Kerstverlichting met Atmega328 - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Kerstmis komt eraan en het is tijd om er iets aan te doen. In mijn geval - eindelijk de instructable over mijn kerstboomverlichting afmaken.

Het idee hier is simpel: pak een handvol verschillend gekleurde LED's, sluit ze parallel aan op de LED-driver (waardoor ze elk afzonderlijk bestuurbaar zijn), veel plezier. Dit klinkt misschien raar gezien alle benodigde bedrading, maar de praktijk heeft uitgewezen dat dit een stuk beter werkt dan je out-of-the-shop lampen met hun saaie bedrade modi en geen maatwerk. De bedrading is onzichtbaar, de LED's zijn verborgen in de dennennaalden, alles wordt bediend met een IR-afstandsbediening, kinderen en volwassenen zijn blij.

Het ziet er gemakkelijk uit, maar het kostte me enkele jaren om dit af te maken en het te laten werken op een echte boom. Ik kwam op een aantal onverwachte plaatsen problemen tegen, zoals bij de bedrading. Deze instructable is bedoeld om diegenen onder u te helpen die hetzelfde willen maken zonder maanden van trial-and-error-aankopen van verschillende dingen op het internet.

Het project is gericht op matig ervaren mensen, omdat je het aan je hardware moet aanpassen. Ik heb hier lang geleden een speciaal bord voor gemaakt, je zult het zelf moeten uitvinden. Of je kunt er een van mij krijgen, maar toch zal enige soldeervaardigheid nodig zijn.

Wat je nodig hebt:

- De controllerkaart (Arduino of andere)

- Het LED-aandrijfcircuit. LED-stuurprogramma's aanbevolen, maar het is mogelijk om dit te doen met schuifregisters en de ShiftPWM-bibliotheek

- Minstens 48 LED's van verschillende kleuren

- 30AWG draadwikkeldraad, minimaal 100 meter ervan

- Soldeer- en programmeervaardigheden

- Wat tijd en geduld

Ik zal mijn schets leveren, maar je moet hem aanpassen aan je apparaat. VERSCHULDIGING: Het spijt me voor de kwaliteit van de foto's en video's, evenals van het artikel zelf. Ze zijn niet zo gepolijst als ik had gewild. Maar tussen het gezin, het werk en een hobby moet ik de eerste twee kiezen. En ik moest dit Instructable nu publiceren, terwijl er tijd is voor de festiviteiten.

Stap 1: Bedrading

Kabels waren voor mij het grootste probleem. Bij je basis Chinese lampen krijg je een donkergroene bedrading. Ik hoopte hetzelfde soort draden op internet te vinden - tevergeefs. Ik heb zelfs een jaar geprobeerd, een dozijn verschillende soorten besteld en uiteindelijk begreep ik dat ze er niet echt toe doen.

Het punt is dat je standaard gefabriceerde slinger in serie is geschakeld. Hieruit ontstaan twee problemen:

a) Draden zijn behoorlijk dik, omdat ze de stroom voor alle LED's in serie moeten dragen, en

b) Deze draden lopen van de ene tak van de kerstboom naar de andere in het zicht, loodrecht op de takken.

Deze twee problemen vereisen dat de draden zich vermengen met het gebladerte van de boom (dennennaalden). En zijn daar niet bepaald succesvol in.

Met het ding dat ik in gedachten had (dat wil zeggen, elke individuele LED heeft zijn eigen bedrading, wordt parallel aangesloten) dingen veranderen:

a) Je kunt hele dunne draden gebruiken, en

b) Ze volgen de tak waar de LED's op zitten terug naar de stam van de boom, weg van het gezichtspunt van de toeschouwers en zijn dus effectief onzichtbaar.

Bingo! Je hebt de donkergroene kleur niet nodig, je kunt bruin hebben om te mengen met de takken, of zelfs cyaanachtig zoals ik had, en het zal nog steeds onzichtbaar zijn.

Dit is iets waar ik achter kwam toen de slinger op zijn plaats zat. Het werkt.

Je hebt dus een dunne 30AWG-draadwikkeldraad nodig (zoals deze), ofwel groen (dat is een beetje blauwachtig van kleur) of bruin.

Stap 2: LED's

Er zijn sets van’10 kleuren LED’s’ beschikbaar op internet. De kleuren zijn: rood, oranje, geel, moerasgroen, groen, blauw, roze, paars, koud wit en warm wit. De laatste twee zijn interessant, omdat je er wat zilver/goud effecten mee kunt doen, maar dat is een ander verhaal. De overige acht zijn ok, en het aantal is erg handig, aangezien de LED-drivers 16 uitgangen hebben. Ik raad LED's van 3 mm aan: ze zijn vrij helder terwijl ze klein genoeg zijn om in de naalden te verbergen.

