تعاملی ، منبع باز حالت خلق: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

این دستورالعمل نحوه ایجاد یک نور خلق و خوی تعاملی و چند منظوره را آموزش می دهد. هسته اصلی این پروژه LED BlinkM I2C RGB است. همانطور که یک روز در حال مرور وب بودم ، BlinkM توجه من را به خود جلب کرد ، و من فقط فکر کردم که خیلی جالب است. بنابراین ، چند ماه بعد ، تصمیم گرفتم با استفاده از آن نوعی نور خلق کنم. و اینجاست!

مرحله 1: آنچه شما نیاز دارید

اگر از وسایل مناسب استفاده کنید ، این پروژه می تواند بسیار ارزان باشد. من قطعات متناوبی را یادداشت می کنم که می توان از آنها برای ساخت ارزان تر استفاده کرد. من فقط از برخی از اجزای کمی گرانتر استفاده کردم ، به دلیل چهره ای که روند ساخت را کمی آسان تر می کند.

منبع نور:

چراغ کنترل شده BlinkM RGB I2C

کنترل کننده:

میکروکنترلر آردوینو - من از "آردوینو نانو" استفاده کردم زیرا به دلیل وجود فضای موجود در داخل "نور لمسی" که برای قرار دادن همه چیز استفاده می شد ، به چیزی نیاز داشتم که واقعاً کوچک بود.

مسکن:

من محوطه های مختلفی را برای این نور خلق و خو در نظر گرفتم و سرانجام به چیزی که همه ما با آن آشنا هستیم ، رسیدم: آن چراغ های ارزان قیمت ، سفید ، "چراغ های گنبدی لمسی". من یک بسته دوتایی در خانه پیدا کردم که فقط حدود 4 دلار قیمت داشت. اگر این کار را به درستی انجام دهید ، مقدار فضا در این چراغ ها برای قرار دادن همه اجزا بیش از حد کافی است.

قدرت/اتصالات:

در ابتدا ، من فکر می کردم خوب است که این باتری را خالی کنیم (زیرا در حال حاضر به راحتی یک محفظه باتری وجود دارد) ، اما اگر می خواهید مدت زمان طولانی آن را کار کنید ، چندان عملی نیست. در عوض ، من از جک برق 5.5 میلیمتری DC ناشی از رادیو هک با ترانسفورماتور 12 ولت 150 مگاپاسکال استفاده کردم. رگولاتور روی آردوینو 12 ولت را پایین می آورد و 150Ma جریان زیادی برای تغذیه همه چیز داشت. برای سیم ، من فقط از هر چیزی که در اطراف داشتم استفاده کردم. با این حال ، مطمئن شوید که از سیم جامد استفاده می کنید.

اجزاء:

این اجزا برای ساخت سه سنسور برای نور خلق و خو استفاده می شود: سنسور صدا ، سنسور "ضربه" و سنسور نور. برای سنسور صدا ، به: سنسور "ضربه زدن" ، شما فقط به موارد زیر نیاز دارید:- عنصر Piezo (می توانید این را از برخی اسباب بازی های الکترونیکی ، تلفن ها و بسیاری از دستگاه های الکترونیکی دیگر که بوق می زنند نجات دهید ، یا می توانید آن را از موس ، رادیو هک و غیره دریافت کنید).- مقاومت 1M … و برای سنسور نور به موارد زیر نیاز دارید:- سلول CdS (LDR) ، ترجیحاً یک سلول بسیار بزرگ (وضوح بیشتر).- مقاومت 10K- سربرگ 3 پین و سیم اتصال دهنده چین دار (اختیاری)

دیگر

من از تخته نان استفاده کردم زیرا واقعاً نمی خواستم زیاد لحیم کنم. من همچنین از سیم های اتصال پیچ خورده زیادی استفاده کردم تا همه اتصالات ایمن تر شوند ، اما آنها اختیاری هستند. متناوباً ، می توانید از تخته توسعه خانگی برای پشتیبانی از میکرو ATmega168 استفاده کنید و از ATmega168 به سبک DIP (طولانی با سرب بزرگتر) استفاده کنید. من مطمئن نیستم که چقدر مناسب است اما مطمئناً ارزش امتحان کردن را دارد. اگر مالک/پول یک تخته نان ندارید ، می توانید ATmega168 معمولی را به PCB لحیم کرده و تنظیم کننده ، اتصالات برنامه نویسی و غیره را اضافه کنید.

