Λίγους μήνες πίσω, ένας λαμπτήρας κεραυνών και κεραυνών ύψους 3000 δολαρίων έφτασε στον ιό της κοινότητας κατασκευαστών. Ήταν ένα εκπληκτικά όμορφο φως, αλλά η τιμή δεν την άφησε μακριά από κανέναν που είχε άθικτη νοημοσύνη. Αυτό που θα κάνουμε σήμερα δεν είναι ακριβώς το ίδιο - κάνουμε κάτι πιο πρακτικό, αντί για κομμάτι τέχνης, αλλά θα είναι πολύ πιο δροσερό και πιο προσαρμόσιμο.
Έχω επιλέξει να παραλείψω ομιλητές, υποθέτοντας ότι πιθανότατα έχετε ήδη ένα καλό ζευγάρι ομιλητών στο δωμάτιό σας, το οποίο θα προτιμούσατε να χρησιμοποιήσετε, και τοποθετώντας ειλικρινά ένα ηχείο σε ένα λαμπτήρα είναι κάπως περίεργο. Αντίθετα, θα προσθέσω ένα μικρόφωνο που θα επιτρέψει στην αστραπή να αντιδράσει αυτόματα σε δυνατούς θορύβους - είτε από μια πραγματική καταιγίδα είτε από μια ηχητική λωρίδα που παίζεται από τον υπολογιστή ή το στερεοφωνικό σας.
Θα χρησιμοποιήσουμε επίσης μια δέσμη πλήρων RGB Neopixel LEDs (WS2812B), έτσι ώστε να μπορούμε να αναπαράγουμε άλλα χρώματα εκτός από το λευκό και να έχουμε έλεγχο σε κάθε pixel.
Προειδοποίηση : Το τροφοδοτικό που έχω χρησιμοποιήσει σε αυτό το έργο έχει βιδωτά τερματικά που συνδέονται με ένα ζωντανό καλώδιο AC. Εάν δεν νιώθετε βέβαιος ότι καλωδίωση ενός βύσματος, βεβαιωθείτε ότι έχετε αγοράσει ένα πλήρως κλειστό τροφοδοτικό. Τουλάχιστον, θα πρέπει να περικλείσετε το PSU μέσα σε ένα ασφαλές πλαίσιο έργου.
Βήμα 0: Εισαγωγή
Ακολουθεί ένα βίντεο επίδειξης του τελικού έργου. Έχω εφαρμόσει μερικούς διαφορετικούς τρόπους μέχρι στιγμής, από την τυπική αστραπή σε ένα σύννεφο τριπλής οξύτητας και μια λυχνία χρώματος που ξεθωριάζει χρώματα, η οποία μπορεί να επιλεγεί από το τηλεχειριστήριο.
Ο πλήρης κωδικός και οι βιβλιοθήκες που χρειάζονται είναι διαθέσιμες για λήψη από αυτό το αποθετήριο Github.
Βήμα 1: Θα χρειαστείτε
- WS2812B, που συνήθως διατιμώνται σε περίπου 50 δολάρια για 5 μέτρα. Μην ανησυχείτε αν διαθέτετε άλλο τύπο Neopixel, σχεδόν σίγουρα υποστηρίζεται από τη διεπαφή FastLED, αλλά η καλωδίωση μπορεί να είναι διαφορετική (για παράδειγμα, μπορεί να χρειαστείτε και μια γραμμή συγχρονισμού εκτός από το σήμα).
- 5V, 10A + τροφοδοτικό - αγόρασα μερικές μονάδες 15Α για 11 δολάρια το καθένα. Λαμβάνουν 120-240V AC εισόδου και παράγουν μια βαριά έξοδο 5V, η οποία θα είναι πιο αρκετή για να τροφοδοτήσει όλα τα εικονοστοιχεία μας σε πλήρη φωτεινότητα, και το Arduino.
- Ηλεκτρική καλωδίωση, βύσμα και διακόπτης inline
- Περίβλημα έργου
- Δύο Αρδουίνος. $ 10 Κλώνοι Funduino είναι ωραία. Το δεύτερο είναι απαραίτητο για τηλεχειριστήριο, ενώ το πρώτο ελέγχει την κύρια λογική και τις λυχνίες LED.
