שדרוג עץ חג המולד הפיברופטי: 5 שלבים (עם תמונות)

2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-23 14:46

יש לנו אחד מעצי חג המולד הסיבים אופטיים במשך כמה שנים. הבסיס מכיל נורת רפלקטור 12 וולט הלוגן, ובין הנורה לבסיס העץ מונח דיסק צבעוני המונע על ידי מנוע. הנורה והמנוע מופעלים על ידי מתאם רשת מסוג "קוביית קיר" מסוג 12V AC. אבל הצבעים נשטפים למדי וחוזרים על עצמם כל 10 שניות בערך, וכמה אנשים עם עצים דומים מוצאים את המנוע קצת רועש. זה הדהים אותי שנוכל לעשות הרבה יותר טוב בעידן הזה!

לאחר שהחליפה את הנורה על טבעת Neopixel של 7 פיקסלים מונעת על ידי Arduino Pro Mini, היא כבר לא צריכה את הדיסק הצבעוני או את המנוע המניע אותה, ונותנת צבעים עזים בהרבה באמצעות פחות חשמל. הסרטון לא ממש עושה צדק עם הצבעים - הניגודיות הגבוהה של נוריות על כל רקע מקשה עליהם מאוד לצלם ביעילות

המערכון של Arduino שכתבתי מגלם 2 תוכניות המתחלפות כל 5-10 דקות. באחד, כל ה- Neopixels עוקבים אחר אותו רצף צבעים אקראי, אך כל אחד מהם מתעכב מעט מהקודם, ונותן אפקט של צבעים ששוטפים את העץ. בשני, כל 21 נוריות הלד הצבעוניות (אחת אדומה, אחת ירוקה ואחת כחולה בכל ניאופיקסל) דהויות פנימה והחוצה באופן אקראי, ונותנות מופע נעים מאוד של צבעים עזים ומשתנים ללא הרף.

מכיוון שאין סיכוי שהעץ שלך יהיה זהה לשלי וייתכן שלא תרצה להפעיל אותו באותו אופן, אינני יכול לתת הוראות מפורטות למתחיל שלם, אך אני מקווה שתלמד משהו בהתאמתו לעץ שלך.

אתה תצטרך:

• טבעת Adafruit Jewel Neopixel, או שווה ערך למזרח הרחוק.
• Arduino Pro Mini או Nano (זה צריך להיות חלק 5V)
• אם אתה משתמש ב- Pro Mini, מתאם USB FTDI לטורי
• לוח, רצועת סיכה, מלחם, הלחמה, חוט חיבור וכו '.

אתה יכול להשתמש באחד מלוחות ATTiny85 (Trinket, Lily Tiny, Gemma) במקום Pro Mini או Nano אך יתכן שאין לו מקום לסקיצה המלאה עם שתי התוכניות - ראה שלב 5.

אם תעשה שימוש חוזר במתאם AC 12V יוצא, תזדקק ל:

• דיודות מיישר 1N4004 - 4 כבוי
• קבלים אלקטרוליטיים של 1000uF 35V
• מודול רגולטור מיתוג החלפה של 5V (אחד המבוסס על שבב LM2596 אמור לעשות), או קניבליזציה של רכבל ישן לרכב או מטען USB המספק 5V כפי שעשיתי.

אחרת:

שימוש חוזר במטען USB ישן 5V, כגון מטען של אפל או אוכמן, או קנה חדש

שלב 1: לפרק את העץ שלך

כפי שתראו מהתמונות, לעץ שלי יש בסיס עגול המכיל את העבודות, עם חור בחלקו העליון שלוקח את העץ עצמו.

לא אמור להיות קשה לפרק את הבסיס. שלי פשוט כולל 3 ברגים בתחתית. הסר את אלה והכיסוי יורד ישר. בדוק שזה עובד בדיוק כמו שלי, עם נורת רפלקטור הלוגן, מנוע ודיסק צבעוני.

הסר את הנורה (2 ברגים מחזיקים טבעת אחיזה) ואת הדיסק הצבעוני (מאובטח בעזרת אגוז אחד בחלק העליון של הציר).

