Arduino Fireflies: 11 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

สิ่งหนึ่งที่ฉันตั้งตารอในฤดูร้อนในเพนซิลเวเนียคือหิ่งห้อยในสวนหลังบ้านของฉัน ฉันเพิ่งสอนตัวเองเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม Adruino เพื่อจุดประสงค์ในการทำโครงงานง่ายๆ นี้ เป็นโปรแกรมที่ยอดเยี่ยมในการเริ่มต้น และง่ายพอสำหรับโปรแกรมเมอร์ มือใหม่ถึงผู้เชี่ยวชาญ เพื่อสร้าง ปรับเปลี่ยน และสนุกไปกับมันในเวลาเพียงไม่กี่นาที มาเริ่มกันเลย.

ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่คุณต้องการ

คุณต้องมีส่วนประกอบเหล่านี้เพื่อให้ข้อบกพร่องของคุณกะพริบ:

• อาร์ดูโน ฉันเริ่มต้นด้วยนาโน แต่ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เข้ากันได้กับ Arduino จะทำได้
• ไฟ LED สีเหลือง 5 มม. คุณสามารถใช้ได้ถึง 6 ของพวกเขา
• ตัวต้านทาน คุณจะต้องใช้ตัวต้านทานหนึ่งตัวต่อ LED เพื่อจำกัดกระแส ฉันใช้ 470 โอห์ม แต่ทุกอย่างที่เกิน 150 โอห์มน่าจะใช้ได้ดีในการปกป้องไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณ
• เขียงหั่นขนม
• สายจัมเปอร์.

เพื่อให้โครงการสำหรับสวนหลังบ้านของคุณเสร็จสมบูรณ์ คุณจะต้อง:

• กล่องโครงการป้องกันสภาพอากาศ
• แบตเตอรี่ 9 โวลต์พร้อมขั้วต่อ (โปรดดูหมายเหตุที่ด้านล่างของส่วนนี้)
• สวิตช์. (ฉันเลือกสวิตช์กันน้ำเหล่านี้ หากคุณไม่ได้ใช้สวิตช์นี้ภายนอก สวิตช์ใดก็ได้)
• ลวดสองสามหลาสำหรับวางไฟ LED รอบสวน ฉันใช้สาย Cat5 Ethernet ประมาณ 10 ฟุตต่อ LED
• เขียงหั่นขนมขนาดเล็กหรือกระดานที่สมบูรณ์แบบ
• เคเบิลแกลนด์ที่ทนทานต่อสภาพอากาศซึ่งสายไฟ LED ทำงาน (คุณสามารถละเว้นสิ่งนี้ได้หากคุณไม่ได้ใช้สิ่งนี้ภายนอกเช่นกัน)
• ท่อหดความร้อนเพื่อปกป้องก้นบั๊ก LED ของคุณ
• แถบตะขอและห่วงสีเขียว (เช่น เวลโคร) สำหรับติดหิ่งห้อย LED กับต้นไม้และเสาในสวนของคุณ

• ส่วนหัวสำหรับเสียบส่วนประกอบเข้ากับเขียงหั่นขนมขนาดเล็กของคุณ

เครื่องมือ:

• ดอกสว่านสำหรับกล่องโครงการ (ใช้โอกาสนี้เพื่อทำให้ตัวเองดีขึ้น คุณจะดีใจที่ได้ทำ)
• ปืนกาวร้อน
• หัวแร้ง.
• เครื่องมือโรตารี่ (เช่น Dremel) สำหรับแกะสลักพื้นที่ในกล่องโครงการหากคุณต้องการ

หมายเหตุเล็กน้อยที่นี่:

1. ทางเลือกของแบตเตอรี่คือการเริ่มต้นใช้งานที่ง่ายและรวดเร็ว การใช้แบตเตอรี่ 9 โวลต์อย่างถาวรนั้นสิ้นเปลืองเล็กน้อย คุณควรจะใช้ที่ใส่แบตเตอรี่ AA 4x เพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า (อย่างไรก็ตาม คุณจะต้องใช้กล่องโปรเจ็กต์ที่ใหญ่กว่าเพื่อให้ใส่ได้พอดี)

