Светодиодный ночник и часы Batman (Arduino): 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Несколько лет назад я получил несколько кварцевых часовых механизмов и сделал по часам для каждого из детей.

Неизбежно, наш младший теперь тоже хотел часы, и был непреклонен, что это должны быть часы Бэтмена!

Я очень хотел сделать из него что-то «больше», поэтому подумал, что было бы неплохо подсветить логотип Бэтмена, чтобы он выглядел как позывной, который мы видим на фоне облаков в фильме.

Это сработало! Как это часто бывает, особенно со световыми эффектами, изображения в этом руководстве не заслуживают внимания, но ночью оно отлично смотрится на стене.

Необходимые материалы:

1. Кварцевый часовой механизм
2. 9 мм МДФ, примерно 700 мм x 300 мм (более тонкие разрезы тоже подойдут, как и фанера - в основном мы использовали то, что было в гараже)
3. Более короткие деревянные бруски, примерно 15 мм в квадрате (но вы также можете использовать другие обрезки древесины, указанные выше)
4. Грунтовка, наждачная бумага и черная матовая краска
5. Клей для дерева и горячий клей

Электроника

1. Светодиодная лента WS2812 (мы использовали 1-метровую полосу при 60 светодиодах на метр)
2. печатная плата
3. 8-контактный разъем IC
4. 2 подстроечных резистора или потенциометра (мы использовали 50 кОм)
5. Светозависимый резистор
6. Резистор 300 - 500 Ом (мы использовали 470 Ом)
7. Чип Atmel ATTiny85 (но подойдет любой Arduino)
8. Конденсатор 100 мкФ (не требуется при использовании платы Arduino)
9. Конденсатор 1000 мкФ
10. Разъем USB (или какой-то способ подачи 5В на схему)

Инструменты:

1. Лобзик или спиральная пила
2. Паяльник
3. малярный и шлифовальный инструмент

Шаг 1. Выберите дизайн - и вперед

Я быстро выполнил поиск в Google по запросу «логотип Бэтмена».

Когда мы остановились на дизайне, мы увеличили его примерно до размера А3 и использовали его в качестве шаблона на старом обрезке 9-миллиметровой плиты МДФ. Лобзиком мы вырезали форму, и она быстро начала принимать форму!

Шаг 2: Подготовка, шлифовка и покраска

Чтобы получить хорошую отделку, мы отшлифовали все края, а также сняли заусенцы и шероховатости, оставленные лобзиком.

Два слоя грунтовки с промежуточной шлифовкой - все, что требовалось, чтобы обеспечить прочную основу для черного верхнего покрытия. Я рисовал вместе с сыном, чтобы было весело (хотя и грязно!) заниматься вместе.

Шаг 3: Подготовка и установка часов

Мы использовали старые обрезки древесины глубиной примерно 15 мм, чтобы поставить часы с бэтменом на стену.

Используя 10-миллиметровое сверло в центре логотипа, мы установили кварцевый часовой механизм и, используя 7-миллиметровое сверло, проделали отверстие для установки резистора, зависимого от света. Будьте осторожны, устанавливайте его достаточно далеко от часов, чтобы руки не касались датчика и не вызывали «темное» состояние, которое может привести к включению света!

Шаг 4: прикрепите светодиодную ленту к задней части часов

Мы использовали адресные светодиодные ленты WS2812, но подойдет и любая светодиодная лента.

Преимущество адресуемых светодиодов заключается в том, что вы можете изменять цвет и яркость каждого светодиода. В конечном итоге мы хотели, чтобы за логотипом был виден «огонь», поэтому в нашем случае было желательно варьировать цвет светодиодов.

Первым шагом здесь было распространение 1-метровой светодиодной ленты по окружности часов. Мы разрезали полоску с соответствующими интервалами и приклеили отрезки к задней части часов с помощью горячего клея. Следите за стрелками на светодиодной полосе - они должны указывать в одном непрерывном направлении от одного участка полосы к другому!

