Luces navideñas con Atmega328: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Se acerca la Navidad y es hora de empezar a hacer algo al respecto. En mi caso, finalmente terminé el instructivo sobre las luces de mi árbol de Navidad.

La idea aquí es simple: agarre un puñado de LED de diferentes colores, conéctelos al controlador LED en paralelo (haciendo que cada uno sea controlable individualmente), diviértase. Esto puede sonar extraño considerando todo el cableado necesario, pero la práctica demostró que esto funciona mucho mejor que las luces fuera de la tienda con sus modos de cableado opacos y sin personalización. El cableado es invisible, los LED están ocultos en las agujas de abeto, todo se controla con un mando a distancia por infrarrojos, los niños y los adultos están felices.

Parece fácil, pero me tomó algunos años terminar esto y hacerlo funcionar en un árbol real. Encontré problemas en algunos lugares inesperados, como el cableado, por ejemplo. Este instructivo está destinado a ayudar a aquellos de ustedes que desean hacer lo mismo sin pasar meses de compras de prueba y error de diferentes cosas en la red.

El proyecto está dirigido a personas con experiencia moderada, ya que tendrás que adaptarlo a tu hardware. Hice una tabla especial para esto hace mucho tiempo, tendrás que inventarla tú mismo. O puede obtener uno de mí, pero aún así, se necesitarán algunas habilidades de soldadura.

Lo que necesitarás:

- La placa controladora (Arduino u otra)

- El circuito de conducción LED. Se recomiendan controladores LED, pero es posible hacer esto con registros de cambio y la biblioteca ShiftPWM

- Al menos 48 LED de diferentes colores

- Alambre de envoltura de alambre 30AWG, al menos 100 metros de él

- Habilidades de soldadura y programación.

- Algo de tiempo y paciencia

Te proporcionaré mi boceto, pero tendrás que adaptarlo a tu dispositivo. APOLOGÍA: Lamento la calidad de las imágenes y los videos, así como la del artículo en sí. No están tan pulidos como me hubiera gustado. Pero entre la familia, el trabajo y un hobby tengo que elegir los dos primeros. Y necesitaba publicar este Instructable ahora, mientras hay tiempo antes de las festividades.

Paso 1: cableado

Los cables eran el principal problema para mí. Con tus luces chinas básicas, obtienes un cableado verde oscuro. Esperaba encontrar el mismo tipo de cables en Internet, pero fue en vano. De hecho, pasé un año intentándolo, ordenando una docena de tipos diferentes y finalmente comprendí que en realidad no importaban.

La cosa es que su guirnalda fabricada básica está conectada en serie. De esto surgen dos problemas:

a) Los cables son bastante gruesos, ya que necesitan llevar la energía de todos los LED en serie, y

b) Estos cables van de una rama a otra del árbol de Navidad a plena vista, perpendiculares a las ramas.

Estos dos problemas requieren que los alambres se mezclen con el follaje del árbol (agujas de abeto). Y no tienen exactamente éxito en hacer esto.

Con lo que tenía en mente (es decir, cada LED individual tiene su propio cableado, está conectado en paralelo), las cosas cambian:

a) Puede utilizar cables muy delgados y

b) Siguen la rama de los LED de espaldas al tronco del árbol, alejándose del punto de vista de los espectadores, siendo así efectivamente invisibles.

¡Bingo! No necesitas el color verde oscuro, puedes tener marrón para combinar con las ramas, o incluso cian como yo tenía, y seguirá siendo invisible.

Esto es algo que descubrí una vez que la guirnalda estuvo en su lugar. Funciona.

Por lo tanto, necesita un cable envolvente de alambre delgado de 30AWG (como este), ya sea verde (que es un poco de color azul) o marrón.

Paso 2: LED

Hay juegos de "LED de 10 colores" disponibles en Internet. Los colores son: rojo, naranja, amarillo, verde pantano, verde, azul, rosa, violeta, blanco frío y blanco cálido. Los dos últimos son interesantes, ya que puedes hacer algunos efectos plateados / dorados con ellos, pero esa es una historia diferente. Los ocho restantes están bien, y el número es muy conveniente, ya que los controladores LED tienen 16 salidas. Recomiendo los LED de 3 mm: son bastante brillantes y lo suficientemente pequeños como para esconderse en las agujas.