2. หากคุณเลือกที่จะแยกโครงสร้างสายเคเบิลอีเทอร์เน็ต Cat 5 สำหรับสายไฟ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็นแกนทองแดงและพันไว้รอบ ๆ PVC อย่างเรียบร้อยเพื่อจัดระเบียบในขณะที่คุณทำงาน อีกครั้ง ฉันใช้ลวดประมาณ 10 ฟุตต่อ LED หากคุณต้องการกระจายแสงออกไปให้ไกลและกว้าง ให้ใช้สายไฟที่ยาวกว่านี้!

3. สุดท้ายนี้ ลิงก์ทั้งหมดที่ฉันให้ไว้เป็นเพียงคำแนะนำเท่านั้น โปรดอ่านคำแนะนำทั้งหมดนี้ก่อนที่จะสร้างหรือซื้ออะไรก็ตามเพราะคุณจะได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นว่าคุณต้องการดำเนินการต่ออย่างไร

ขั้นตอนที่ 2: สร้างวงจร

โปรเจ็กต์นี้ใช้พินการปรับความกว้างพัลส์บน Arduino ของคุณ ไมโครคอนโทรลเลอร์มี 6 พินเหล่านี้ และคุณสามารถใช้ได้มากเท่าที่คุณต้องการ วงจรค่อนข้างตรงไปตรงมา ต่อสายไฟทั้งหมดจากหมุดปรับความกว้างพัลส์ (PWM) D3, D5, D6, D9, D10 และ D11 ไปที่ปลายด้านบวกของ LED ต่อปลายด้านลบเข้ากับตัวต้านทานแล้วต่อกับกราวด์ทั่วไป (ตัวต้านทานสามารถไปด้านหน้าหรือด้านหลัง LED ได้ มันไม่ได้สร้างความแตกต่างเว้นแต่คุณต้องการป้องกันการลัดวงจรในกระแสที่สูงขึ้น) ฉันได้รวมแผนผังบางส่วนไว้เพื่อช่วยในการเดินสาย (ไดอะแกรมที่สร้างโดยใช้ซอฟต์แวร์ออกแบบ Fritzing)

ขั้นตอนที่ 3: รหัส

หากคุณเป็นโปรแกรมเมอร์ที่ช่ำชอง คุณจะพบว่าโค้ดนี้เรียบง่าย เป็นรหัสที่ดีในการเริ่มต้นการเรียนรู้ เนื่องจากจะแนะนำให้คุณรู้จักกับการใช้ตัวแปร โหมดพิน ฟังก์ชัน และแม้แต่ตัวสร้างแบบสุ่ม รหัสไม่กะทัดรัดเท่าที่ควรเนื่องจากฉันแน่ใจว่าเอฟเฟกต์แบบเดียวกันสามารถทำได้ด้วยอาร์เรย์ ฯลฯ

ข้อคิดเห็นของโค้ดแสดงตรรกะของแต่ละส่วน รหัสทั้งหมดถูกฝังไว้ที่นี่ และคุณสามารถดาวน์โหลดแบบร่างด้านล่าง

