Luciérnagas Arduino: 11 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Una de las cosas que espero con ansias con los veranos en Pensilvania son luciérnagas en mi patio trasero. Recientemente me enseñé a programar por mí mismo con Adruino con el propósito de hacer este sencillo proyecto. Es un gran programa para empezar y es bastante fácil para cualquier programador, desde principiante hasta experto, para construir, modificar y divertirse en solo unos minutos. Empecemos.

Paso 1: lo que necesitará

Para que sus errores parpadeen, necesitará estos componentes:

• Arduino. Empecé con el Nano, sin embargo, cualquier microcontrolador compatible con Arduino servirá.
• LEDs amarillos, 5 mm. Puede utilizar hasta 6 de ellos.
• Resistencias Necesitará una resistencia por LED para limitar la corriente. Usé 470 ohmios, pero cualquier valor superior a 150 ohmios debería estar bien para proteger su microcontrolador.
• Tablero de circuitos.
• Cable pasa corriente.

Para completar el proyecto de su patio trasero, necesitará:

• Caja de proyecto resistente a la intemperie.
• Batería de 9 voltios con conector. (Consulte las notas al final de esta sección).
• Cambiar. (Elegí estos interruptores a prueba de agua. Si no los usa en el exterior, cualquier interruptor servirá).
• Unos metros de cable para colocar los LED por el jardín. Usé aproximadamente 10 pies de cable Ethernet Cat5 por LED.
• Una pequeña placa de pruebas o una placa de perforación.
• Un prensaestopas resistente a la intemperie a través del cual pasan los cables LED. (Puede omitir esto si no lo está usando afuera también).
• Tubo termorretráctil para proteger sus colillas de insectos LED.
• Tiras verdes de velcro (es decir, velcro) para fijar las luciérnagas LED a las plantas y postes de su jardín.

• Encabezados macho para conectar componentes a su pequeña placa de pruebas.

Instrumentos:

• Brocas para la caja del proyecto. (Aproveche esta oportunidad para conseguir un buen paso. Se alegrará de haberlo hecho).
• Pistola de silicona.
• Soldador.
• Herramienta rotativa (es decir, Dremel) para crear espacio en la caja del proyecto si lo necesita.

Algunas notas aquí:

1. La elección de la batería fue para una puesta en marcha rápida y sencilla. Usar una batería de 9 voltios de forma permanente es un poco desperdicio. Es mejor que use un soporte de batería AA 4x para una vida más larga (sin embargo, necesitará una caja de proyecto más grande para colocarlo).

2. Si elige deconstruir un cable Ethernet Cat 5 para los cables, asegúrese de que sean de núcleo de cobre y envuélvalos cuidadosamente alrededor de un poco de PVC para mantenerlos organizados mientras trabaja. Nuevamente, utilicé aproximadamente 10 pies de cable por LED. Si desea extender las luces a lo largo y ancho, ¡use cables más largos!

3. Por último, todos los enlaces que proporcioné son meras sugerencias. Lea todo este Instructable antes de construir o comprar cualquier cosa, ya que obtendrá una mejor comprensión de cómo le gustaría proceder personalmente.

Paso 2: construye el circuito

Este proyecto utiliza los pines de modulación de ancho de pulso en su Arduino. El microcontrolador tiene 6 de estos pines y puede usar tantos como desee. El circuito es bastante sencillo. Conecte toda la energía de los pines D3, D5, D6, D9, D10 y D11 de modulación de ancho de pulso (PWM) a los extremos positivos de sus LED. Conecte los extremos negativos a las resistencias y luego a una tierra común. (Las resistencias pueden ir delante o detrás del LED. No hay ninguna diferencia a menos que desee protegerse contra cortocircuitos en corrientes más altas). Incluí algunos esquemas para ayudar con el cableado. (Los diagramas se crearon con el software de diseño Fritzing).

Paso 3: el código

Si es un programador experimentado, encontrará este código simplista. Es un gran código para comenzar a aprender, ya que te presenta el uso de variables, modos de pin, funciones e incluso un generador aleatorio. El código no es tan compacto como podría ser, ya que estoy seguro de que se puede lograr el mismo efecto con matrices, etc.

Los comentarios del código establecen la lógica de cada sección. El código completo está incrustado aquí y puede descargar el boceto a continuación.

