عصا الرسم بالضوء متعددة الألوان القائمة على اردوينو: 13 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

الرسم الضوئي هو تقنية يستخدمها المصورون ، حيث يتم استخدام مصدر الضوء لرسم أنماط مثيرة للاهتمام وستقوم الكاميرا بتجميعها معًا. نتيجة لذلك ، ستحتوي الصورة على مسارات الضوء فيها والتي ستعطي في النهاية مظهرًا للوحة باستخدام الضوء.

عادةً ما يستخدم المصورون أدوات مثل مصابيح الشعلة وأضواء الأنبوب ومصدر آخر للضوء لإنشاء لوحات ضوئية ، لكن هذه الأدوات محدودة للغاية بنطاق ضيق من الألوان والتعامل الصعب والتحكم. يمكن لعصا الرسم بالضوء التي صنعتها التغلب بسهولة على هذه القيود.

الملامح الرئيسية لعصا الرسم بالضوء لدينا هي:

• تعمل بالواي فاي - يمكن التحكم في عصا الرسم الضوئي هذه (تشغيل / إيقاف ، تغيير الألوان) بسهولة بالغة باستخدام متصفح بسيط داخل أي أجهزة مزودة بتقنية WiFi. وبالتالي ، ستعمل أجهزة WiFi هذه كجهاز تحكم عن بعد ويمكن للمصورين اللعب بمجموعة متنوعة من الألوان أثناء إنشاء أعمالهم الفنية.
• الألوان القياسية - تم ترميز هذه العصا لإصدار ألوان قياسية مثل (أحمر ، أزرق ، أخضر ، ذهبي ، قوس قزح ، أبيض) باستخدام إدخال زر بسيط.
• ألوان مخصصة - بصرف النظر عن الألوان القياسية ، فإن هذه العصا قادرة تمامًا على توليد أي لون حسب رغبة المصور. تمت إضافته بميزة إدخال رمز RGB من أي لون كما تريد مثل السماوي والأرجواني والفيروزي والزيتون والمارون وما إلى ذلك. ابحث عن "رموز ألوان RGB هنا" واستخدمها للحصول على لونك المخصص.

الخطوة 1: المواد المطلوبة

لقد قمت بإدراج المواد المطلوبة لعمل هذا المشروع. لقد أضفت أيضًا الروابط حيث يمكنك شراؤها من Amazon.com. سيكسبني شراء المواد من الروابط أدناه بعض العمولات وسيدعمني بدوره في المشاريع المستقبلية:)

1. Arduino Uno - شراء هنا
2. شريط RGB WS2812 LED (25 LED) - اشتري من هنا
3. بنك الطاقة (5 فولت ، 10000 مللي أمبير) - اشتري من هنا
4. وحدة ESP8266 - اشتري من هنا
5. وحدة المحول المنطقي ثنائي الاتجاه - اشترِ هنا
6. توصيل الأسلاك

WS2812 RGB LED Strip - يتم ربط مصابيح RGB LED هذه ببعضها البعض وتباع في وحدات 60/120 جهاز كمبيوتر شخصى. أكثر ما يبرز هو أن RGB LED هذا يحتوي على شريحة مدمجة فيه مما يجعل جزء التحكم سهلاً للغاية. شرح مفصل عن هذا خارج هذا النطاق. تحقق من هذا الرابط "WS2812 LED Strip working" لمزيد من التفاصيل.

وحدة ESP8266: هذه لوحة تطوير WiFi صغيرة جدًا تستخدم على نطاق واسع في مشاريع IOT. تحقق من هذا الرابط "الشروع في استخدام وحدة ESP8266" إذا لم تكن قد استخدمت ESP8266 من قبل.

وحدة المحول المنطقي ثنائي الاتجاه: تمكّن هذه الوحدة Arduino من التواصل مع وحدات ESP8266 عن طريق تحويل الإشارة من مستوى 5V إلى مستوى المنطق 3.3v.