- Δύο αντιστάσεις Ohm των 2.2k (ή γύρω τους) - η ακριβής τιμή δεν έχει σημασία τόσο πολύ, περίπου 1.5k έως 47k θα πρέπει να δουλέψει.
- Breadboard
- Δέκτη IR TSOP4838
- Απομακρυσμένο IR - Αγόρασα χύμα για περίπου 2 δολάρια το καθένα, αλλά οποιοδήποτε απομακρυσμένο θα πρέπει να λειτουργεί με τροποποιήσεις κώδικα.
- Μεγάλη μονάδα μικροφώνου
- Ξύλο ξύλο MDF για να κόψετε τη βάση σας και ένα παζλ.
- Υλικά συσκευασίας από πολυστυρένιο / κουτιά.
- Υφασμάτινο μαξιλάρι από πολυπροπυλένιο. Τράβηξα περισσότερο από αρκετό από μερικά φρικτά παλιά μαξιλάρια. Εάν αυτό δεν είναι μια επιλογή, θα πρέπει να είστε σε θέση να αγοράσετε μερικά νέα για περίπου $ 10, ή να χρησιμοποιήσετε ακόμη φθηνότερο βαμβάκι. Δοκίμασα και με τους δύο - το βαμβάκι χρειάστηκε περισσότερη δουλειά για να το πειράξει και δεν ήταν τόσο χνουδωτό, αλλά με ένα τσίμπημα, θα λειτουργήσει.
- Αλυσίδα και γάντζους για να κρεμάσει το σύννεφο - θα πρέπει να κρατήσει πάνω από 5 κιλά.
- Πυροβόλο όπλο με χαμηλή θερμοκρασία
- Κόλλα ψεκασμού - πιο εύκολο να κολλήσετε το πανί στο σύννεφο σας με αυτό, αλλά ένα όπλο κόλλα θα μπορούσε επίσης να λειτουργήσει.
Το συνολικό κόστος είναι περίπου 100 δολάρια χωρίς εργαλεία, αλλά τα περισσότερα από αυτά έλαβα από το σπίτι. Όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα είναι κοινά διαθέσιμα. το μικρόφωνο μπορεί να βρεθεί σε ένα κιτ αισθητήρα ή να το αγοράσει μεμονωμένα.
Βήμα 2: Κόψτε τη βάση
Κόψτε μια τραχιά βάση από ένα κομμάτι από MDF με ένα παζλ - το ακριβές σχήμα είναι προφανώς μέχρι εσάς, αλλά για κάποιο λόγο ένα σύννεφο είναι φασολιών σχήμα στο μυαλό μου. Θα τοποθετήσουμε μερικά άγκιστρα σε αυτό για να κρεμάμε, αλλά διαφορετικά παρέχει απλά μια σταθερή βάση για να συνεχίσουμε. Η κεντρική περιοχή θα προορίζεται για τα ηλεκτρονικά, το PSU και για να παραδώσει την αλυσίδα, ώστε να εξασφαλίσετε ότι έχετε αρκετό χώρο για να τοποθετήσετε τουλάχιστον το περίβλημα του έργου σας με κάποια άγκιστρα που το περιβάλλουν.
Βήμα 3: Στρώμα σε πολυστυρένιο
Αυτό είναι το πιο δύσκολο και δημιουργικό βήμα, αλλά πραγματικά δημιουργούμε ακριβώς κάτι συμπαγές και αρκετά σύντομο σε σχήμα νέφους για να κολλήσουμε τη λωρίδα LED επάνω. Κόλληστε μεγάλα κομμάτια από πολυστυρένιο για τη συσκευασία στη βάση (και κάτω από αυτό), χρησιμοποιώντας χαμηλή ρύθμιση θερμότητας στο πιστόλι κόλλας. Αν δεν έχετε χαμηλή ρύθμιση, απενεργοποιήστε το πιστόλι και αφήστε το να κρυώσει λίγο πριν προσπαθήσετε να κολλήσετε. Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, απλά θα λιώνετε μέσα στο υλικό συσκευασίας.
Βεβαιωθείτε ότι κάθε κομμάτι είναι στερεό πριν κολλήσετε την επόμενη, και είναι καλύτερο να κολλήσετε περισσότερο από ό, τι δεν αρκεί.
Και πάλι, θυμηθείτε να αφήσετε μια αρκετά μεγάλη κοιλότητα μέσα στο σύννεφο για να ταιριάζει με τα ηλεκτρονικά, την αλυσίδα και τα άγκιστρα.
