitleg te illustreer. Op die syskerm is merke aangebring om die rigting van data -oordrag tussen die verbindings duidelik te maak.

Die planke bevat ook M3-bevestigingsgate op 'n hoogte van 18 mm by 18 mm om die montering te vereenvoudig en die tussenbordverbindings te versterk.

Die toevoeging van 'n laser gesnyde 3 mm melkwit akrielblad, soos getoon, bied 'n mooi verspreide effek op die LED's.

Die planke is vervaardig deur 'n stensil op die onderkant van die koperoppervlak met soldeerpasta aan te bring. Ek plaas die komponente op die bord en kyk of dit korrek is, voordat ek in my broodroosterbak bak om die soldeer te laat vloei. Ek het hierdie tipe DIY -goedkoop PCB -vervaardiging in verskeie van my ander Instructables -geboue gedek.

Waarskuwing - GEBRUIK GEEN oond wat vir voedsel gebruik word om PCB's te kook nie, aangesien dit tot besmette voedsel kan lei. Ek het my PCB -broodrooster vir £ 10 ($ 15) op eBay gekry.

Stap 2: Beheer PCB

Met die LED's gedoen, wou ek die moontlikheid hê om die LED's vanaf 'n mikrobeheerder te beheer. Ek het begin met die gebruik van 'n Arduino nano en dit werk uitstekend, maar ek wou meer funksionaliteit by die lig voeg, en dit word al hoe meer ongemaklik om op die Arduino -bord te kap. Daarom het ek besluit om nog 'n pasgemaakte PCB te skep om die lig aan te dryf.

Hier is 'n paar van die funksies wat ek by my beheerbord gevoeg het.

• Mikrocontroller met 'n hoër spoed met meer ROM en RAM.
• Logiese vlak FET sodat ek die LED's wêreldwyd kan aan- en uitskakel - handig wanneer dit aangeskakel word en vir lae krag.
• Hoëspoedbuffer om 3V3 -sein van die mikrobeheerder na 5V om te skakel om die LED's aan te dryf.
• Skakel oor sodat die gebruiker die lig kan beheer.
• Fototransistor - om die helderheid van die LED's te skaal om by die omliggende ligvlakke te pas.
• Monitoring van kragtoevoer - om te verseker dat ons nie probeer om meer stroom te trek as wat die kragtoevoer kan bied nie.
• Bluetooth -aansluiting - HC05/HC06.
• WIFI -aansluiting - ESP8266.
• I2C -aansluiting.
• Toekoms vir toekomstige uitbreiding.

Die skema vir die bord word getoon, sowel as die boonste en onderste koperlae. Die aangehegte BillOfMaterials -dokument bevat 'n lys van die komponente wat ek op die bedienings -PCB aangebring het.

'N Ligsensor is redelik belangrik vir die ontwerp, aangesien die helderheid van die WS2812B -LED's baie vinnig te veel kan raak om na te kyk en selfs pynlik is by volle helderheid. Met 'n ligsensor kan die LED -helderheid outomaties skaal, wat beteken dat die skerm altyd aangenaam is om na te kyk. Levendig in 'n helder sonlig, maar tog gemaklik om as 'n naglig in 'n donker kamer te kyk.

Om die bord te bou, word die soldeerpasta met 'n sjabloon aangebring, komponente met die hand met 'n pincet geplaas en dan in my betroubare broodroosteroond gebak.

Die PCB word gevoed via 'n 5V DC -toevoer; dit kan direk van 'n netvoeding kom, of via 'n 2A USB -laaieraansluiting.

My vorige poging met behulp van 'n Arduino word ook getoon.

