כיצד לבנות מנורת ענן עם ברק תגובתי לקול

פרסומת

כמה חודשים אחורה, דולר3000 רעמים וברקים מנורת מצב הרוח הפכה לוויראלית בקהילת היצרנים. זה היה אור יפהפה להפליא, אבל תג המחיר השאיר אותו מחוץ להישג ידם של כל מי ששפיותו שלמה. מה שנעשה היום לא בדיוק אותו דבר - אנחנו הופכים משהו מעשי יותר, במקום יצירה אמנותית, אבל זה הולך להיות הרבה יותר מגניב וניתן להתאמה אישית יותר.

בחרתי להשמיט רמקולים בהנחה שסביר להניח שכבר יש לך זוג רמקולים טובים בחדר שלך שבהם אתה מעדיף להשתמש, ולמען האמת לשים רמקול במנורה זה די מוזר. במקום זאת, אוסיף מיקרופון שיאפשר לברק להגיב אוטומטית לרעשים חזקים - בין אם מסופת רעמים ממש, או מפסקול שמושמע מהמחשב האישי או הסטריאו.

אנו נשתמש גם בגדיל של נוריות RGB Neopixel מלאות (WS2812B), כך שנוכל לשחזר צבעים אחרים מלבד לבן ולהיות שליטה על כל פיקסל.

אזהרה: לאספקת החשמל בה השתמשתי בפרויקט זה יש מסופי בורג המתחברים לחוט זרם זרם חי. אם אינך מרגיש בטוח בחיבור תקע, אנא וודא שאתה קונה ספק כוח סגור לחלוטין. לכל הפחות, תצטרך לכלול את ה- PSU בתוך תיבת פרויקט מאובטחת.

שלב 0: מבוא

הנה סרטון הדגמה של הפרויקט שסיים. יישמתי עד כה כמה מצבים שונים, החל מהברקים הסטנדרטיים ועד ענן חומצה משולשת ומנורת מצב רוח דועכת, שניתן לבחור בשלט הרחוק.

ניתן להוריד את הקוד והספריות המלאים הדרושים מאגר Github זה.

שלב 1: תצטרך

• גדיל WS2812B, בדרך כלל מתומחר בכ- $ 50 לחמישה מטרים. אל תדאג אם יש לך סוג אחר של גדיל Neopixel, זה כמעט ודאי נתמך על ידי ה- FastLED ממשק, אך החיווט שלך עשוי להיות שונה (ייתכן שתצטרך קו סנכרון בנוסף לאות, עבור דוגמא).
• 5V, 10A + ספק כוח קניתי כ 15A יחידות ב 11 $ כל אחת. הם לוקחים כניסה של 120-240 וולט AC, ומפיקים פלט חסון של 5 וולט שיהיה מספיק יותר בכדי להניע את כל הפיקסלים שלנו בבהירות מלאה, ואת הארדואינו.
• כבלים חשמליים, מתג תקע ותקע
• מתחם הפרויקט
• שני ארדואינוס. 10 שיבוטי Funduino הם בסדר. השני נחוץ לשלט רחוק, ואילו הראשון שולט בהגיון הראשי ובנורות LED.
• שני נגדי אוהם של 2.2 קראט (או דברים אחרים) - הערך המדויק לא משנה כל כך, בערך 1.5k עד 47k צריכים לעבוד.
• טיפוס לחם
• מקלט IR TSOP4838
• IR מרחוק - קניתי בכמויות גדולות בכ- $ 2 לכל אחת, אך כל שלט צריך לעבוד עם שינויים בקוד.
• מודול מיקרופון גדול
• גרד עץ MDF לגזירת הבסיס שלך, ופאזל.
• חומר אריזת קלקר / תאי תיבה.
• מלית כותנה מפוליפרופילן. שלפתי יותר מכמה כריות ישנות ונוראיות. אם אין זו אפשרות, אתה אמור לקנות חדש בכ- $ 10, או להשתמש צמר גפן זול אפילו יותר. ניסיתי עם שניהם - צמר גפן היה זקוק ליותר עבודה בכדי שיהיה צורך להקניט אותו ולא היה רך כל כך, אבל בקמצוץ, זה יעבוד.
• שרשרת ווים לתליית הענן - אמורה להחזיק מעמד יותר מ -5 ק"ג.
• דבק אקדח עם הגדרת טמפרטורה נמוכה
• ריסוס דבק - קל יותר להדביק את המילוי לענן שלך עם זה, אבל אקדח דבק יכול גם לעבוד.