Βήμα 4: Χαράξτε μια μορφή 3D Cloud
Χρησιμοποιήστε ένα μαχαίρι για να χαράξετε το σύννεφο σας, στρογγυλοποιώντας τις γωνίες και κόβοντας το περιττό υλικό μακριά, μέχρι να επιτύχετε ένα τραχύ 3D σχήμα σύννεφων. Δεν έχει σημασία πόσο τραχύ είναι αυτό από τότε που θα καλύψουμε τα πάντα στη γέμιση αργότερα - μπορείτε εύκολα να κρύψετε τα λάθη.
Βήμα 5: Αγκίστρωση Fix, Tidy Up
Τέλος, καθορίστε τρία ή τέσσερα άγκιστρα στη βάση του MDF, μέσα από κάθε γωνία της κοιλότητας του νέφους. Θα πρέπει να τρυπήσετε μια μικρή τρύπα πιλότου καθώς είναι δύσκολο να βιδωθεί εύκολα το MDF.
Έδωσα επίσης σε όλα ένα απλό παλτό λευκού χρώματος ψεκασμού για να εξασφαλίσω μια ομοιόμορφη βάση χρώματος, αλλά δεν είμαι βέβαιος ότι ήταν πραγματικά απαραίτητο.
Βήμα 6: Λωρίδες LED κόλλας
Πριν ξεκινήσετε να εφαρμόζετε κόλλα στις λυχνίες LED, ξεκινήστε από μια νέα λωρίδα ή μετρήστε πόσες λυχνίες LED έχετε συνολικά - θα χρειαστεί να υπολογίσετε πόσα έχετε χρησιμοποιήσει αργότερα στο βήμα προγραμματισμού. Κόψτε μια μικρή τρύπα στην πλευρά του σύννεφου σας και σκουπίστε τα καλώδια που σχηματίζουν την αρχή της λωρίδας LED σας στην κοιλότητα της νέφωσης. Να είστε πολύ προσεκτικοί ώστε να ξεκινάτε από το σωστό άκρο - οι λωρίδες LED είναι ευαίσθητες στην κατεύθυνση, οπότε βεβαιωθείτε ότι τα βέλη σήματος δείχνουν μακριά από την κοιλότητα.
Λειτουργώντας αργά, κολλάτε τα εικονοστοιχεία LED στη βάση πολυστυρενίου με ένα κυκλικό μοτίβο, προτού τραβήξετε τη λωρίδα προς τη βάση για να καλύψετε την κάτω πλευρά. Και πάλι - δεν χρειάζεται να είσαστε τέλειοι εδώ, διότι μόλις διαδώσαμε τα πάντα και το έπνιγαν με γέμιση, όλα μοιάζουν μάλλον εκπληκτικά ούτως ή άλλως.
Χρησιμοποίησα συνολικά 85 LED, ή μόλις πάνω από 2, 5 μέτρα, έχοντας περικυκλώσει το κύριο σώμα δύο φορές και χρησιμοποίησα μια μονή σειρά LEDs στην κάτω πλευρά.
Βήμα 7: Διάγραμμα καλωδίωσης
Η καλωδίωση είναι σύνθετη, αλλά κατανεμημένη εύκολα σε τμήματα.
Πρώτον, βάλτε το καλώδιο τροφοδοσίας καλωδιωμένο και ασφαλισμένο, κατά προτίμηση σε ξεχωριστή θήκη έργου. Δεν πρόκειται να σας διαλέξω για την ασφάλεια των ζωντανών καλωδίων AC, επομένως πρόκειται να υποθέσω ότι μπορείτε να χειριστείτε αυτό το μέρος και έχετε μια γραμμή 5V και GND από αυτήν.
ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ : όταν προγραμματίζετε και δοκιμάζετε το Arduino, τα 5V από το τροφοδοτικό θα πρέπει να παραμείνουν απομονωμένα από τα Arduino's (όλα τα GND συνδέονται όμως) - θα πρέπει να τροφοδοτούν μόνο τη λωρίδα LED, ενώ το Arduino χρησιμοποιεί το 5V που παρέχεται μέσω USB. Όταν τελειώσετε τον προγραμματισμό, το USB θα πρέπει να αποσυνδεθεί και δεν θα παρέχει πλέον 5V στο Arduino - σε αυτό το σημείο, θα πρέπει να συνδέσετε το 5V από την τροφοδοσία σας στο 5V rail στην αριστερή πλευρά του breadboard.
