Ночник на микроконтроллере

RGB светильник на PIC12F629/675

Многоцветный светильник на микроконтроллере

В новогодние праздники, да и не только, возникает большая потребность в световой иллюминации.

Данное устройство можно назвать по-разному: лампой настроения, RGB-светильником, новогодней лампой, светодиодным маяком и пр. Как его использовать – подскажет фантазия.

Вот схема многоцветного RGB-светильника на микроконтроллере PIC12F629 (или PIC12F675). Для увеличения кликните по изображению.

Внешний вид собранного RGB-светильника.

Видео работы светильника в режиме «лампы настроения» (Mood Lamp).

Схема предлагаемого устройства весьма проста, но обладает множеством режимов работы. Вот лишь некоторые из них:

Медленная смена цветов. Зелёное, красное и синее свечение разной интенсивности смешиваются, что позволяет получить плавный перебор цветов радуги;

Быстрое поочерёдное мигание красным, зелёным и синим цветом;

Плавное увеличение белого свечения и затем 4 вспышки. Затем идёт повторение цикла;

Поочерёдное резкое вспыхивание и медленное затухание основных цветов (синего, красного, зелёного). После цикл повторяется.

Ровное свечение красным;

Ровное свечение синим;

Ровное свечение зелёным;

Ускоренная смена цветов;

Ровное белое свечение;

Ровное белое свечение с пониженной яркостью;

Ровное белое свечение с минимальной яркостью;

Ровное свечение фиолетовым (красный + синий);

Ровное свечение оранжевым (красный + зелёный).

Это основные режимы работы светильника. Все остальные являются вариантами плавной смены цветов радуги с разной скоростью.

Чтобы оценить по достоинству всю богатую палитру режимов и работоспособность устройства лучше сначала его собрать на беспаечной макетной плате. Так называемой, «хлебной доске» (Breadboard).

Чтобы свечение от разных светодиодов смешивалось и образовывало ровный цветовой оттенок, светодиоды нужно размещать как можно ближе друг к другу. Также после макетирования схемы можно взять белый лист формата А4, свернуть его в цилиндр и закрепить по сторонам скрепками. Получившийся бумажный цилиндр устанавливаем на беспаечную макетную плату – закрываем светодиоды. В результате у нас получится своеобразный матовый плафон. Вот что из этого может получиться.

Микроконтроллер перед запайкой в плату нужно «прошить». О том, как это сделать, я уже рассказывал на страницах сайта. Чем прошивать – отдельный вопрос. Если нечем, то сначала нужно собрать самостоятельно USB программатор микроконтроллеров PIC или купить уже готовый. Он ещё не раз пригодится.

Во время прошивки PIC12F629 или PIC12F675 нужно обратить внимание на калибровочную константу. Не лишним будет сначала считать (“Read”) данные с чистого микроконтроллера и записать куда-нибудь на бумажину значение константы. После прошивки микроконтроллера нужно проверить соответствует ли значение константы в ячейке 0x3FF считанному ранее значению. Если оно отличается, то меняем константу. О том, что такое калибровочная константа я уже рассказывал здесь.

Список необходимых радиодеталей для сборки RGB-светильника.

Название Обозначение Параметры / Номинал Марка или тип элемента
Микроконтроллер DD1 8-битный микроконтроллер PIC12F629 или PIC12F675
Интегральный стабилизатор DA1 на выходное напряжение 5 вольт 78L05, MC78L05ACP (любой аналог)
MOSFET-транзисторы VT1 — VT3 2N7000 или КП501А ( Внимание! У КП501А другая цоколёвка!)
Полупроводниковый диод VD1 (не обязателен) 1N4148, 1N4007 или аналог
Светодиоды HL1 — HL4 красного цвета свечения любые яркие диаметром 5 мм.
HL5 — HL7 зелёного цвета свечения
HL8 — HL10 синего цвета свечения
Резисторы R1 120 Ом МЛТ, МОН (на мощность рассеивания — 0,125 Вт)
R2, R3 68 Ом
Конденсаторы С2 220 нФ (0,22 мкФ) Керамические многослойные или любые аналоги
С3 100 нФ (0,1 мкФ)
Электролитический конденсатор C1 47 мкФ * 16 вольт любой алюминиевый (К50-35 или зарубежные аналоги)
Кнопка SB1 любая тактовая кнопка (например, KAN0610-0731B)
Джампер J1 (не устанавливается)

После подачи питания устройство начинает работать сразу. Нажатием кнопки SB1 можно переключать режим работы RGB-светильника. Кнопку можно нажимать хоть до бесконечности – переключение режимов происходит по кругу.