Aquellos que siguen mis divagaciones saben que estoy un poco obsesionado con el espectro, y pueden ver que el conjunto de colores no es exactamente coherente con el espectro. Lo más notable es la brecha entre los colores verde y azul.

Bueno, primero, el ojo humano no es tan bueno para discernir estos colores; somos mucho mejores con cualquier cosa que tenga al menos una pizca de rojo. En segundo lugar, casi no hay LED disponibles para llenar el vacío. Por supuesto, hay un proveedor de LED cian en Aliexpress, pero estos son bastante caros (y los encontré demasiado tarde). También hay un montón de estafadores que venden LED verdes básicos como "esmeraldas"; no caigas en esto. Descubrí que el conjunto de 10 colores es bastante bueno; los LED producen colores visiblemente diferentes.

Si logra encontrar estos LED cian a un precio adecuado, le sugiero que reemplace los púrpuras por ellos (colocando el cian entre el verde y el azul). Los púrpuras se parecen más a los rayos ultravioleta, no son muy brillantes pero pueden hacer algunas cosas interesantes en la oscuridad si hay algo blanco cerca de ellos. Por lo tanto, puede hacer una rama separada en su guirnalda para proporcionar magia y misterio.

Paso 3: Montaje

Soldar los LED a los cables lleva tiempo; libere un día para hacer esto incluso con una pequeña guirnalda de 48 LED. Necesitará (además de los LED y los cables):

- Tubo termorretráctil de 1,5 mm;

- Tubo termorretráctil de 2,5 mm;

- Abundante solución de pasas;

y un soldador, obviamente.

Limpie el extremo del cable, envuélvalo alrededor de una pata de LED, aplique una gota de la solución de pasas, suelde. Repite para el segundo tramo. Empuje el tubo de 1,5 mm en la primera unión de soldadura y encogerlo, repita para la segunda. Empuje el tubo de 2,5 mm en ambas patas y encoja. El encogimiento interior es necesario para evitar pantalones cortos, el exterior para una buena apariencia. No se necesita agarre, ya que el artilugio resultante es liviano, las agujas de abeto lo sostendrán bastante bien. (Si su árbol es artificial, es posible que necesite algo para que los LED se adhieran)

Hágalo en grupos de seis, siga el espectro, no olvide verificar que el LED funcione, ya que puede dañarse durante la soldadura, y recuerde marcar el cable del ánodo.

En cuanto a la longitud de los cables, los hice de 50 cm y es un poco corto incluso para el árbol pequeño que tenía. Tuve que estirar los cables en lugar de enrollarlos alrededor de las ramas. Para mi excusa, tenía la intención de hacer una guirnalda de 96 LED (todavía lo hago por cierto), y esta era su mitad superior. En cualquier caso, solo considere que querrá que el cable siga el tallo y luego la rama que sale del controlador y seleccione la longitud en consecuencia.

Paso 4: Conexión del controlador

Usé mi placa UltiBlink SL que fue diseñada básicamente con esta tarea en mente. A menos que tenga / ordene uno, tendrá que hacer el suyo. La placa de pruebas no funcionará aquí, por lo que tendrá que inventar y soldar algo en una placa de prototipos. Los controladores de LED son mejores para esta tarea que los registros de desplazamiento (con la biblioteca ShiftPWM), ya que los controladores no requieren resistencias para cada LED, por lo tanto, menos espacio, menos agujeros, menos soldadura.

Tenga en cuenta que utilicé la versión de extensión de mi placa UltiBlink, la que no tiene las cosas de Arduino (es decir, el microcontrolador) en su parte posterior. Adjunté la placa del microcontrolador (el BlinkeyCore redondo) a la extensión. La verdad es que no se pretendía al principio; se suponía que esta guirnalda particular de 48 LED serviría como la parte superior de una guirnalda de 96 LED, y la inferior tenía un MC a bordo. Aún así, resultó ser bueno ya que a) pude unir la tabla directamente al tallo del árbol con simples bandas elásticas, yb) pude quitar fácilmente la placa del controlador para volver a cargar el boceto. No tuve que sentarme literalmente debajo de un árbol de Navidad con un cuaderno como un Papá Noel geek. Por lo tanto, le sugiero que haga algo similar, es decir, que su placa Arduino / MC sea desmontable del artilugio.

