Lampu Pokok Krismas Dikendalikan oleh Mainan .: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Pembuat salam!

Krismas dan tahun baru akan datang. Ini bermaksud suasana meriah, hadiah dan, tentu saja, pokok Krismas yang dihiasi dengan cahaya berwarna-warni yang terang.

Bagi saya, lampu pokok Krismas pasar massal terlalu membosankan. Untuk menggembirakan anak-anak, saya membuat hiasan pokok Krismas yang unik yang dikendalikan oleh mainan.

Dalam manual ini, saya akan memberitahu bagaimana anda boleh membuatnya.

Langkah 1: Idea

Ideanya ialah meletakkan mainan, misalnya, yang lembut, di bawah pokok Krismas, dan menjadikannya pintar. Saya mahu mainan membaca warna objek yang dilekatkan, dan melukis pokok dengan warna ini. Oleh itu, ia akan menjadi permainan yang menyeronokkan bagi kanak-kanak yang boleh menggunakan pelbagai perkara untuk melukis pokok Krismas dengan pelbagai warna.

Langkah 2: Persiapan. Jalur LED

Pertama, saya mesti mencari pengganti lampu Krismas yang biasa.

Lampu baru harus terang, berwarna, dan yang paling penting mestilah mudah diprogramkan.

Untuk lampu Krismas, saya memilih jalur LED RGB digital ws2812b yang boleh diprogramkan. Jalur LED ini sangat popular, anda boleh mendapatkannya di mana sahaja. Mereka mudah dihubungkan ke pelbagai pengawal Arduino. LED sedemikian dijual dalam bentuk pita beberapa dozen keping dan dikuasakan oleh 5 12 atau 24 V DC. Anda boleh menghubungkan beberapa kaset berturut-turut dan menguruskan sebilangan besar LED.

Saya menjumpai beberapa helai seperti itu di rumah. Jalur saya masing-masing mempunyai 50 LED dan dipacu oleh 5 V DC.

2 x WS2812B Modul String LED Pra-disolder Nod ~ 18 $

Berikut adalah kemungkinan penggantian dari kedai Amazon:

• WS2812b 5m 60leds / pixel / m Jalur Jalur Fleksibel yang Boleh Ditujukan Secara Individu
• ALITOVE 16.4ft WS2812B Lampu Jalur LED yang Boleh Ditujukan Secara Individu

Pita LED mempunyai banyak jenis. Mereka berbeza dalam jumlah LED, jarak antara LED, pengelompokan, voltan bekalan, dll. Pilih yang anda mahukan.

Untuk mainan saya, saya menyediakan sedikit pokok Krismas, jadi 100LED cukup untuk saya.

Langkah 3: Persiapan. Mainan

Cari mainan dan tentukan di mana untuk meletakkan pengawal jalur LED.

Langkah ini adalah yang paling penting kerana hasilnya akan dinilai oleh kanak-kanak =).

Di sebuah kedai mainan berhampiran, saya menjumpai beruang tahun baru yang indah. Anda boleh memperbaik mainan yang sudah anda miliki.

Saya memutuskan untuk menutup pengawal jalur LED dengan kain dan menjahitnya dengan cakar. Saya mahu beruang itu kelihatan seperti memegang hadiah.

Saya membeli dua helai kain dengan corak lucu. Satu lembut untuk substrat dan yang kedua nipis untuk lapisan atas.

Langkah 4: Persiapan. Elektronik

Anda memerlukan beberapa komponen elektronik untuk menjadikan mainan lebih pintar.

Saya menggunakan papan pelarian dan pelindung Arduino dari kedai Amperka. Bagi saya, mereka sangat senang kerana struktur modular. Modul boleh digabungkan dengan mudah tanpa pematerian.

Anda mungkin sukar untuk membelinya, jadi saya sertakan pautan dengan kemungkinan penggantian.

Pengawal

Saya menggunakan papan pengembangan ESP-12 berdasarkan cip ESP8266. Papan ini sangat kecil dan mempunyai fungsi yang mencukupi. Pilihan yang baik untuk projek kecil yang memerlukan ruang terhad, walaupun anda tidak menggunakan WiFi dan menyambung ke Internet.

1 x Slot Wi-Fi Amperka ~ $ 19

Saya menggunakan papan pengembangan ini kerana serasi dengan modul lain dari pengeluar yang sama.

