Játék által vezérelt karácsonyfa fény: 12 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Üdv készítők!

Közeleg a karácsony és az új év. Ez ünnepi hangulatot, ajándékokat és természetesen egy élénk színes fényekkel díszített karácsonyfát jelent.

Számomra a tömegesen vásárolt karácsonyfa fények unalmasak. A gyerekek kedvére készítettem egy egyedi karácsonyfadíszt, amelyet egy játék irányít.

Ebben a kézikönyvben elmondom, hogyan készítheti el.

1. lépés: Az ötlet

Az ötlet az, hogy tegyünk egy játékot, például egy puha, a karácsonyfa alá, és okosítsuk meg. Azt akarom, hogy egy játék olvassa a csatolt tárgyak színét, és fát fessen ilyen színűre. Ez egy szórakoztató játék lesz azoknak a gyerekeknek, akik különböző dolgokat használhatnak a karácsonyfa különböző színű festésére.

2. lépés: Előkészítés. LED-csík

Először is meg kell találnom a szokásos karácsonyi fények helyettesítőjét.

Az új lámpák legyenek világosak, színesek, és ami a legfontosabb, könnyen programozhatók legyenek.

Karácsonyi fényekhez címzett programozható digitális RGB ws2812b LED szalagot választottam. Ezek a LED szalagok nagyon népszerűek, bárhol megtalálhatók. Könnyen csatlakoztathatók a különböző Arduino vezérlőkhöz. Az ilyen LED -eket több tucat darabból álló szalagokban értékesítik, és 5 12 vagy 24 V DC -ről táplálják őket. Összekapcsolhat több szalagot egymás után, és hatalmas számú LED -et kezelhet.

Találtam pár ilyen csíkot otthon. A szalagjaim mindegyike 50 LED -et tartalmaz, és 5 V DC hajtja őket.

2 x WS2812B Előreforrasztott LED-modul karakterlánc csomópontok ~ 18 $

Itt van egy lehetséges csere az Amazon áruházból:

• WS2812b 5m 60leds/pixel/m Rugalmas, egyénileg címezhető LED szalag
• ALITOVE 16,4 láb WS2812B Egyénileg címezhető LED szalagfény

A LED szalagoknak sok fajtája van. Különböznek a LED -ek számában, a LED -ek közötti távolságban, a csoportosításban, a tápfeszültségben stb. Válassza ki, mit szeretne.

Játékomhoz készítettem egy kis karácsonyfát, így nekem elég a 100LED.

3. lépés: Előkészítés. Játék

Keresse meg a játékot, és döntse el, hol helyezze el a LED szalagvezérlőt.

Ez a lépés a legfontosabb, mert az eredményt a gyerekek értékelik. =)

Egy közeli játékboltban találtam egy csodálatos újévi medvét. Javíthatja a már meglévő játékot.

Úgy döntöttem, hogy lefedem a LED szalagvezérlőt egy textíliával, és medve mancsokra varrom. Azt akarom, hogy a medve úgy nézzen ki, mintha ajándékot tartana.

Két darab szövetet vettem vicces mintákkal. Az egyik puha az aljzathoz, a másik vékony a felső réteghez.

4. lépés: Előkészítés. Elektronika

Szüksége van néhány elektronikus alkatrészre, hogy okosabbá tegye a játékot.

Az Amperka áruházból származó kitörési táblákat és Arduino pajzsokat használok. Ami engem illet, nagyon kényelmesek a moduláris felépítés miatt. A modulok könnyen kombinálhatók forrasztás nélkül.

Lehet, hogy nehezen tudja megvásárolni őket, ezért csatolok linkeket az esetleges cserével.

Vezérlő

ESP-1266 fejlesztőlapot használok az ESP8266 chip alapján. Ezek a táblák nagyon aprók és elegendő funkcionalitással rendelkeznek. Jó választás kis projektekhez, amelyek korlátozott helyet igényelnek, még akkor is, ha nem használja a WiFi -t és csatlakozik az internethez.

1 x Amperka Wi-Fi nyílás ~ 19 $

Azért használom ezt a fejlesztőlapot, mert kompatibilis ugyanazon gyártó más moduljaival.

Ezenkívül négyzet alakú is! Könnyen elfér a medve kis ajándékdobozában.