Degenen die mijn omzwervingen volgen, weten dat ik een beetje geobsedeerd ben door het spectrum, en je kunt zien dat de kleurenset niet bepaald spectrumconsistent is. Het meest opvallend is de kloof tussen groene en blauwe kleuren.

Welnu, ten eerste is het menselijk oog niet zo goed in het onderscheiden van deze kleuren; we zijn veel beter met alles waar op zijn minst een vlekje rood in zit. Ten tweede zijn er bijna geen LED's beschikbaar om het gat te vullen. Toegegeven, er is één leverancier van cyaan LED's op Aliexpress, maar deze zijn vrij duur (en ik vond ze te laat). Er zijn ook een aantal oplichters die standaard groene LED's verkopen als 'smaragdgroene'; trap hier niet in. Ik ontdekte dat de set met 10 kleuren best goed is; de LED's produceren zichtbaar verschillende kleuren.

Als het je lukt om deze cyaan LED's voor een geschikte prijs te vinden, raad ik je aan de paarse te vervangen door ze (cyaan tussen groen en blauw te plaatsen). De paarse kleuren lijken meer op UV-kleuren, ze zijn niet erg helder, maar kunnen in het donker interessante dingen doen als er iets wits in de buurt is. Zo kun je een aparte tak aan je slinger maken voor magie en mysterie.

Stap 3: Montage

Het solderen van de LED's aan de draden kost tijd; maak een dag vrij om dit te doen, zelfs voor een kleine slinger van 48 LED's. Je hebt nodig (afgezien van de LED's en de draden):

- krimpkous van 1,5 mm;

- krimpkous 2,5 mm;

- Veel rozijnenoplossing;

en natuurlijk een soldeerbout.

Maak het uiteinde van de draad schoon, wikkel het om een LED-poot, breng een druppel van de rozijnenoplossing aan, soldeer. Herhaal dit voor het tweede been. Duw de 1,5 mm slang op de eerste soldeerverbinding en krimp deze, herhaal voor de tweede. Duw de 2,5 mm slang op beide poten en krimp ze. Het binnenste krimpen is nodig om shorts te voorkomen, het buitenste voor de goede looks. Er is geen grip nodig, omdat het resulterende apparaat licht is, dennennaalden houden het redelijk goed vast. (Als je boom kunstmatig is, heb je misschien iets nodig om de LED's te laten plakken)

Doe in groepen van zes, volg het spectrum, vergeet niet te controleren of de LED werkt omdat deze tijdens het solderen beschadigd kan raken, en vergeet niet om de anodedraad te markeren.

Wat betreft de lengte van de draden, ik heb ze 50 cm gemaakt, en het is een beetje kort, zelfs voor de kleine boom die ik had. Ik moest de draden spannen in plaats van ze om takken te wikkelen. Tot mijn excuus was ik van plan een slinger met 96 LED's te maken (nog steeds trouwens), en dit was de bovenste helft. Bedenk in ieder geval dat je wilt dat de draad de steel volgt en dan de tak die uit de controller gaat en selecteer de lengte dienovereenkomstig.

Stap 4: Controllerverbinding

Ik gebruikte mijn UltiBlink SL-bord dat in feite met deze taak in gedachten was ontworpen. Tenzij je er een hebt / bestelt, moet je er zelf een maken. Breadboard werkt hier niet, dus je zult iets moeten uitvinden en op een prototyping-bord moeten solderen. LED-drivers zijn beter voor deze taak dan schuifregisters (met de ShiftPWM-bibliotheek), omdat de drivers geen weerstanden nodig hebben voor elke LED, dus minder ruimte, minder gaten, minder solderen.

Merk op dat ik de extensieversie van mijn UltiBlink-bord heb gebruikt, die zonder de Arduino-dingen (te weten de microcontroller) op zijn achterkant. Ik heb het microcontrollerbord (de ronde BlinkeyCore) aan de extensie bevestigd. De waarheid is dat het eerst niet de bedoeling was; deze specifieke 48-LED-slinger moest dienen als het bovenste deel van een 96-LED-slinger, met de onderste met een MC aan boord. Toch bleek het goed te zijn omdat a) ik het bord rechtstreeks aan de boomstam kon bevestigen met eenvoudige elastiekjes, en b) ik het besturingsbord gemakkelijk kon verwijderen om de schets opnieuw te laden. Ik hoefde niet letterlijk onder een kerstboom te zitten met een notitieboekje zoals een geeky kerstman. Daarom stel ik voor dat je iets soortgelijks doet, dat wil zeggen, je Arduino/MC-bord loskoppelen van het apparaat.