Juga, ia mempunyai bentuk segi empat sama! Ia mudah dimasukkan ke dalam kotak hadiah kecil untuk beruang.

Kemungkinan penggantian:

• ESP-12E NODEMCU
• WEMOS D1 MINI

Sensor warna

Untuk menentukan warna saya menggunakan papan pelindung sensor warna Amperka Troyka TCS34725. Sensor saya serasi dengan papan pengawal tetapi boleh diganti dengan yang berikut:

1 x Sensor Warna RGB dengan penapis IR dan LED Putih - TCS34725 ~ 8 $

Sensor ini menggunakan antara muka I2C untuk komunikasi. Ia mempunyai LED terang dan tetapan yang luas seperti penambahan warna atau penyatuan warna untuk pengecaman yang lebih tepat.

Butang

Butang serasi Arduino ringkas. Saya menggunakannya sebagai sensor sentuh, memberitahu pengawal bahawa perlu membaca warna item baru.

1 x modul butang Amperka Troyka ~ 1 $

Kemungkinan penggantian:

• Pecahan Suis Kuasa Adafruit
• Modul Butang Blok Bangunan Elektronik

Penukar voltan AC-DC

Untuk menghidupkan jalur LED dan pengawal, saya membeli bekalan kuasa AC-DC 5V 8A.

Bekalan kuasa 1 x 5V 8.0A 40W ~ 16 $

Jalur LED saya dikuasakan oleh 5V. Arus 8A cukup untuk sebilangan besar LED. Saya juga menghidupkan pengawal ESP dari bekalan kuasa ini. Pastikan anda membeli bekalan kuasa dalam penutup terlindung, tanpa pad sentuhan terbuka!

Kemungkinan penggantian:

• Penukar Bekalan Kuasa ALITOVE 5V 8A 40W AC ke DC
• MEAN BAIK asli LPV-60-5 5V 8A meanwell LPV-60 5V 40W

Pilihan:

Penukar voltan DC-DC dan pemacu WS2812b

Untuk pengawal Arduino, wayar isyarat jalur LED ws2812b boleh disambungkan terus ke pin pada papan pengawal. Sebilangan besar pin papan pengembangan ESP8266 tidak sesuai dengan logik 5V. Lebih baik sekarang untuk menyambungkan jalur LED ke pengawal sedemikian secara langsung. Untuk menyelesaikan masalah ini saya menggunakan modul ini.

1 x Pemacu jalur LED Amperka Troyka ws2812 ~ 9 $

Saya menggunakan modul ini kerana mudah dipasang pada pengawal saya. Juga, modul ini mempunyai penyangga logik 5 Volt dan DC-DC voltan Converter 5 atau 3.3V. Dengan cara ini pengawal ESP dapat digerakkan dengan satu wayar bersama dengan jalur LED 12 atau 24V.

Langkah 5: Berkumpul. Elektronik

Susun komponen elektronik. Saya menyambungkan komponen saya seperti yang ditunjukkan dalam rajah yang dilampirkan.

Skema mungkin berbeza bergantung pada komponen anda, tetapi maknanya tetap sama.

• Sambungkan butang ke pengawal. Saya menyambungkannya ke pin A2 Esp8266. Sekiranya anda tidak menggunakan modul, anda boleh menyambungkan butang sekejap biasa melalui perintang.
• Sambungkan sensor warna ke pengawal. Papan pelindung sensor warna TCS34725 berkomunikasi menggunakan bas I2C. Pautkan pin SDA dan SCL antara sensor dan pengawal. Sekiranya papan sensor anda mempunyai pin LED untuk mengawal LED bersepadu, sambungkannya. Saya memautkan pin LED saya ke pin A0 Esp8266.
• Sambungkan satu hujung jalur LED ke pengawal. jalur LED ws2812b menyambung ke alat kawalan menggunakan pin DI. Voltan logik untuk jalur LED ws2812b ialah 5V. Sekiranya anda menggunakan papan seperti Arduino, anda boleh menyambungkan pin DI terus ke pin pengawal. Voltan tahap logik bagi kebanyakan papan Esp8266 adalah 3.3V, jadi gunakan penukar tahap logik atau pemacu jalur LED. Saya memateri wayar DI Strip ke papan pemandu dan menyambungkan papan pemandu ke pin A5 Esp8266.
• Pasang hujung LED yang lain ke bekalan kuasa. Yang mempunyai pin DO. Sekiranya perlu, pasangkan palam ke bekalan kuasa. Jangan lupa mengasingkan wayar.

