Peningkatan Pokok Krismas Fibreoptic: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Kami mempunyai salah satu pokok Krismas serat optik selama beberapa tahun. Pangkalannya mengandungi mentol reflektor halogen 12V, dan cakera berwarna yang digerakkan oleh motor diletakkan di antara mentol dan dasar pokok. Mentol dan motor dikuasakan oleh penyesuai utama jenis "wall cube" AC 12V. Tetapi warnanya agak dicuci dan diulang setiap 10 saat atau lebih, dan beberapa orang dengan pokok serupa mendapati motornya agak bising. Saya rasa kita boleh melakukan yang lebih baik pada zaman ini!

Setelah menggantikan bola lampu dengan cincin Neopixel 7-piksel yang dipacu oleh Arduino Pro Mini, kini tidak lagi memerlukan cakera berwarna atau motor yang menggerakkannya, dan memberikan warna yang lebih kuat menggunakan lebih sedikit tenaga elektrik. Video tersebut tidak sesuai dengan warna - kontras LED yang tinggi terhadap latar belakang mana pun menjadikannya sangat sukar untuk difoto dengan berkesan

Sketsa Arduino yang saya tulis merangkumi 2 program yang bergantian setiap 5 - 10 minit. Dalam satu, semua Neopixel mengikuti urutan warna rawak yang sama, tetapi masing-masing sedikit tertunda dari sebelumnya, memberikan kesan warna menyapu seluruh pohon. Yang lain, semua 21 LED berwarna (satu merah, satu hijau dan satu biru di setiap Neopixel) pudar masuk dan keluar secara rawak, memberikan pertunjukan yang sangat menggembirakan warna yang intens dan terus berubah.

Oleh kerana pokok anda tidak mungkin sama dengan saya dan anda mungkin tidak mahu menguasainya dengan cara yang sama, saya tidak dapat memberikan arahan terperinci untuk pemula yang lengkap, tetapi mudah-mudahan anda akan mempelajari sesuatu dalam menyesuaikannya dengan pokok anda.

Anda perlu:

• Cincin Neopixel Adafruit Jewel, atau setara Timur Jauh.
• Arduino Pro Mini atau Nano (ia mesti menjadi bahagian 5V)
• Sekiranya anda menggunakan Pro Mini, penyesuai USB FTDI ke siri
• Stripboard, pin strip, soldering iron, solder, wire wire dll.

Anda boleh menggunakan salah satu papan ATTiny85 (Trinket, Lily Tiny, Gemma) sebagai ganti Pro Mini atau Nano tetapi mungkin tidak mempunyai ruang untuk lakaran penuh dengan kedua program - lihat Langkah 5.

Sekiranya anda menggunakan semula penyesuai AC 12V yang keluar, anda memerlukan:

• Diod penerus 1N4004 - 4 mati
• Kapasitor elektrolit 1000uF 35V
• Modul pengatur beralih 5V turun (satu berdasarkan cip LM2596 harus dilakukan), atau kanibalisasi satnav kereta lama atau pengecas USB yang menyampaikan 5V seperti yang saya lakukan.

Jika tidak:

Gunakan semula pengecas USB 5V lama, seperti pengecas Apple atau Blackberry, atau dapatkan yang baru

Langkah 1: Bongkar Pokok Anda

Seperti yang anda lihat dari gambar, pokok saya mempunyai dasar bulat yang berisi karya-karya itu, dengan lubang di bahagian atas yang mengambil pokok itu sendiri.

Tidak semestinya sukar untuk membongkar pangkalan. Tambang hanya mempunyai 3 skru di bahagian bawah. Tanggalkan ini dan penutupnya langsung lurus. Pastikan ia berfungsi sama seperti saya, dengan mentol reflektor halogen, motor dan cakera berwarna.

Tanggalkan mentol (2 skru memegang cincin penahan) dan cakera berwarna (diikat dengan satu kacang di bahagian atas gelendong).

