Lampu Natal Dengan Atmega328: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Natal akan datang dan inilah saatnya untuk mulai melakukan sesuatu tentangnya. Dalam kasus saya – akhirnya menyelesaikan instruksi tentang lampu pohon Natal saya.

Idenya di sini sederhana: ambil beberapa LED berwarna berbeda, sambungkan ke driver LED secara paralel (membuat masing-masing dapat dikontrol secara individual), bersenang-senanglah. Ini mungkin terdengar aneh mengingat semua kabel yang diperlukan, tetapi praktiknya menunjukkan bahwa ini bekerja jauh lebih baik daripada lampu out-of-the-shop Anda dengan mode kabel yang membosankan dan tanpa penyesuaian. Kabel tidak terlihat, LED tersembunyi di jarum cemara, semuanya dikendalikan dengan remote IR, anak-anak dan orang dewasa senang.

Terlihat mudah, tetapi saya butuh beberapa tahun untuk menyelesaikan ini dan membuatnya bekerja di pohon yang sebenarnya. Saya mengalami masalah di beberapa tempat yang tidak terduga – seperti kabel, misalnya. Instruksi ini dimaksudkan untuk membantu Anda yang ingin membuat hal yang sama tanpa melalui bulan-bulan trial-and-error pembelian barang-barang yang berbeda di Net.

Proyek ini ditujukan untuk orang yang cukup berpengalaman, karena Anda harus menyesuaikannya dengan perangkat keras Anda. Saya membuat papan khusus untuk ini sejak lama, Anda harus menciptakannya sendiri. Atau Anda bisa mendapatkannya dari saya, tetapi tetap saja, beberapa keterampilan menyolder akan dibutuhkan.

Apa yang Anda perlukan:

- Papan pengontrol (Arduino atau lainnya)

- Sirkuit penggerak LED. Driver LED direkomendasikan, tetapi dimungkinkan untuk melakukan ini dengan register geser dan perpustakaan ShiftPWM

- Setidaknya 48 LED dengan warna berbeda

- Kawat pembungkus kawat 30AWG, setidaknya sepanjang 100 meter

- Keterampilan menyolder dan pemrograman

- Beberapa waktu dan kesabaran

Saya akan memberikan sketsa saya, tetapi Anda harus menyesuaikannya dengan perangkat Anda. APOLOGI: Saya minta maaf atas kualitas gambar dan video, serta artikel itu sendiri. Mereka tidak dipoles seperti yang saya inginkan. Tapi di antara keluarga, pekerjaan dan hobi saya harus memilih dua mantan. Dan saya perlu menerbitkan Instructable ini sekarang, sementara masih ada waktu sebelum perayaan.

Langkah 1: Pengkabelan

Kabel adalah masalah utama bagi saya. Dengan lampu Cina dasar Anda, Anda mendapatkan kabel hijau tua. Saya berharap menemukan jenis kabel yang sama di internet – tetapi tidak berhasil. Faktanya, saya menghabiskan satu tahun mencoba, memesan selusin jenis yang berbeda, dan akhirnya mengerti bahwa itu tidak terlalu penting.

Masalahnya, karangan bunga dasar Anda terhubung secara seri. Dari sini muncul dua masalah:

a) Kabel cukup tebal, karena harus membawa daya untuk semua LED secara seri, dan

b) Kabel-kabel ini berpindah dari satu cabang pohon Natal ke yang lain di depan mata, tegak lurus dengan cabang-cabangnya.

Kedua masalah ini membutuhkan kabel untuk menyatu dengan dedaunan pohon (jarum cemara). Dan tidak benar-benar berhasil dalam melakukan hal ini.

Dengan hal yang saya pikirkan (yaitu, setiap LED individu memiliki kabelnya sendiri, dihubungkan secara paralel) banyak hal berubah:

a) Anda dapat menggunakan kabel yang sangat tipis, dan

b) Mereka mengikuti cabang LED di belakang ke batang pohon, menjauh dari sudut pandang penonton, sehingga secara efektif tidak terlihat.

Bingo! Anda tidak memerlukan warna hijau tua, Anda dapat memiliki cokelat untuk menyatu dengan cabang, atau bahkan cyan-ish seperti yang saya miliki, dan itu tetap tidak terlihat.

Ini adalah sesuatu yang benar-benar saya temukan setelah karangan bunga dipasang. Berhasil.

Jadi, Anda memerlukan beberapa kawat pembungkus kawat tipis 30AWG (seperti ini), baik hijau (yang berwarna agak biru) atau coklat.

Langkah 2: LED

Ada set '10 LED warna' yang tersedia di internet. Warnanya adalah: merah, oranye, kuning, hijau rawa, hijau, biru, merah muda, ungu, putih dingin dan putih hangat. Dua yang terakhir menarik, karena Anda dapat melakukan beberapa efek perak/emas dengan mereka, tetapi itu cerita yang berbeda. Delapan sisanya ok, dan jumlahnya sangat nyaman, apa dengan driver LED yang memiliki 16 output. Saya merekomendasikan LED 3mm: mereka agak terang sementara cukup kecil untuk disembunyikan di dalam jarum.