Jalur LED ws2812b saya dikuasakan oleh 5V. Saya menghidupkan kedua-dua jalur dan pengawal dari bekalan kuasa AC-DC 5V tunggal. Sekiranya jalur LED anda beroperasi 12 atau 24V, gunakan penukar voltan turun untuk memberi kuasa kepada semua elektronik daripada bekalan kuasa tunggal.

Langkah 6: XOD

Mari atur cara pengawal.

Seperti dalam projek sebelumnya, saya menggunakan persekitaran pengaturcaraan visual XOD untuk firmware pengawal.

Saya telah menerbitkan beberapa perpustakaan yang anda perlukan untuk membuat program. Oleh itu, pastikan anda menambahkannya ke ruang kerja XOD anda.

• gabbapeople / Christmas-tree - Perpustakaan mengandungi pemacu Neopixel ws2811 dan pembungkus untuk sensor warna tcs34725.
• gabbapeople / color - Perpustakaan untuk berfungsi dengan warna dalam XOD.

Seterusnya, saya akan menerangkan cara memprogramkan peranti ini dalam XOD.

Langkah 7: Pengaturcaraan

Berikut adalah nod yang anda perlukan:

Nod sensor tsc-warna.

Ini adalah simpul pertama yang diletakkan di patch. Ia digunakan untuk mengukur nilai warna dari sensor. Node menggunakan antara muka I2C untuk bertukar data.

Sensor warna mengesan warna permukaan dalam skala RGB. Warna adalah hasil interaksi antara sumber cahaya, objek, dan pemerhati. Sekiranya cahaya dipantulkan, cahaya yang jatuh pada objek akan dipantulkan atau diserap bergantung pada ciri permukaan. Sebilangan besar sensor warna mengandungi pemancar cahaya putih dan tiga sensor intensiti cahaya dengan penapis warna.

• Pin input LED dan LUM adalah untuk LED terpasang pada papan pelarian sensor. LED terbina dalam ini adalah pemancar cahaya dari sensor. Menurut skema saya, saya meletakkan nilai A0 ke pin LED dan menetapkan nilai 1 cahaya ke pin LUM.
• Pin IT menetapkan nilai masa penyatuan. Faktor ini menerangkan sejumlah kitaran untuk mengintegrasikan warna. Nilai IT yang mungkin adalah 1, 10, 20, 42, 64, 256.
• Nilai pin GAIN adalah faktor penguat. Pekali ini meningkatkan warna. Anda boleh meningkatkan nilai warna sebanyak 4, 16 atau 60 kali. Anda tidak dapat meningkatkan warna. Maka nilai pada pin GAIN mestilah sama dengan 1. Saya mendapat hasil yang paling tepat menggunakan nilai 20 IT dan 60 GAIN.
• Pin INIT mencetuskan inisialisasi sensor dan menetapkan faktor tersuai. Saya menukar nilai pin INIT menjadi On boot.
• Pin UPD mencetuskan pembacaan sensor baru. Biarkan nilai ini berterusan.

Tcs-color-node mengeluarkan nilai warna dalam bentuk jenis warna khusus.

Nod ws2811

Node ini digunakan untuk menyiapkan jalur LED atau matriks.

• Pin DI adalah untuk nombor port papan yang disambungkan jalur LED atau matriks. Menurut skema saya, saya meletakkan nilai A5 kepadanya.
• Masukkan bilangan LED yang digunakan pada pin SIZE. Saya mempunyai 2 jalur LED 50 diod yang saling terhubung, jadi saya menetapkan nilai SAIZ menjadi 100.
• Pin B menetapkan kecerahan keseluruhan untuk semua LED dalam lingkungan 0 hingga 100. Saya menetapkan kecerahan hingga 80.

Node ini memulakan jalur LED atau matriks anda dan membina jenis khusus ws2811 untuk operasi selanjutnya.

Node warna-semua

Apabila node ws2811 dipasang, anda boleh mengawal jalur LED menggunakan nod berfungsi yang berbeza.