/*

สคริปต์นี้กะพริบไฟ LED 6 ดวง (สีเหลืองแน่นอน) ตามลำดับแบบสุ่มในช่วงเวลาสุ่มโดยใช้ PWM LED แต่ละดวงถูกควบคุมโดยฟังก์ชั่นของตัวเอง */ int led1 = 3; // LED เชื่อมต่อกับ PWM pin 3 ฯลฯ ฉันใช้พิน PWM ทั้งหมด 6 อัน int led2 = 5; int led3 = 6; int led4 = 9; int led5 = 10; int led6 = 11; สุ่มยาว; // randnum ควบคุมช่วงเวลาระหว่างการกะพริบและ randbug แบบยาว // randbug ควบคุมจุดบกพร่องที่สว่างขึ้น การตั้งค่าเป็นโมฆะ () { pinMode (led1, OUTPUT); //การตั้งค่าพิน PWM ทั้งหมดเป็นเอาต์พุต โหมดพิน (led2, เอาต์พุต); โหมดพิน (led3, เอาต์พุต); โหมดพิน (led4, เอาต์พุต); โหมดพิน (led5, เอาต์พุต); โหมดพิน (led6, เอาต์พุต); } วงเป็นโมฆะ () { randbug = สุ่ม (3, 12); // randbug สุ่มเลือกฟังก์ชันเพื่อดำเนินการ //ดังนั้นจึงสุ่มเลือกจุดบกพร่องเพื่อให้สว่างขึ้น ถ้า (randbug == 3) {bug1(); } if (randbug == 5) {bug2(); } if (randbug == 6) {bug3(); } if (randbug == 9) {bug4(); } if (randbug == 10) {bug5(); } if (randbug == 11) {bug6(); } } /* * แต่ละฟังก์ชันเหล่านี้ทำงานในลักษณะเดียวกัน 'for loops' เพิ่มขึ้นแล้วลด * เอาต์พุตของพินนั้นเพื่อควบคุมความสว่าง LED * 'randnum' เป็นช่วงเวลาสุ่มระหว่าง 10 ถึง 3000 ms * และเลือกช่วงเวลาระหว่างการกะพริบของจุดบกพร่อง * 'delay 10' ใช้สำหรับเอฟเฟกต์จางเท่านั้น */ void bug1(){ randnum = สุ่ม (10, 3000); สำหรับ (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) { analogWrite (led1, fadeValue); ล่าช้า(10); } ล่าช้า (สุ่ม); } เป็นโมฆะ bug2() { Randnum = สุ่ม (10, 3000); สำหรับ (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) { analogWrite (led2, fadeValue); ล่าช้า(10); } ล่าช้า (สุ่ม); } โมฆะ bug3() { Randnum = สุ่ม (10, 3000); สำหรับ (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) { analogWrite (led3, fadeValue); ล่าช้า(10); } ล่าช้า (สุ่ม); } เป็นโมฆะ bug4(){ randnum = สุ่ม (10, 3000); สำหรับ (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) { analogWrite (led4, fadeValue); ล่าช้า(10); } ล่าช้า (สุ่ม); } โมฆะ bug5() { Randnum = สุ่ม (10, 3000); สำหรับ (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) { analogWrite (led5, fadeValue); ล่าช้า(10); } ล่าช้า (สุ่ม); } เป็นโมฆะ bug6() { Randnum = สุ่ม (10, 3000); สำหรับ (int fadeValue = 0; fadeValue = 0; fadeValue - = 5) { analogWrite (led6, fadeValue); ล่าช้า(10); } ล่าช้า (สุ่ม); }

ขั้นตอนที่ 4: สร้างกล่อง

เมื่อคุณได้แฟลช Arduino ของคุณด้วยโค้ดและให้หิ่งห้อยของคุณทำงานตามที่คุณต้องการแล้ว คุณอาจต้องการนำพวกมันไปไว้ในสวน นั่นหมายถึงกล่องโปรเจ็กต์และความร้อนลดลงเพื่อให้ Arduino และ LED แห้ง มาทำกัน!