Печатную плату легко изготовить с помощью маркера для плат. Так делал я. Если маркера для плат нет, то можно применить «карандашный» метод или цапонлак. Умеете делать платы ЛУТ’ом – ещё лучше.

Ну, а если нет ничего из перечисленного, а сделать самоделку очень хочется, то вместо стеклотекстолита можно использовать толстый картон, кусок тонкого пластика или фанеры. В общем, всё то, на чём можно смонтировать схему навесным монтажом. Соединения можно выполнить медным проводом с обратной стороны основания.

Сейчас такой совет покажется дикостью, но когда я только начинал заниматься электроникой, то пробовал всякие способы монтажа схем. В те недалёкие времена расходники и детали покупали на радиорынках, которые были только в крупных городах. О заказе радиодеталей онлайн мы могли тогда только мечтать.

Пояснения к схеме.

MOSFET-транзисторы 2N7000 чрезвычайно чувствительны к статическому электричеству. В этом я убедился на собственном опыте. Если паять их обычным паяльником (типа ЭПСН или аналогичным), то с большой вероятностью транзисторы придут в негодность. Они будут либо постоянно открыты или открываться непредсказуемо. Во всяком случае, после первой сборки у меня транзисторы вели себя именно так.

Возможно, угробил их статикой ещё задолго до сборки устройства. А, может, всё дело именно в паяльнике.

Поэтому рекомендую впаивать транзисторы 2N7000 паяльной станцией. Ну, а если кроме обычного паяльника ничего нет, то нужно перед пайкой замкнуть все три вывода транзистора, впаять, а затем убрать перемычку.

В качестве перемычки может быть кусочек фольги (запечатываем корпус так, чтобы выводы транзистора тоже замкнулись) или несколько витков медного провода без изоляции, которыми обматываем выводы. Естественно, после монтажа перемычку нужно снять с выводов транзистора.

Расположение выводов МОП-транзистора 2N7000.

Если кому интересно, как обозначаются различные полевые транзисторы на принципиальных схемах, то загляните на страницу про обозначение полевых транзисторов на схеме.

Транзисторы 2N7000 можно заменить на КП501А. Но стоит учесть, что у КП501А другая цоколёвка! Вот такая.

Защитный диод VD1 можно не впаивать в схему. Он служит для защиты схемы при неправильном подключении питания — переполюсовке. Если такая защита не нужна, то диод VD1 тоже не нужен.

Резисторы можно подобрать с номиналами, близким к указанным на схеме (стандартное допустимое отклонение ±20%). Я, например, устанавливал R1 на 130 Ом, а R2, R3 – 82 Ом.

Для питания схемы потребуется стабилизированный блок питания с выходным напряжением 12 вольт. Подойдёт, например, регулируемый блок питания, схема которого описана тут. Также для питания устройства можно использовать блок питания на основе понижающего DC/DC модуля.

RGB-ночник на базе Arduino

Наверное, у каждого в детстве была мечта (и не одна). Можно попытаться даже вспомнить то чувство, которое переполняет душу ребенка при исполнении его мечты или тот далекий знакомый блеск в глазах… Я же в детстве мечтала иметь свой ночник.

Сейчас я учусь на 4ом курсе БГУИР и когда нам сообщили, что курсовой проект по схемотехнике можно сделать не на бумаге, а на железяке, меня осенило: ночник, который так желался в детстве, можно сделать самой. Причем сделать не просто объект, который будет освещать комнату в темное время суток, а устройство, каким можно будет с легкостью управлять под любое настроение. А почему бы и нет? Я решила добавить возможность менять цвета с помощью рук: чем ближе рука подносится к ночнику, тем ярче горит один из цветов (RGB). А также хотелось бы управлять ночником с помощью пульта ДУ.

Сразу признаюсь, что идею я подсмотрела на сайте cxem.net. Если вкратце, в этом примере использовалась RGB-матрица, которая управлялась с помощью регистров сдвига, и ультразвуковые датчики расстояния. Но я подумала, что матрица светит исключительно в одну сторону, мне же хотелось, чтобы ночник светил по сторонам.