Ikuti pendawaian untuk melihat bagaimana ia berfungsi. Penukarannya paling mudah jika anda dapat memasang elektronik baru sebagai modul untuk menggantikan mentol secara langsung, memasang dan mengambil kuasa dari soketnya. Anda mungkin mahu memutuskan sambungan motor dan mungkin mengeluarkannya sepenuhnya.

Langkah 2: Pemasangan Elektronik

Foto menunjukkan hasil akhirnya, sebelum mengganti penutup.

Elektronik terdiri daripada 3 bahagian:

Cincin Arduino dan Neopixel

dan jika anda menggunakan penyesuai utama 12V AC yang ada:

• Diod penerus 1N4004 dan kapasitor pelicin
• Pengatur step-down DC-DC.

Saya akan menerangkan masing-masing secara bergilir-gilir, tetapi pertama-tama, pertimbangkan bagaimana anda akan memasangnya agar sesuai dengan mentol.

Saya menyolder sehelai jalur pin selebar 3 pin dengan pin tengah dikeluarkan ke bahagian bawah sehelai kepingan papan. Ini sesuai dengan soket mentol.

Saya memastikan bahawa papan selebar sama tinggi dengan mentol, dan bahagian atas papan selebar sama dengan diameter mentol. Dengan cara itu papan pelindung dapat menggantikan mentol secara langsung, ditahan di bahagian atas dengan cincin yang digunakan untuk menahan mentol.

Langkah 3: Cincin Arduino dan Neopixel

Sekiranya Arduino anda datang tanpa jalur pin siap disolder, anda boleh memasangnya terus ke papan jalur, dengan menjalankan wayar telanjang pendek melalui pin di Arduino dan melalui papan jalur, disolder di kedua sisi. Arduino Pro Mini memerlukan jalur pin 6 arah yang disolder ke pad port bersiri untuk pengaturcaraan.

Anda hanya perlu menyambungkan pin + 5V, GND dan D8 di Arduino, tetapi memotong trek di papan jalur antara kedua-dua pin pin pula, untuk keselamatan. Itu akan membolehkan anda menyolder satu atau dua pin lagi untuk mengikatnya tanpa membuat litar pintas.

Saya menggunakan 3 helai dawai tembaga tebal untuk menyokong cincin Neopixel dan menyambungkannya ke papan jalur.

Cincin Neopixel mempunyai 4 sambungan: Vcc, Gnd, D-In dan D-Out. Kami hanya menggunakan 3 yang pertama.

Setelah memasang cincin Neopixel seperti yang ditunjukkan, gunakan wayar penghubung panjang pendek untuk menyambungkan Vcc ke pin Arduino + 5V, Gnd ke pin Arduino Gnd, dan D-In ke pin Arduino D8, atau D1 jika anda menggunakan salah satu Papan ATTiny85.

Periksa untuk memastikan konduktor papan pemuka yang anda solder cincin Neopixel agar tidak membuat hubungan yang tidak diingini dengan Arduino, dan potongnya jika perlu untuk memutuskan sambungan tersebut.

Langkah 4: Bekalan Kuasa

Sekiranya anda menggunakan bekalan kuasa 5V, yang perlu anda lakukan hanyalah menyambungkan sambungan positif ke Vcc / + 5V dan negatif ke Gnd di gelang Arduino dan Neopixel, dan anda boleh melangkah ke Programming.

Bekalan AC 12V pertama harus diperbaiki dengan 4 dioda (berubah menjadi DC), kemudian dilancarkan dengan kapasitor elektrolitik.

Saya memasang diod dan kapasitor pada kepingan papan yang sama dengan Arduino. Dalam foto, jalur tembaga bergerak secara menegak.

Pasang 4 dioda seperti yang ditunjukkan, dengan kaedah alternatif. Hujung positif setiap dioda ditandakan dengan jalur putih. Potong setiap 4 jalur tembaga di antara dua hujung setiap dioda.

AC 12V masuk melalui wayar putih dari pin yang dipasang ke soket mentol. Di hujung AC, dioda dihubungkan dalam pasangan yang berdekatan seperti yang ditunjukkan oleh garis putih, setiap wayar input AC menuju ke satu hujung positif dan satu hujung dioda negatif.