الخطوة 2: مخطط الكتلة

يعتمد مشروع الرسم الضوئي هذا على مفهوم إنترنت الأشياء (IOT) حيث يتصل جهازي شبكات مع بعضهما البعض لتشكيل شبكة تقوم بدورها بإنشاء اتصال وتحكم. هنا سوف يستضيف Arduino صفحة ويب ويعمل كخادم. تم تصميم صفحة الويب هذه بطريقة تأخذ مدخلات التحكم LED (الألوان: الأحمر والأزرق والأخضر وتشغيل / إيقاف) من المستخدم. يمكن الوصول إلى صفحة الويب المستضافة هذه عبر جهاز يدعم WiFi متصل بـ Arduino ويتحكم في شريط RGB LED المتصل به.

لفهم هذا المشروع بشكل أفضل ، أنصحك بقراءة "إنشاء خادم ويب Arduino باستخدام ESP8266". سيوفر لك هذا فهمًا مفاهيميًا أساسيًا حول كيفية عمل هذا المشروع. باختصار ، ستقوم Arduino بتنفيذ الأنشطة التالية في هذا المشروع:

1. أمر ESP8266 للانضمام إلى نقطة اتصال WiFi الخاصة بجهازنا.
2. أنشئ خادمًا باستخدام لوحة ESP ، استضف صفحة الويب في Arduino نفسه وانتظر العملاء الخارجيين (متصفح الجهاز) لتقديم الطلب
3. بمجرد إدخال طلب العميل ، سيرسل Arduino صفحة الويب إلى العميل (متصفح الجهاز) عبر وحدة ESP8266.
4. بعد ذلك ، سوف يقوم بالبحث بلا حدود عن أوامر LED (سيتم شرحها في قسم واجهة الويب) من العميل.
5. بمجرد استلام أوامر LED ، سيقوم Arduino بمعالجة ذلك وتنشيط شريط RGB LED المتصل به.

الخطوة 3: مخطط الدائرة

يوضح مخطط الدائرة أعلاه كيفية توصيل Arduino بشريط ESP8266 و RGB LED. كما يمكنك ملاحظة أن TX و RX من Arduino والتي ستدخل في محول Logic حيث ستتحول الإشارات إلى 3.3 فولت متوافقة مع ESP8266. دبوس 6 من Arduino وهو دبوس PWM يغذي نبض التحكم في الوقت للتحكم في لون شريط RGB LED.

هناك نوعان من مصابيح LED التي تعمل كمؤشرات لهذا المشروع. يشير مؤشر LED D2 إلى متى يتم تشغيل المشروع. بينما يشير مؤشر LED D1 إلى وقت إنشاء Arduino بنجاح لخادم ويب. سيساعد هذا المؤشر الأخضر المستخدم على إدراك أن الخادم جاهز لتلقي الطلب من العميل (المتصفح).

يعد اختيار powerbank أمرًا مهمًا حقًا لأن الدائرة يمكن أن تسحب تقريبًا أقصى تيار يبلغ حوالي 1700 مللي أمبير. لقد استخدمت بطارية 5.1 / 10000mah بإخراج حالي يبلغ 2A في أي لحظة.

الخطوة 4: توصيل جهاز ESP8266 بنقطة اتصال WiFi

وحدة ESP8266 قادرة على تذكر النقاط الفعالة المقترنة. يعمل هذا المشروع بناءً على قدرته على الاتصال التلقائي للاتصال بنقاط الاتصال السابقة. يمكن التحكم في وحدة ESP8266 باستخدام أوامر AT محددة مخصصة لها. باستخدام Arduino ، يمكننا تمرير هذه الأوامر وإجبار وحدة ESP على الاتصال بجهازنا Hotspot.

للقيام بذلك ، قم بتحميل الكود "Bareminimum" إلى Arduino. الآن قم بتوصيل ESP8266 بـ Arduino كما هو مذكور أدناه باستخدام ناقل الحركة المنطقي.

Arduino RX -> المنطق شيفتر -> ESP8266 RX

Arduino TX -> المنطق شيفتر -> ESP8266 TX

افتح الآن شاشتك التسلسلية بمعدل باود يبلغ 57600 (معدل البث الافتراضي لوحدات ESP8266) وحدد "كلا من NL و CR". اكتب الأوامر التالية.