/*

Este script hace parpadear 6 LED (amarillos, por supuesto) en orden aleatorio a intervalos aleatorios usando PWM. Cada LED está controlado por su propia función. * / int led1 = 3; // LED conectado al pin 3 de PWM, etc. Usé los 6 pines de PWM. int led2 = 5; int led3 = 6; int led4 = 9; int led5 = 10; int led6 = 11; randnum largo; // randnum controla el intervalo de tiempo entre flashes y randbug largo; // randbug controla qué error se enciende. configuración vacía () {pinMode (led1, SALIDA); // Establecer todos los pines PWM como salidas. pinMode (led2, SALIDA); pinMode (led3, SALIDA); pinMode (led4, SALIDA); pinMode (led5, SALIDA); pinMode (led6, SALIDA); } bucle vacío () {randbug = aleatorio (3, 12); // randbug elige aleatoriamente una función para ejecutar, // por lo tanto elige aleatoriamente un error para que se ilumine. si (randbug == 3) {error1 (); } if (randbug == 5) {bug2 (); } if (randbug == 6) {bug3 (); } if (randbug == 9) {bug4 (); } if (randbug == 10) {bug5 (); } if (randbug == 11) {bug6 (); }} / * * Cada una de estas funciones funciona de la misma manera. 'for loops' aumenta y luego disminuye * la salida de ese pin para controlar el brillo del LED. * 'randnum' es un intervalo de tiempo aleatorio entre 10 y 3000 ms * y elige un intervalo de tiempo entre los flashes de errores. * 'delay 10' es solo para el efecto de desvanecimiento. * / void bug1 () {randnum = aleatorio (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led1, fadeValue); retraso (10); } retraso (randnum); } void bug2 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led2, fadeValue); retraso (10); } retraso (randnum); } void bug3 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led3, fadeValue); retraso (10); } retraso (randnum); } void bug4 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led4, fadeValue); retraso (10); } retraso (randnum); } void bug5 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led5, fadeValue); retraso (10); } retraso (randnum); } void bug6 () {randnum = random (10, 3000); for (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) {analogWrite (led6, fadeValue); retraso (10); } retraso (randnum); }

Paso 4: construye la caja

Una vez que haya flasheado su Arduino con el código y haya conseguido que sus luciérnagas funcionen de la manera que desee, es posible que desee ponerlas en el jardín; eso significa una caja de proyecto y algo de encogimiento de calor para mantener secos el Arduino y los LED. ¡Hagamos!

Paso 5: ¡Construyendo colillas de insectos

• Recorte los cables del LED a unos 5 mm.
• Pele y estañe los extremos de los cables que está utilizando, también unos 5 mm.
• Deslice un tubo termorretráctil de 1 mm sobre cada extremo del cable.
• Suelde el LED al cable. (En este punto, debe elegir qué cable de su par será positivo y cuál negativo. Elegí el cable sólido como positivo y el cable blanco como negativo. ¡Mantenga esa estrategia durante todo el proyecto para evitar dolores de cabeza más adelante!)
• Deslice el termorretráctil hacia arriba por todo el cable desnudo y los cables LED. Pasa una llama rápida sobre ellos para encogerlos hasta convertirlos en cables.
• Desliza otro trozo de termocontraíble sobre el LED y los cables con la lente del LED sobresaliendo del extremo y derrítelo en su lugar.
• Desliza algunos trozos de termorretráctil sobre el alambre en toda su longitud y derrítelo cada pocos pies para mantener el alambre ordenado.

Paso 6: Prepare la caja del proyecto

• Use una herramienta rotativa con una broca de tambor de lijado para limpiar cualquier plástico innecesario en la caja de su proyecto. (Tenga cuidado de no cortar ningún tornillo de montaje que pueda necesitar para volver a armar su caja).
• Decida dónde quiere que esté su interruptor y que salgan los cables LED. Sugiero los lados, pero use lo que funcione con sus necesidades.
• Use la broca del tamaño apropiado para hacer agujeros para su prensaestopas y el interruptor.

Nota: En la foto de arriba, verá que hice un "cable falso". Este es un paquete de 6 pares del cable que utilicé para los LED con termorretráctil para agruparlos. Lo usé para asegurarme de que el prensaestopas encajaría bien con el manojo de cables real y también para probar la resistencia al agua de la caja una vez que el interruptor, el prensaestopas y la tapa estaban encendidos. (Después de estar sumergido durante 24 horas en 6 pulgadas de agua, tenía muy poca humedad en el interior. Me encantaría llamar a esta caja "resistente a la intemperie").

Paso 7: ¡Traiga el poder

• Determina cuánta batería y cable de interruptor necesitarás para llegar a tu Arduino colocando aproximadamente los tres componentes en la caja del proyecto. Recorte los cables del interruptor y el conector de la batería de 9V. Pele y estañe los extremos. Deslice un poco de termocontraíble en su lugar para el siguiente paso.
• Corta dos clavijas de cabezal macho de tu tira (pero mantenlas pegadas).
• Suelde el cable rojo del conector de la batería de 9 V a un extremo del interruptor. Suelde el otro extremo del interruptor a una clavija de cabezal macho. Suelde el cable negro de la batería a la otra clavija del cabezal macho.
• Como se muestra en el diagrama anterior, los pines del encabezado irán a la placa de pruebas para alimentar el Nano en el VIN (positivo) y GND (negativo). El pin VIN puede manejar de 7 a 12 voltios. Si planeas alimentar tu Arduino de otra manera que no sea una batería de 9V, usa un pin de suministro diferente.