Di hujung yang lain dioda dihubungkan dengan hujung positif bersama (garis merah) dan hujung negatif bersama (garis biru).

Pateri kapasitor ke jalur bertanda merah dan biru. Saya menyoldernya lebih jauh ke atas papan kemudian membengkokkan hujungnya untuk membolehkan kapasitor duduk dengan kemas di atas dioda.

Sangat penting: satu sisi kapasitor ditandakan negatif (dengan tanda tolak). Anda mesti menyambungkannya ke jalur bertanda biru!

Kini anda boleh menyambungkan warna merah dan biru ke input positif dan negatif masing-masing dari DC-DC step-down converter.

Sekiranya anda menggunakan penukar step-down dengan output yang boleh disesuaikan, pastikan untuk mengukur voltan output dengan multimeter dan sesuaikan ke 5V sebelum melangkah lebih jauh atau anda mungkin merosakkan cincin Arduino dan Neopixel anda.

Akhirnya, sambungkan output positif dan negatif penukar ke Vcc atau 5V dan Gnd pada cincin Arduino dan Neopixel.

Anda mungkin dapat memasang penukar DC-DC kecil di papan jalur dengan komponen lain, tetapi komponen saya terlalu besar, jadi saya harus menyambungkannya dengan petunjuk terbang dan mengikatnya ke beberapa tiang yang mudah.

Langkah 5: Pengaturcaraan

Sekiranya anda belum memilikinya, anda perlu memuat turun dan memasang Arduino IDE. Ianya percuma. Pastikan anda mempunyai versi terkini (1.6.13 atau lebih baru - beberapa versi sebelumnya mengandungi pepijat yang banyak membuang masa saya).

Dalam folder Arduino anda (secara lalai di Windows ini ada di Dokumen Saya) buat folder bernama Neopix_colours3. Salin fail Neopix_colurs3.ino ke dalam folder ini.

Sekarang lancarkan Arduino IDE dan cari lakaran Neopix_colours3 di buku lakaran anda.

Sekiranya anda menggunakan papan ATTiny85 mungkin tidak ada ruang untuk lakaran penuh. Komen definisi FUNCTION_1 atau FUNCTION_2 berhampiran permulaan lakaran. Sebagai alternatif, anda mungkin dapat memasukkan keseluruhan lakaran jika anda mengorbankan bootloader dan memprogramkannya menggunakan Arduino yang lain.

Di bawah Alat, pilih papan yang anda gunakan (Pro Mini atau Nano, atau apa sahaja). Sekiranya anda menggunakan Pro Mini, sambungkan penyesuai FTDI ke Arduino (pastikan ia berputar dengan betul) dan pasangkannya ke port USB di komputer anda. Sekiranya Nano anda sambungkan ke komputer anda dengan kabel USB.

Pada komputer anda, masuk ke Device Manager - port (COM & LPT) dan periksa port COM mana yang telah ditetapkan ke Arduino. Tetapkan ini di bawah Alat - Pelabuhan.

Anda kini boleh memuat naik lakaran dan memastikan ia berfungsi. Neopixel sangat terang jadi ada baiknya meletakkan selembar kertas di atasnya untuk melindungi mata anda, atau untuk mengubah sementara definisi BRILL dalam lakaran dari 255 hingga 50.

Sketsa seperti yang saya muat naik bermula dengan program 1 dan kemudian beralih antara dua program secara rawak setiap 5 - 10 minit. Sekiranya anda lebih suka satu atau yang lain, cari garis

fungsi = 1;

pada akhir fungsi setup (). Ganti 1 dengan -1 atau -2 untuk menguncinya ke dalam program 1 atau program 2. Anda boleh mengubah masa minimum dan maksimum (dalam milisaat) setiap program dijalankan dengan mencari dan mengubah definisi MINCHGTIME dan MAXCHGTIME.

Apabila anda gembira, satukan semuanya kembali, duduk dan nikmati!