1. في
2. AT + RST
3. AT + CWJAP = "SSID الخاص بجهازك" ، "كلمة المرور الخاصة بك"

بمجرد حصولك على التأكيد "WIFI CONNECTED" و "WIFI GOT IP" في شاشتك التسلسلية. تم الانتهاء من هذه الخطوة وسيتم توصيل وحدة ESP تلقائيًا بجهازي في المرة التالية التي يتم تشغيلها فيها.

الخطوة 5: واجهة الويب ورمزها

تعد واجهة الويب ذات أهمية كبيرة لأنها ستكون بمثابة واجهة مستخدم تنتقل من خلالها الأوامر إلى Arduino عبر ESP8266. واجهة الويب الخاصة بنا بسيطة جدًا ومشفرة بتنسيق HTML عادي. تمرر الأزرار الموجودة في هذه الواجهة أمر GET مع معلمة URL مع كل ضغطة زر. فيما يلي قائمة الأزرار مع معلمات URL ذات الصلة.

1. 6 أزرار للألوان القياسية - "/ أحمر" ، "/ Gre" ، "Blu" ، "/ Whi" ، "/ Gol" ، "Rai"
2. إدخال لون مخصص باستخدام قيم RGB - "؟ R = 255 & G = 255 & B = 255"
3. إيقاف الشريط - "/ Off"

لبعض الأسباب لم أتمكن من وضع رمز واجهة الويب هنا ، يمكنك الحصول على هذا الرمز في هذا الارتباط.

الخطوة 6: الخوارزمية والكود

قبل إعداد الجهاز ، يجب تحميل الكود إلى Arduino لأنه يجب تعبئته داخل حاوية ولا يمكن القيام به في أي وقت لاحق. لقد كتبت الخوارزمية التي ستساعدك على فهم كود Arduino منذ ذلك الحين.

الخوارزمية:

1. أعد تعيين الوحدة النمطية ESP8266 بإرسال الأمر "AT + RST / r / n".
2. تحقق من الاستجابة من ESP8266 لمعرفة ما إذا كان الاتصال بنقطة اتصال أجهزتنا ناجحًا. بمجرد الاتصال ، ابدأ في تغذية تسلسل الأمر "إنشاء الخادم" (راجع أدناه) إلى ESP8266.
3. مراقبة الاستجابة لكل أوامر الإدخال.
4. يجب أن ترجع كل هذه الأوامر استجابة "موافق / r / n" ، في حالة الاستجابة غير الصحيحة كرر الأمر مع استجابة غير صحيحة أو "خطأ".
5. بمجرد تشغيل كل تسلسل أوامر إنشاء الخادم بنجاح ، قم بإضاءة مؤشر LED الأخضر في الطرف 12 من Arduino. سيكون مؤشرا للمستخدم لتقديم طلب العميل.
6. إجبار Arduino على انتظار طلب العميل من أي متصفح يقع داخل الشبكة المحلية أو الشبكة.
7. بمجرد دخول طلب العميل ، تحقق من معرف الاتصال وأرسل الأمر "AT + CIPSEND…." عن طريق إدخال معرف الاتصال المناسب إليه.
8. يستجيب ESP8266 بعلامة ">" تشير إلى استعداده لاستقبال الأحرف. عند استلام هذا ، أرسل رمز صفحة الويب الذي رأيناه في خطوة سابقة إلى متصفح العميل عبر وحدة ESP8266.
9. ستكون صفحة الويب الآن مرئية في متصفح العميل للمستخدم ، ثم يدخل Arduino في حالة المسح إلى أجل غير مسمى لـ "أوامر LED" من العميل.
10. تمت كتابة صفحة الويب بطريقة توفر معلمة URL فريدة لكل ضغطة زر ، لذلك كلما تم الضغط على زر ، ستقوم وحدة ESP بتمرير طلب GET باستخدام معلمة URL الفريدة هذه.
11. يجب أن يعالج Arduino عنوان URL هذا ويوفر التحكم في شريط RGB LED وفقًا لذلك.

أوامر إنشاء الخادم:

• في
• AT + CWMODE = 3
• AT + CIPSTA = 192.168.43.253 (لجهاز android)
• في + CIPMUX = 1
• AT + CIPSERVER = 1 ، 80

الشفرة:

لكي تنجح في هذا المشروع ، تحتاج إلى تثبيت "مكتبة Adafruit's Neopixel" وتنزيلها وتثبيتها.