Обоснование элементов схемы

Я обратила свое внимание на микроконтроллеры Arduino. UNO вполне подходящий вариант для моей задумки, во-первых потому что это наиболее популярная платформа и количество пинов не слишком велико, в отличие от Mega, во-вторых к ней можно подключить внешний источник питания, в моем случае он 12В, в отличие от Nano, в третьих… ну думаю можно остановиться на этих двух пунктах. Платформа пользуется огромной популярностью во всем мире благодаря удобству и простоте языка программирования, а также открытой архитектуре и программному коду.

Более подробную информацию о данной плате можно с легкостью найти на просторах интернета, так что не буду перегружать статью.

Итак, основные требования, предъявляемые системе. Необходимы:
– датчики, которые будут отслеживать расстояние до преграды для управления системой;
– датчик для считывания сигналов с пульта дистанционного управления;
– светодиоды, которые и будут обеспечивать необходимую функциональность освещения;
– управляющий блок, который будет управлять всей системой.

В качестве датчиков расстояния для проекта необходимы дальномеры, каждый из которых будет соответствовать определенному цвету: красный, зеленый, синий. Датчики расстояния будут следить за расстоянием руки до ночника и, чем ближе рука будет подноситься к определенному датчику, тем сильнее будет гореть цвет, соответствующий этому дальномеру. И наоборот, чем дальше рука, тем меньше подается напряжение на цвет, соответствующий датчику.

Наиболее популярные дальномеры на данный момент это Sharp GP2Y0A21YK и HC-SR04. Sharp GP2Y0A21YK — это инфракрасный дальномер. Он оснащен ик-излучателем и ик-приемником: первый служит источником луча, отражение которого ловит второй. При этом ик-лучи датчика для человеческого глаза невидимы и при такой интенсивности безвредны.

Читайте также  Лавинная реанимация батареек

По сравнению с ультразвуковыми датчиком HC-SR04, у этого датчика есть и достоинства, и недостатки. К достоинствам можно отнести нейтральность и безвредность. А недостатки — меньший радиус действия и зависимость от внешних помех, в том числе — некоторых типов освещения.

В качестве датчиков расстояния для проекта использованы ультразвуковые дальномеры HC-SR04.
Принцип действия HC-SR04 основан на хорошо известном явлении эхолокации. При его использовании излучатель формирует акустический сигнал, который отразившись от преграды, возвращается к датчику и регистрируется приемником. Зная скорость распространения ультразвука в воздухе (примерно 340м/с) и время запаздывания между излученным и принятым сигналом, легко рассчитать расстояние до акустической преграды.

Вход TRIG подключается к любому выводу микроконтроллера. На этот вывод нужно подавать импульсный цифровой сигнал длительностью 10 мкс. По сигналу на входе TRIG датчик посылает пачку ультразвуковых импульсов. После приема отраженного сигнала, датчик формирует на выводе ECHO импульсный сигнал, длительность которого пропорционально расстоянию до преграды.

Ик-датчик. Разумеется, с данного датчика будет считываться и декодироваться сигнал, необходимый для дистанционного управления. TSOP18 отличаются между собой только по частоте. Для проекта выбран датчик VS1838B TSOP1838.

В основе проекта лежала идея об освещении помещения любым цветом, это говорит о том, что понадобятся 3 основных цвета из которых будет получено освещение: красный, зеленый, синий. Поэтому была выбрана модель светодиодов SMD 5050RGB, которые отлично справятся с поставленной задачей.

В зависимости от величины напряжения, подаваемого на каждый светодиод, они будут менять интенсивность этого освещения. Светодиод должен быть подключен через резистор, иначе рискуем испортить не только его, но и Arduino. Резистор нужен для того, чтобы ограничить ток на светодиоде до приемлемой величины. Дело в том, что внутреннее сопротивление светодиода очень низкое и, если не использовать резистор, то через светодиод пройдет такой ток, который попросту спалит и светодиод, и контроллер.

Планки со светодиодами, которые используются в проекте, питаются от 12В.

В связи с тем, что напряжение на светодиодах в «выключенном» состоянии равно 6В и необходимо регулировать питание, которое превосходит 5В, в схему необходимо добавить транзисторы в ключевом режиме. Мой выбор пал на модель BC547c.

