Luce d'atmosfera interattiva e open source: 9 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

Questo tutorial spiegherà come creare una luce d'atmosfera interattiva e multifunzione. Il cuore di questo progetto è il LED BlinkM I2C RGB. Un giorno, mentre stavo navigando sul web, il BlinkM ha attirato la mia attenzione e ho pensato che fosse troppo bello per passarlo. Quindi, un paio di mesi dopo, ho deciso di creare una sorta di luce d'atmosfera usandolo. Ed eccolo qui!

Passaggio 1: cosa ti servirà

Questo progetto può essere piuttosto economico se usi le cose giuste. Prenderò nota delle parti alternative che possono essere utilizzate per renderlo meno costoso da realizzare. Ho solo usato alcuni componenti che sono un po' più costosi, a causa del fatto che rende il processo di costruzione un po' più semplice.

La fonte di luce:

LED BlinkM RGB controllato da I2C

Il controllore:

Microcontrollore Arduino - Ho usato un 'Arduino Nano' perché avevo bisogno di qualcosa di veramente piccolo, vista la quantità di spazio disponibile all'interno della 'touch light' usata per ospitare tutto

Alloggio:

Ho preso in considerazione molte custodie diverse per questa luce d'atmosfera, e alla fine ho optato per qualcosa che tutti conosciamo: quelle luci a cupola economiche, bianche, "touch dome". Ho trovato una confezione da due nel deposito di casa per soli $ 4 circa. La quantità di spazio in queste luci è più che sufficiente per adattarsi a tutti i componenti, se lo fai bene.

Alimentazione/Connettori:

All'inizio, ho pensato che sarebbe stato bello farlo funzionare a batteria (perché l'alloggiamento ha già, convenientemente, un vano batteria), ma non è così pratico se lo utilizzerai per lunghi periodi di tempo. Invece, ho usato un jack di alimentazione CC da 5,5 mm di radioshack con un trasformatore da 12 V 150 mA che avevo in giro. Il regolatore a bordo dell'arduino abbassa i 12 volt, e 150Ma era abbastanza corrente per alimentare tutto. Per il filo ho usato quello che avevo in giro. Assicurati di usare un filo a nucleo solido, però.

Componenti:

I componenti sono utilizzati per realizzare i tre sensori per la luce d'atmosfera: il sensore sonoro, il sensore "tap" e il sensore luminoso. Per il sensore sonoro, avrai bisogno di:- LM741 Op-Amp- Microfono elettrete (3-lead)- Resistenza da 2,2 k- Resistenza da 100 k- Resistenza da 200 k- Condensatore elettrolitico da 0,47 uf- Condensatore ceramico da 0,047 uf- 2 resistenze da 10 k- Diodo sensore 'tap', avrai solo bisogno di:- Elemento piezo (puoi recuperarlo da alcuni giocattoli elettronici, telefoni e molti altri dispositivi elettronici che emettono un segnale acustico, oppure puoi ottenerlo da mouser, radioshack, ecc.).- Resistenza da 1 M …E per il sensore di luce avrai bisogno di:- Cella CdS (LDR), preferibilmente molto grande (più risoluzione).- Resistore da 10K- Connettore a 3 pin e cavi crimpati (opzionale)

Altro

Ho usato una breadboard perché non volevo davvero saldare molto. Ho anche usato molti cavi del connettore crimpati per rendere più sicure tutte le connessioni, ma quelle sono opzionali. In alternativa, è possibile utilizzare una scheda di sviluppo homebrew per supportare il micro ATmega168 e utilizzare un ATmega168 in stile DIP (quello lungo con i cavi più grandi). Non sono sicuro di quanto bene si adatterebbe, ma vale sicuramente la pena provare. Se non possiedi/hai i soldi per una breadboard, puoi saldare un normale ATmega168 a un PCB e aggiungere il regolatore, le connessioni di programmazione, ecc.

Passaggio 2: prepara il "touch Light"

Per prima cosa, dobbiamo rendere l'atmosfera leggera che abbiamo a casa. Innanzitutto, capovolgi la luce e rimuovi il coperchio della batteria e le viti. All'interno del vano batteria, vedrai il supporto della lampadina. Tiralo fuori e gettalo insieme alla lampadina. Quindi, apri l'involucro. Ora dobbiamo fare i conti con il potere. Rimuovere il pezzo di metallo al centro del vano batteria e il filo che lo collega a uno dei contatti della batteria. Saldare i fili sui contatti della batteria come mostrato. Potresti anche voler etichettarli se non hai un filo di colore diverso. Faremo anche funzionare questa luce d'atmosfera tramite un trasformatore di presa a muro. Praticare un foro utilizzando una punta da trapano della stessa dimensione del diametro del jack di alimentazione CC. Quindi avvitarlo fino a quando non è a filo con l'involucro. L'ultima modifica che dobbiamo fare qui è aggiungere il sensore del rubinetto piezoelettrico. È meglio montarlo sul "cerchio" di plastica per una migliore sensibilità. L'ho raffigurato più avanti in questo istruibile montato altrove, ma è solo perché ho dovuto aprire e chiudere l'involucro durante i test così tanto che i fili hanno iniziato a rompersi. Basta incollarlo a caldo sulla plastica, ma assicurati che non ostacoli il movimento meccanico sulla cupola del movabke! (cioè non lasciarlo sporgere troppo).