مرحله 2: "نور لمسی" را آماده کنید

اول ، ما نیاز داریم که چراغ لمسی ارزان قیمت را که در منزل دریافت کرده ایم ، سبک سازگار با نور قرار دهیم. ابتدا چراغ را برگردانید و درپوش و پیچ باتری را بردارید. در داخل محفظه باتری ، لامپ لامپ را مشاهده خواهید کرد. آن را بیرون بیاورید و لامپ را دور بیندازید. بعد ، پوشش را باز کنید. حالا ما باید با قدرت کنار بیاییم. قطعه فلزی را در مرکز محفظه باتری و همچنین سیم را که آن را به یکی از مخاطبین باتری متصل می کند ، بردارید. مطابق شکل سیم ها را روی مخاطبین باتری لحیم کنید. اگر سیم رنگی متفاوتی ندارید ، ممکن است بخواهید آنها را برچسب گذاری کنید. ما همچنین قصد داریم این نور خلقی را از طریق ترانسفورماتور پریز دیواری کار کنیم. با استفاده از مته ای به اندازه قطر جک برق DC ، سوراخی ایجاد کنید. سپس آن را پیچ کنید تا با پوسته یکدست شود. آخرین تغییری که ما باید در اینجا انجام دهیم این است که سنسور شیر پیزو را اضافه کنیم. برای حساسیت بهتر ، بهتر است آن را روی "رینگ" پلاستیکی نصب کنید. من بعداً آن را در این قسمت نصب شده در جاهای دیگر تصویر کردم ، اما این فقط به این دلیل است که مجبور شدم در حین آزمایش آنقدر آن را باز و بسته کنم که سیمها شروع به شکستن کردند. به سادگی آن را به پلاستیک بچسبانید ، اما مطمئن شوید مانع حرکت مکانیکی گنبد movabke نشود! (یعنی اجازه ندهید زیاد بچسبد).

مرحله 3: حفاظت از مدار تغذیه را اضافه کنید

این قطعه یک افزودنی ساده است که از دیودها برای محافظت از ترانسفورماتور دیوار/باتری ها در صورت سرخ شدن استفاده می کند ، در صورتی که باتری ها را همزمان با استفاده از جک برق DC نصب کرده اید. تا زمانی که حداکثر ولتاژ برای آنها بیشتر از ترانسفورماتور دیواری باشد ، می توانید از هر دیود مسدود کننده استفاده کنید. بخشی با برچسب 'VIN' در نوار برقی کنترل نشده روی تخته نان (که در آردوینو به VIN می رود). قسمت برچسب خورده "DCPower" جک برق DC است. به دلایلی ، برنامه ای که برای تهیه این طرح کلی استفاده کردم در مورد برچسب ها واقعاً انتخابی بود ، بنابراین به من اجازه داد آن را نام ببرم. توجه: اگر این مدار را انجام ندهید ، نمی توانید همزمان با قرار دادن چراغ خلأ به ترانسفورماتور دیواری ، باتری ها را در قسمت باتری نگه دارید ، در غیر این صورت به آن آسیب می رساند.

مرحله 4: Breadboard ، Arduino و BlinkM را اضافه کنید

قبل از افزودن تخته نان ، باید کنتاکت های باتری را از پشت فلزی نردبان عایق بندی کنیم (یعنی اگر صفحه فلزی را به چسب خود چسبانده اید. اگر نه ، این مرحله را رد کنید). مقداری نوار اسکاچ روی تمام اتصالات فلزی قرار دهید تا از عایق بودن آنها مطمئن شوید. ما سیم مفتولی نمی خواهیم. حالا تخته نان را روی قسمت باتری بچسبانید (من از چسب داغ استفاده کردم). خوشبختانه برای ما ، اتفاق می افتد که کاملاً مناسب است. حالا سیم های مثبت (+) و منفی (-) را از مرحله 2 به یکی از نوارهای قدرت مثبت و منفی تخته نان وصل کنید. حالا می توانیم آردوینو و پلک زدن را به هم متصل کنیم. در اینجا اتصالات پین است:

• A5 - ساعت (برچسب 'c' در BlinkM)
• A4 - داده ها (برچسب 'd' در BlinkM)

و یکی که این کار را انجام داده اید ، VCC (+) بدون کنترل را به پین "VIN" در آردوینو و VCC REGULATED را به پین (+) در BlinkM وصل کنید. سپس GND را در آردوینو و BlinkM را به GND در نوار قدرت متصل کنید و هر دو نوار قدرت GND را با هم وصل کنید. مراقب باشید این اتصالات را مخلوط نکنید ، در غیر این صورت می توانید BlinkM را سرخ کنید.