Рассмотрим вкратце, для тех, кто подзабыл, принцип работы n-p-n транзистора. Если напряжение не подавать вовсе, а просто взять и замкнуть выводы базы и эмиттера пусть даже и не накоротко, а через резистор в несколько Ом, получится, что напряжение база-эмиттер равно нулю. Следовательно, нет и тока базы. Транзистор закрыт, коллекторный ток пренебрежительно мал, как раз тот самый начальный ток. В этом случае говорят, что транзистор находится в состоянии отсечки. Противоположное состояние называется насыщение: когда транзистор открыт полностью, так, что дальше открываться уже некуда. При такой степени открытия сопротивление участка коллектор эмиттер настолько мало, что включать транзистор без нагрузки в коллекторной цепи просто нельзя, сгорит моментально. При этом остаточное напряжение на коллекторе может составить всего 0,3…0,5В.

Эти два состояния – насыщение и отсечка, используются в том случае, когда транзистор работает в ключевом режиме наподобие обычного контакта реле. Основной смысл такого режима в том, что малый ток базы управляет большим током коллектора, который в несколько десятков раз больше тока базы. Большой ток коллектора получается за счет внешнего источника энергии, но все равно усиление по току, что называется, налицо. В нашем случае, микросхема, рабочее напряжение которой 5В, включает 3 планки со светодиодами, работающими от 12В.

Рассчитаем режим работы ключевого каскада. Требуется рассчитать величину резистора в цепи базы, чтобы светодиоды горели в полную мощность. Необходимое условие при расчете, чтобы коэффициент усиления по току был больше либо равен частному от деления максимально возможного тока коллектора на минимально возможный ток базы:

Поэтому планки могут быть на рабочее напряжение 220В, а базовая цепь управляться от микросхемы с напряжением 5В. Если транзистор рассчитан на работу с таким напряжением на коллекторе, то светодиоды будут гореть без проблем.
Падение напряжения на переходе база-эмиттер 0,77В при условии, что ток базы 5мА, ток коллектора 0,1А.
Напряжение на базовом резисторе составит:

По Закону Ома:

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем резистор 8,2 кОм. На этом расчет закончен.

Хочу обратить ваше внимание на одну проблему, с которой я столкнулась. При использовании библиотеки IRremote Arduino зависал при регулировании синего цвета. После долгого и тщательного поиска в интернете оказалось, что данная библиотека использует по умолчанию таймер 2 для этой модели Arduino. Таймеры используются для управление выходами ШИМ.

Tаймер 0 (Системное время, ШИМ 5 and 6);
Tаймер 1 (ШИМ 9 и 10);
Tаймер 2 (ШИМ 3 и 11).

Первоначально у меня был использован ШИМ 11 для регулирования синего цвета. Поэтому будьте внимательны при работе с ШИМ, таймерами и сторонними библиотеками, которые могут их использовать. Странно, что на главной странице на гитхабе об этом нюансе не было ничего сказано. При желании вы можете раскомментировать строчку с таймером 1 и закомментировать 2.

Подключение элементов на макетной плате выглядит следующим образом:

После тестирования на макетке начались фазы «Размещение элементов на плате» и «Работа с паяльником». После первого тестирования готовой платы в голову закрадывается мысль: что-то пошло не так. И тут начинается знакомая многим фаза «Кропотливая работа с тестером». Однако неполадки (случайно спаялись несколько соседних контактов) были быстро устранены и вот он долгожданный озорной огонек светодиодов.

Далее дело стояло только за корпусом. По этому поводу были выпилены фанерки с отверстиями для наших датчиков. Задняя крышка делалась специально съемной, чтобы можно было насладиться видом изнутри и, при желании, что-то доделать или переделать. Также в ней имеются 2 отверстия для перепрограммирования платы и питания.

Корпус клеился на двухкомпонентном эпоксидном клее. Стоит отметить особенность данного клея, для тех, кто с ним раньше не встречался. Данный товарищ поставляется в двух отдельных емкостях, при смешивании содержимого которых происходит моментальная химическая реакция. После смешивания действовать приходится быстро, в пределах 3–4 минут. Для дальнейшего использования нужно смешать новую порцию. Так что если пытаетесь это повторить, мой вам совет, смешивать маленькими порциями и действовать весьма быстро, время на подумать будет не так уж и много. Поэтому стоит заранее продумать, как и где склеить корпус. Причем за один присест это сделать не получится.

Для крепления планок со светодиодами в верхнюю крышку была вставлена трубка через которую прекрасно прошли все провода.