Conecté los LED a 48 salidas en 6 lotes de 8 LED cada uno así: rojo, naranja, amarillo, verde pantano, verde, azul, violeta, rosa; repita 5 veces. Es decir, salida 0 = rojo, salida 1 = naranja, salida 2 = amarillo, etc. El siguiente esquema se basa en este orden para una mayor justicia. Asegúrese de colocarlos en el árbol en el mismo orden, yendo en espiral hacia arriba o hacia abajo. También te sugiero que intentes colocar LED del mismo color en líneas más o menos verticales (encima o debajo de cada uno); todo esto hará que los efectos se vean mucho mejor.

Finalmente, debe considerar el consumo de energía. 48 LED requieren aproximadamente 1 A a 5 V cuando están todos encendidos. Puedes usar un cargador USB, pero debería ser realmente bueno y probado, no una mierda barata de eBay que debería proporcionar suficiente energía pero no lo hace (como el blanco en mis fotos, lo reemplacé más tarde). Con 96 LED tengo la intención de usar dos, uno para cada parte de la guirnalda, solo para asegurarme de que todo funcione según lo previsto. Otro posible enfoque a este problema radica en el software: si se asegura de que no haya más de 25 LED encendidos en un momento dado, podrá ejecutarlo desde cualquier cargador USB o incluso desde el puerto USB de su computadora. Mi dibujo a continuación no lo hace.

Paso 5: control de infrarrojos

IR es bastante bueno y elegante para controlar los modos de tu guirnalda. Afortunadamente, existe una excelente biblioteca IRLib que cubre todas las necesidades. Además, el receptor de infrarrojos tiene una conexión muy sencilla.

Hay muchas instrucciones sobre el uso de controles remotos IR con Arduino, por lo que no entraré en muchos detalles aquí. Si no está familiarizado con él, simplemente reserve una noche para hacer esto, no es ninguna ciencia espacial.

Sin embargo, se necesitan algunas notas para hacerlo más fácil:

1 - Existen diferentes protocolos de comunicación por infrarrojos, siendo el de Philips el más extraño y el de Sony el más lógico y fácil de programar. Afortunadamente, la mayoría de los controles remotos baratos usan el de Sony.

2 - Si tiene algunos controles remotos viejos en algún lugar del garaje, revíselos, es muy posible que funcionen bien. Solía usar el control remoto de mi televisor para controlar uno de mis artilugios navideños, pero esa no es la mejor idea, ya que la señal se refleja en las paredes, por lo que puede cambiar de canal o algo en tu televisor mientras controlas tu guirnalda. Mejor tenga uno dedicado.

3 - Aquí está mi boceto que utilizo para mapear los botones en un nuevo control remoto que funciona con el protocolo de Sony. Vuelca los códigos en el monitor de serie y le permite simplemente copiarlos y pegarlos. Los copio y pego en este archivo, que se incluye en el boceto principal de la guirnalda (abajo). Es muy posible que los códigos para el control remoto genérico (llamado "CarMP3" en la inclusión) ya funcionen con el suyo también.

Paso 6: bosquejo

Ok, este boceto funciona con la placa de mi diseño (48 LED). También es bastante complicado, ya que lo escribí apresuradamente y no tuve tiempo de limpiarlo / comentarlo. Aún así, puede resultarle útil; siéntete libre de tomar los pedazos que necesites y hacer lo que desees. La forma más sencilla sería simplemente reemplazar todas las instancias de las funciones de la biblioteca DMdriver por las suyas. Hay tres en total: test.setPoint (int x, int y) establece la salida #x en Y (Y es un número de 16 bits); test.clearAll () establece todas las salidas en cero y test.sendAll () actualiza la información en el controlador LED (envía los datos allí, cambiando los estados del LED simultáneamente). Incluso sin el control remoto, funcionará. Una vez hecho esto, verifique la parte anterior de este Instructable, asigne los botones en su control remoto y coloque los códigos en el archivo de inclusión.

Si eres un orgulloso propietario de un UltiBlink, podrás ejecutar el boceto de la caja (tienes la biblioteca DMdriver, ¿verdad?); no dude en ponerse en contacto conmigo si algo sale mal, ya conoce la dirección.

Buena suerte, diviértete, haz preguntas; intentaré responderlas, feliz Navidad y, con suerte, escribiré algo nuevo pronto.