يمكنك الحصول على كود Arduino لهذا المشروع في هذا الرابط -> "عصا الرسم بالضوء تعمل من Arduino"

الخطوة 7: تحضير Light Stick

لقد صنعت مقطع فيديو عن صنع هذا "عصا الرسم بالضوء" ، ألق نظرة على مزيد من الوضوح.

ابدأ بلحام الأسلاك حتى نهاية شريط LED. استمر في وضع بعض الغراء الساخن عليه لجعل الاتصال أقوى. ابحث عن قطعة من الشريط البلاستيكي يمكنك لصق شريط LED عليها. لقد استخدمت أنبوب التغليف البلاستيكي الذي تأتي منه الدوائر المتكاملة. لقد حصلت على الكثير من هذا في منزلي ، لذلك قررت الاستفادة من هذا وهو مناسب تمامًا.

اقطع أنبوب التغليف أو أي شيء تجده صالحًا للاستخدام بالحجم المطلوب. لقد قمت بلصق شريط LED فوق أنبوب التغليف باستخدام مادة لاصقة قوية. قد لا يكون الغراء الساخن فكرة جيدة لهذا ، لأن الحرارة الزائدة قد تلحق الضرر بمصابيح LED وهذا هو آخر شيء نريد حدوثه. ثم تركته يجف لمدة 20 دقيقة للسماح له بالضبط.

الخطوة 8: اختيار الحاوية وإعداد العصا

هذه خطوة مهمة جدًا نظرًا لأن وحدات powerbank و Arduino ومؤشر LED ووحدات ESP8266 ستدخل في هذه الحاوية. حدد حاوية بحجم مناسب بحيث يمكنها استيعاب كل ما سبق. لقد اخترت حاوية أسطوانية بحيث يسهل علي حملها أثناء تشغيلها.

منذ أن اخترت واحدة أسطوانية ، حددت الاتجاه الذي سيواجه فيه شريط LED بعلامة السهم. لقد قمت بتمييز الحاوية لإرشادي أثناء وضع المحتويات داخل الحاوية. ضع ثقبًا صغيرًا في غطاء الحاوية بمسدس لحام. تأكد من عمل فتحة كبيرة بما يكفي لتناسب عصا الضوء بداخلها.

بمجرد وضع العصا داخل الغطاء ، قم بإغلاقها بمساعدة مسدس الغراء وتأكد من ثبات العصا وعدم تحركها.

الخطوة 9: تجميع Power Bank و Indicator LEDs

سيكون بنك الطاقة ثقيلًا جدًا مقارنة بالمكونات الأخرى في هذا المشروع. ضع بنك الطاقة على الجانب الأيسر من الخط المرسوم في الحاوية. لذلك من المهم التأكد من أنه لن يتحرك أثناء التشغيل. لهذا الغرض ، استخدمت رقعة فيلكرو ولفتها بإحكام حول بنك الطاقة. داخل الحاوية وضعت زوجًا آخر من رقعة الفيلكرو. لقد قمت بلصق بنك الطاقة مقابل رقعة Velcro وهو يحتفظ به بإحكام شديد وهذا ما أحتاجه.

ضع مفتاحًا في الجهة المقابلة للخط المرسوم. يهدف هذا المفتاح إلى تشغيل / إيقاف تشغيل المشروع بأكمله. تحت التبديل. ضع مؤشري LED (الأحمر والأخضر) وقم بتلحيمهما بمقاوم لكل منهما (راجع مخطط الدائرة في الخطوة 3) للرجوع إليها. يجب أن يكون كل من LED والمفتاح معاكسًا للاتجاه الذي ستدخل فيه عصا الإضاءة. وذلك لتجنب تداخل الضوء غير المرغوب فيه من مؤشر LED أثناء الطلاء بالضوء. قم بتوصيل كبل USB المجرد وعدد قليل من الموصلات بالزر كما هو موضح في الصورة الأخيرة. توجد كبلات الموصل لتشغيل وحدتي Arduino و ESP8266.