Stap 3: 3D -gedrukte skelet

Ek het oorspronklik gespeel met die gebruik van lasergesnyde plastiekplate as verspreiders, maar dit het 'n taamlike lelike gaping tussen elkeen van die panele gelaat. Uiteindelik het ek die omringende diffuser met 3D gedruk, aangesien dit my in staat gestel het om 'n mooi naatlose omhulsel vir die ses LED PCB's te skep. Dit het my ook toegelaat om die dikte van die diffuser aansienlik te verminder, wat 'n baie skerper algehele vertoning bied.

Intern word die ses LED -PCB's aanmekaargehou met behulp van 'n 3D -gedrukte skelet. Hierdie skelet gaan in die verskillende M3 -gate op die PCB's op die skerm en hou dit in 'n mooi seskantige patroon.

Die 3D -gedrukte skelet bevat ook gate waarmee die bedienings -PCB naby die boonste lasersnitpaneel gemonteer kan word, sodat die skakelaar toeganklik is en dat die ligsensor die omringende ligvlak goed kan lees.

Met die borde in posisie tussen die skelet en die diffuser, kan ek die planke maklik aanmekaar soldeer deur soldeer tussen die PCB -verbindingsblokkies te vloei. Ek begin deur soldeer by die verste pad te voeg en draai dan die lig op sy rand sodat swaartekrag kan help om die soldeer na die aangrensende kussing te laat vloei. Herhaal vir die drie verbindings en gaan dan na die volgende bord na bordverbinding. Op die sesde aansluiting tussen PCB's maak ek slegs die krag- en grondrails aan, wat die dataverbinding sonder verbinding laat. Dit bied twee sirkelvormige stroompaaie vir elke bord om hul krag op te vang, soortgelyk aan hoe 'n ringhoofwerk vir die interne bedrading van u huis werk.

Daar is ook 'n paar afstandhouers wat die 3D -drukker gebruik om die lasersnitpanele bo en onder mooi vas te hou.

Die 3D -drukkerlêers is ontwerp met Sketchup en die bron is aangeheg.

Stap 4: Laser gesny bo en onder

Die lasergesnyde dele is baie eenvoudige seshoekvorms met gate op die regte plek vir die monteerboute.

Die boonste paneel het 'n klein gaatjie vir die ligsensor en nog 'n groter gaatjie vir die drukknop. Die onderste paneel bevat 'n gat vir die USB -kragkabel, asook twee klein gaatjies sodat 'n trekband gebruik kan word om die kabel te versterk.

Die tekeninge vir hierdie dele is ingesluit in die Sketchup -lêer in die vorige stap.

Stap 5: Firmware

Ek het die PIC24FJ256GA702 -toestel as my belangrikste mikrobeheerder gekies, aangesien dit redelik vinnig tot 32MHz loop met behulp van die interne ossillator en tonne beskikbare programgeheue en RAM het om lekker animasies te skep.

Om die firmware te ontwikkel, het ek Flowcode gebruik, aangesien dit my toegelaat het om die kode te simuleer en te ontfout terwyl ek gegaan het, wat gehelp het om 'n goeie, doeltreffende kode te produseer wat teen hoë spoed werk. Vloeikode is gratis vir 30 dae heeltemal ontsluit, en daarna kan u kies om aan te skaf of eenvoudig weer aan te meld. Dit het ook 'n aangename aanlyn -gemeenskap wat bereid is om in te skakel en te help as ek langs die mure sou slaan. As u sê dat al die sagteware gemaak kan word met behulp van die Arduino IDE of iets dergeliks, sal u net die vermoë om te simuleer verloor.

Ek het 'n PICkit 3 gebruik om die PIC aan boord van my bedienings-PCB te programmeer. Dit kan in Flowcode geïntegreer word, sodat dit saamstel en programmeer via die PICkit met 'n enkele muisklik, soortgelyk aan die aflaai -knoppie in Arduino.

Die mikrobeheerder wat ek gekies het, het geen EEPROM aan boord nie, wat aanvanklik 'n probleem was, aangesien ek die geselekteerde animasiemodus wou stoor. Dit het egter 'n programmeerbare flitsgeheue, en ek kon hierdie funksie op 'n rotonde bereik.