Mereka yang mengikuti ocehan saya tahu bahwa saya agak terobsesi dengan spektrum, dan Anda dapat melihat bahwa rangkaian warna tidak sepenuhnya konsisten dengan spektrum. Yang paling menonjol adalah kesenjangan antara warna hijau dan biru.

Pertama, mata manusia tidak begitu pandai membedakan warna-warna ini; kami jauh lebih baik dengan apa pun yang setidaknya memiliki setitik merah di dalamnya. Kedua, hampir tidak ada LED yang tersedia untuk mengisi celah tersebut. Memang, ada satu pemasok LED cyan di Aliexpress, tetapi ini agak mahal (dan saya menemukannya terlambat). Ada juga sekelompok scammer yang menjual LED hijau dasar sebagai 'zamrud'; jangan jatuh ke dalam ini. Saya menemukan bahwa set 10 warna cukup bagus; LED menghasilkan warna yang tampak berbeda.

Jika Anda berhasil menemukan LED cyan ini dengan harga yang sesuai, saya sarankan Anda mengganti yang ungu dengan mereka (menempatkan cyan di antara hijau dan biru). Ungu lebih seperti yang UV, mereka tidak terlalu cerah tetapi dapat melakukan beberapa hal menarik dalam gelap jika sesuatu yang putih dekat dengan mereka. Dengan demikian, Anda dapat membuat cabang terpisah di karangan bunga Anda untuk memberikan keajaiban dan misteri.

Langkah 3: Perakitan

Menyolder LED ke kabel membutuhkan waktu; luangkan satu hari untuk melakukan ini bahkan untuk karangan bunga kecil 48-LED. Anda akan membutuhkan (selain LED dan kabel):

- pipa heat-shrink 1,5 mm;

- tabung heat-shrink 2,5 mm;

- Banyak larutan kismis;

dan besi solder, jelas.

Bersihkan ujung kabel, bungkus di sekitar kaki LED, oleskan setetes larutan kismis, solder. Ulangi untuk leg kedua. Dorong pipa 1,5 mm pada sambungan solder pertama dan kecilkan, ulangi untuk yang kedua. Dorong pipa 2.5mm pada kedua kaki dan susut. Penyusutan bagian dalam diperlukan untuk mencegah celana pendek, bagian luar agar terlihat bagus. Tidak diperlukan pegangan, karena alat yang dihasilkan ringan, jarum cemara akan menahannya dengan cukup baik. (Jika pohon Anda buatan, Anda mungkin memerlukan sesuatu untuk membuat LED menempel)

Lakukan dalam kelompok enam, ikuti spektrum, jangan lupa untuk memeriksa apakah LED berfungsi karena dapat rusak selama penyolderan, dan ingat untuk menandai kabel anoda.

Untuk panjang kabel, saya telah membuatnya 50 cm, dan itu agak pendek bahkan untuk pohon kecil yang saya miliki. Saya harus meregangkan kabel alih-alih membungkusnya di sekitar cabang. Untuk alasan saya, saya bermaksud membuat karangan bunga 96-LED (masih melakukan btw), dan ini adalah bagian atasnya. Bagaimanapun, pertimbangkan saja bahwa Anda ingin kawat mengikuti batang dan kemudian cabang keluar dari pengontrol dan pilih panjang yang sesuai.

Langkah 4: Koneksi Pengontrol

Saya menggunakan papan UltiBlink SL saya yang pada dasarnya dirancang dengan mempertimbangkan tugas ini. Kecuali Anda memiliki/memesan satu, Anda harus membuatnya sendiri. Breadboard tidak akan berfungsi di sini, jadi Anda harus menemukan dan menyolder sesuatu di papan prototyping. Driver LED lebih baik untuk tugas ini daripada register geser (dengan perpustakaan ShiftPWM), karena driver tidak memerlukan resistor untuk setiap LED, sehingga lebih sedikit ruang, lebih sedikit lubang, lebih sedikit penyolderan.

Perhatikan bahwa saya menggunakan versi Ekstensi papan UltiBlink saya, yang tanpa barang Arduino (yaitu, mikrokontroler) di belakangnya. Saya memasang papan mikrokontroler (BlinkeyCore bundar) ke ekstensi. Sebenarnya, itu tidak dimaksudkan pada awalnya; karangan bunga 48-LED khusus ini seharusnya berfungsi sebagai bagian atas karangan bunga 96-LED, dengan bagian bawah memiliki MC di papan. Namun, itu terbukti bagus karena a) Saya dapat menempelkan papan langsung ke batang pohon dengan karet gelang sederhana, dan b) Saya dapat dengan mudah melepas papan pengontrol untuk memuat ulang sketsa. Saya tidak harus benar-benar duduk di bawah Pohon Natal dengan buku catatan seperti Santa yang culun. Jadi, saya sarankan Anda melakukan sesuatu yang serupa, yaitu, lepaskan papan Arduino/MC Anda dari alat tersebut.