Когда возник вопрос с абажуром, я вспомнила как в детстве делала поделки из простой нитки, клея и воздушного шарика, который служил основой. Принцип для абажура взят тот же, однако обматывать многогранник оказалось сложнее, чем шарик. За счет давления, оказываемого нитками на конструкцию, кверху она начала сужаться и нитки стали опадать. Экстренно, с руками в клею, было принято решение укрепить конструкцию сверху. И тут пришел на помощь компакт диск. В итоге получился вот такой ночник:

Что хочется сказать в итоге

Чтобы я изменила в проекте? Для подачи сигнала TRIG датчиков расстояния можно было бы использовать один выход Arduino вместо трех. Так же я бы предусмотрела отверстие для ик-датчика (о котором я забыла), который пока, увы, спрятан в корпусе из которого он, естественно, не может считывать сигналы с пульта. Однако, кто сказал, что нельзя ничего перепаивать и сверлить?

Хочется отметить, что это был интересный семестр, и отличная возможность попробовать сделать что-то не на бумаге, благодаря чему я могу поставить еще одну галочку около пункта «детская мечта». И если вам кажется, что пробовать что-то новое сложно, и вы не знаете за что первым делом взяться, не стоит переживать. У многих в голове пролетает мысль: с чего бы тут начать и как это вообще можно сделать? В жизни много возникает задач от которых можно растеряться, но стоит только попробовать как вы заметите, что с огоньком в глазах вы можете свернуть горы, пусть даже для этого придется немножко постараться.

Ночник на микроконтроллере

  • Усилители мощности
  • Светодиоды
  • Блоки питания
  • Начинающим
  • Радиопередатчики
  • Разное
  • Ремонт
  • Шокеры
  • Компьютер
  • Микроконтроллеры
  • Разработки
  • Обзоры и тесты
  • Обратная связь
  • Форум
    • Усилители мощности
    • Шокеры
    • Качеры, катушки Тэсла
    • Блоки питания
    • Светодиоды
    • Начинающим
    • Жучки
    • Микроконтроллеры
    • Устройства на ARDUINO
    • Программирование
    • Радиоприемники
    • Датчики и ИМ
    • Вопросы и ответы
  • Online расчёты
  • Умный дом
  • Видео
  • RSS
  • Приём статей
    • Усилители мощности
    • Светодиоды
    • Блоки питания
    • Начинающим
    • Радиопередатчики
    • Разное
    • Ремонт
    • Шокеры
    • Компьютер
    • Микроконтроллеры
    • Разработки
    • Обзоры и тесты
    • Обратная связь
  • Форум
    • Усилители мощности
    • Шокеры
    • Качеры, катушки Тэсла
    • Блоки питания
    • Светодиоды
    • Начинающим
    • Жучки
    • Микроконтроллеры
    • Устройства на ARDUINO
    • Программирование
    • Радиоприемники
    • Датчики и ИМ
    • Вопросы и ответы
  • Online расчёты
  • Умный дом
  • Видео
  • RSS
  • Приём статей
  • Читайте также  Увеличение чувствительности приемника

    Светодиодный ночник своими руками

    Ночник своими руками — многие не сделали бы такое, проще купить, чем собрать, да и дешево. Вынужден не согласиться, хороший ночник можно купить за 2-5$, а дешевые китайские ночники с газоразрядными лампами за 1 доллар прослужат вам в лучшем случае месяц — личный опыт.

    Схема довольно мощного и стойкого ночника проста до безобразия.

    В нем использован белый сверхяркий светодиод на 1 ватт, хотя в схеме он работает не на полную мощность, поскольку максимальный ток подаваемый на светодиод составляет 70-75-мА.

    Реализована бестрансформаторная схема, которая в последнее время нашла широкое применение в электронных устройствах. Данная схема довольно стабильна в работе, не перегревается и не боится коротких замыканий, выходной ток зависит от емкости пленочного конденсатора. Сам конденсатор нужно подобрать с рабочим напряжением не менее 250 Вольт (250-630 Вольт), при емкости 1 мкФ, на выходе получится ток равный 75мА.

    Из-за малого выходного тока светодиод в ходе работы перегреваться не будет. Для того, чтобы броски напряжения не спалили светодиод, следует использовать ограничительный резистор.

    Диодный выпрямитель можно взять готовый или собрать из 4-х выпрямительных диодов с током более 100мА (лучше 1Ампер) и с обратным напряжением не менее 1000 Вольт, отлично подходят дешевые маломощные диоды 1N4007.

    Корпус использован от промышленного ночника, вся схема укреплена во внутрь с помощью термоклея.

    Данный ночник уже активно использую в течении двух недель, включен в сеть почти постоянно. Внутренняя схема не перегревается и полностью безопасна, при этом электросчетчик «не видит» его — что очень радует.