Ξεκινήστε συνδέοντας το έδαφος και τους ακροδέκτες 5V από κάθε Arduino στις ράγες της αριστερής πλευράς του breadboard. Θα μοιράζονται την ίδια πηγή ενέργειας, είτε πρόκειται για το εξωτερικό PSU που διαθέτουμε είτε για το USB συνδεδεμένο σε ένα από αυτά.
Στη συνέχεια, ολοκληρώστε την ενότητα καλωδιώσεων I2C - αυτό επιτρέπει στους δύο Arduinos να επικοινωνούν. Πάρτε τους ακροδέκτες Α4 και από τους δύο Arduinos σε μια μόνο σειρά στο breadboard, στη συνέχεια συνδέστε μια αντίσταση των 2.2k από αυτή τη σειρά σε 5V rail. Επαναλάβετε για το A5, συνδέοντάς τα σε ξεχωριστή σειρά, και πάλι με αντίσταση 2.2k σε 5V.
Συνδέστε το δέκτη IR στη συνέχεια - ελέγξτε τη διαμόρφωση των ακίδων αν έχετε άλλο μοντέλο, αλλά βασικά ο πείρος σήματος θα πρέπει να μεταβεί στο D11 σε ένα Arduino. Μεταφορτώστε το sketch του thundercloud_ir_receiver.ino σε αυτό το Arduino (κωδικός εδώ), στη συνέχεια αποσυνδέστε το USB από τη στιγμή που δεν το χρειάζεστε πλέον.
Από την άλλη Arduino, συνδέστε τον πείρο σήματος Data In από την αρχή της λωρίδας LED σας στο D6. Το GND από τα LED σας θα πρέπει να είναι κοινό με όλους τους Arduinos, αλλά σε αυτό το σημείο το 5V θα έρθει απευθείας από το PSU.
Επίσης σε αυτό το Arduino, συνδέστε τη μονάδα μικροφώνου σε A0. Ανεβάστε το άλλο σκίτσο του thundercloud.ino και διατηρήστε το USB συνδεδεμένο για το τρέχον χρονικό διάστημα ενώ κάνετε σάρωση. Ξεκινήστε με την κατάλληλη αλλαγή της μεταβλητής NUM_LEDS .
Βήμα 8: Κόλλα για το Γεμιστικό
Ως τελικό βήμα, κολλήστε το παραγέμισμά σας. Δεν υπάρχει συγκεκριμένη τεχνική εδώ - απλά ψεκάστε το σύννεφο με ένα στρώμα κόλλας και αρπάξτε μια χούφτα γέμισης. Είναι πιο εύκολο να δουλέψετε με το παραγέμισμα, αν το έχετε ήδη πειράξει για να αυξήσετε την επιφάνεια.
Εάν έχετε χρησιμοποιήσει το ίδιο τηλεχειριστήριο όπως το έκανα, το κουμπί STROBE το τοποθετεί σε κατάσταση ηχητικής αντιδραστικής σύννεσης. Η λειτουργία FLASH είναι η λειτουργία τρίπτυχου χρώματος και το FADE είναι η λαμπρή λάμψη διάχυτης χρωματικής διάθεσης.
Βήμα 9: Επεξήγηση κώδικα
Γιατί δύο Αρδουίνοι; Τόσο ο προγραμματισμός υπέρυθρων δέκτη όσο και η βιβλιοθήκη οδηγών εικονοστοιχείων WS2818B είναι πολύ ευαίσθητοι στο χρονισμό - εάν καθυστερήσει ο συγχρονισμός, το σήμα IR είναι κατεστραμμένο. Παρέχοντας σε κάθε κύκλωμα τον δικό του μικροελεγκτή και αφήνοντάς τον να μιλήσει για το πρωτόκολλο I2C, μπορούμε να διασφαλίσουμε ότι ο συγχρονισμός είναι τέλειος σε κάθε. Μπορεί επίσης να βρείτε ξεχωριστές μονάδες IR με ενσωματωμένο μικροελεγκτή τους, αλλά η έρευνά μου διαπίστωσε ότι αυτά κοστίζουν περισσότερο από έναν απλό κλώνο Arduino και IR LED. Το thundercloud_ir_receiever δεν πρέπει να απαιτεί εξήγηση, αν και μπορεί να θέλετε να διαβάσετε πρώτα τα βασικά του I2C.