עקוב אחר החיווט כדי לראות כיצד הוא פועל. ההמרה היא הקלה ביותר אם אתה יכול להרכיב את האלקטרוניקה החדשה כמודול להחלפה ישירה של הנורה, להתאמה ולחשמל מהשקע שלה. סביר להניח שתרצה לנתק את המנוע ואולי להסיר אותו לגמרי.

שלב 2: הרכבת האלקטרוניקה

התמונה מציגה את התוצאה הסופית, לפני החלפת הכריכה.

האלקטרוניקה כוללת עד 3 חלקים:

טבעת ארדואינו ונאופיקסל

ואם אתה משתמש במתאם AC 12V קיים:

• דיודות מיישר 1N4004 וקבל החלקה
• וסת הורדת DC-DC.

אני אתאר כל אחד בתורו, אבל ראשית, שקול כיצד אתה הולך להרכיב אותם על מנת להתאים במקום הנורה.

הלחמתי פיסת רצועה ברוחב 3 פינים כשהסיכה האמצעית מוסרת לתחתית חתיכת לוח. זה מתאים לשקע הנורה.

הבטחתי שהלוח יהיה באותו גובה כמו הנורה, ושחלקו העליון של הלוח הוא באותו רוחב של קוטר הנורה. כך לוח החשבונות יכול להחליף ישירות את הנורה, שנשמרה בחלקו העליון עם הטבעת ששימשה בעבר את הנורה.

שלב 3: טבעת הארדואינו ונאופיקסל

אם הארדואינו שלך מגיע ללא רצועות הסיכה המולחמות אתה יכול להרכיב אותו ישירות על לוח החשבונות, על ידי העברת אורכים קצרים של חוט חשוף דרך הסיכות על הארדואינו ודרך לוח הרצועה, המולחמים משני הצדדים. ה- Arduino Pro Mini זקוק לרצועת פינים בת 6 כיוונים המולחמים לרפידות היציאה הטורקית לתכנות.

אתה רק צריך לחבר את סיכות +5V, GND ו- D8 בארדואינו, אבל בכל זאת, חותך את הרצועות בלוח החשמל בין שתי שורות הפינים, ליתר ביטחון. זה יאפשר לך להלחים סיכה אחת או שתיים נוספות כדי לאבטח אותו מבלי ליצור מעגלים קצרים.

השתמשתי ב -3 חתיכות של חוט נחושת עבה כדי לתמוך הן בטבעת Neopixel והן כדי לחבר אותה ללוח החשבון.

לטבעת Neopixel יש 4 חיבורים: Vcc, Gnd, D-In ו- D-Out. אנו משתמשים רק ב -3 הראשונות.

לאחר שהרכבת את טבעת Neopixel כפי שמוצג, השתמש באורך קצר של חוט חיבור כדי לחבר Vcc לסיכה Arduino +5V, Gnd לסיכה Gnd Arduino ו- D-In אל סיכת Arduino D8 או D1 אם אתה משתמש באחד לוחות ATTiny85.

בדוק כדי לוודא שמוליכי הלוח שהלחמת את טבעת הנאופיקסל כדי לא ליצור חיבורים לא רצויים עם הארדואינו, וחתוך אותם במידת הצורך כדי לשבור כל חיבור כזה.

שלב 4: ספק הכוח

אם אתה משתמש באספק כוח של 5V כל מה שאתה צריך לעשות הוא לחבר את החיבור החיובי ל- Vcc/+5V ואת השלילי ל- Gnd ב- Arduino ובטבעת Neopixel, ותוכל לדלג קדימה לתכנות.

תחילה יש לתקן את אספקת ה -12 וולט עם 4 דיודות (להפוך ל- DC), ולאחר מכן להחליק בעזרת קבל אלקטרוליטי.

הרכבתי את הדיודות והקבלים על אותה לוח פסים כמו הארדואינו. בתמונות רצועות הנחושת פועלות אנכית.

הרכיבו את 4 הדיודות כפי שמוצג, דרכים חלופיות. הקצה החיובי של כל דיודה מסומן בפס לבן. חותכים כל אחת מ -4 רצועות הנחושת בין שני הקצוות של כל דיודה.

AC 12V נכנס דרך החוטים הלבנים מהסיכות המחוברות לשקע הנורה. בקצה AC, הדיודות מחוברות בזוגות סמוכים כפי שמוצג בקווים הלבנים, כל חוט קלט AC עובר לקצה חיובי אחד ולקצה שלילי אחד של דיודה.

