إضاءة مزاجية تفاعلية مفتوحة المصدر: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

سيتناول هذا الدليل كيفية صنع ضوء تفاعلي متعدد الوظائف. جوهر هذا المشروع هو BlinkM I2C RGB LED. عندما كنت أتصفح الويب ذات يوم ، لفتت BlinkM انتباهي ، واعتقدت أن هذا أمر رائع للغاية. لذلك ، بعد شهرين ، قررت أن أجعل نوعًا من الإضاءة المزاجية باستخدامه. وهي كذلك!

الخطوة 1: ما سوف تحتاجه

يمكن أن يكون هذا المشروع غير مكلف للغاية إذا كنت تستخدم العناصر الصحيحة. سألاحظ الأجزاء البديلة التي يمكن استخدامها لجعل صنعها أقل تكلفة. لقد استخدمت للتو بعض المكونات الأغلى ثمناً ، نظرًا للوجه الذي يجعل عملية البناء أسهل قليلاً.

مصدر الضوء:

مصباح LED يتم التحكم فيه بواسطة BlinkM RGB I2C

المتحكم:

متحكم Arduino - لقد استخدمت "Arduino Nano" لأنني كنت بحاجة إلى شيء صغير حقًا ، نظرًا لحجم المساحة المتاحة داخل "ضوء اللمس" المستخدم لإيواء كل شيء

السكن:

لقد فكرت في العديد من العبوات المختلفة لضوء الحالة هذا ، واستقرت أخيرًا على شيء مألوف لنا جميعًا: مصابيح القبة البيضاء الرخيصة. لقد وجدت عبوتين في مستودع المنزل مقابل 4 دولارات فقط. إن مقدار المساحة في هذه الأضواء أكثر من كافٍ لتناسب جميع المكونات ، إذا قمت بذلك بشكل صحيح.

موصلات الطاقة:

في البداية ، اعتقدت أنه سيكون من الرائع تشغيل هذه الطاقة من البطارية (لأن الغلاف يحتوي بالفعل ، بشكل ملائم ، على حجرة بطارية) ، لكن هذا ليس عمليًا إذا كنت ستشغله لفترات طويلة من الوقت. بدلاً من ذلك ، استخدمت مقبس طاقة تيار مستمر 5.5 مم من راديوشاك مع محول 12V 150Ma كنت أستلقي حوله. يقوم المنظم الموجود على متن اردوينو بخفض 12 فولت ، وكان 150 مللي أمبير تيارًا كبيرًا لتشغيل كل شيء. بالنسبة للأسلاك ، لقد استخدمت كل ما لدي حوله. تأكد من استخدام سلك صلب.

عناصر:

تُستخدم المكونات لصنع المستشعرات الثلاثة لإضاءة الحالة المزاجية: مستشعر الصوت ومستشعر "النقر" ومستشعر الضوء. بالنسبة لمستشعر الصوت ، ستحتاج إلى: - LM741 Op-Amp- Electret Microhone (3-lead) - 2.2k المقاوم- 100k resisor- 200k Resistor- 0.47uf electrolytic capacitor- - 0.047uf مستشعر 'النقر' ، ستحتاج فقط إلى: - عنصر بيزو (يمكنك إنقاذ هذا من بعض الألعاب الإلكترونية والهواتف والعديد من الأجهزة الإلكترونية الأخرى التي تصدر صوتًا ، أو يمكنك الحصول عليها من الماوس ، والراديو شاك ، وما إلى ذلك). - 1M المقاوم … وبالنسبة لمستشعر الضوء ، ستحتاج إلى: - خلية CdS (LDR) ، ويفضل أن تكون كبيرة جدًا (دقة أكثر). - مقاوم 10K - رأس 3 سنون وأسلاك موصل مجعد (اختياري)

آخر

لقد استخدمت لوح التجارب لأنني لم أرغب حقًا في اللحام كثيرًا. لقد استخدمت أيضًا الكثير من أسلاك الموصل المجعد لجعل جميع التوصيلات أكثر أمانًا ، ولكنها اختيارية. بدلاً من ذلك ، يمكنك استخدام لوحة تطوير البيرة لدعم ATmega168 micro ، واستخدام ATmega168 على غرار DIP (اللوحة الطويلة ذات العملاء المتوقعين الأكبر). لست متأكدًا من مدى ملاءمة ذلك ، لكنه بالتأكيد يستحق المحاولة. إذا لم يكن لديك / لديك المال لشراء لوح التجارب ، فيمكنك لحام ATmega168 العادي إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور وإضافة المنظم ووصلات البرمجة وما إلى ذلك.