    С уважением — АКА КАСЬЯН

    • Назад
    • Вперед

    Связанные статьи

    Мощный Шокер-Фонарь своими руками

    При создании любой конструкции возникает вопрос о корпусе. Для шокера, ещё и вопрос маскировки под безобидное устройство. Оригинальное решение — это разместить схему.

    Мощный шокер на 555 таймере

    Шокер состоит из обратноходового импульсного преобразователя, нагруженного на 4-х каскадный умножитель. Источником питания служат две аккумуляторные батареи Varta 6F22 9V.

    Мощный электрошокер на К555ЛН1

    Ради интереса попробовал собрать шокер на микросхеме К555ЛН1. Шокер получился достаточно мощным, с питанием 7,2 Вольт (пальчиковые аккумуляторы размера АА).

    Паяльник из электронного трансформатора

    Паяльник изготовлен из готового блока питания для галогеновых ламп китайского производства, мощностью 180Вт. Схема — это классический полумостовой преобразователь. Блок.

    Как сделать умный светильник своими руками. Лучше, чем Xiaomi в магазине

    В умном доме или простой квартире без других smart-гаджетов всегда найдется место красивому и стильному светильнику. Устройство может выполнять роль тематического осветителя, дополнительной подсветки или прикроватного ночника.

    В данной нише представлено сразу несколько удачных моделей от Xiaomi и суб-брендов компании.

    Модели имеют свои преимущества, но и недостатков у гаджетов хватает.

    Обычно при хорошей начинке страдает программная часть. Разработчики не раскрывают весь потенциал железа, не добавляют красивые эффекты или полезные фишки.

    Китайские производители выпустили уже несколько поколений умных ламп, а их возможности находятся на уровне первых моделей 7-летней давности.

    Предлагаем собрать свой умный светильник с кучей настроек и крутых фишек. Попытаемся повторить популярный проект Алекса Гайвера.

    Для большинства пользователей собрать подобное устройство не составит никакого труда, особенно, если вы уже делали крутую новогоднюю гирлянду вместе с нами.

    Какие компоненты потребуются

    Все необходимые компоненты можно разделить на электронную начинку и корпус. Всю необходимую электронику можно заказать на AliExpress:

    ▶ диодная матрица WS2812B 16х16 – от 886 рублей

    ▶ блок питания 5В/3А – 271 рубль

    ▶ модуль управления Wemos D1 mini от 124 рублей или NodeMcu v2/V3 – от 153 рублей

    Корпус и элементы каркаса приобретаются или заказываются в любом строительном магазине.

    ▶ пластиковая труба и заглушка: диаметр 50мм – длина 250мм, диаметр 40мм – длина 100-150мм, заглушка диаметр 40мм. В любом строительном магазине все вместе обойдется примерно в 100 рублей.

    Проект оказался довольно популярным, китайцы предлагают купить все компоненты разом – за 2853 рубля. В набор входит все кроме пластиковых труб, но при покупке комплектующих раздельно выходит дешевле.

    Бюджет проектадо 2000 рублей. Это на 500 рублей дешевле самого доступного умного ночника от Xiaomi.

    В итоге мы получим более крутой по возможностям гаджет, который при этом будет сделан своими руками.

    Как прошить умную начинку

    На сайте проекта (в очередной раз говорим “Спасибо” Алексу Гайверу) есть несколько вариантов прошивки для будущей лампы:

    Читайте описание и выбирайте понравившуюся прошивку. При тестировании лампы можно будет попробовать разные прошивки и окончательно определиться.

    Для начала загрузим прошивку в “мозги” лампы. Ими будет выступать одни из модулей Wemos D1 mini или NodeMcu v2/V3. Платы практически идентичные по своим возможностям и стоимости. Выбирайте любую, возможно, у вас остался такой модуль от других самодельных проектов.

    1. На Mac или Windows скачиваем и устанавливаем среду разработки Arduino IDE.

    2. Скачиваем и устанавливаем библиотеки Java Runtime Environment для работы приложения.

    3. Скачиваем и устанавливаем кекст (драйвер) для работы с китайскими аналогами платы Arduino и производных от нее модулей. Для этого переходим на GitHub и загружаем последнюю версию.

    4. Скачиваем архив проекта со страницы Алекса Гайвера и распаковываем его на компьютере.