ขั้นตอนที่ 5: สร้าง Bug Butts

• ตัดไฟ LED ให้เหลือประมาณ 5 มม.
• ปอกและขันปลายสายไฟที่คุณใช้อยู่ ประมาณ 5 มม.
• เลื่อนท่อหดความร้อน 1 มม. เหนือปลายลวดแต่ละด้าน
• ประสาน LED เข้ากับสายไฟ (ณ จุดนี้ คุณควรเลือกว่าสายใดในคู่ของคุณจะเป็นค่าบวกและค่าใดจะเป็นค่าลบ ฉันเลือกลวดแข็งเป็นค่าบวก และลวดสีขาวเป็นค่าลบ รักษากลยุทธ์นั้นไว้ตลอดทั้งโครงการเพื่อหลีกเลี่ยงการปวดหัวในภายหลัง!)
• เลื่อนความร้อนที่หดขึ้นจนสุดเหนือลวดเปล่าและสาย LED ใช้เปลวไฟอย่างรวดเร็วเพื่อหดพวกเขาเป็นสายไฟ
• เลื่อนแผ่นกันความร้อนอีกชิ้นหนึ่งไปวางเหนือ LED และสายไฟโดยให้เลนส์ LED ยื่นออกมาจนสุดแล้วหลอมให้เข้าที่
• เลื่อนความร้อนสองสามชิ้นลงบนเส้นลวดตลอดความยาวทั้งหมด แล้วหลอมทุกๆ สองสามฟุตเพื่อให้ลวดเป็นระเบียบเรียบร้อย

ขั้นตอนที่ 6: เตรียมกล่องโครงการ

• ใช้เครื่องมือโรตารี่กับดอกดรัมขัดเพื่อทำความสะอาดพลาสติกที่ไม่จำเป็นในกล่องโปรเจ็กต์ของคุณ (ระวังอย่าตัดสกรูยึดที่คุณอาจต้องประกอบกล่องกลับเข้าที่)
• ตัดสินใจว่าคุณต้องการให้สวิตช์อยู่ที่ไหนและสายไฟ LED จะออกมา ฉันแนะนำด้านข้าง แต่ใช้สิ่งที่เหมาะกับความต้องการของคุณ
• ใช้ดอกสว่านขนาดที่เหมาะสมเพื่อทำรูสำหรับต่อมสายเคเบิลและสวิตช์

หมายเหตุ: ในภาพด้านบน คุณจะเห็นว่าฉันทำ "สายเคเบิลจำลอง" นี่คือมัดลวด 6 คู่ที่ฉันใช้สำหรับ LED ที่มีการหดตัวด้วยความร้อนเพื่อมัดเข้าด้วยกัน ฉันใช้มันเพื่อให้แน่ใจว่าเคเบิลแกลนด์จะพอดีกับมัดสายเคเบิลจริงและเพื่อทดสอบการกันน้ำของกล่องเมื่อเปิดสวิตช์ เคเบิลแกลนด์ และฝาปิด (หลังจากแช่ในน้ำขนาด 6 นิ้วเป็นเวลา 24 ชั่วโมง มีความชื้นภายในน้อยมาก ฉันยินดีที่จะเรียกกล่องนี้ว่า "ทนต่อสภาพอากาศ")

ขั้นตอนที่ 7: นำพลัง

• กำหนดจำนวนแบตเตอรี่และสายสวิตช์ที่คุณต้องการเพื่อเข้าถึง Arduino โดยวางส่วนประกอบทั้งสามอย่างคร่าวๆ ลงในกล่องโปรเจ็กต์ ตัดสายไฟของสวิตช์และขั้วต่อแบตเตอรี่ 9V ปอกและดีบุกปลาย เลื่อนฟิล์มหดเข้าที่สำหรับขั้นตอนต่อไป
• ตัดหมุดส่วนหัวของตัวผู้สองตัวออกจากแถบของคุณ (แต่ให้ติดกัน)
• บัดกรีสายสีแดงของขั้วต่อแบตเตอรี่ 9V เข้ากับปลายด้านหนึ่งของสวิตช์ ประสานปลายอีกด้านของสวิตช์เข้ากับหมุดส่วนหัวของตัวผู้ ประสานแบตเตอรี่สีดำเข้ากับหมุดส่วนหัวตัวผู้อีกตัว
• ดังที่แสดงในแผนภาพด้านบน หมุดส่วนหัวจะเข้าไปในเขียงหั่นขนมเพื่อจ่ายพลังงานให้กับนาโนที่ VIN (บวก) และ GND (ค่าลบ) พิน VIN สามารถรองรับ 7 ถึง 12 โวลต์ หากคุณวางแผนที่จะจ่ายไฟให้กับ Arduino ด้วยวิธีอื่นที่ไม่ใช่แบตเตอรี่ 9V ให้ใช้พินของแหล่งจ่ายไฟอื่น