העלות הכוללת היא בסביבות 100 דולר לא כולל כלים, אבל את רוב זה הסתקרתי מכל הבית. כל רכיבי האלקטרוניקה זמינים לרוב; ניתן למצוא את המיקרופון בערכת חיישנים או לקנות אותו בנפרד.

שלב 2: חותכים את הבסיס

חתוך בסיס מחוספס מחתיכת גרעין MDF בעזרת פאזל - ברור שהצורה המדויקת תלויה בך, אך מסיבה כלשהי ענן מעוצב במוחי שעועית. אנו נחבר לזה כמה ווים לתליה, אבל אחרת זה פשוט מספק בסיס איתן לבנות עליו. האזור המרכזי ישמור לאלקטרוניקה, PSU וכדי למסור את השרשרת ממנה, אז וודאו שיש לכם מספיק מקום למקם לפחות את מתחם הפרוייקט שלכם עם כמה ווים המקיפים אותו.

שלב 3: שכבה על קלקר

זהו הצעד הקשה והיצירתי ביותר, אבל אנחנו פשוט יוצרים משהו סולידי סוג של בצורת ענן להדבקה על גבי רצועת LED. הדבק חתיכות גדולות של קלקר שנארוז על הבסיס (ומתחתיו), בעזרת הגדרת חום נמוכה על אקדח הדבק שלך. אם אין לך הגדרה נמוכה, כבה את אקדח החום ותן לו להתקרר מעט לפני שתנסה להדביק. אם הטמפרטורה גבוהה מדי, פשוט תמיס את חומר האריזה.

וודא שכל חלקה יציבה לפני הדבקת השלב הבא, וכדאי להיצמד יותר מאשר לא מספיק.

שוב, זכרו להשאיר חלל גדול מספיק בתוך הענן כך שיתאים לאלקטרוניקה, השרשרת והווים.

שלב 4: גילוף צורת ענן תלת מימדית

השתמש בסכין גילוף כדי לנקות את הענן שלך על ידי עיגול הפינות וחיתוך חומר מיותר, עד שהשגת צורת ענן תלת ממדית גסה. לא ממש משנה כמה זה מחוספס מכיוון שנכסה את הכל במילוי מאוחר יותר - אתה יכול בקלות להסתיר טעויות.

שלב 5: תקן ווים, מסודר

לבסוף, התקן שלושה או ארבעה ווים לבסיס ה- MDF, מכל פינת חלל הענן. יהיה עליכם לקדוח חור טייס קטן מכיוון שקשה להזדקף ישר ל- MDF.

נתתי לכל דבר מעיל פשוט של צבע ריסוס לבן בכדי להבטיח בסיס צבע אחיד, אבל אני לא בטוח שזה אכן הכרחי.

שלב 6: דבק פסי LED

לפני שתתחיל להחיל דבק על נורות הלד, התחל מרצועה חדשה או ספר כמה נורות LED יש לך בסך הכל - תצטרך לבדוק כמה השתמשת בהמשך בשלב התכנות. חתוך חור קטן בצד הענן שלך ונקר דרך החוטים המרכיבים את תחילת רצועת הלד שלך לחלל הענן. הקפד מאוד שתתחיל מהקצה הנכון - רצועות הלד רגישות לכיוון, וודא כי חיצי האות פונים הרחק מהחלל.

