Arduino e albero di Natale WS2811: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Dato che esistono altri progetti simili Christmas Lights Arduino e WS2811, Arduino Xmass tree li trovo troppo complicati per i neofiti. Così ho deciso di pubblicare questo progetto semplice e gratuito, che puoi provare prima di affrontare quelli più complicati, anche con controllo Bluetooth e vu-meter.

Alla mia famiglia piaceva disegnare i modelli e io mi divertivo a codificarli. Spero che anche a te piaccia.

La decorazione dell'albero è fatta da mia madre, dovrei dirle di condividere e fare alcuni Instructables.

Forniture:

• Arduino nano
• Striscia led WS2811
• Interruttore
• caricatore USB
• Cavo USB
• Scatola di plastica

Passaggio 1: Distinta base

Questi sono i materiali che ho usato:

• Arduino nano. Ne ho ordinato uno con i pin non saldati poiché ho saldato i cavi direttamente sulla scheda.
• Striscia 5V WS2811 50 LED. Ci sono anche con cavi verdi che sono più discreti.
• Interruttore. Meglio uno con il bottone lungo.
• Caricatore USB. Uno usato da un telefono cellulare.
• Cavo USB tipo A maschio tipo mini-B maschio. Riutilizzato da una vecchia macchina fotografica.
• Scatola di plastica. Riutilizzato uno di caramelle.
• Una fascetta per cavi.
• Cavo a tre fili.
• Stagno di saldatura.
• Colla per la pistola per colla.
• Nastro isolante
• Tubo termoretraibile

Passaggio 2: strumenti utilizzati

• Trapano, punta da trapano.
• Pistola a colla.
• Saldatore.
• Forbici.

Passaggio 3: schematico

Potenza

Alimenteremo tutto tramite il connettore USB. La striscia led verrà alimentata tramite il pin VIN per non sovraccaricare il regolatore di tensione.

Striscia LED

Esistono molti tipi di strisce LED indirizzabili. Quelli basati su WS281x sono molto comuni. Questa famiglia di chip crea la modulazione di larghezza di impulso (PWM) per ogni colore, in base ai dati ricevuti nel pin di input dei dati. Usa il primo blocco di dati con ogni colore e spinge il resto del flusso di dati al chip successivo attraverso il pin di uscita dati. Fortunatamente, ci sono librerie Arduino che rendono tutto questo lavoro trasparente per te.

Microcontrollore

Poiché la striscia LED WS2811 necessita di un ingresso dati a 5V, scegliamo un Arduino con logica a 5V. Potrebbe anche essere usato uno da 3.3V, ma dovremmo fare una sorta di adattamento del livello logico. In caso contrario, potrebbe funzionare, ma una piccola caduta di tensione potrebbe portare a dati errati o nessun dato in arrivo alla striscia LED.

Microcontrollori più semplici come ATtiny85 potrebbero essere utilizzati se si desidera ridurre ulteriormente i costi. Poiché abbiamo solo bisogno di 1 output e un input. A seconda delle versioni il flashing è più difficile se non dispone di una porta USB.

Interruttore

Uno con un pulsante lungo si adatterà meglio alla custodia, quindi puoi azionarlo senza una matita.

È collegato a GND perché utilizziamo il resistore di pull-up interno in Arduino per evitare falsi segnali. Quindi nel codice a 1 non verrà pulsato e 0 pulsato.

Fase 4: lavorazione della cassa

Ho usato una scatola Candy come custodia per l'elettronica. Usa o anche 3dPrint uno che ha abbastanza spazio.

Basta forarlo con un multiutensile Dremel. Ho usato una punta da trapano da 3 mm per:

• Un foro per l'accesso al pulsante di commutazione.
• Foro macchina per il connettore USB.
• Uscita cavo per la striscia LED. Nella copertura meccanizzare fino al bordo per rimuovere la copertura.

Passaggio 5: cablaggio

saldatura

Per il cablaggio, avremo bisogno di un saldatore. Se sei un principiante controlla questo tutorial di saldatura.

Suggerimenti dalla mia esperienza.

• Prima i suggerimenti per i fili pre-stagno
• Una volta che il filo è nel pad di saldatura, lo stagno aggiunto dovrebbe essere fuso dal filo e dal pad di saldatura, non dal saldatore.

Pulsante

Collegare il pulsante all'ingresso D5 e GND.

Quello che ho usato ha quattro pin. Sono collegati internamente a coppie, verificare prima con un tester (o un led con batteria) quali sono aperti.

Cavo

Saldare ad un'estremità un connettore maschio per la striscia led. Puoi usare quello nella striscia LED, che non useremo.

I colori che ho usato sono.

• Rosso (+5V) -> Marrone
• Verde (dati in) -> Nero
• Bianco (Gnd) -> Blu

Al fianco di Arduino

• Marrone -> VIN
• Blu -> GND
• Nero -> D4

Striscia LED

La Striscia LED ha due connettori a tre pin, quello di ingresso è quello femmina. Ci sono cavi rossi e bianchi senza connettore che dovrebbero essere isolati con nastro isolante o un tubo termoretraibile per evitare un corto circuito.

Microcontrollore

Basta saldare cavi pre-stagnati in piazzole di saldatura, Connettori

Infine, collega tutti i connettori.

Passaggio 6: fissaggio dell'elemento

Bottone Per fissare il bottone ho usato una pistola per colla, ne ho messo una generosa quantità e ho fatto attenzione a non incollare il meccanismo del bottone. Ho dovuto farlo due volte poiché la prima volta c'era così poca colla che quando abbiamo premuto il pulsante si è incollata.

MicrocontrolloreNon è fisso.

CavoMettere una fascetta per evitare che se eventualmente si tira, la saldatura non venga danneggiata.

Passaggio 7: codice

Strumenti software e caricamento

Per il codice abbiamo utilizzato la libreria FastLED e l'IDE Arduino.

Per installare la libreria in Arduino IDE segui questa guida Installazione di librerie Arduino aggiuntive Inserisci nella casella di ricerca FastLED

Per caricare su Arduino nano segui questa guida. Iniziare con Arduino Nano

Utilizzo

Basta premere il pulsante per cambiare la modalità di animazione corrente.

Download del codice

Controlla su

Oppure rinomina il file ChristmasOneFile.txt in ChristmasOneFile.ino

C'è anche una versione per classi multifile che puoi provare.

Suggerimenti per creare una nuova animazione.

• Crea un nuovo metodo a tua scelta.
• Aumenta di uno il numero totale di animazioni (MAX_MODES).
• Modifica AnimationUpdate per il nuovo caso.

Passaggio 8: revisioni

• 24.12.2019 Aggiunto video.
• 25.12.2019 Immagine di copertina modificata, correzioni ortografiche.
• 26.12.2019 Aggiunto file sorgente.
• 21.11.2020 Link interrotti aggiornati