После склеивания мы снова спаяли сегменты ленты вместе с помощью соединительных проводов, чтобы восстановить цепи, которые мы разорвали, разрезав полоску.

Шаг 5: Создайте схему управления

Мы использовали Atmel ATTiny85 для управления часами, но подойдет любая Arduino. Действительно, мы изначально тестировали схему с Arduino Nano.

Инструкции для адресуемой светодиодной ленты рекомендуют конденсатор емкостью 1000 мкФ и резистор 300-500 Ом между Arduino и полосой.

Следуя этому руководству, мы также использовали два потенциометра, чтобы можно было регулировать яркость и уровень освещенности, при котором загораются светодиоды.

Первый потенциометр был подключен как делитель напряжения, где вход Arduino был подключен к центру. Регулировка этого триммера позволяет нам отправлять сигнал от 0 В до 5 В на Arduino, который он может интерпретировать как желаемую яркость.

Второй потенциометр был подключен последовательно со светозависимым резистором, чтобы мы могли изменять уровни освещенности, при которых включается ночник в часах.

Наконец, мы использовали USB-разъем в качестве источника питания и конденсатор емкостью 100 мкФ на микросхеме ATTiny, чтобы защитить его от шума. Прилагаемые файлы Fritzing, надеюсь, объясняют схему.

Шаг 6: Написание программы

Я хотел создать красные «блики» вдоль светодиодной полосы, которые я хотел, чтобы в целом были желтыми.

Используя прилагаемую таблицу, мы разработали расчет для создания плавно увеличивающейся и уменьшающейся интенсивности красного цвета вдоль полосы. Посмотрите видео, чтобы увидеть эффект.

Я использую стандартный Arduino Uno для загрузки кода в ATTiny85. Обязательно загрузите его до 16 МГц, чтобы получить достойный эффект. Я использовал этот отличный учебник, чтобы создать программиста ATTIny, используя стандартные инструменты Arduino. - Не стесняйтесь использовать прикрепленный файл кода Arduino в качестве начала.

Хотя я использовал ATTiny, любой Arduino будет работать - Uno или Nano сразу намного проще, чем выбранный мной вариант, но при цене менее 1 фунта стерлингов каждый для ATTiny85 это слишком выгодная сделка. игнорируйте эту маленькую фишку.;-)

Мы запрограммировали устройство на включение, когда становится темно, и выключение, когда становится светло.

Кроме того, через два часа он автоматически отключается и ждет, пока не станет ярким, прежде чем снова переключится в темноту. Другими словами, после двух часов включения он ждет до «утреннего» времени, чтобы повторно активировать триггер, который он, вероятно, увидит в следующую ночь.

Шаг 7: ввод в эксплуатацию ночника

Мы обнаружили, что ночник изначально был слишком ярким, поэтому мы уменьшили его с помощью потенциометра яркости.

Другой момент, который требовал регулировки, - это уровень освещенности, при котором ночник включается и выключается. Используя второй потенциометр, мы дождались ночи и настроили его так, чтобы светодиоды загорались, когда свет был выключен, и выключались, когда свет в спальне снова включался.

Наконец, знайте свое напряжение! - Измеритель мощности USB, такой как изображенный, представляет собой удобный небольшой инструмент для проверки потребляемой мощности. На полной яркости наш потреблял более 1 А (то есть> 5 Вт), что превышает возможности некоторых зарядных устройств USB. При уменьшении яркости потребляемая мощность упала примерно до 200 мА, что вполне соответствует возможностям большинства зарядных устройств для телефонов.

Если вы хотите сделать что-то подобное, я надеюсь, вы найдете это руководство полезным - наслаждайтесь!

Шаг 8: Готовый продукт

Эффект вспышки светодиодов работал очень хорошо и обеспечивает небольшую анимацию, которая может создать впечатление света, падающего на проходящие облака. Прелесть использования адресных светодиодов в том, что вы можете изменять и изменять эффект по своему усмотрению!