Batman LED Nightlight & Clock (Arduino): 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

หลายปีก่อน ฉันได้รับนาฬิการะบบควอทซ์และทำนาฬิกาให้เด็กๆ แต่ละคน

อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ตอนนี้น้องคนสุดท้องของเราต้องการนาฬิกาและยืนกรานว่าควรเป็นนาฬิกาแบทแมน!

ฉันกระตือรือร้นที่จะทำให้มัน 'มากกว่า' ดังนั้นฉันจึงคิดว่ามันน่าจะดีที่จะเอาโลโก้แบทแมนมาจุดไฟเพื่อให้ดูเหมือนกับสัญญาณเรียกขานที่เราเห็นซึ่งตัดกับก้อนเมฆในภาพยนตร์

มันได้ผลการรักษา! ตามปกติแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเอฟเฟกต์แสง รูปภาพในคำแนะนำนี้ไม่ยุติธรรม แต่มันดูดีบนผนังในเวลากลางคืน

วัสดุที่จำเป็น:

1. การเคลื่อนไหวของนาฬิกาควอทซ์
2. MDF 9 มม., ประมาณ 700 มม. x 300 มม. (การตัดที่บางลงก็ใช้ได้เช่นกัน เช่นเดียวกับไม้อัด - โดยพื้นฐานแล้วเราใช้สิ่งที่เรามีในโรงรถ)
3. ท่อนไม้ที่สั้นกว่า ประมาณ 15 มม. สี่เหลี่ยม (แต่คุณสามารถใช้ส่วนอื่นของไม้ด้านบนได้)
4. สีรองพื้น กระดาษทราย และสีดำด้าน
5. กาวไม้และกาวร้อน

อิเล็กทรอนิกส์

1. WS2812 แถบไฟ LED (เราใช้แถบยาว 1 เมตรที่ 60 ไฟ LED / เมตร)
2. แผงวงจร
3. ซ็อกเก็ตไอซี 8 พิน
4. ทริมเมอร์หรือโพเทนชิโอมิเตอร์ 2x (เราใช้ 50k Ohm)
5. ตัวต้านทานที่ขึ้นกับแสง
6. ตัวต้านทาน 300 - 500 โอห์ม (เราใช้ 470 โอห์ม)
7. ชิป Atmel ATTiny85 (แต่ Arduino ใด ๆ ก็เพียงพอแล้ว)
8. ตัวเก็บประจุ 100uF (ไม่จำเป็นหากใช้บอร์ด Arduino)
9. ตัวเก็บประจุ 1000uF
10. ช่องเสียบ USB (หรือวิธีใส่ 5V กับวงจร)

เครื่องมือ:

1. จิ๊กซอว์หรือเลื่อยวงเดือน
2. หัวแร้ง
3. เครื่องมือทาสีและขัด

ขั้นตอนที่ 1: เลือกการออกแบบแล้วตัดทิ้ง

ฉันค้นหา 'โลโก้แบทแมน' ใน Google อย่างรวดเร็ว

เมื่อเราตัดสินใจเกี่ยวกับการออกแบบ เราขยายขนาดให้เป็นขนาดประมาณ A3 และใช้เป็นเทมเพลตบนแผ่น MDF ขนาด 9 มม. แบบเก่าที่ยังไม่ได้ตัด ใช้จิ๊กซอว์ ตัดรูปร่างออก และเริ่มเป็นรูปเป็นร่างอย่างรวดเร็ว!

ขั้นตอนที่ 2: การเตรียมการ ขัดและทาสี

เพื่อให้ได้งานที่สวยงาม เราได้ขัดขอบทั้งหมด และ 'ลบคม' และส่วนที่หยาบเหลือไว้โดยจิ๊กซอว์

ไพรเมอร์สองชั้นที่มีการขัดระหว่างนั้นเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อให้เป็นฐานที่มั่นคงสำหรับท็อปโค้ทสีดำ ฉันวาดภาพกับลูกชายของฉันเป็นเรื่องสนุก (ถ้ายุ่ง!) ที่จะทำร่วมกัน