Passaggio 3: aggiungere la protezione del circuito di alimentazione

Questa parte è un semplice componente aggiuntivo che utilizza diodi per proteggere il trasformatore a parete/le batterie da frizioni se le batterie sono installate mentre si utilizza il jack di alimentazione CC. È possibile utilizzare qualsiasi diodo di blocco purché la tensione nominale massima per essi sia superiore a quella del trasformatore a parete. La parte etichettata "VIN" nella ciabatta non regolamentata sulla breadboard (che va a VIN sull'arduino). La parte etichettata "DCPower" è il jack di alimentazione CC. Per qualche ragione, il programma che ho usato per realizzare questo schema era molto esigente riguardo alle etichette, quindi è così che mi ha permesso di chiamarlo. NOTA: Se non realizzi questo circuito, NON sarai in grado di tenere le batterie nel vano batterie nello stesso momento in cui hai la luce d'atmosfera collegata al trasformatore a muro, altrimenti lo danneggerà.

Passaggio 4: aggiungi Breadboard, Arduino e BlinkM

Prima di aggiungere la breadboard, dobbiamo isolare i contatti della batteria dal supporto metallico della breadboard (ovvero, se hai la piastra metallica attaccata alla tua. In caso contrario, salta questo passaggio). Metti dello scotch su tutti i contatti metallici per assicurarti che siano isolati. Non vogliamo cavi scoperti. Ora incolla (ho usato la colla a caldo) la breadboard sopra il vano batteria. Fortunatamente per noi, si adatta perfettamente. Ora collega i fili positivo (+) e negativo (-) dal passaggio 2 a una delle ciabatte positive e negative della breadboard. Ora possiamo collegare l'arduino e il blinkm insieme. Ecco le connessioni dei pin:

• A5 - Orologio (etichettato 'c' sul BlinkM)
• A4 - Dati (etichettati 'd' sul BlinkM)

E dopo averlo fatto, collega il VCC NON REGOLATO (+) al pin "VIN" sull'arduino e il VCC REGOLATO al pin (+) sul BlinkM. Quindi collega GND su arduino e BlinkM a GND sulla ciabatta e collega insieme entrambe le ciabatte GND. ATTENZIONE a non confondere questi collegamenti, o potresti friggere il BlinkM.

Passaggio 5: i sensori: suono, tocco e luce

I prossimi in linea sono i sensori. Il sensore di luce è il più semplice da costruire. Il filo che va a destra si collega all'arduino. Maggiori informazioni su QUALI pin si collegano i sensori sono nel passaggio successivo. Il sensore del suono è un po' più difficile, ma non ridicolmente complesso. NOTA BENE: non ho mostrato un circuito divisore di tensione qui. I 2,5 V nello schema devono essere forniti tramite qualcosa chiamato "divisore di tensione". È un circuito molto, molto semplice composto da più resistori fissi o da un pot (potenziometro). Usa un potenziometro da 50K per questo circuito. Cerca su Google "divisore di tensione" e guarda la voce di wikipedia per un aiuto su come costruirne uno. EDIT 27/09/08: Ho abbandonato questo circuito sonoro e ne ho usato uno recuperato da un ciondolo luminoso attivato dal suono. Il circuito qui non funziona molto bene; Non sono sicuro del perché, ma il design è imperfetto; c'è qualcosa che non va. Ho notato che il circuito del ciondolo utilizza un amplificatore operazionale SMD LM386. Ho appena saldato prima che le resistenze andassero a LED, VCC e GND. Quindi tutto quello che dovevo fare era manipolare un po' i valori nel software, e presto! luce d'atmosfera che reagisce meglio al suono. Al momento, il video della luce che pulsa al ritmo della musica è quando è stato utilizzato il circuito originale. Forse ne caricherò un altro che mostra il design migliorato (sembra più che risponda alla musica a causa del nuovo circuito). Non ero sicuro di come saldare l'elemento piezoelettrico, quindi ho indovinato e saldato come mostrato. Funziona, però. La polarità del piezo non ha importanza. Il resistore si trova sulla breadboard (non mostrato). Un'altra NOTA IMPORTANTE: i valori per questi circuiti SARANNO diversi dai tuoi, quindi sarà necessario apportare alcune modifiche al codice. Se hai domande su questi valori, non esitare a farmelo sapere.