עבודה באיטיות, הדבק את פיקסלי ה- LED לבסיס קלקר בתבנית עגולה, לפני שאתה מושך את הרצועה למטה לבסיס לכיסוי התחתית. שוב - אינכם צריכים להיות מושלמים כאן, מכיוון שברגע שהפזרנו את הכל ונחנק את זה במילוי, הכל בכל זאת נראה מהמם.

השתמשתי בסך הכל 85 נוריות לד, או קצת יותר מ -2.5 מטר, לאחר שהקפתי את הגוף הראשי פעמיים והשתמשתי במחרוזת נוריות נוריות בחלק התחתון.

שלב 7: תרשים חיווט

החיווט מורכב, אך מתפרק בקלות לקטעים.

ראשית, הכניסו את ספק הכוח לחיבור ומאובטח, רצוי במקרה פרויקט נפרד. אני לא מתכוון להרצות לך על בטיחות חוטי זרם זרם חי, אז אני הולך להניח שאתה יכול להתמודד עם החלק הזה, ויש לך קו 5 וולט ו- GND ממנו.

חשוב: כשאתה מתכנת ובוחן את Arduino, 5V מהאספקת החשמל שלך צריך להישאר מבודד מזה של הארדואינו (ה- עם זאת, כל מכשירי ה- GND מחוברים) - זה אמור להפעיל רק את רצועת ה- LED, בעוד הארדואינו משתמש ב- 5V המסופק מעל יו אס בי. כשתסיים לתכנת, USB צריך להיות מנותק ולא יספק עוד 5 וולט לארדואינו - בנקודה זו, עליך לחבר את 5V מהאספקה ​​שלך למעקה 5V בצד שמאל של הכביש גשר.

התחל בחיבור הקרקע וסיכות 5V מכל ארדואינו למסילות הצד השמאליות של הלוח. הם ישתפו באותו מקור כוח, בין אם זה ה- PSU החיצוני שיש לנו ובין אם USB מחובר לאחד מהם.

בשלב הבא השלם את קטע החיווט I2C - זה מה שמאפשר לשני הארדואינו שלנו לתקשר. קח את סיכות ה- A4 משני הארדואינו על שורה יחידה על הלוח, ואז חבר נגן 2.2k משורה זו למעקה 5 וולט. חזור על A5, מחבר אותם בשורה נפרדת, עם נגן נוסף של 2.2k שוב ל 5V.

חבר את מקלט ה- IR הבא - בדוק את תצורת הסיכה אם יש לך דגם אחר, אך בעיקרון סיכת האות צריכה לעבור ל- D11 על ארדואינו אחד. העלה את ה- thundercloud_ir_receiver.ino לשרטט לארדואינו זה (כל הקוד כאן), ואז נתק את ה- USB מכיוון שאיננו זקוקים לו יותר.

בארדואינו האחר, חבר את ה- נתונים ב סיכת אות מתחילת רצועת LED ל- D6. ה- GND של נוריות ה- LED שלך אמור להיות נפוץ בכל הארדואינו, אך בשלב זה 5V יגיע ישירות מה- PSU.

גם בארדואינו זה חבר את מודול המיקרופון ל- A0. העלה את האחר thundercloud.ino לשרטט, ולהשאיר את ה- USB מחובר לעת עתה בזמן שאתה מבצע ניפוי באגים. התחל על ידי שינוי ה- NUM_LEDS משתנה בהתאם.

שלב 8: הדבק את המלית

כצעד אחרון, הדבק את המלית שלך. אין כאן שום טכניקה מיוחדת - פשוט תרסס את הענן בשכבת דבק ותפס קומץ מלית. עם זאת, קל יותר לעבוד עם מלית אם כבר הקנית את זה כדי להגדיל את שטח הפנים.