Στον κύριο ελεγκτή κεραυνό, ορίζουμε διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας, όπως ON (τα εφέ αστραπής δεν ενεργοποιούνται ήχοι), CLOUD (ο ήχος είναι ενεργοποιημένος μόνο με ήχο), το ACID (το σύννεφο εμφανίζει τα trippy χρώματα) ή απλές λειτουργίες ενός χρώματος. Για να ορίσετε μια νέα λειτουργία, προσθέστε πρώτα το enum και στη συνέχεια ανοίξτε την κονσόλα και βρείτε ένα κουμπί απομακρυσμένου ελέγχου για να το αντιστοιχίσετε - κάθε απομακρυσμένο press πρέπει να εκτυπώσει μια γραμμή εντοπισμού σφαλμάτων. Στη μέθοδο receiveEvent (), χαρτογραφούμε αυτά τα πλήκτρα πιέζοντας σε μια λειτουργία, οπότε προσθέστε μια επιπλέον δήλωση διακόπτη εκεί. Τέλος, στη μέθοδο του κύριου βρόχου () κατευθύνουμε αυτές τις επιλογές λειτουργίας σε διαφορετικές λειτουργίες εμφάνισης.
Ο κώδικας εξομάλυνσης των μικροφώνων είναι αρχικά από το Adafruit - το απλοποίησα για τις ανάγκες μας και πρόσθεσα μια σκανδάλη όταν ακούγεται ένας θόρυβος μεγαλύτερος από τον μέσο όρο.
Βήμα 10: Λειτουργίες φωτισμού
Οι προβολές αστραπής συνδυάζουν τρεις διαφορετικούς "τύπους" αστραπής για να επιτύχουν κάτι αρκετά ρεαλιστικό ή τουλάχιστον ευχάριστο για το μάτι. Ο πρώτος τύπος είναι η ρωγμή (), όπου κάθε LED ανάβει για 10-100ms. Ο δεύτερος τύπος είναι η κυλιόμενη () - όπου κάθε LED έχει 10% πιθανότητα ενεργοποίησης και ολόκληρος ο βρόχος επαναλαμβάνεται 2-10 φορές, με καθυστέρηση 5-100ms μεταξύ κάθε κύκλου. Ο τρίτος τύπος είναι το thunderburst (), το οποίο επιλέγει δύο διαφορετικά τμήματα της λωρίδας, το καθένα μεταξύ 10-20 LED, αναβοσβήνει στιγμιαία αυτές τις ενότητες 3-6 φορές. Εξετάστε λεπτομερώς αυτές τις μεθόδους για να δείτε πώς ενεργοποιούνται τα επιμέρους LED - ο χρωματιστός τροχός HSV χρησιμοποιείται καθ 'όλη (τόσο λευκό είναι H = 0, S = 0, V = 255). Σας ενθαρρύνω να τροποποιήσετε ή να γράψετε νέες οθόνες αστραπής και, στη συνέχεια, να τις μοιραστείτε με τα σχόλια αν κάνετε ένα που σας αρέσει.
Κάθε φορά που ενεργοποιείται ο αστραπής ή εκτελείται ο βρόχος, το σύννεφο επιλέγει τυχαία μεταξύ των τριών τύπων αστραπής. Τέλος, μια μέθοδος reset () σβήνει όλα τα φώτα, διαφορετικά θα "θυμούνται" την προηγούμενη κατάσταση τους.
Ερωτήσεις ή προβλήματα - παρακαλούμε να έρθετε σε επαφή στα σχόλια και θα προσπαθήσω να βοηθήσω. Αν έχετε λογαριασμό Github, μπορείτε να δημοσιεύσετε σφάλματα ή προβλήματα στον ανιχνευτή ζητημάτων αντί. Εάν έχετε κάνει οποιεσδήποτε τροποποιήσεις ή έχετε γράψει κάποιες νέες λειτουργίες φωτισμού, παρακαλούμε μοιραστείτε έναν σύνδεσμο στον κώδικα σας στο Gist ή στο Pastebin.