Oyuncakla Kontrol Edilen Yılbaşı Ağacı Işığı: 12 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Selamlar yapımcılar!

Noel ve yeni yıl geliyor. Şenlikli bir ruh hali, hediyeler ve elbette parlak renkli ışıklarla süslenmiş bir Noel ağacı anlamına gelir.

Benim için kitlesel pazar Noel ağacı ışıkları çok sıkıcı. Çocukları memnun etmek için bir oyuncakla kontrol edilen benzersiz bir Noel ağacı süsleri yaptım.

Bu kılavuzda, bunu nasıl yapabileceğinizi anlatacağım.

Adım 1: Fikir

Buradaki fikir, Noel ağacının altına yumuşak bir oyuncak gibi bir oyuncak koymak ve onu akıllı hale getirmektir. Ekli herhangi bir nesnenin rengini okumak ve bu renge bir ağaç boyamak için bir oyuncak istiyorum. Böylece Noel ağacını farklı renklere boyamak için farklı şeyler kullanabilen çocuklar için eğlenceli bir oyun olacaktır.

Adım 2: Hazırlık. LED şerit

İlk olarak, normal Noel ışıklarının yerini alacak bir şey bulmalıyım.

Yeni ışıklar parlak, renkli olmalı ve en önemlisi programlanması kolay olmalıdır.

Noel ışıkları için adreslenebilir programlanabilir dijital RGB ws2812b LED şeridi seçtim. Bu LED şeritler çok popülerdir, onları her yerde bulabilirsiniz. Çeşitli Arduino kontrolörlerine bağlanmaları kolaydır. Bu tür LED'ler birkaç düzine parçadan oluşan bantlar halinde satılır ve 5 12 veya 24 V DC ile çalışır. Birkaç bandı arka arkaya bağlayabilir ve çok sayıda LED'i yönetebilirsiniz.

Evde böyle birkaç şerit buldum. Şeritlerimin her biri 50 LED'e sahiptir ve 5 V DC ile sürülür.

2 x WS2812B Önceden Lehimlenmiş LED Modül Dize Düğümleri ~ 18$

İşte Amazon mağazasından olası bir değiştirme:

• WS2812b 5m 60 led/piksel/m Esnek Bireysel Adreslenebilir Led Şerit
• ALITOVE 16.4ft WS2812B Bireysel Adreslenebilir LED Şerit Işığı

LED bantların birçok çeşidi vardır. LED sayısı, LED'ler arasındaki mesafe, gruplama, besleme voltajı vb. açısından farklılık gösterirler. Ne istediğinizi seçin.

Oyuncağım için küçük bir Noel ağacı hazırladım, bu yüzden bana 100 LED yeter.

Adım 3: Hazırlık. Oyuncak

Oyuncağı bulun ve LED şerit denetleyicisini nereye yerleştireceğinize karar verin.

Bu adım en önemlisidir çünkü sonuç çocuklar tarafından değerlendirilecektir =).

Yakındaki bir oyuncak mağazasında harika bir yeni yıl ayısı buldum. Halihazırda sahip olduğunuz bir oyuncağı iyileştirebilirsiniz.

LED şerit denetleyiciyi bir kumaşla örtmeye ve onu pençelere dikmeye karar verdim. Ayının elinde bir hediye varmış gibi görünmesini istiyorum.

Komik desenli iki parça kumaş aldım. Biri alt tabaka için yumuşak, ikincisi ise üst tabaka için ince.

Adım 4: Hazırlık. Elektronik

Oyuncağı daha akıllı hale getirmek için bazı elektronik bileşenlere ihtiyacınız var.

Amperka mağazasından koparma panoları ve Arduino kalkanları kullanıyorum. Bana gelince, modüler bir yapıdan dolayı çok uygunlar. Modüller lehimleme olmadan kolayca birleştirilebilir.

Bunları satın almakta zorlanabilirsiniz, bu yüzden olası bir değiştirme ile bağlantılar ekliyorum.

Denetleyici

ESP8266 çipine dayalı ESP-12 geliştirme kartı kullanıyorum. Bu panolar çok küçük ve yeterli işlevselliğe sahip. WiFi kullanmasanız ve İnternet'e bağlanmasanız bile, sınırlı alan gerektiren küçük projeler için iyi bir seçim.

1 x Amperka Wi-Fi Yuvası ~ 19$

Bu geliştirme kartını aynı üreticinin diğer modülleriyle uyumlu olduğu için kullanıyorum.