الخطوة الثانية: إعداد "ضوء اللمس"

أولاً ، نحتاج إلى أن نجعل "ضوء اللمس" الرخيص الذي حصلنا عليه في مزاج مستودع المنزل صديقًا للضوء. أولاً ، اقلب الضوء وقم بإزالة غطاء البطارية والبراغي. داخل حجرة البطارية ، سترى مصباح المصباح. أخرجه وتخلص منه ومن المصباح الكهربائي. بعد ذلك ، افتح الغلاف. الآن نحن بحاجة للتعامل مع القوة. قم بإزالة القطعة المعدنية الموجودة في منتصف حجرة البطارية بالإضافة إلى السلك الذي يصلها بأحد نقاط تلامس البطارية. أسلاك اللحام على اتصالات البطارية كما هو موضح. قد ترغب أيضًا في تسميتها إذا لم يكن لديك سلك ملون مختلف. سنقوم أيضًا بجعل ضوء الحالة هذا قابلاً للتشغيل عبر محول مقبس الحائط. حفر حفرة باستخدام مثقاب بنفس حجم قطر مقبس طاقة التيار المستمر. ثم قم بلفه حتى يتدفق مع الغلاف. التعديل الأخير الذي نحتاج إلى إجرائه هنا هو إضافة مستشعر الضغط الانضغاطي. من الأفضل تركيبه على "حافة" بلاستيكية لحساسية أفضل. لقد قمت بتصويرها لاحقًا في هذه التعليمات المثبتة في مكان آخر ، ولكن هذا فقط لأنني اضطررت إلى فتح وإغلاق الغلاف أثناء الاختبار لدرجة أن الأسلاك بدأت في الانهيار. ما عليك سوى لصقها على البلاستيك بالغراء ، ولكن تأكد من أنها لا تعيق الحركة الميكانيكية على قبة موفابكي! (أي لا تدعها تخرج كثيرًا).

الخطوة 3: إضافة حماية دائرة الطاقة

هذا الجزء عبارة عن إضافة بسيطة تستخدم الثنائيات لحماية محول الحائط / البطاريات من التحمير إذا كان لديك بطاريات مثبتة في نفس الوقت الذي تستخدم فيه مقبس طاقة التيار المستمر. يمكنك استخدام أي صمامات ثنائية مانعة للتسرب طالما أن الحد الأقصى لتصنيف الجهد لها أعلى من تصنيف محول الحائط. الجزء المسمى "VIN" في شريط الطاقة غير المنظم على اللوح (والذي يذهب إلى VIN على اردوينو). الجزء المسمى "DCPower" هو مقبس طاقة التيار المستمر. لسبب ما ، كان البرنامج الذي استخدمته لصنع هذا التخطيطي صعب الإرضاء بشأن الملصقات ، لذلك هذا ما سمح لي بتسميته. ملاحظة: إذا لم تقم بإجراء هذه الدائرة ، فلن تتمكن من الاحتفاظ بالبطاريات في حجرة البطارية في نفس الوقت الذي يتم فيه توصيل ضوء الحالة بمحول الحائط ، وإلا فسيؤدي ذلك إلى إتلافه.

الخطوة 4: أضف Breadboard و Arduino و BlinkM

قبل أن نضيف اللوح ، نحتاج إلى عزل ملامسات البطارية عن دعامة اللوح المعدني (أي إذا كانت اللوحة المعدنية ملتصقة بلوحك. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فتخط هذه الخطوة). ضع بعض اللاصق اللاصق فوق جميع الملامسات المعدنية للتأكد من عزلها. لا نريد أي سلك مكشوف. الآن قم بإلصاق اللوح الموجود أعلى حجرة البطارية (لقد استخدمت الغراء الساخن). لحسن الحظ بالنسبة لنا ، فإنه يتناسب تمامًا. الآن قم بتوصيل الأسلاك الموجبة (+) والسالبة (-) من الخطوة 2 في أحد شرائط الطاقة الموجبة والسالبة للوحة التجارب. الآن يمكننا توصيل اردوينو و الوميض معًا. إليك وصلات الدبوس:

• A5 - الساعة (مكتوب عليها "c" على BlinkM)
• A4 - البيانات (المسمى "d" على BlinkM)

ومن قمت بذلك ، قم بتوصيل VCC غير المرتبط (+) بدبوس 'VIN' على اردوينو ، و REGULATED VCC بالدبوس (+) على BlinkM. ثم قم بتوصيل GND على arduino و BlinkM بـ GND على شريط الطاقة ، وقم بتوصيل كل من شريطي الطاقة GND معًا. احذر من الخلط بين هذه الوصلات ، أو يمكنك قلي BlinkM.