Passaggio 6: trova spazio per i sensori e collega tutto

Questa parte non dovrebbe essere troppo difficile. L'involucro "touch light" ha ampio spazio per contenere tutto ciò di cui abbiamo bisogno. Ho posizionato i sensori dove si sarebbero adattati. Tutti i collegamenti sono:

• Pin A6: sensore sonoro - NOTA: per gli utenti non arduino nano, altri arduino non hanno un settimo pin analogico. Dovrai cambiarlo nel codice.
• Pin A3: sensore piezoelettrico (sensore di tocco)
• Pin A0: sensore di luce

ASSICURARSI di non collegare accidentalmente i cavi (+) dei sensori alla ciabatta non regolamentata, altrimenti li friggerai.

Passaggio 7: provalo

Assicurati che i collegamenti di alimentazione siano buoni; collegalo usando l'alimentatore e provalo usando le batterie. Un problema comune sono le scarse connessioni al positivo e alla terra. NOTA: So che l'immagine non mostra il sensore di luce; L'ho appena preso prima di aggiungere quella parte.

Passaggio 8: programmalo, chiudilo e usalo

Il codice che ho usato utilizza una libreria creata da Tod E. Kurt (www.todbot.com/blog) e dai creatori di BlinkM (ThingM). Cercherò di aggiungere note nel codice quando posso per renderlo più comprensibile; Sono un po' impegnato in questo momento. Devi avere la libreria di codici (il file etichettato "BlinkM_funcs.h") aperta nel software arduino quando carichi il codice o non funzionerà. Se vuoi visualizzare il codice ma non hai il software arduino, puoi aprirlo con un programma di elaborazione testi (noto anche come wordpad per utenti Windows). Idee per nuove funzioni sono benvenute. Non esitate a pubblicarli; Voglio renderlo open-source. L'obiettivo del modo in cui ho strutturato il codice è di poter aggiungere facilmente nuove funzioni. Alcune delle funzioni sono programmate nel BlinkM dal produttore (ThingM), ma due le ho realizzate; "Luce sonora" e "Luce mimica". In questo momento ha quanto segue:

• Luce d'atmosfera: sfuma lentamente in colori casuali
• Candela - Tremola come una candela con arance e gialli
• Riflessi d'acqua - "Luccicanti" con blu, turchesi e colori ciano
• Colori stagionali: trasforma i colori stagionali (penso che siano blu, verde, viola e arancione)
• Temporale - Lampeggia occasionalmente simulando un fulmine
• Luce di stop - Passa da rosso a giallo a verde e viceversa
• Mimic Light - Registra una sequenza di un massimo di 50 cicli di accensione/spegnimento (puoi usare una torcia), "memorizza" i tempi di accensione/spegnimento e poi li riproduce in un ciclo infinito.
• Sound Light - Pulsa al suono della musica

Tocca leggermente la cupola traslucida per cambiare le funzioni in qualsiasi momento. C'è un'eccezione a questa regola: quando raggiungi la funzione 'mimic light', lampeggerà in verde. Se si tocca la cupola mentre sta lampeggiando, si passerà all'ultima funzione ('spia sonora'). Se aspetti, passerà alla funzione "mimica luce". Quando arrivi alla funzione 'sound light', non puoi cambiare funzione e passare alla prima, a causa del modo in cui legge il sensore sonoro. Ora arriva la parte difficile. Per chiudere l'involucro della luce d'atmosfera, è necessario eseguire alcuni passaggi attenti. Per prima cosa, devi allineare le molle di supporto con le piccole linguette sulla cupola di plastica. Poiché il jack di alimentazione CC è sul bordo e i fili vanno alla breadboard, devi prima far scivolare la cupola di plastica su quei fili, quindi allineare le colonne delle viti del bordo esterno con le rientranze sulla cupola di plastica. Assicurati che tutte le linguette siano allineate con il posizionamento delle molle di supporto, che corrispondono anche alle colonne delle viti sul cerchione e ai fori delle viti sulla piastra di base. Quindi, una volta che sei sicuro che tutto sia allineato, fai scattare il bordo esterno sulla piastra di base. Quindi, assicurati che nessun filo sia bloccato nelle molle o che si trovi in un luogo dove potrebbero in futuro. Ciò ostacolerebbe il movimento della cupola di plastica. Infine, rimetti le viti e divertiti! Note finali: IMPORTANTE: NON utilizzare batterie e collegare contemporaneamente l'adattatore a muro. Non sono sicuro di cosa accadrà ma sono sicuro che distruggerà tutto ciò che è collegato all'alimentazione!!

Passaggio 9: EXTRA

Ecco alcuni video: Questa è una delle 6 funzioni pre-programmate integrate nel BlinkM: …Questo è il codice personalizzato di risposta audio/musicale che ho aggiunto (puoi indovinare che canzone è…?: …E infine, ma decisamente no almeno, è la funzione più bella (credo) e più difficile da realizzare di tutte; la funzione "mima luce":