Ayrıca kare bir formu var! Ayı için küçük bir hediye kutusuna kolayca sığmalıdır.

Olası değiştirme:

• ESP-12E NODEMCU
• WEMOS D1 MİNİ

Renk sensörü

Rengi belirlemek için Amperka Troyka TCS34725 renk sensörü devre kartı kullanıyorum. Sensörüm, denetleyici kartıyla uyumlu ancak bununla değiştirilebilir:

1 x IR filtreli ve Beyaz LED'li RGB Renk Sensörü - TCS34725 ~ 8$

Bu sensör, iletişim için bir I2C arayüzü kullanır. Daha doğru tanıma için yerleşik parlak LED'e ve renk kazancı veya renk entegrasyonu gibi kapsamlı ayarlara sahiptir.

Buton

Basit bir Arduino uyumlu düğme. Kontrol cihazına yeni bir öğenin rengini okuması gerektiğini bildiren bir dokunmatik sensör olarak kullanıyorum.

1 x Amperka Troyka düğme modülü ~ 1$

Olası değiştirme:

• Adafruit Basmalı Güç Anahtarı Koparma
• Elektronik Yapı Taşları Düğme Modülü

AC-DC voltaj dönüştürücü

LED şeridine ve denetleyiciye güç sağlamak için AC-DC 5V 8A güç kaynağını satın aldım.

1 x 5V 8.0A 40W güç kaynağı ~16$

LED şeridim 5V ile çalışıyor. Çok sayıda LED için 8A akım yeterlidir. ESP kontrol cihazına da bu güç kaynağından güç veriyorum. Açık kontak pedleri olmayan yalıtımlı muhafazalarda güç kaynakları satın aldığınızdan emin olun!

Olası değiştirme:

• ALITOVE 5V 8A 40W AC - DC Adaptör Güç Kaynağı Dönüştürücü
• ORTALAMA KUYU orijinal LPV-60-5 5V 8A ortalama LPV-60 5V 40W

İsteğe bağlı:

DC-DC voltaj dönüştürücü ve WS2812b sürücüsü

Arduino denetleyicileri için, ws2812b LED şeridinin sinyal kablosu, denetleyici kartındaki pinlere doğrudan bağlanabilir. ESP8266 geliştirme kartı pinlerinin çoğu 5V mantığı ile uyumlu değildir. LED şeridini doğrudan bu tür kontrolörlere bağlamak şimdi daha iyidir. Bu sorunu çözmek için bu modülü kullanıyorum.

1 x Amperka Troyka ws2812 LED şerit sürücüsü ~ 9$

Bu modülü kullanıyorum çünkü denetleyicime kolayca takılıyor. Ayrıca modülde 5 Volt mantık tamponu ve DC-DC voltaj Dönüştürücü 5 veya 3.3V bulunur. Bu şekilde ESP denetleyicisine 12 veya 24V LED şerit ile birlikte tek bir kablo ile güç sağlanabilir.

Adım 5: Montaj. Elektronik

Elektronik bileşenleri birleştirin. Bileşenlerimi ekteki şemada gösterildiği gibi bağladım.

Şema, bileşenlerinize bağlı olarak değişebilir, ancak anlam aynı kalır.

• Denetleyiciye bir düğme bağlayın. A2 Esp8266 pinine bağladım. Modül kullanmıyorsanız, bir direnç üzerinden ortak bir anlık düğme bağlayabilirsiniz.
• Denetleyiciye bir renk sensörü bağlayın. TCS34725 renk sensörü devre kartları, I2C veri yolunu kullanarak iletişim kurar. Sensör ve kontrolör arasındaki SDA ve SCL pinlerini bağlayın. Sensör kartınızda entegre LED'i kontrol etmek için LED pimi varsa, bağlayın. LED pinimi A0 Esp8266 pinine bağladım.
• LED şeridin bir ucunu kontrolöre bağlayın. ws2812b LED şeridi, DI pinini kullanarak bir denetleyiciye bağlanır. ws2812b LED şeritleri için mantık voltajı 5V'dir. Arduino benzeri bir kart kullanıyorsanız, DI pinini doğrudan kontrolörün pinine bağlayabilirsiniz. Esp8266 kartlarının çoğu için mantık seviyesi voltajı 3,3V'dir, bu nedenle bir mantıksal seviye dönüştürücü veya LED şerit sürücüsü kullanın. DI Strip kablosunu sürücü kartına lehimledim ve sürücü kartını A5 Esp8266 pinine bağladım.
• LED şeridin diğer ucunu güç kaynağına takın. DO pini olan. Gerekirse, fişi güç kaynağına lehimleyin. Kabloları izole etmeyi unutmayın.

