Ъпгрейд на коледно дърво с фиброптика: 5 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Имаме едно от тези оптични коледни елхи от няколко години. Основата съдържа 12V халогенна рефлекторна крушка, а между крушката и основата на дървото е поставен цветен диск, задвижван от двигател. Крушката и моторът се захранват от мрежов адаптер тип "стенен куб" 12V AC. Но цветовете са доста измити и се повтарят на всеки 10 секунди, а някои хора с подобни дървета намират двигателя малко шумен. Направи ми впечатление, че можем да се справим много по -добре в днешно време!

След като е заменил крушката със 7-пикселен неопикселов пръстен, задвижван от Arduino Pro Mini, тя вече не се нуждае от цветния диск или двигателя, който я управлява, и дава много по-интензивни цветове, използвайки по-малко електричество. Видеото всъщност не оправдава цветовете - високият контраст на светодиодите на всеки фон ги прави много трудни за ефективно снимане

Скицата на Arduino, която съм написал, въплъщава 2 програми, които се редуват на всеки 5-10 минути. В един всички неопиксели следват една и съща произволна поредица от цветове, но всеки е леко забавен от предишния, което дава ефект на цветове, които се разхождат по дървото. В другата, всичките 21 цветни светодиода (един червен, един зелен и един син във всеки Neopixel) са избледнели навън и на случаен принцип, което дава много приятно шоу на интензивни и непрекъснато променящи се цветове.

Тъй като е малко вероятно вашето дърво да е същото като моето и може да не искате да го захранвате по същия начин, не мога да дам подробни инструкции за начинаещ, но се надявам, че ще научите нещо, като ги адаптирате към вашето дърво.

Ще имаш нужда:

• Неопикселов пръстен от Adafruit Jewel или еквивалент от Далечния Изток.
• Arduino Pro Mini или Nano (трябва да е 5V част)
• Ако използвате Pro Mini, FTDI USB към сериен адаптер
• Лента, щифт, поялник, спойка, свързващ проводник и др.

Можете да използвате една от дъските ATTiny85 (Trinket, Lily Tiny, Gemma) вместо Pro Mini или Nano, но може да няма място за пълната скица и с двете програми - вижте Стъпка 5.

Ако използвате повторно изходящ 12V AC адаптер, ще ви трябва:

• 1N4004 токоизправителни диоди - 4 изключени
• 1000uF 35V електролитен кондензатор
• 5V понижаващ регулаторен модул за превключване (такъв, базиран на чипа LM2596 трябва да направи), или канибализиране на стар автомобилен сатнав или USB зарядно устройство, доставящо 5V, както направих аз.

В противен случай:

Използвайте повторно старо 5V USB зарядно устройство, като зарядно за Apple или Blackberry, или вземете ново

Стъпка 1: Разглобете дървото си

Както ще видите от снимките, моето дърво има кръгла основа, съдържаща произведенията, с дупка в горната част, която поема самото дърво.

Не трябва да е трудно да разглобявате основата. Моят просто има 3 винта в долната част. Свалете ги и капакът се сваля направо. Проверете дали работи същата като моята, с халогенна рефлекторна крушка, двигател и цветен диск.

Извадете крушката (2 винта държат фиксиращ пръстен) и цветния диск (закрепен с една гайка в горната част на шпиндела).

Следвайте кабелите, за да видите как работи. Преобразуването е най -лесно, ако можете да сглобите новата електроника като модул за директна подмяна на крушката, като се монтира и захранва от гнездото. Вероятно ще искате да изключите двигателя и може да го премахнете напълно.

Стъпка 2: Сглобяване на електрониката

Снимката показва крайния резултат, преди да смените капака.

Електрониката се състои от до 3 части:

Пръстенът Arduino и Neopixel

и ако използвате съществуващ 12V AC мрежов адаптер:

• 1N4004 токоизправителни диоди и изглаждащ кондензатор
• DC-DC понижаващ регулатор.

Ще опиша всеки поотделно, но първо помислете как ще ги монтирате, за да се поставят на мястото на крушката.

Запоях 3-пинов широк парче щифт с отстранен среден щифт до дъното на парче лента. Това се вписва в гнездото на крушката.

Уверих се, че лентата е със същата височина като крушката и че горната част на лентата е със същата ширина като диаметъра на крушката. По този начин лентата може директно да замени крушката, задържана отгоре с пръстена, който е използвал за задържане на крушката.

Стъпка 3: Пръстенът Arduino и Neopixel

Ако вашият Arduino идва без готови запоени ленти за щифтове, можете да го монтирате директно върху лентата, като прокарате къси дължини от гола жица през щифтовете на Arduino и през лентата, запоени от двете страни. Arduino Pro Mini се нуждае от 6-посочна щифтова лента, запоена към подложките на серийния порт за програмиране.

Трябва само да свържете щифтовете +5V, GND и D8 на Arduino, но така или иначе изрежете пистите на лентата между двата реда щифтове за безопасност. Това ще ви позволи да запоите още един или два щифта, за да го закрепите, без да създавате къси съединения.