Ik heb de LED's aangesloten op 48 uitgangen in 6 batches van elk 8 LED's als volgt: rood, oranje, geel, moerasgroen, groen, blauw, paars, roze; herhaal 5 keer. Dat wil zeggen, output 0 = rood, output 1 = oranje, output 2 = geel, enz. De onderstaande schets is gebaseerd op deze volgorde voor grote rechtvaardigheid. Zorg ervoor dat je ze in dezelfde volgorde aan de boom legt, in een spiraal omhoog of omlaag. Ik zou ook willen voorstellen om dezelfde gekleurde LED's in min of meer verticale lijnen (boven of onder elkaar) te plaatsen - dit alles zal de effecten er veel beter uit laten zien.

Ten slotte moet u rekening houden met het stroomverbruik. 48 LED's hebben ongeveer 1A nodig bij 5V als ze allemaal aan zijn. Je kunt een USB-oplader gebruiken, maar deze moet echt goed en getest zijn, geen goedkope rotzooi van eBay die genoeg sap zou moeten bieden, maar dat niet doet (zoals de witte op mijn foto's, heb ik hem later vervangen). Met 96 LED's ben ik van plan er twee te gebruiken, één voor elk deel van de slinger, om er zeker van te zijn dat alles werkt zoals bedoeld. Een andere mogelijke benadering van dit probleem ligt in software: als u ervoor zorgt dat er niet meer dan 25 LED's op een bepaald moment branden, kunt u dit uitvoeren vanaf elke USB-oplader of zelfs de USB-poort van uw computer. Mijn schets hieronder niet.

Stap 5: IR-bediening

IR is redelijk goed en mooi om de modi op je slinger te bedienen. Gelukkig is er een uitstekende IRLib-bibliotheek die aan elke behoefte voldoet. Ook heeft de IR-ontvanger een zeer eenvoudige aansluiting.

Er zijn tal van instructies over het gebruik van IR-afstandsbedieningen met de Arduino, dus ik zal hier niet veel in detail treden. Als je er niet bekend mee bent, reserveer dan gewoon een avond om dit voor elkaar te krijgen, het is geen rocket science.

Er zijn echter enkele opmerkingen nodig om het gemakkelijker te maken:

1 – Er zijn verschillende IR-communicatieprotocollen, waarbij de Philips-protocol het vreemdst is en het Sony-protocol het meest logisch en gemakkelijk te programmeren. De meeste goedkope afstandsbedieningen gebruiken de Sony gelukkig.

2 – Als je nog wat oude afstandsbedieningen ergens in de garage hebt staan, controleer ze dan, misschien werken ze wel goed. Ik gebruikte de afstandsbediening van mijn tv om een van mijn kersttoestellen te bedienen, maar dat is niet het beste idee, omdat het signaal door muren wordt weerkaatst, dus het kan van kanaal wisselen of iets op je tv terwijl je je slinger bedient. Je kunt beter een toegewijde hebben.

3 – Hier is mijn schets die ik gebruik om de knoppen op een nieuwe afstandsbediening in kaart te brengen die werkt met het Sony-protocol. Het dumpt codes in de seriële monitor, zodat u ze eenvoudig kunt kopiëren en plakken. Ik kopieer en plak ze in dit bestand, dat wordt opgenomen in de hoofdschets voor de slinger (hieronder). Het is goed mogelijk dat de codes voor de generieke afstandsbediening (in de bijlage 'CarMP3' genoemd) die er al zijn, ook met uw afstandsbediening werken.

Stap 6: Schets

Ok, deze schets werkt met het bord van mijn ontwerp (48 LED's). Het is ook nogal rommelig, omdat ik het gehaast heb geschreven en geen tijd had om het op te schonen / commentaar te geven. Toch vind je het misschien handig; voel je vrij om de benodigde brokken eruit te pakken en te doen wat je maar wilt. De eenvoudigste manier zou zijn om alle instances van de DMdriver-bibliotheekfuncties door die van u te vervangen. Er zijn er in totaal drie: test.setPoint (int x, int y) stelt de uitvoer #x in op Y (Y is een 16-bits getal); test.clearAll() stelt alle uitgangen in op nul en test.sendAll() ververst de info in de LED-driver (verstuurt de gegevens daarheen en verandert tegelijkertijd de LED-status). Zelfs zonder de afstandsbediening werkt het. Als u klaar bent, controleert u het vorige deel van deze Instructable, wijst u de knoppen op uw afstandsbediening toe en plaatst u de codes in het include-bestand.

Als je een trotse eigenaar bent van een UltiBlink, kun je de schets direct uitvoeren (je hebt de DMdriver-bibliotheek, toch?); neem gerust contact met me op als er iets mis gaat, je weet het adres.

Veel succes, veel plezier, stel vragen - ik zal proberen ze te beantwoorden, fijne kerstdagen en hopelijk schrijf ik snel iets nieuws!