אם השתמשת באותה שלט רחוק כמוני, כפתור ה- STROBE מכניס אותו למצב ענן תגובתי צליל; FLASH הוא מצב הצבעוניות וה- FADE היא מנורת מצב הרוח הצבעונית האיטי.

שלב 9: הסבר קוד

מדוע שני ארדואינוס? גם תכנות מקלט האינפרא אדום וגם ספריית מנהלי הפיקסלים WS2818B רגישים מאוד לתזמון - אם התזמון מתעכב, אות ה- IR פגום. על ידי מתן לכל מעגל בקר מיקרו משלו ומאפשר להם לדבר על פרוטוקול I2C, אנו יכולים להבטיח כי התזמון יהיה מושלם עבור כל אחד מהם. יתכן שתמצאו גם מודולי IR נפרדים עם בקר מיקרו מובנה משלהם, אך המחקר שלי מצא כי אלה עולים יותר מאשר שיבוט Arduino פשוט ו- LED LED. ה- thundercloud_ir_receiever לא אמור לדרוש הסבר, אם כי תרצה לקרוא תחילה את היסודות של I2C.

בבקר הרעם הראשי, אנו מגדירים מצבי הפעלה שונים, כגון ON (אפקטים של ברקים אינם צלילים מופעל), CLOUD (הברק מופעל רק על ידי צליל), חומצה (הענן מציג צבעי טריפי) או צבע בודד פשוט מצבים. להגדרת מצב חדש, הוסף ל- enum ראשית, ואז פתח את המסוף ומצא כפתור של שלט רחוק למפות אותו - כל לחיצה מרחוק צריכה להדפיס שורה של ניפוי באגים. בתוך ה קבלEvent () בשיטה, אנו ממפים את לחיצות המקשים למצב, לכן מוסיפים שם הצהרת מתג נוספת. לבסוף, בעיקר לולאה () בשיטה אנו מנתבים את בחירות המצב לפונקציות תצוגה שונות.

קוד החלקה של המיקרופון הוא במקור מאפרויט פישטתי את זה לצרכינו והוספתי טריגר כשנשמע רעש חזק יותר מהממוצע.

שלב 10: מצבי ברק

תצוגות הברק משלבות שלושה "סוגים" שונים של ברק כדי להשיג משהו מציאותי מספיק, או לפחות נעים לעין. הסוג הראשון הוא סדק(), שם כל נורית LED מופעלת לזמן קצר בין 10-100 מטר. הסוג השני הוא מתגלגל () - כאשר לכל LED יש סיכוי של 10% להפעלה, וכל הלולאה חוזרת על עצמה פי 2-10, עם עיכוב של 5-100 מטר בין כל מחזור. הסוג השלישי הוא רעמים ()אשר בוחר שני חלקים שונים ברצועה, כל אחד בין 10-20 נוריות LED, מהבהב את החלקים הללו בקצרה בין 3-6 פעמים. בחן את השיטות הללו בפירוט כדי לראות כיצד נוריות נוריות בודדות מופעלות - גלגל הצבעים HSV משמש לאורך (כך של לבן הוא H = 0, S = 0, V = 255). אני ממליץ לך לצבוט או לכתוב צגי ברקים חדשים ואז לשתף אותם בתגובות אם אתה מכין אחד שאתה אוהב.

בכל פעם שמפעילים ברקים או מפעילים את הלולאה, הענן בוחר באופן אקראי בין שלושת סוגי הברקים. לבסוף, א לאפס () השיטה מכבה את כל האורות, אחרת הם "יזכרו" את מצבם הקודם.

שאלות או בעיות - אנא צור קשר עם ההערות ואעשה כמיטב יכולתי לעזור. אם יש לך חשבון Github, אל תהסס לפרסם באגים או בעיות בחשבון גשש בעיות במקום זאת. אם ביצעת שינויים או כתבת כמה פונקציות תאורה חדשות, אנא שתף ​​קישור לקוד שלך ב Gist או פסטין.