    5. В папке с проектом находим папку libraries и копируем ее содержимое в /Documents/Arduino/libraries.

    6. В архиве находим файл прошивки GyverLamp_v1.5.5.ino (или более свежую версию) и открываем его в Arduino IDE.

    7. На первой вкладке проекта находим ссылку для менеджера плат и копируем ее.

    8. В Arduino IDE переходим в меню Arduino – Preferences… и вставляем скопированную ссылку в поле Дополнительные ссылки для менеджера плат.

    9. Открываем меню Инструменты – Плата – Менеджер плат… и устанавливаем плагин ESP8266 (рекомендуется выбрать версию 2.5.2).

    10. В меню Инструменты – Плата выбираем используемую плату Wemos D1 mini или NodeMcu.

    11. Если плата подключена к компьютеру и драйвер (кекст) установлен, в меню Инструменты – Порт увидите новое устройство. Его и нужно выбрать перед прошивкой.

    Можете пройтись по настройкам прошивки в приложении. Все важные опции снабжены понятными комментариями. По умолчанию можно не менять ничего и сразу же загрузить прошивку на плату.

    Как спаять всю электронику


    Тестовая сборка компонентов на макетной плате

    Перед тем, как начнете паять всю конструкцию, лучше соберите компоненты на макетной плате или просто на скрутках проводов. Так точно проверите, что правильно прошили модуль управления, а еще сможете поэкспериментировать с разными прошивками и их настройками.

    Только после того, как убедились, что все работает, а нужная прошивка со всеми изменениями загружена в блок управления, приступайте к пайке.


    Схема сборки компонентов при использовании Wemos mini

    Схема предельно простая и понятная. Привожу оригинал с сайта автора.

    Даже люди без опыта пайки без труда справятся со сборкой данного проекта.


    Схема сборки компонентов при использовании NodeMCU

    Не торопитесь припаивать матрицу, ведь идущие к ней проводки потребуется проложить через другие элементы конструкции.

    Лучше всего предусмотреть несколько коннекторов, чтобы иметь возможность отсоединить матрицу для сборки или блок управления для перепрошивки.


    Проверка работоспособности

    Есть возможность сделать светильник без сенсорной кнопки, управлять им можно будет через приложение. В этом случае придется внести некоторые правки в прошивку. Специальные строки, которые нужно закомментировать помечены в каждом варианте ПО для лампы.

    Как сделать корпус

    Когда электронная начинка будет готова, нужно будет собрать для нее корпус.

    Как вы поняли, основа лампы – стеклянный или пластиковый плафон. Лучше всего подойдет матовое стекло с хорошим рассеивающим эффектом. Если плафон прозрачный или плохо рассеивает свет, можно приклеить на внутреннюю часть слой пекарской или пергаментной бумаги.

    В качестве основного крепления будет использоваться пластиковая труба 50-го диаметра. Диодная матрица идеально охватывает ее с наружной стороны.

    Верхний торец трубы можно закрыть пробкой того-же диаметра или заглушкой меньшего размера. Все зависит от диаметра отверстия в используемом плафоне.


    Важный момент. Для лучшей подачи питания следует соединить соответствующие контакты на обратной стороне матрицы

    Если выберите плафон по ссылке выше, в него идеально впишется труба диаметром 40мм, в моем случае пришлось наматывать несколько слоев изоленты, чтобы пробка не болталась.

    Для основания нет единого решения, все опять же будет зависеть от используемого плафона. У одних нижний торец может идеально закрыться заглушкой для трубы диаметром 100мм, у других найдется подходящая пластиковая емкость, из которой придется вырезать дно, а третьи просто напечатают заглушку на 3D-принтере.


    Огромная самодельная диодная лампочка

    Теперь нужно намотать матрицу на трубу, заранее просверлив в ней отверстие для проводов, и собрать конструкцию воедино. Сенсорную кнопку нужно будет приклеить термопистолетом ко внутренней стороне верхней пробки, аналогично можно связать основание с днищем.

    Последним сложным решением будет подвод питания.

    Можно просто припаять кабель от адаптера и проделать для него отверстие в днище. При наличии бормашины лучше просверлить отверстие в самом плафоне.

    Читайте также  Схема управления rgb светодиодом


    Просверлил отверстие под штекер питания при помощи бормашины

    Теперь можно собирать все компоненты. Не стоит наглухо склеивать все узлы конструкции, предусмотрите вариант разборки через верхнюю или нижнюю пробку.