الخطوة 5: المستشعرات - الصوت والصنبور والضوء

التالي في الخط هي المستشعرات. مستشعر الضوء هو أبسط بناء. يتصل السلك المنطلق إلى اليمين بـ arduino. مزيد من المعلومات حول أي دبابيس تتصل بها أجهزة الاستشعار في الخطوة التالية. مستشعر الصوت أصعب قليلاً ، لكنه ليس معقدًا بشكل يبعث على السخرية. يرجى ملاحظة ما يلي: لم أظهِر هنا دائرة مقسم للجهد. يجب توفير 2.5V في المخطط عبر ما يسمى "مقسم الجهد". إنها دائرة بسيطة للغاية تتكون من عدة مقاومات ثابتة أو قدر (مقياس جهد). استخدم قدر 50 كيلو لهذه الدائرة. Google "مقسم الجهد" وانظر إلى إدخال ويكيبيديا للمساعدة في بناء واحد. تحرير 9/27/08: تخلت عن دائرة الصوت هذه واستخدمت بدلاً من ذلك واحدة تم إنقاذها من قلادة مضيئة تعمل بالصوت. الدائرة هنا لا تعمل بشكل جيد ؛ لست متأكدًا من السبب ، لكن التصميم معيب ؛ شيء ما ليس صحيحًا تمامًا. لقد لاحظت أن الدائرة من القلادة تستخدم SMD LM386 op-amp. لقد قمت للتو باللحام قبل انتقال المقاومات إلى مصابيح LED و VCC و GND. ثم كل ما كان علي فعله هو التلاعب بالقيم الموجودة في البرنامج قليلاً ، والمعزوفة! يعمل بشكل أفضل على ضوء الحالة المزاجية المستجيبة للصوت. في الوقت الحالي ، يكون فيديو الضوء النابض للموسيقى عند استخدام الدائرة الأصلية. ربما سأقوم بتحميل آخر يعرض التصميم المحسن (يبدو أنه يستجيب للموسيقى بسبب الدائرة الجديدة). لم أكن متأكدًا من كيفية لحام عنصر بيزو ، لذلك خمنت وألحقته كما هو موضح. إنه يعمل ، رغم ذلك. لا يهم قطبية بيزو. يوجد المقاوم على اللوح (غير معروض) ملاحظة مهمة أخرى: ستختلف قيم هذه الدوائر عن قيمك ، لذلك ستحتاج إلى إجراء بعض التغيير والتبديل في الكود. إذا كان لديك أي أسئلة حول هذه القيم ، فلا تتردد في إعلامي.

الخطوة 6: ابحث عن مساحة لأجهزة الاستشعار ، وقم بتوصيلها جميعًا

لا ينبغي أن يكون هذا الجزء صعبًا جدًا. يحتوي غلاف "المصباح اللمسي" على مساحة واسعة ليناسب كل ما نحتاجه ليناسب. لقد وضعت أجهزة الاستشعار في أي مكان يناسبهم. جميع التوصيلات هي:

• دبوس A6: مستشعر الصوت - ملاحظة: بالنسبة لغير مستخدمي اردوينو نانو ، لا تحتوي أجهزة اردوينو الأخرى على دبوس تناظري سابع. سيكون عليك تغيير هذا في الكود.
• دبوس A3: مستشعر بيزو (مستشعر الضغط)
• دبوس A0: مستشعر الضوء

تأكد من أنك لا تقوم عن طريق الخطأ بتوصيل الخيوط (+) من المستشعرات بشريط الطاقة غير المنظم ، أو ستقليها.

الخطوة 7: اختبرها

تأكد من أن توصيلات الطاقة جيدة ؛ قم بتوصيله باستخدام محول الطاقة ، وجربه باستخدام البطاريات. المشكلة الشائعة هي ضعف الروابط الإيجابية والأرضية. ملاحظة: أعلم أن الصورة لا تظهر مستشعر الضوء ؛ لقد أخذته قبل أن أضيف هذا الجزء.