Paso 8: Modifique el Nano si es necesario

Como la caja de mi proyecto era bastante poco profunda, necesitaba quitar los pines del encabezado ICSP para encajar. Estos pines son una interfaz secundaria con su Arduino. Eliminarlos no dañará su Nano, ya que siempre puede cargar scripts a través del puerto USB.

Nota: Si su Nano vino necesitando pines de encabezado para ser soldados, simplemente omita estos pines al ensamblar su Arduino.

Paso 9: Cablee el interior

• Conecte el puerto del prensaestopas para cables a la caja del proyecto en el orificio que le hizo. Si está confundido acerca de cómo usar un prensaestopas, este video que encontré en YouTube muestra uno ensamblado. (avance rápido a 0:57.) Es posible que la suya tenga una arandela de goma. Va entre la caja del proyecto y la tuerca exterior del prensaestopas.
• Reúna los extremos sueltos de los cables LED. Aprovecha este tiempo para recortarlos a la misma longitud, pelar y estañar los extremos. Pase los extremos a través de la tapa del prensaestopas y use un trozo de termorretráctil para juntar los extremos, dejando suficiente longitud para alcanzar la placa de pruebas en el interior de la caja.
• Introduzca el manojo de cables a través del puerto del prensaestopas en la caja del proyecto y gire la tapa del prensaestopas para bloquear los cables en su lugar, preferiblemente alrededor del termocontraíble que utilizó para agruparlos.
• Separe los cables de tierra de los cables positivos (recordando cuáles eligió anteriormente). Suelde todos los cables de tierra en una tierra común. Conecte un cable corto de ese manojo y termínelo con 1 cabezal macho. Utilice termorretráctil para proteger sus juntas soldadas desnudas.
• Suelde los cabezales macho en los extremos de cada cable positivo. Nuevamente, use termocontraíble.
• Inserte los encabezados macho del extremo positivo en la placa de pruebas para conectarlos a los pines PWM en el Arduino.
• Inserte la tierra común en la placa de pruebas para que pase a través de una resistencia limitadora de corriente y luego a GND en el Arduino.
• Coloque la batería y coloque el interruptor a través del orificio en la caja que taladró anteriormente. Coloque la arandela de goma entre la caja del proyecto y el tapón de rosca. Enchufe los cables de alimentación en la placa de pruebas.
• Encaje o atornille la tapa a la caja. ¡Listo!

Nota: Observe que en los esquemas y en las etapas de desarrollo utilicé una resistencia limitadora de corriente por LED. Por lo general, cada LED debe tener su propia resistencia, ya que, por lo general, se ilumina más de un LED a la vez. El código no permite que se encienda más de un LED a la vez, por lo tanto, usar solo una resistencia está bien para proteger el Arduino. Esto también ahorra espacio en la pequeña placa de pruebas o tiempo para soldar cada LED con una resistencia en línea. Dicho eso… ¡¡¡ADVERTENCIA !!! Si planea alterar el código para que se ilumine más de un LED a la vez, necesitará resistencias separadas para cada LED.

Paso 10: Úselo

Use correas de velcro o toques de pegamento caliente para fijar los LED a las plantas, cercas, flamencos rosados o cualquier otra cosa en su jardín. Úselos en el interior metiéndolos en botelleros, detrás de cortinas o incluso cuelgue los cables del techo para obtener un efecto de flotación 3D en la oscuridad. Estos serían un gran toque para fiestas, bodas, cine y fotografía.

Paso 11: Yendo más lejos …

Como se mencionó anteriormente, esta es una versión temprana de este proyecto, ¡pero está lleno de mucho potencial! Haga funcionar más LED conectando un registro de desplazamiento (consulte este instructable de JColvin91 para aprender cómo). ¡Agregue un sensor de luz, un cargador solar y un temporizador para una función de "configúrelo y olvídese"! Juega con el código para agregar tu propio toque a los errores. Comparte lo que haces y disfruta !!

ACTUALIZACIÓN: En las últimas dos semanas desde que se publicó este Instructable, muchos colaboradores han sugerido mejoras brillantes en el código, el hardware y la ejecución de este proyecto. Le recomiendo encarecidamente que si planea construir esto, lea los comentarios y las respuestas para obtener ideas sobre cómo hacer estos bichos relámpago de maneras que no planeé. Es en el espíritu de la creación de código abierto que doy la bienvenida a todas las ideas que ayuden a desarrollar este proyecto en más de lo que creía posible … y agradezco a todos los que hicieron que eso sucediera.

Ir. ¡¡¡Hacer!!!