Lehetséges csere:

• ESP-12E NODEMCU
• WEMOS D1 MINI

Színérzékelő

A szín meghatározásához az Amperka Troyka TCS34725 színérzékelő törőtáblát használom. Az érzékelőm kompatibilis a vezérlőpanellel, de lecserélhető ezzel:

1 x RGB színérzékelő infravörös szűrővel és fehér LED -del - TCS34725 ~ 8 $

Ez az érzékelő I2C interfészt használ a kommunikációhoz. Beépített fényes LED-el rendelkezik, és olyan kiterjedt beállításokkal rendelkezik, mint a színnyomás vagy a színintegráció a pontosabb felismerés érdekében.

Gomb

Egyszerű Arduino -kompatibilis gomb. Érintésérzékelőként használom, és értesítem a vezérlőt, hogy ki kell olvasni egy új elem színét.

1 x Amperka Troyka gomb modul ~ 1 $

Lehetséges csere:

• Adafruit nyomógombos főkapcsoló
• Elektronikus építőelemek gombmodul

AC-DC feszültségváltó

A LED szalag és a vezérlő áramellátásához megvettem az AC-DC 5V 8A tápegységet.

1 x 5V 8.0A 40W tápegység ~ 16 $

A LED szalagomat 5V táplálja. 8A áram elég sok LED -hez. Az ESP vezérlőt is ebből a tápegységből táplálom. Ügyeljen arra, hogy a tápegységeket szigetelt burkolatokban, nyitott érintkezőpárnák nélkül vásárolja meg!

Lehetséges csere:

• ALITOVE 5V 8A 40W AC -DC adapter tápegység átalakító
• MEAN WELL eredeti LPV-60-5 5V 8A átlagos Well LPV-60 5V 40W

Választható:

DC-DC feszültségváltó és WS2812b meghajtó

Az Arduino vezérlők esetében a ws2812b LED szalag jelvezetéke közvetlenül csatlakoztatható a vezérlőpanel csapjaihoz. A legtöbb ESP8266 fejlesztői kártya csap nem kompatibilis az 5V logikával. Jobb, ha most közvetlenül csatlakoztatja a LED -szalagot az ilyen vezérlőkhöz. A probléma megoldásához ezt a modult használom.

1 x Amperka Troyka ws2812 LED szalag meghajtó ~ 9 $

Azért használom ezt a modult, mert könnyen csatlakoztatható a vezérlőmhöz. Ezenkívül a modul 5 voltos logikai pufferrel és 5 vagy 3,3 V DC-DC feszültségátalakítóval rendelkezik. Így az ESP vezérlőt egy vezetékkel, 12 vagy 24 V -os LED szalaggal lehet táplálni.

5. lépés: Összeszerelés. Elektronika

Szerelje össze az elektronikus alkatrészeket. Csatlakoztattam az alkatrészeimet a mellékelt ábra szerint.

A séma az összetevőktől függően eltérő lehet, de jelentése ugyanaz.

• Csatlakoztasson egy gombot a vezérlőhöz. Csatlakoztattam az A2 Esp8266 tűhöz. Ha nem használ modult, akkor egy közös pillanatnyi gombot csatlakoztathat egy ellenálláson keresztül.
• Csatlakoztasson egy színérzékelőt a vezérlőhöz. A TCS34725 színérzékelő megszakító táblák az I2C busz segítségével kommunikálnak. Kapcsolja össze az SDA és SCL csapokat az érzékelő és a vezérlő között. Ha az érzékelő panel LED -tűvel rendelkezik a beépített LED vezérléséhez, csatlakoztassa. Összekötöttem a LED -es csapomat az A0 Esp8266 tűvel.
• Csatlakoztassa a LED szalag egyik végét a vezérlőhöz. A ws2812b LED szalag a DI csap segítségével csatlakozik a vezérlőhöz. A ws2812b LED szalagok logikai feszültsége 5V. Ha Arduino -szerű táblákat használ, akkor közvetlenül csatlakoztathatja a DI -tűt a vezérlő tüskéjéhez. A legtöbb Esp8266 kártya logikai szintű feszültsége 3,3 V, ezért használjon logikai szintváltót vagy a LED szalagvezérlőt. Forrasztottam a DI Strip vezetéket a meghajtó táblához, és csatlakoztattam a meghajtó kártyát az A5 Esp8266 csaphoz.
• Csatlakoztassa a LED szalag másik végét a tápegységhez. Amelyik a DO csapszeggel rendelkezik. Ha szükséges, forrasztja a csatlakozót a tápegységhez. Ne felejtse el elkülöníteni a vezetékeket.