الخطوة 8: برمجته ، أغلقه ، واستخدمه

يستخدم الكود الذي استخدمته مكتبة أنشأها Tod E. Kurt (www.todbot.com/blog) وصانعي BlinkM (ThingM). سأحاول إضافة ملاحظات في الكود عندما يمكنني جعله أكثر قابلية للفهم ؛ أنا مشغول نوعًا ما في الوقت الحالي. يجب أن يكون لديك مكتبة الكود (الملف المسمى "BlinkM_funcs.h") مفتوحًا في برنامج اردوينو عند تحميل الكود وإلا فلن يعمل. إذا كنت ترغب في عرض الكود ولكن ليس لديك برنامج اردوينو ، فيمكنك فتحه باستخدام برنامج معالجة الكلمات (المعروف أيضًا باسم wordpad لمستخدمي Windows). الأفكار لوظائف جديدة مرحب بها. لا تتردد في نشرها ؛ أريد أن أجعل هذا مفتوح المصدر. الهدف من طريقة هيكلة الكود هو إضافة وظائف جديدة بسهولة. تمت برمجة بعض الوظائف في BlinkM بواسطة الشركة المصنعة (ThingM) ، لكن قمت بعمل اثنين منها ؛ "Sound Light" و "Mimic Light". الآن لديها ما يلي:

• ضوء الحالة المزاجية - يتلاشى ببطء إلى ألوان عشوائية
• الشمعة - تومض مثل شمعة برتقالية وأصفر
• انعكاسات المياه - "وميض" بألوان البلوز والفيروز والأزرق السماوي
• الألوان الموسمية - تحول الألوان الموسمية (أعتقد أنها زرقاء وخضراء وأرجوانية وبرتقالية)
• عاصفة رعدية - ومضات أحيانًا تحاكي البرق
• إيقاف الضوء - يتحول من الأحمر إلى الأصفر إلى الأخضر ويعود مرة أخرى
• تقليد الضوء - يسجل تسلسل يصل إلى 50 دورة تشغيل / إيقاف للضوء (يمكنك استخدام مصباح يدوي) ، و "يحفظ" أوقات التشغيل / الإيقاف ، ثم تشغيلها مرة أخرى في حلقة لا تنتهي أبدًا.
• ضوء الصوت - ينبض على صوت الموسيقى

اضغط برفق على القبة الشفافة لتغيير الوظائف في أي وقت. هناك استثناء واحد لهذه القاعدة: عندما تصل إلى وظيفة "محاكاة الضوء" ، ستومض باللون الأخضر. إذا نقرت على القبة أثناء وميضها ، فستنتقل إلى الوظيفة الأخيرة ("ضوء الصوت"). إذا انتظرت فقط ، ستنتقل إلى وظيفة "محاكاة الضوء". عندما تصل إلى وظيفة "ضوء الصوت" ، لا يمكنك تغيير الوظائف والانتقال إلى الوظيفة الأولى ، نظرًا للطريقة التي يقرأ بها مستشعر الصوت. الآن يأتي الجزء الصعب. من أجل إغلاق حاوية ضوء الحالة المزاجية ، عليك اتخاذ بعض الخطوات الدقيقة. أولاً ، عليك أن تصطف النوابض الداعمة مع الألسنة الصغيرة على القبة البلاستيكية. نظرًا لأن مقبس طاقة التيار المستمر على الحافة ، وتنتقل الأسلاك إلى اللوح ، عليك أن تنزلق القبة البلاستيكية فوق تلك الأسلاك أولاً ، ثم تصطف أعمدة الحافة الخارجية مع المسافات البادئة على القبة البلاستيكية. تأكد من محاذاة جميع الألسنة مع وضع الينابيع الداعمة ، والتي تتوافق أيضًا مع أعمدة المسمار الموجودة على الحافة ، وفتحات البراغي الموجودة على لوحة القاعدة. بعد ذلك ، بمجرد التأكد من محاذاة كل شيء ، قم بتثبيت الحافة الخارجية لأسفل على اللوحة الأساسية. بعد ذلك ، تأكد من عدم وجود أسلاك عالقة في الينابيع ، أو في مكان قد يكون في المستقبل. هذا من شأنه أن يعيق حركة القبة البلاستيكية. أخيرًا ، استبدل المسامير واستمتع بملاحظات أخيرة: هام: لا تستخدم البطاريات وتوصيل محول الحائط في نفس الوقت. لست متأكدًا مما سيحدث لكنني متأكد من أنه سيدمر كل شيء متصل بالسلطة !!

الخطوة 9: الإضافات

إليك بعض مقاطع الفيديو: هذه من 6 وظائف مبرمجة مسبقًا مدمجة في BlinkM: … هذا هو رمز الاستجابة الصوتية / الموسيقى المخصص الذي أضفته (هل يمكنك تخمين الأغنية … ؟: … وأخيرًا ، ولكن بالتأكيد لا على الأقل ، هي أروع (على ما أظن) ، وأصعب وظيفة للقيام بها جميعًا ؛ وظيفة "تقليد الضوء":