ขั้นตอนที่ 8: ปรับเปลี่ยนนาโนหากจำเป็น

เนื่องจากกล่องโปรเจ็กต์ของฉันค่อนข้างตื้น ฉันจึงต้องถอดหมุดส่วนหัวของ ICSP ออกเพื่อให้พอดี หมุดเหล่านี้เป็นอินเทอร์เฟซรองกับ Arduino ของคุณ การถอดออกจะไม่ทำให้นาโนของคุณเสียหาย เนื่องจากคุณสามารถโหลดสคริปต์ผ่านพอร์ต USB ได้ตลอดเวลา

หมายเหตุ: หาก Nano ของคุณต้องการใช้หมุดส่วนหัวในการบัดกรี เพียงแค่ละเว้นหมุดเหล่านี้เมื่อประกอบ Arduino ของคุณ

ขั้นตอนที่ 9: วางสายด้านใน

• ต่อพอร์ตเคเบิลแกลนด์เข้ากับกล่องโปรเจ็กต์ในรูที่คุณเจาะ หากคุณสับสนเกี่ยวกับวิธีการใช้เคเบิลแกลนด์ วิดีโอนี้ที่ฉันพบบน YouTube แสดงว่ากำลังประกอบอยู่ (กรอไปที่ 0:57 อย่างรวดเร็ว) คุณอาจจะมีแหวนรองยาง สิ่งนี้ไประหว่างกล่องโปรเจ็กต์กับน็อตด้านนอกของเคเบิลแกลนด์
• รวบรวมปลายสายไฟ LED ที่หลวม ใช้เวลานี้ตัดแต่งให้มีความยาวเท่ากัน ลอกออกแล้วกรีดปลาย ป้อนปลายผ่านฝาปิดของเคเบิลแกลนด์ แล้วใช้ความร้อนหดเพื่อมัดปลายเข้าด้วยกัน ปล่อยให้ยาวพอที่จะไปถึงเขียงหั่นขนมที่อยู่ด้านในของกล่อง
• ป้อนมัดลวดผ่านพอร์ตต่อมสายเคเบิลลงในกล่องโปรเจ็กต์แล้วบิดฝาครอบต่อมเพื่อล็อคสายไฟให้เข้าที่ โดยเฉพาะบริเวณความร้อนหดตัวที่คุณใช้มัดเข้าด้วยกัน..
• แยกสายกราวด์ออกจากสายบวก ประสานสายกราวด์ทั้งหมดเข้าด้วยกันเป็นกราวด์เดียว ติดลวดเส้นสั้นจากมัดนั้นแล้วปิดด้วยหัวต่อตัวผู้ 1 อัน ใช้การหดตัวด้วยความร้อนเพื่อป้องกันข้อต่อบัดกรีเปล่าของคุณ
• บัดกรีส่วนหัวของตัวผู้ที่ปลายลวดบวกแต่ละเส้น ใช้การหดตัวด้วยความร้อนอีกครั้ง
• ใส่ส่วนหัวของตัวผู้ปลายด้านบวกลงในเขียงหั่นขนมเพื่อเชื่อมต่อกับหมุด PWM บน Arduino
• ใส่กราวด์ทั่วไปลงในเขียงหั่นขนมเพื่อให้ผ่านตัวต้านทาน จำกัด กระแสแล้วไปที่ GND บน Arduino
• ใส่แบตเตอรี่และใส่สวิตช์เข้าไปในรูในกล่องที่คุณเจาะไว้ก่อนหน้านี้ ติดตั้งแหวนรองยางระหว่างกล่องโปรเจ็กต์กับฝาเกลียว เสียบสายไฟเข้ากับเขียงหั่นขนม
• ล็อคหรือขันฝาเข้ากับกล่อง คุณทำเสร็จแล้ว!