A ws2812b LED szalagomat 5V táplálja. A szalagot és a vezérlőt is egyetlen AC-DC 5V-os tápegységről tápláltam. Ha a LED -szalag 12 vagy 24 V feszültséggel működik, használja a leértékelő feszültségváltót az összes elektronika áramellátására egyetlen tápegységből.

6. lépés: XOD

Programozzuk a vezérlőt.

A korábbi projektjeimhez hasonlóan az XOD vizuális programozási környezetet használom a vezérlő firmware -hez.

Közzétettem néhány könyvtárat, amelyekre szükséged lesz egy program létrehozásához. Tehát feltétlenül adja hozzá őket az XOD munkaterületéhez.

• gabbapeople/karácsonyfa - A könyvtár a ws2811 Neopixel meghajtót és a tcs34725 színérzékelő csomagolását tartalmazza.
• gabbapeople/color - Könyvtár a színekkel való együttműködéshez az XOD -ban.

Ezután leírom, hogyan kell programozni ezt az eszközt az XOD -ban.

7. lépés: Programozás

Itt vannak a szükséges csomópontok:

A tsc-színérzékelő csomópont.

Ez az első csomópont, amelyet a javításra kell helyezni. A színérték mérésére szolgál az érzékelőből. A Node az I2C interfészt használja az adatok cseréjéhez.

A színérzékelő érzékeli a felület színét az RGB skálán. A szín a fényforrás, a tárgy és a megfigyelő közötti kölcsönhatás eredménye. Visszaverődött fény esetén a tárgyra eső fény a felület jellemzőitől függően visszaverődik vagy elnyelődik. A legtöbb színérzékelő fehér fénykibocsátót és három színintenzitású fényérzékelőt tartalmaz.

• A LED és a LUM bemeneti csapok az érzékelő kioldótábláján található beépített LED-ek. Ez a beépített LED az érzékelő fénykibocsátója. A sémám szerint az A0 értéket a LED tüskére helyeztem, és az 1 fényerő értéket a LUM érintkezőre állítottam.
• Az IT pin beállítja az integrációs idő értékét. Ez a tényező számos ciklust ír le a szín integrálásához. Az IT lehetséges értékei 1, 10, 20, 42, 64, 256.
• A GAIN pin értéke egy erősítési tényező. Ez az együttható javítja a színt. A színértéket 4, 16 vagy 60 -szorosára növelheti. Nem javíthatja a színt. Ekkor a GAIN pin értékének 1 -nek kell lennie. A 20 IT érték és a 60 GAIN érték segítségével kaptam a legpontosabb eredményt.
• Az INIT csap kiváltja az érzékelő inicializálását és egyéni tényezőket állít be. Az INIT pin értékét On boot -ra módosítom.
• Az UPD csap új érzékelő leolvasást indít el. Legyen ez az érték Folyamatos.

A tcs-color-node színértéket ad ki egyedi színű formában.

A ws2811 csomópont

Ez a csomópont a LED szalag vagy mátrix beállítására szolgál.

• A DI csap a kártya port számához, amelyhez a LED szalag vagy a mátrix csatlakozik. Sémám szerint az A5 értéket adtam hozzá.
• Tegye a használt LED -ek számát a MÉRET tüskére. 2 db 50 diódás ledcsík van egymáshoz csatlakoztatva, ezért a SIZE értéket 100 -ra állítottam.
• A B csap minden LED fényerejét 0 és 100 közötti tartományban állítja be. A fényerőt 80 -ra állítom.

Ez a csomópont inicializálja a LED -szalagot vagy a mátrixot, és létrehoz egy ws2811 egyéni típust a további műveletekhez.

Az összes szín csomópont

A ws2811 csomópont telepítésekor a LED szalagot különböző funkcionális csomópontok segítségével vezérelheti.