الخطوة 10: تجميع وحدتي Arduino و ESP8266 داخل الحاوية

قم بتجميع لوحة Arduino ووحدة البرنامج الإضافي ESP8266 والتي تحتوي أيضًا على شيفتر مستوى المنطق ثنائي الاتجاه. قم بتوصيلها ، والصقها ووضعها معًا. بمجرد الانتهاء من وضع هذا داخل الحاوية ، قمت بذلك بعناية فائقة ، حيث يجب أن أتأكد من عدم تشابك أي من الأسلاك. هذا لأنني اخترت حاوية بقطر أقل. ولكن على الجانب المشرق ، فإن الحاوية سهلة الاستخدام للغاية ويمكن وضعها بسهولة في راحة يدي.

قم بتوصيل الأسلاك من عصا الطلاء بالضوء إلى محطات الطاقة والدبوس السادس من Arduino. بمجرد الانتهاء ، أغلق غطاء الحاوية بعناية.

الخطوة 11: غطيه

قم بتغطية الحاوية بشريط أسود أو أي مادة أخرى. هذا لمنع تداخل الضوء من إزعاج عمل الرسم بالضوء. هذا لأن Arduino و ESP8266 و Power Bank بها مصابيح LED. قد يؤدي إبقائهم مكشوفين إلى إعاقة الصور وإفسادها.

لقد استخدمت شريطًا أسودًا لهذا الغرض. على الرغم من أنه يمكنك استخدام أي شيء آخر من اختيارك لهذا الغرض ، فبمجرد الانتهاء من تشغيل WiFi ، تصبح عصا الرسم بالضوء جاهزة الآن لرسم بعض الأشكال الرائعة.

الخطوة 12: اختبرها

1. قم بتشغيل المفتاح ويجب أن يضيء مؤشر LED الأحمر
2. انتظر حتى يضيء مؤشر LED الأخضر ، يحدث هذا عادةً في غضون 5 إلى 10 ثوانٍ ويشير إلى أنه تم إنشاء خادم Arduino.
3. بمجرد تشغيل Green LED ، افتح المتصفح في جهازك واكتب عنوان IP 192.168.43.253 ، قم بتشغيل عنوان URL
4. يجب أن يتم عرض صفحة الويب التي رأيناها في الخطوة 5 على شاشتك.
5. تفاعل الآن مع واجهة الويب وتحكم في شريط LED
6. واذهب وارسم بعض اللوحات الخفيفة الرائعة.

الخطوة 13: أشياء يجب تذكرها وقليل من الصور

• يعتمد هذا المشروع على قدرة ESP8266 على الاتصال التلقائي بنقطة اتصال WiFi بمجرد تشغيلها. لذلك يجب إقران ESP8266 وجهاز نقطة الاتصال الخاصة بك مرة واحدة على الأقل قبل الاستخدام في هذا المشروع.
• تمت برمجة Arduino بطريقة للتعامل مع اتصال عميل واحد فقط مما يعني أن متصفحًا واحدًا فقط يمكنه طلب Arduino للتحكم في LED
• هناك وقت انتظار لإنشاء الخادم بواسطة Arduino باستخدام ESP8266. يمكن معرفة نهاية وقت الانتظار هذا بواسطة مؤشر LED الأخضر.
• بمجرد أن يضيء مؤشر LED الأخضر ، من الجيد أن تبدأ طلب العميل من متصفحك. يجب عليك تزويد المشروع بأكمله بمصدر 2A على الأقل من أجل إبقائه خاليًا من المتاعب.
• تم اختبار هذا المشروع بنجاح مع Google chrome لسطح المكتب و Opera للهواتف الذكية.

آمل أن يعجبكم جميعًا هذا Instructable ، جرب هذا واسمحوا لي أن أعرف النتيجة. لقد كنت أخطط لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لهذا المشروع وسأقوم بنشره قريبًا هنا. المزيد من أفكار التحسين موضع ترحيب كبير.

استغرق هذا المشروع وقتًا طويلاً في الإنشاء والتوثيق لإنشاء Instructable. يرجى التصويت لي في "مسابقة LED" و "مسابقة Arduino" و "مسابقة التحكم عن بعد" إذا كنت تعتقد أن الأمر يستحق ذلك. آمل أن أراك مع تعليمات أخرى

الوصيف في مسابقة LED 2017