Saya menghubungkan LED ke 48 output dalam 6 batch masing-masing 8 LED seperti ini: merah, oranye, kuning, hijau rawa, hijau, biru, ungu, merah muda; ulangi 5 kali. Artinya, keluaran 0 = merah, keluaran 1 = jingga, keluaran 2 = kuning, dll. Sketsa di bawah ini bergantung pada urutan ini untuk keadilan yang besar. Pastikan Anda meletakkannya di pohon dalam urutan yang sama, naik atau turun secara spiral. Saya juga menyarankan untuk mencoba menempatkan LED berwarna sama di garis vertikal yang kurang lebih (di atas atau di bawah satu sama lain) – semua ini akan membuat efeknya terlihat jauh lebih baik.

Akhirnya, Anda harus mempertimbangkan konsumsi daya. 48 LED membutuhkan sekitar 1A pada 5V saat semuanya menyala. Anda dapat menggunakan pengisi daya USB, tetapi harus benar-benar bagus dan teruji, bukan barang murahan dari eBay yang seharusnya menyediakan cukup jus tetapi tidak (seperti yang putih di foto saya, saya menggantinya nanti). Dengan 96 LED saya bermaksud menggunakan dua, satu untuk setiap bagian karangan bunga, hanya untuk memastikan semuanya berfungsi sebagaimana mestinya. Pendekatan lain yang mungkin untuk masalah ini terletak pada perangkat lunak: jika Anda memastikan tidak lebih dari 25 LED menyala pada waktu tertentu, Anda akan dapat menjalankannya dari pengisi daya USB apa pun atau bahkan port USB komputer Anda. Sketsa saya di bawah ini tidak.

Langkah 5: Kontrol IR

IR cukup bagus dan bagus untuk mengontrol mode pada karangan bunga Anda. Untungnya, ada perpustakaan IRLib luar biasa yang mencakup setiap kebutuhan. Juga, penerima IR memiliki koneksi yang sangat sederhana.

Ada banyak petunjuk tentang cara menggunakan remote IR dengan Arduino, jadi saya tidak akan membahas banyak detail di sini. Jika Anda tidak terbiasa dengannya, pesan saja satu malam untuk menyelesaikan ini, ini bukan ilmu roket.

Beberapa catatan untuk membuatnya lebih mudah diperlukan:

1 – Ada protokol komunikasi IR yang berbeda, dengan Philips yang paling aneh dan Sony yang paling logis dan mudah diprogram. Kebanyakan remote murah menggunakan Sony satu untungnya.

2 – Jika Anda memiliki beberapa remote lama di suatu tempat di garasi, periksa, kemungkinan besar mereka akan berfungsi dengan baik. Saya dulu menggunakan remote dari TV saya untuk mengontrol salah satu alat Natal saya, tapi itu bukan ide terbaik, karena sinyal dipantulkan dari dinding, sehingga dapat mengganti saluran atau sesuatu di TV Anda saat Anda mengendalikan karangan bunga Anda. Lebih baik memiliki yang berdedikasi.

3 – Ini sketsa saya yang saya gunakan untuk memetakan tombol pada remote baru yang bekerja dengan protokol Sony. Itu membuang kode ke monitor serial sehingga Anda hanya perlu menyalin-menempelnya. Saya copy-paste ke dalam file ini, yang dimasukkan ke dalam sketsa utama untuk karangan bunga (di bawah). Sangat mungkin kode untuk remote generik (disebut 'CarMP3' dalam disertakan) sudah ada akan bekerja dengan Anda juga.

Langkah 6: Sketsa

Oke, sketsa ini berfungsi dengan papan desain saya (48 LED). Agak berantakan juga, karena saya menulisnya terburu-buru dan tidak punya waktu untuk membersihkan/memberi komentar. Namun, Anda mungkin merasa berguna; merasa bebas untuk mengambil potongan yang dibutuhkan darinya dan melakukan apa pun yang Anda inginkan. Cara paling sederhana adalah dengan mengganti semua instance fungsi library DMdriver dengan yang Anda miliki. Semuanya ada tiga: test.setPoint (int x, int y) menetapkan output #x ke Y (Y menjadi angka 16-bit); test.clearAll() menyetel semua output ke nol dan test.sendAll() menyegarkan info di driver LED (mengirim data ke sana, mengubah status LED secara bersamaan). Bahkan tanpa remote, itu akan berhasil. Setelah selesai, periksa bagian sebelumnya dari Instructable ini, petakan tombol pada remote Anda dan masukkan kode ke dalam file include.

Jika Anda adalah pemilik UltiBlink yang bangga, Anda akan dapat menjalankan sketsa di luar kotak (Anda memiliki perpustakaan DMdriver, bukan?); jangan ragu untuk menghubungi saya jika ada yang tidak beres, Anda tahu alamatnya.

Semoga berhasil, bersenang-senang, ajukan pertanyaan – saya akan mencoba menjawabnya, selamat Natal yang akan datang dan semoga saya akan segera menulis sesuatu yang baru!