• szín-minden. A csomópont a csíkon vagy a mátrixon lévő összes LED -et kijelölt színre festi.
• szín-pixel. A csomópont a kiválasztott színben színezi a LED -et a csíkon. Tegye a pixelszámot a PN tűre.
• szín-n-képpont. A csomópont a kiválasztott színben színezi az N LED -ek egy csoportját. Adja meg a csoport kezdő LED -számát az STRT tűvel. Adja meg a csoport rendjét a STEP gombon. Például, ha minden második LED -et a 30 -as számmal kezd, és a 70 -es számmal végzi, írja be a következő értékeket: STRT = 30; N = 40 (70-30); LÉPÉS = 2.

Ebben a projektben az összes LED-et egyszerre irányítom, és a minden szín csomópontot használom.

Összekapcsolom a minden színű csomópont első bemeneti érintkezőjét a ws2811 csomópont kimeneti tűjével. Ezután összekapcsolom a bemeneti CLR csapot, amely a színértéket veszi az érzékelő kimeneti tűjéhez.

A minden színű csomópont SET tűjén lévő impulzus új színkészletet vált ki.

A gomb csomópont

A gombbal tájékoztatom a vezérlőt a színérzékelő előtti új tárgyról. Ehhez a gomb csomópontot a patch-re helyezem, és annak kimeneti PRS-tűjét összekapcsolom a minden színű csomópont SET-tűjével. Így a gombra kattintva impulzusjel generál a szín megváltoztatásához.

A gombot az A2 Esp8266 csaphoz rögzítettem, így A2 értéket tettem a PORT csaphoz.

A tisztító csomópont

A színérzékelő hatalmas tartományban képes színértékeket kiadni. De a LED szalag nem képes megjeleníteni a színek közötti színt. Ennek megoldására csak úgynevezett tiszta színeket használok. Önkényes árnyalatúak, de telítettségük mindig maximális. A színérték tisztításához a tisztítási csomópontot a tsc-color-sensor és a color-all csomópontok közé helyezem.

A javítás készen áll. Nyomja meg a Telepítés gombot, válassza ki a tábla típusát, és töltse fel az eszközre.

8. lépés: Összeszerelés. Keret

Elkezdhetek puha tokot készíteni, ügyelve arra, hogy a készülék megfelelően működjön.

Keretként a doboz mintáját nyomtam vastag kartonra.

Ezután hajlítsa meg a doboz oldalait, és készítsen egy négyzet alakú lyukat a színérzékelő számára.

Jegyzet:

Ezt a tokot kifejezetten az elektronikus alkatrészeimhez készítettem, amelyek nagy valószínűséggel eltérnek a tiedtől. A tok nem univerzális, ráadásul teljesen más játékot is kaphat. Tehát használd a fantáziát!

9. lépés: Összeszerelés. Szövet

Két különböző szövetet tettem egymásra.

A puha, vastag szövet a térfogathoz és a vékony a megjelenéshez. Mindkét szövetben lyukat is készítettem az érzékelőhöz.

A karton keretet rendes ragasztószalaggal rögzítettem az anyagra. Ugyanígy rögzítettem a lyuk széleit.

Ezután levágtam az extra szövetdarabokat, és kézzel összevarrtam a lyuk kontúrját belülről.

Azt kell mondanom, hogy nem vagyok a legjobb varrónő, ezért ne ítélje meg a minőséget. =)

10. lépés: Összeszerelés. Puha tok

Feszítettem az anyagot, és ugyanazzal a ragasztószalaggal rögzítettem. A szalag a tok belsejében marad, és nem látható.

Ezután a készüléket egy keretbe helyeztem, és teljesen varrtam a kontúr körül, kivéve az egyik sarkot, ahol a vezetékek mennek.

11. lépés: Összeszerelés. Játék és eszköz

A készülékemet egy mackó mancsához varrtam.

Azt akartam, hogy úgy nézzen ki, mintha egy kis karácsonyi ajándékot tartana.

12. lépés: Eredmény

Miután a készüléket beprogramozták és a játékhoz rögzítették, csatlakoztathatja a LED -szalagot, és a játékot a fa alá helyezheti!

Csatoljon színes tárgyakat a mackó ajándékhoz, és a fa ugyanolyan színű lesz!

Iratkozzon fel, ha tetszik ez a mini-projekt! =)

Sok különböző vicces utasítás lesz.