ขั้นตอนที่ 3: การเตรียมและติดตั้งนาฬิกา

เราใช้ไม้เก่าลึกประมาณ 15 มม. ที่ตัดแล้วเพื่อตั้งนาฬิกาแบทแมนไว้นอกกำแพง

เราติดตั้งกลไกนาฬิกาควอตซ์โดยใช้สว่านขนาด 10 มม. ตรงกลางโลโก้ และใช้สว่านขนาด 7 มม. เพื่อเจาะรูเพื่อรองรับตัวต้านทานที่ขึ้นกับแสง โปรดใช้ความระมัดระวังในการติดตั้งให้ห่างจากนาฬิกาให้เพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้มือไปแตะเซ็นเซอร์และทำให้เกิดสภาวะ 'มืด' ที่จะเปิดไฟ!

ขั้นตอนที่ 4: ติดตั้งแถบ LED ที่ด้านหลังของนาฬิกา

เราใช้แถบ LED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้ WS2812 แต่แถบ LED ใดๆ ก็เพียงพอแล้ว

ข้อดีของไฟ LED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้คือคุณสามารถเปลี่ยนสีและความเข้มของไฟ LED ได้ ในท้ายที่สุด เราต้องการให้โลโก้ดูเหมือนมี 'ไฟ' อยู่ด้านหลัง ดังนั้นจึงควรเลือกใช้สีของไฟ LED ที่แตกต่างกันในกรณีของเรา

ขั้นตอนแรกในที่นี้คือการกระจายแถบนำ 1 ม. รอบเส้นรอบวงของนาฬิกา เราตัดแถบตามช่วงเวลาที่เหมาะสม และติดส่วนที่ด้านหลังของนาฬิกาโดยใช้กาวร้อน โปรดใช้ความระมัดระวังในการสังเกตลูกศรบนแถบนำ - ควรชี้ไปในทิศทางเดียวอย่างต่อเนื่องจากส่วนหนึ่งของแถบหนึ่งไปอีกส่วนหนึ่ง!

เมื่อติดกาวแล้ว เราประสานส่วนแถบกลับเข้าด้วยกันโดยใช้สายเชื่อมต่อเพื่อคืนค่าวงจรที่เราหักโดยการตัดแถบ

ขั้นตอนที่ 5: สร้างวงจรควบคุม

เราใช้ Atmel ATTiny85 เพื่อควบคุมนาฬิกา แต่ Arduino จะทำได้ อันที่จริงเราได้ทดสอบวงจรในขั้นต้นกับ Arduino Nano

คำแนะนำสำหรับแถบไฟ LED ที่กำหนดแอดเดรสได้แนะนำตัวเก็บประจุ 1000uF และตัวต้านทาน 300-500 โอห์มระหว่าง Arduino และแถบ

ตามคำแนะนำนี้ เรายังใช้โพเทนชิโอมิเตอร์สองตัวเพื่อปรับความสว่างและระดับแสงที่ไฟ LED ส่องสว่างได้

โพเทนชิออมิเตอร์ตัวแรกถูกต่อสายเป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า โดยที่อินพุต Arduino เชื่อมต่อกับศูนย์กลาง การปรับทริมเมอร์นี้ทำให้เราสามารถส่งสัญญาณระหว่าง 0V ถึง 5V ไปยัง Arduino ซึ่งสามารถตีความได้ตามความสว่างที่ต้องการ

โพเทนชิออมิเตอร์ตัวที่สองเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสง เพื่อให้เราสามารถปรับระดับแสงที่องค์ประกอบไฟกลางคืนของนาฬิกาเปิดอยู่

สุดท้าย เราใช้ซ็อกเก็ต USB เป็นแหล่งพลังงาน และตัวเก็บประจุ 100uF ทั่วทั้งชิป ATTiny เพื่อป้องกันเสียงรบกวน ไฟล์ Fritzing ที่แนบมาหวังว่าจะเข้าใจถึงวงจร

ขั้นตอนที่ 6: การเขียนโปรแกรม

ฉันต้องการสร้าง 'พลุ' สีแดงตามแถบไฟ LED ซึ่งโดยทั่วไปแล้วฉันต้องการให้เป็นสีเหลือง