ws2812b LED şeridim 5V ile çalışıyor. Hem şeridi hem de denetleyiciyi tek bir AC-DC 5V güç kaynağından çalıştırdım. LED şeridiniz 12 veya 24V ile çalışıyorsa, tüm elektronik parçalara tek bir güç kaynağından güç sağlamak için düşürme voltaj dönüştürücüsünü kullanın.

Adım 6: XOD

Kontrol cihazını programlayalım.

Önceki projelerimde olduğu gibi, kontrolör yazılımı için XOD görsel programlama ortamını kullanıyorum.

Bir program oluşturmak için ihtiyaç duyacağınız birkaç kitaplık yayınladım. Bu nedenle, bunları XOD çalışma alanınıza eklediğinizden emin olun.

• gabbapeople/noel ağacı - Kitaplık, ws2811 Neopixel sürücüsü ve bir tcs34725 renk sensörü için sarıcı içerir.
• gabbapeople/color - XOD'de renkle çalışmak için kitaplık.

Daha sonra, bu cihazı XOD'da nasıl programlayacağımı anlatacağım.

Adım 7: Programlama

İşte ihtiyacınız olan düğümler:

tsc-renk sensörü düğümü.

Bu, yamanın üzerine yerleştirilecek ilk düğümdür. Sensörden gelen renk değerini ölçmek için kullanılır. Düğüm, veri alışverişi için I2C arayüzünü kullanır.

Renk sensörü, RGB ölçeğinde yüzeyin rengini algılar. Renk, bir ışık kaynağı, bir nesne ve bir gözlemci arasındaki etkileşimin sonucudur. Yansıyan ışık durumunda, bir nesneye düşen ışık, yüzey özelliklerine bağlı olarak yansıtılır veya emilir. Çoğu renk sensörü, bir beyaz ışık yayıcı ve renk filtreli üç ışık yoğunluğu sensörü içerir.

• LED ve LUM giriş pimleri, sensörün devre kartındaki yerleşik LED içindir. Bu yerleşik LED, sensörün bir ışık yayıcısıdır. Şemama göre LED pinine A0 değerini koydum ve LUM pinine 1 luminance değerini ayarladım.
• IT pini, entegrasyon süresi değerini ayarlar. Bu faktör, bir rengi entegre etmek için bir dizi döngüyü tanımlar. IT'nin olası değerleri 1, 10, 20, 42, 64, 256'dır.
• KAZANÇ pin değeri bir amplifikasyon faktörüdür. Bu katsayı rengi geliştirir. Renk değerini 4, 16 veya 60 kat artırabilirsiniz. Rengi geliştiremezsiniz. O zaman GAIN pininin üzerindeki değer 1'e eşit olmalıdır. En doğru sonucu 20 IT değeri ve 60 GAIN değerini kullanarak elde ettim.
• INIT pimi, sensör başlatmayı tetikler ve özel faktörleri ayarlar. INIT pin değerini On boot olarak değiştiriyorum.
• UPD pimi, yeni sensör okumasını tetikler. Bu değer Sürekli olsun.

tcs-color-node, renkli özel tip biçiminde bir renk değeri verir.

ws2811 düğümü

Bu düğüm, LED şeridi veya matrisi kurmak için kullanılır.

• DI pini, LED şeridin veya matrisin bağlı olduğu kart bağlantı noktası numarası içindir. Şemama göre, ona A5 değerini koydum.
• SIZE pinine kullanılan LED sayısını koyun. Birbirine bağlı 50 diyotlu 2 led şeridim var, bu yüzden SIZE değerini 100 olarak ayarladım.
• B pimi, tüm LED'lerin genel parlaklığını 0 ila 100 aralığında ayarlar. Parlaklığı 80'e ayarladım.

Bu düğüm, LED şeridinizi veya matrisinizi başlatır ve sonraki işlemler için bir ws2811 özel türü oluşturur.

Tüm renk düğümü

ws2811 düğümü kurulduğunda, farklı fonksiyonel düğümler kullanarak LED şeridi kontrol edebilirsiniz.