בקצה השני הדיודות מחוברות עם קצוות חיוביים יחד (קווים אדומים) וקצוות שליליים יחד (קווים כחולים).

הלחם את הקבל לרצועות המסומנות באדום וכחול. הלחמתי אותו יותר במעלה הלוח ואז כיפפתי את המוליכים כדי לאפשר לקבל לשבת בצורה מסודרת מעל הדיודות.

חשוב מאוד: צד אחד של הקבל מסומן שלילי (עם סימני מינוס). עליך לחבר זאת לרצועה המסומנת בכחול!

כעת תוכל לחבר את האדום והכחול לכניסות החיוביות והשליליות בהתאמה של ממיר ההורדה DC-DC.

אם אתה משתמש בממיר צעדים למטה עם פלט מתכוונן, הקפד למדוד את מתח היציאה באמצעות מודד ולהתאימו ל -5V לפני שתמשיך הלאה, אחרת אתה עלול לפגוע בטבעת Arduino ו- Neopixel שלך.

לבסוף, חבר את הפלט החיובי והשלילי של הממיר ל- Vcc או 5V ו- Gnd על טבעת Arduino ו- Neopixel.

אולי תוכל להרכיב ממיר DC-DC קטן על הלוח עם שאר הרכיבים, אבל שלי היה גדול מדי, אז הייתי צריך לחבר אותו עם מוליכים מעופפים ולקשור אותו לכמה עמודים נוחים.

שלב 5: תכנות

אם עדיין אין לך את זה, עליך להוריד ולהתקין את Arduino IDE. זה בחינם. וודא שיש ברשותך את הגירסה העדכנית ביותר (1.6.13 ואילך - חלק מהגרסאות הקודמות מכילות באגים שבזבוז זמן רב שלי).

בתיקיית ה- Arduino שלך (כברירת מחדל ב- Windows זה נמצא במסמכים שלי) צור תיקייה בשם Neopix_colours3. העתק את הקובץ Neopix_colurs3.ino לתיקיה זו.

כעת הפעל את Arduino IDE ואתר את הסקיצה Neopix_colours3 בספר הסקיצות שלך.

אם אתה משתמש בלוח ATTiny85 ייתכן שלא יהיה מקום לסקיצה המלאה. הערה על ההגדרה FUNCTION_1 או FUNCTION_2 סמוך לתחילת המערכון. לחלופין תוכל לסחוט את כל הסקיצה פנימה אם אתה מקריב את מטעין האתחול ומתכנת אותו באמצעות Arduino אחר.

תחת כלים, בחר את הלוח שבו אתה משתמש (Pro Mini או Nano, או כל דבר אחר). אם אתה משתמש ב- Pro Mini, חבר את מתאם ה- FTDI ל- Arduino (ודא כי הוא בכיוון הנכון) וחבר אותו ליציאת USB במחשב שלך. במקרה של ה- Nano פשוט מחברים אותו למחשב באמצעות כבל USB.

במחשב שלך, היכנס למנהל ההתקנים - יציאות (COM & LPT) ובדוק איזו יציאת COM הוקצעה ל- Arduino. הגדר זאת תחת כלים - יציאה.

כעת תוכל להעלות את המערכון ולבדוק שהוא עובד. ה- Neopixels בהירים מאוד ולכן מומלץ להניח עליהם דף נייר כדי להגן על העיניים שלך, או לשנות זמנית את ההגדרה של BRILL במערכון מ -255 ל -50.

המערכון כפי שהעליתי אותו מתחיל בתוכנית 1 ולאחר מכן עובר בין שתי התוכניות באופן אקראי כל 5 - 10 דקות. אם אתה מעדיף כזה או אחר, מצא את הגבול

פונקציה = 1;

בסוף הפונקציה setup (). החלף את 1 על -1 או -2 כדי לנעול אותו לתוכנית 1 או לתוכנית 2. תוכל לשנות את הזמן המינימלי והמקסימלי (באלפיות השנייה) שכל תוכנית פועלת על ידי מציאת ושינוי ההגדרות של MINCHGTIME ו- MAXCHGTIME.

כשאתה שמח, חבר הכל שוב, שב ותהנה!