ด้วยการใช้สเปรดชีตที่แนบมา เราได้คิดค้นการคำนวณเพื่อสร้างความเข้มของสีแดงที่เพิ่มขึ้นและลดลงอย่างราบรื่นตลอดแถบ ดูวิดีโอเพื่อดูผลกระทบ

ฉันใช้ Arduino Uno มาตรฐานเพื่ออัปโหลดรหัสไปยัง ATTiny85 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้บู๊ตเป็น 16MHz เพื่อให้ได้เอฟเฟกต์ที่เหมาะสม ฉันใช้บทช่วยสอนที่ยอดเยี่ยมนี้เพื่อสร้างโปรแกรมเมอร์ ATTony โดยใช้เครื่องมือ Arduino มาตรฐาน - อย่าลังเลที่จะใช้ไฟล์โค้ด Arduino ที่แนบมาเป็นจุดเริ่มต้น

แม้ว่าฉันจะใช้ ATTiny แต่ Arduino ใดก็ตามก็ใช้งานได้ - Uno หรือ Nano นั้นง่ายกว่ามากเมื่อเทียบกับตัวเลือกที่ฉันเลือก แต่ที่น้อยกว่า 1 ปอนด์สำหรับ ATTiny85 เป็นการต่อรองราคามากเกินไป ละเว้นชิปตัวน้อยนี้;-)

เราตั้งโปรแกรมให้เปิดเครื่องเมื่อมืดและปิดอีกครั้งเมื่อสว่าง

นอกจากนี้ หลังจากสองชั่วโมง เครื่องจะปิดโดยอัตโนมัติและรอจนกว่าจะสว่างก่อนที่จะเข้าสู่ความมืดอีกครั้ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง หลังจากเปิดสวิตช์เป็นเวลา 2 ชั่วโมง เครื่องจะรอจนถึงเวลา 'เช้า' เพื่อเปิดใช้งานทริกเกอร์อีกครั้ง ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะเห็นในคืนถัดไป

ขั้นตอนที่ 7: 'การว่าจ้าง' Nightlight

เราพบว่าในตอนแรกแสงตอนกลางคืนสว่างเกินไป เราจึงตัดแสงโดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ความสว่าง

อีกสิ่งหนึ่งที่จำเป็นต้องปรับคือระดับแสงที่ไฟกลางคืนเปิดและปิด เมื่อใช้โพเทนชิออมิเตอร์ตัวที่สอง เรารอจนถึงเวลากลางคืน และกำหนดค่าให้ไฟ LED ติดสว่างเมื่อปิดไฟ และปิดเมื่อไฟห้องนอนเปิดอีกครั้ง

ในที่สุด รู้โวลต์ของคุณ! - มิเตอร์วัดพลังงานแบบ USB ดังภาพเป็นเครื่องมือเล็กๆ ที่มีประโยชน์สำหรับตรวจสอบกำลังไฟฟ้าที่กำลังดึงออกมา ที่ความสว่างเต็มที่ ของเรามีมากกว่า 1A (เช่น > 5W) ซึ่งเกินความจุของที่ชาร์จ USB บางรุ่น เมื่อความสว่างลดลง พลังงานที่ดึงออกมาก็ลดลงเหลือประมาณ 200mA ซึ่งอยู่ในความสามารถของที่ชาร์จโทรศัพท์ส่วนใหญ่

หากคุณต้องการทำสิ่งที่คล้ายคลึงกัน ฉันหวังว่าคุณจะพบว่าคู่มือนี้มีประโยชน์ - สนุก!

ขั้นตอนที่ 8: ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

เอฟเฟกต์แสงแฟลร์ของ LED ทำงานได้ดีมาก และให้แอนิเมชั่นเล็กๆ น้อยๆ ที่อาจให้ความรู้สึกเหมือนแสงที่ส่องกระทบกับก้อนเมฆที่เคลื่อนผ่าน ความงามของการใช้ไฟ LED ที่กำหนดได้คือคุณสามารถเปลี่ยนแปลงและเปลี่ยนเอฟเฟกต์ได้ตามที่คุณต้องการ!