หมายเหตุ: โปรดสังเกตในแผนผังและในขั้นตอนการพัฒนา ฉันใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแสไฟหนึ่งตัวต่อ LED โดยปกติ LED แต่ละตัวควรได้รับตัวต้านทานของตัวเองตามปกติ ไฟ LED มากกว่าหนึ่งดวงจะติดสว่างพร้อมกัน รหัสไม่อนุญาตให้มีไฟ LED มากกว่าหนึ่งดวงในแต่ละครั้ง ดังนั้นการใช้ตัวต้านทานเพียงตัวเดียวจึงจะดีในการปกป้อง Arduino นอกจากนี้ยังช่วยประหยัดพื้นที่บนเขียงหั่นขนมขนาดเล็กหรือเวลาในการบัดกรี LED แต่ละดวงด้วยตัวต้านทานแบบอินไลน์ ที่กล่าวว่า…คำเตือน!!! หากคุณวางแผนที่จะแก้ไขโค้ดเพื่อให้ LED สว่างมากกว่าหนึ่งดวงในแต่ละครั้ง คุณจะต้องใช้ตัวต้านทานแยกกันสำหรับ LED แต่ละดวง

ขั้นตอนที่ 10: ใช้มัน

ใช้แถบตีนตุ๊กแกหรือกาวร้อนติดไฟ LED กับต้นไม้ รั้ว นกฟลามิงโกสีชมพู หรือสิ่งอื่นใดในบ้านของคุณ ใช้ภายในโดยซุกไว้ในชั้นวางไวน์ หลังม่าน หรือแม้แต่แขวนสายไฟจากเพดานเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์ 3 มิติที่ลอยอยู่ในความมืด! สิ่งเหล่านี้จะเป็นสัมผัสที่ยอดเยี่ยมสำหรับงานปาร์ตี้ งานแต่งงาน ภาพยนตร์ และการถ่ายภาพ

ขั้นตอนที่ 11: ก้าวต่อไป…

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ว่านี่เป็นรุ่นแรกของโครงการ แต่เต็มไปด้วยศักยภาพมากมาย! เรียกใช้ LED เพิ่มเติมโดยเชื่อมต่อ shift register (ดูคำแนะนำนี้โดย JColvin91 เพื่อเรียนรู้วิธีการ) เพิ่มเซ็นเซอร์วัดแสง เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ และตัวจับเวลาสำหรับคุณสมบัติ "ตั้งค่าและลืมมัน"! ยุ่งกับรหัสเพื่อเพิ่มเปลวไฟของคุณเองให้กับแมลง แบ่งปันสิ่งที่คุณทำและสนุก !!

UPDATE: ในช่วงสองสัปดาห์ที่ผ่านมานับตั้งแต่เผยแพร่ Instructable นี้ ผู้ร่วมให้ข้อมูลจำนวนมากได้แนะนำการปรับปรุงที่ยอดเยี่ยมในโค้ด ฮาร์ดแวร์ และการดำเนินการของโครงการนี้ ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งหากคุณวางแผนที่จะสร้างสิ่งนี้ คุณอ่านความคิดเห็นและตอบกลับสำหรับแนวคิดเกี่ยวกับวิธีสร้างบั๊กฟ้าผ่าเหล่านี้ในแบบที่ฉันไม่ได้วางแผนไว้ ด้วยจิตวิญญาณของการทำโอเพ่นซอร์สที่ฉันยินดีรับทุกแนวคิดที่ช่วยพัฒนาโครงการนี้เป็นมากกว่าที่ฉันคิดว่าจะเป็นไปได้… และขอขอบคุณทุกคนที่ทำให้มันเกิดขึ้น

ไป. ทำ!!!