مرحله 5: سنسورها - صدا ، ضربه و نور

در ردیف بعدی سنسورها قرار دارند. ساخت سنسور نور ساده ترین است. سیم خارج شده به سمت راست به آردوینو متصل می شود. اطلاعات بیشتر در مورد پین هایی که سنسورها به آن متصل می شوند در مرحله بعدی است. سنسور صدا کمی سخت تر است ، اما پیچیده نیست. لطفا توجه داشته باشید: من مدار تقسیم ولتاژ را در اینجا نشان نداده ام. 2.5 ولت در شماتیک باید از طریق چیزی به نام "تقسیم ولتاژ" تأمین شود. این یک مدار بسیار بسیار ساده است که از چندین مقاومت ثابت یا یک دیگ (پتانسیومتر) تشکیل شده است. برای این مدار از قابلمه 50K استفاده کنید. "تقسیم کننده ولتاژ" را در Google جستجو کنید و به ورودی ویکی پدیا در ساختن آن کمک کنید. ویرایش 27/9/08: من این مدار صوتی را کنار گذاشتم و در عوض از یک حلقه نجات یافته از آویز روشن کننده صدا استفاده کردم. مدار در اینجا خوب کار نمی کند. من نمی دانم چرا ، اما طراحی آن معیوب است ؛ چیزی کاملاً درست نیست. متوجه شدم که مدار از آویز از op-amp SMD LM386 استفاده می کند. من فقط قبل از اینکه مقاومت ها به LED ها ، VCC و GND بروند مقاومت را لحیم کردم. سپس تنها کاری که باید انجام می دادم این بود که مقادیر موجود در نرم افزار را کمی دستکاری کنم. نور خلق و خوی بهتر پاسخگو به صدا در زمان کنونی ، ویدئویی از تپش نور به موسیقی زمانی است که از مدار اصلی استفاده شده است. شاید یکی دیگر را بارگذاری کنم که طراحی بهبود یافته را نشان می دهد (به نظر می رسد به دلیل مدار جدید به موسیقی پاسخ می دهد). من مطمئن نبودم که چگونه عنصر پیزو را لحیم کنم ، بنابراین حدس زده و آن را همانطور که در تصویر نشان داده شده لحیم می کنم. هر چند کار می کند. قطبیت پیزو مهم نیست. مقاومت روی صفحه نان است (نشان داده نشده است). یک نکته مهم دیگر: مقادیر این مدارها با شما متفاوت خواهد بود ، بنابراین شما باید تعدادی تغییر کد را انجام دهید. اگر س onالی در مورد این ارزشها دارید ، لطفاً به من اطلاع دهید.

مرحله 6: برای سنسورها فضا پیدا کنید و همه را متصل کنید

این قسمت نباید خیلی سخت باشه بدنه "نور لمسی" دارای فضای کافی برای قرار دادن همه چیزهایی است که ما به آن نیاز داریم. سنسورها را هر جا که مناسب بود قرار دادم. همه اتصالات عبارتند از:

• پین A6: سنسور صدا - توجه: برای کاربران نانو آردوینو ، سایر آردوینوها دارای 7 پین آنالوگ نیستند. شما باید این را در کد تغییر دهید.
• پین A3: سنسور Piezo (سنسور ضربه)
• پین A0: سنسور نور

مطمئن شوید که سر (+) سنسورها را بطور تصادفی به نوار برقی کنترل نشده وصل نمی کنید ، در غیر این صورت آنها را سرخ می کنید.

مرحله 7: آن را آزمایش کنید

مطمئن شوید که اتصالات برق خوب است ؛ با استفاده از آداپتور برق آن را به برق متصل کرده و با باتری آن را امتحان کنید. یک مشکل رایج ارتباط ضعیف با مثبت و زمینه ای است. توجه: من می دانم که تصویر سنسور نور را نشان نمی دهد. من فقط قبل از اضافه کردن آن قسمت آن را گرفتم.