• renk-hepsi. Düğüm, şerit veya matris üzerindeki tüm LED'leri seçilen bir renge boyar.
• renk-piksel. Düğüm renkleri, seçilen renkte şeritte belirli LED. Piksel numarasını PN pinine koyun.
• renkli-n-pikseller. Düğüm, seçilen renkte bir grup N LED'i renklendirir. STRT pinini kullanarak grubun start LED numarasını belirtin. STEP pininde bir grubun sırasını belirtin. Örneğin, 30 sayısı ile başlayan ve 70 sayısı ile biten her saniye LED'i boyamak için aşağıdaki değerleri girin: STRT = 30; N = 40 (70 - 30); ADIM = 2.

Bu projede tüm LED'leri aynı anda kontrol ediyorum ve color-all düğümünü kullanıyorum.

Tüm renkli düğümün ilk giriş pinini ws2811 düğümünün çıkış pinine bağlarım. Ardından renk değerini alan giriş CLR pinini sensörün çıkış pinine bağlıyorum.

Color-all düğümünün SET pinindeki bir darbe yeni bir renk setini tetikler.

Düğme düğümü

Düğmeyi, renk sensörünün önündeki yeni bir nesne hakkında denetleyiciyi bilgilendirmek için kullanıyorum. Bunun için buton düğümünü yamanın üzerine yerleştiriyorum ve çıkış PRS pinini tüm renkli düğümün SET pinine bağlıyorum. Bu şekilde, düğmeye tıklamak rengi değiştirmek için bir darbe sinyali üretir.

Butonu A2 Esp8266 pinine bağladım, bu yüzden PORT pinine A2 değerini koydum.

Arındırma düğümü

Renk sensörü, çok geniş bir aralıkta renk değerleri verebilir. Ancak LED şerit, aradaki renk tonlarını gösteremez. Bunu çözmek için sadece sözde saf renkler kullanıyorum. Rastgele bir tonları vardır, ancak doygunlukları her zaman maksimumdadır. Bir renk değerini saflaştırmak için saflaştırma düğümünü tsc-color-sensor ve color-all düğümleri arasına yerleştiririm.

Yama hazır. Dağıt'a basabilir, pano tipini seçebilir ve cihaza yükleyebilirsiniz.

Adım 8: Montaj. Çerçeve

Cihazın olması gerektiği gibi çalıştığından emin olarak yumuşak bir kılıf oluşturmaya başlayabilirim.

Çerçeve olarak kalın kartona kutunun bir desenini bastım.

Ardından kutunun kenarlarını bükün ve renk sensörü için kare bir delik açın.

Not:

Bu davayı özellikle sizinkinden büyük olasılıkla farklı olan elektronik bileşenlerim için yaptım. Durum evrensel değil, ayrıca tamamen farklı bir oyuncağınız olabilir. Öyleyse hayal gücünü kullan!

Adım 9: Montaj. Kumaş

İki farklı kumaşı üst üste koydum.

Yumuşak kalın kumaş hacim, ince ise görünüm içindir. Her iki kumaşta da sensör için bir delik açtım.

Karton çerçeveyi normal yapışkan bantla kumaşa sabitledim. Aynı şekilde deliğin kenarlarını sabitledim.

Daha sonra fazla kumaş parçalarını kestim ve deliğin dış hatlarını içeriden elle diktim.

Söylemeliyim ki, ben en iyi terzi değilim, bu yüzden kaliteyi yargılama. =)

Adım 10: Montaj. Yumuşak kılıf

Kumaşı gerdim ve aynı yapışkan bantla sabitledim. Bant kasanın içinde kalacak ve görünmeyecektir.

Daha sonra cihazı bir çerçeveye yerleştirdim ve tellerin gittiği bir köşe hariç tamamen kontura diktim.

Adım 11: Montaj. Oyuncak ve Cihaz

Cihazımı bir oyuncak ayının pençelerine diktim.

Küçük bir Noel hediyesi tutuyormuş gibi görünmesini istedim.

Adım 12: Sonuç

Cihaz programlanıp oyuncağa sabitlendikten sonra LED şeridi bağlayabilir ve oyuncağı ağacın altına koyabilirsiniz!

Oyuncak ayılar hediyesine renkli nesneler takın ve ağaç aynı renge boyansın!

Bu mini projeyi beğendiyseniz abone olun! =)

Bir sürü farklı komik talimat olacak.