Използвах 3 парчета дебел меден проводник, за да поддържам пръстена Neopixel и да го свържа с лентата.

Неопикселовият пръстен има 4 връзки: Vcc, Gnd, D-In и D-Out. Ние използваме само първите 3 от тях.

След като монтирате пръстена Neopixel, както е показано, използвайте къси дължини на свързващия проводник, за да свържете Vcc към щифта Arduino +5V, Gnd към щифта Arduino Gnd и D-In към щифта Arduino D8 или D1, ако използвате един от Дъски ATTiny85.

Проверете дали лентовите проводници, с които сте запоявали пръстена Neopixel, не правят нежелани връзки с Arduino и ги прекъснете, ако е необходимо, за да прекъснете такива връзки.

Стъпка 4: Захранването

Ако използвате 5V захранване, всичко, което трябва да направите, е да свържете положителната връзка към Vcc/+5V и отрицателната към Gnd на Arduino и пръстена Neopixel и можете да преминете напред към програмиране.

Захранването 12V AC първо трябва да се коригира с 4 диода (превръщайки се в DC), след това да се изглади с електролитен кондензатор.

Монтирах диодите и кондензатора на същото парче лента като Arduino. На снимките медните ленти вървят вертикално.

Монтирайте 4 -те диода, както е показано, редувайте пътищата. Положителният край на всеки диод е маркиран с бяла лента. Нарежете всяка от 4 -те медни ленти между двата края на всеки диод.

12V AC влиза през белите проводници от щифтовете, които се включват в гнездото на крушката. В променливотоковия край диодите са свързани в съседни двойки, както е показано с белите линии, като всеки променливотоков входен проводник отива към един положителен край и един отрицателен край на диод.

В другия край диодите са свързани с положителни краища заедно (червени линии) и отрицателни краища заедно (сини линии).

Припой кондензатора към лентите, маркирани в червено и синьо. Запоявах го по -нагоре по платката, след това огънах проводниците, за да позволя на кондензатора да седи добре върху диодите.

Много важно: едната страна на кондензатора е маркирана като отрицателна (със знаци минус). Трябва да го свържете към лентата, маркирана в синьо!

Сега можете да свържете червеното и синьото към положителните и отрицателните входове съответно на понижаващия DC-DC преобразувател.

Ако използвате понижаващ преобразувател с регулируем изход, не забравяйте да измерите изходното напрежение с мултицет и да го настроите на 5V, преди да продължите по-нататък, в противен случай може да повредите пръстена си Arduino и Neopixel.

И накрая, свържете положителните и отрицателните изходи на преобразувателя към Vcc или 5V и Gnd на пръстена Arduino и Neopixel.

Може да успеете да монтирате малък DC-DC преобразувател на лентата с другите компоненти, но моят беше твърде голям, така че трябваше да го свържа с летящи проводници и да го завържа за няколко удобни стълба.

Стъпка 5: Програмиране

Ако все още не го имате, трябва да изтеглите и инсталирате Arduino IDE. Безплатно е. Уверете се, че имате най -новата версия (1.6.13 или по -нова - някои по -ранни версии съдържат грешки, които ми губят много време).

Във вашата папка Arduino (по подразбиране под Windows това е в Моите документи) създайте папка, наречена Neopix_colours3. Копирайте файла Neopix_colurs3.ino в тази папка.

Сега стартирайте Arduino IDE и намерете скицата Neopix_colours3 във вашата скица.

Ако използвате дъска ATTiny85, може да няма място за пълната скица. Коментирайте дефиницията на FUNCTION_1 или FUNCTION_2 близо до началото на скицата. Като алтернатива може да успеете да изтласкате цялата скица, ако жертвате буутлоудъра и го програмирате с помощта на друг Arduino.

Под Инструменти изберете дъската, която използвате (Pro Mini или Nano или каквото и да е друго). Ако използвате Pro Mini, свържете адаптера FTDI към Arduino (уверете се, че е правилен) и го включете в USB порт на вашия компютър. В случая с Nano просто го свържете към компютъра си с USB кабел.

На вашия компютър отидете в Device Manager - портове (COM & LPT) и проверете кой COM порт е присвоен на Arduino. Задайте това в Инструменти - Порт.

Вече можете да качите скицата и да проверите дали работи. Неопикселите са много ярки, така че е добра идея да поставите лист хартия върху тях, за да предпазите очите си, или временно да промените определението за BRILL в скицата от 255 на 50.

Скицата, която качих, започва с програма 1 и след това превключва между двете програми на случаен принцип на всеки 5 - 10 минути. Ако предпочитате едното или другото, намерете реда

функция = 1;

в края на функцията setup (). Заменете 1 с -1 или -2, за да го заключите в програма 1 или програма 2. Можете да промените минималното и максималното време (в милисекунди), за което всяка програма работи, като намерите и промените дефинициите на MINCHGTIME и MAXCHGTIME.

Когато сте щастливи, съберете всичко отново, отпуснете се и се насладете!