مرحله 8: برنامه ریزی کنید ، ببندید و از آن استفاده کنید

از کدی که استفاده کردم از کتابخانه ای استفاده می کند که توسط Tod E. Kurt (www.todbot.com/blog) و سازندگان BlinkM (ThingM) ایجاد شده است. من سعی می کنم تا جایی که می توانم یادداشت هایی را در کد اضافه کنم تا بیشتر قابل درک شود. در حال حاضر به نوعی مشغول هستم. هنگام بارگذاری کد ، باید کتابخانه کد (فایل دارای برچسب "BlinkM_funcs.h") را در نرم افزار arduino باز کنید ، در غیر اینصورت کار نمی کند. اگر می خواهید کد را مشاهده کنید اما نرم افزار arduino ندارید ، می توانید آن را با یک برنامه پردازش کلمه (معروف به صفحه کلید word برای کاربران ویندوز) باز کنید. ایده هایی برای عملکردهای جدید استقبال می شود. لطفاً در صورت تمایل آنها را ارسال کنید ؛ من می خواهم این را منبع باز کنم. هدف از نحوه ایجاد کد این است که توابع جدید به راحتی اضافه شوند. برخی از عملکردها توسط سازنده (ThingM) در BlinkM برنامه ریزی شده اند ، اما دو مورد از آنها را من ایجاد کرده ام. 'Sound Light' و 'Mimic Light'. در حال حاضر دارای موارد زیر است:

• Mood Light - به آرامی به رنگهای تصادفی محو می شود
• شمع - مثل شمعی با پرتقال و زرد چشمک می زند
• بازتاب آب - "درخشان" با رنگهای آبی ، فیروزه ای و فیروزه ای
• رنگهای فصلی - تبدیل رنگهای فصلی (من فکر می کنم آنها آبی ، سبز ، بنفش و نارنجی هستند)
• رعد و برق - گاهی اوقات رعد و برق را شبیه سازی می کند
• توقف نور - از قرمز به زرد به سبز تبدیل می شود و دوباره برمی گردد
• Mimic Light - دنباله ای تا 50 دور روشن/خاموش نور را ضبط می کند (می توانید از چراغ قوه استفاده کنید) ، زمان های روشن/خاموش را "حفظ" می کند و سپس آنها را در یک حلقه بی پایان پخش می کند.
• نور صدا - به صدای موسیقی می تپد

برای تغییر عملکردها در هر زمان ، روی گنبد شفاف به آرامی ضربه بزنید. یک استثنا در این قاعده وجود دارد: هنگامی که به تابع "نور تقلید" برسید ، به رنگ سبز چشمک می زند. اگر روی گنبد در حال چشمک زدن ضربه بزنید ، به آخرین عملکرد ('نور صدا') می رود. اگر فقط منتظر بمانید ، به تابع 'mimic light' می رود. هنگامی که به عملکرد "نور صوتی" می رسید ، نمی توانید عملکردها را تغییر دهید و به دلیل خواندن سنسور صدا به حالت اول بروید. حالا قسمت سخت فرا می رسد. به منظور بستن محفظه نور خلق و خو ، باید چند قدم دقیق بردارید. ابتدا ، باید فنرهای نگهدارنده را با زبانه های کوچک روی گنبد پلاستیکی ردیف کنید. از آنجا که جک تغذیه DC روی لبه قرار دارد و سیم ها به نان برد می رسند ، باید گنبد پلاستیکی را ابتدا روی آن سیم ها بکشید ، سپس ستون های پیچ بیرونی لبه بیرونی را با فرورفتگی های روی گنبد پلاستیکی قرار دهید. مطمئن شوید که همه زاویه ها با قرار دادن فنرهای نگهدارنده ، که با ستون های پیچ در لبه مطابقت دارند ، و سوراخ های پیچ در صفحه پایه مطابقت داشته باشد. سپس ، هنگامی که مطمئن شدید همه چیز در یک راستا قرار دارد ، لبه بیرونی را روی صفحه اصلی بچسبانید. در مرحله بعد ، مطمئن شوید که هیچ سیمی در چشمه ها گیر نکرده باشد ، یا در محلی قرار نگرفته باشد که در آینده ممکن است در آن قرار گیرند. این مانع حرکت گنبد پلاستیکی می شود. در نهایت ، پیچ ها را تعویض کرده و لذت ببرید! نکات پایانی: مهم: از باتری استفاده نکنید و آداپتور دیواری را همزمان وصل کنید. من مطمئن نیستم که چه اتفاقی می افتد اما مطمئن هستم که همه چیز را که به برق متصل است خراب می کند !!

مرحله 9: EXTRAS

در اینجا برخی از ویدئوها آمده است: این از 6 عملکرد از پیش برنامه ریزی شده در BlinkM است:… این یکی کد سفارشی پاسخگو صدا/موسیقی است که اضافه کردم (آیا می توانید حدس بزنید این آهنگ چیست … ؟: … و در نهایت ، اما قطعاً نه حداقل ، جالبترین (به نظر من) و سخت ترین عملکرد برای همه آنها است ؛ تابع "نور تقلیدی":