Die Flowcode -program wat ek geskep het, is aangeheg. Met die venster Eienskappe kan u die grootte van die gebruikte skerm kies. 4x4 of 8x8, en dit stel 'n groot aantal parameters op, soos die aantal LED's, ens.

Die gebruikerskoppelvlak vir die lig is redelik eenvoudig. Druk die skakelaar minder as drie sekondes in en die lig beweeg na die volgende modus. Voordat elke modus begin, word die modusindeks op elke LED -paneel getoon. Druk die skakelaar vir meer as drie sekondes en die lig skakel af. Deur nog een keer op die skakelaar te druk, word die lig weer aan en terug na die vorige gekose modus. As die krag verlore gaan, sal die lig sy huidige werking hervat wanneer die krag herstel word, insluitend aan/uit -status.

Hier is die verskillende animasiemodusse wat die lig tans kan doen met die huidige firmware.

1. Kleursmeer - Gemengde kleure in ringe
2. Spel van die lewe - Simulasie gebaseer op lewensvorm
3. Draaipatrone - Geanimeerde patrone van 2, 3 of 4 kleure
4. Golfgenerator - Gekleurde sinusgolwe
5. Vaste kleur - Ses individuele kleure wat draai
6. Skaduwee - Geanimeerde paneelkleure Almal/Individueel
7. Vuurtoring - Roterende enkele paneel
8. Ringe - Geanimeerde horisontale ringe
9. Vuur - Geanimeerde vuureffek
10. Reën - Geanimeerde gekleurde reën -effek
11. Vuurwerke - Geanimeerde gekleurde vuurwerkeffek
12. Shifting - Geanimeerde blaai -effek
13. Snake - Geanimeerde retro slanggevegte
14. Slange - Geanimeerde roterende slange
15. Willekeurig - modes 1 tot 14 met stadige oorgang (ongeveer 60 sekondes)
16. Willekeurig - modes 1 tot 14 met 'n vinnige oorgang (ongeveer 30 sekondes)

Elke modus het een of meer gerandomiseerde elemente, insluitend die snelheid van animasie en ander parameters. Sommige modusse bevat ook ewekansige elemente wat mettertyd kan dryf of wissel, wat meer dinamiese animasies moontlik maak. Byvoorbeeld, die vuur het 'n ewekansige hoeveelheid brandstof wat by elke siklus gevoeg word, en hierdie hoeveelheid het boonste en onderste perke. Met verloop van tyd kan hierdie perke toeneem of afneem, sodat die intensiteit van die vuur die skerm kan vul of tot die onderste paar pixels kan sink.

Stap 6: Verbindings

Die beheerbord word met 'n USB A -kabel of 'n DC -aansluitkabel aan die kragtoevoer gekoppel, wat albei teen baie lae pryse op webwerwe soos eBay gekoop kan word.

Die beheerbord is met die toeganklike randaansluiting en 'n standaard 3-rigting servolintkabel verbind met die onaangeslote IN-aansluiting van die skerm.

Die boonste en onderste lasersnitplate word dan in posisie vasgehou met behulp van M3 -kopkopboute en M3 -draadafstandhouers.

Toekomstige opgraderings

As ek die opsie het om Bluetooth en WIFI by my beheerbord te voeg, word toekomstige opgraderings moontlik gemaak, soos animasie -opdaterings en slim integrasie met dinge soos Amazon Alexa via aanlyndienste soos ITTT. Dit is iets wat ek tans ondersoek.

Dit sal aangenaam wees om die kleur van die lamp, die animasiemodus in te stel of selfs 'n sms -boodskap te wys deur net met u slim assistent te praat.

Dankie dat u na my gebou gekyk het, en ek hoop dat ek u geïnspireer het om in my voetspore te volg of iets soortgelyks te skep.

Naaswenner in die Make it Glow -wedstryd