• warna-semua. Nod melukis semua LED pada jalur atau matriks dalam warna yang dipilih.
• warna-piksel. Node warna LED tertentu pada jalur dalam warna yang dipilih. Masukkan nombor piksel ke pin PN.
• warna-n-piksel. Nod mewarnai sekumpulan LED N dalam warna yang dipilih. Tentukan nombor LED permulaan kumpulan menggunakan pin STRT. Nyatakan ketertiban kumpulan di pin LANGKAH. Sebagai contoh, untuk melukis setiap LED kedua bermula dengan nombor 30 dan diakhiri dengan nombor 70 masukkan nilai berikut: STRT = 30; N = 40 (70 - 30); LANGKAH = 2.

Dalam projek ini, saya mengawal semua LED pada masa yang sama dan menggunakan simpul warna-semua.

Saya mengaitkan pin input pertama dari simpul warna-semua dengan pin output dari node ws2811. Kemudian saya menghubungkan pin CLR input yang mengambil nilai warna ke pin output sensor.

Nadi pada pin SET warna-semua simpul mencetuskan kumpulan warna baru.

Node butang

Saya menggunakan butang untuk memberitahu pengawal mengenai objek baru di hadapan sensor warna. Untuk ini, saya meletakkan simpul butang ke patch dan menghubungkan pin PRS keluarannya dengan pin SET dari simpul warna-semua. Dengan cara ini, mengklik pada butang menghasilkan isyarat nadi untuk menukar warna.

Saya melekatkan butang ke pin A2 Esp8266, jadi saya meletakkan nilai A2 ke pin PORT.

Simpul bersuci

Sensor warna dapat menghasilkan nilai warna dalam jarak yang besar. Tetapi jalur LED tidak dapat memaparkan warna di antara warna. Untuk menyelesaikannya, saya hanya menggunakan warna murni yang disebut. Mereka mempunyai rona sewenang-wenang, tetapi selalu tepu mereka maksimum. Untuk memurnikan nilai warna, saya meletakkan nod pemurnian antara tsc-color-sensor dan color-all node.

Tampalan sudah siap. Anda boleh menekan Terapkan, pilih jenis papan dan muat naik ke peranti.

Langkah 8: Berkumpul. Rangka

Saya boleh mula membuat casing lembut, memastikan bahawa peranti berfungsi sebagaimana mestinya.

Sebagai bingkai, saya mencetak corak kotak pada kadbod tebal.

Kemudian bengkokkan sisi kotak dan buat lubang persegi untuk sensor warna.

Catatan:

Saya membuat kes ini khusus untuk komponen elektronik saya, yang kemungkinan besar berbeza dengan komponen elektronik anda. Sarungnya tidak universal, selain itu anda boleh memiliki mainan yang sama sekali berbeza. Oleh itu gunakan khayalan!

Langkah 9: Berkumpul. Fabrik

Saya meletakkan dua kain yang berbeza satu sama lain.

Kain tebal lembut untuk kelantangan dan nipis untuk penampilan. Dalam kedua-dua kain, saya juga membuat lubang untuk sensor.

Saya memasang bingkai kadbod pada kain dengan pita pelekat biasa. Dengan cara yang sama, saya membetulkan tepi lubang.

Kemudian saya memotong kepingan kain tambahan dan menjahit kontur lubang dari dalam.

Saya harus katakan, saya bukan jahitan terbaik, jadi jangan menilai kualitinya. =)

Langkah 10: Berkumpul. Kes Lembut

Saya menghulurkan kain dan membetulkannya dengan pita pelekat yang sama. Pita akan berada di dalam casing dan tidak akan kelihatan.

Kemudian, saya meletakkan peranti di dalam bingkai dan menjahitnya sepenuhnya di sekitar kontur, kecuali satu sudut di mana wayar masuk.

Langkah 11: Berkumpul. Mainan dan Peranti

Saya menjahit peranti saya ke cakar teddy bear.

Saya mahu kelihatan seperti dia memegang sedikit hadiah Krismas.

Langkah 12: Hasilnya

Setelah peranti diprogramkan dan dipasang pada mainan, anda boleh menyambungkan jalur LED dan meletakkan mainan di bawah pokok!

Pasang objek berwarna ke hadiah boneka beruang dan pokok itu akan dicat dengan warna yang sama!

Langgan Sekiranya anda menyukai projek mini ini! =)

Akan ada banyak arahan lucu yang berbeza.