    Первый запуск и настройка Wi-Fi

    Я использовал прошивку от gunner47, для настройки других прошивок читайте их описание на странице разработчика.

    1. Подаем питание на лампу, а на смартфоне находим появившуюся точку доступа LedLamp с паролем 31415926 (имя точки доступа и пароль настраивается в прошивке)

    2. Подключаемся и ждем появление окна авторизации.

    3. Выбираем пункт Configure WiFi и подключаемся к домашней сети.

    4. После перезагрузки лампы находим ее в веб-интерфейсе или приложении своего роутера, чтобы узнать полученный IP-адрес.

    5. Устанавливаем приложение Arduino Lamp из App Store (для других прошивок нужно использовать другие приложения).

    6. Вводим IP-адрес лампы и подключаемся.

    Все! Наша умная лампа готова, можно показывать свое творение и готовиться к порции похвалы от жены и детей.

    Что умеет такой умный светильник

    Получившийся светильник имеет такие интересные фишки.

    Во-первых, это яркий ночник с большим количеством настраиваемых эффектов. В зависимости от прошивки, в светильник можно загрузить до 60 эффектов. Каждый эффект имеет настройки яркости, скорости отображения и цвета.

    Во-вторых, в светильнике есть режим огненной лампы. Диоды имитируют горение свечи или небольшого источника огня. Выглядит очень реалистично.

    В-третьих, в прошивке добавлен классный режим для комфортного пробуждения по утрам.

    За несколько минут до установленного будильника светильник начинает заполнять комнату теплым светом. Чем ближе к срабатыванию будильника, тем ярче будет свечение.

    В-четвертных, доступно управление со смартфона. Можно переключать эффекты, управлять их яркостью, скоростью и цветом. Есть возможность создавать свой список эффектов для циклического переключения. В приложении будет настраиваться время срабатывания будильника для каждого дня недели.

    В-пятых, при использовании прошивки от Whilser ночник можно подключить к самым распространённым системам управления умным домом. Ночник можно интегрировать в Home Assistant, Apple Home Kit, или управлять устройством при помощи голосового ассистента Алиса.

    При этом у гаджета несколько десятков параметров, которые поддаются точной настройке в прошивке. Можно менять абсолютно любую мелочь, которая вас не устраивает.

    Если сравнивать с умными лампами от Xiaomi, то последние не имеют гибких настроек, не все умеют подключаться к Home Kit или умному дому от Яндекс из коробки и даже близко не дотягивают до самодельного ночника по количеству отображаемых эффектов.

    На уровне железа лампы Xiaomi могут выдавать подобные варианты свечения, но программно этого не предусмотрено. В китайском ночнике можно лишь изменить цвет, яркость или включить циклическую смену оттенка.

    Ни одна из существующих на рынке моделей ночников и светильников не обладает таким набором возможностей, как получившаяся у нас лампа.

    Проекты ночников и светильников на Arduino.

    Собрал все свои светильники и ночники, которые я делал на Ардуино. Данный список будет пополняться по мере созданий новых проектов в данной теме. Сюда не попадают проекты, которые еще не доделанные.

    6. Космический ночник со стеклянными шарами своими руками.

    Очень красивый светильник со стеклянными шарами. Знакомые сказали, что его можно использовать вместо свечек для создания романтичной обстановки. И я с ними согласен. Светильник достаточно яркий и красивый. Стеклянные шары выглядят просто сногсшибательно. Пузырьки воздуха внутри шарика похоже на звезды в небе. А переливающий свет придает дополнительный антураж.

    5. Сенсорный светильник с большой площадью срабатывания на Arduino (Digispark).

    Разрабатывал несколько вариантов подсветки с сенсорным управлением. И решил сделать светильник с сенсорным управлением, но так чтобы область срабатывания была не только небольшая область корпуса, а весь алюминиевый профиль под светодиодную ленту.

    Управляет всем небольшой микроконтроллер Arduino (Digispark). Для обеспечения 5 режимов работы использовал светодиодную ленту ws2812b.

    4. Ночник в виде куба с несколькими режимами работы на Arduino и светодиодах WS2812.

    При изучении 3D моделирования, и осваивая печать на 3D принтере, сделал вот такой ночник в виде куба. Не смотря на свою простоту и небольшой размер данный ночник нравится многим знакомым. Управляет ночником Ардино (DigiSpark) в качестве светодиодов отлично подошли светодиоды ws2812b.

    3. Два варианта ночника «светофор» на Arduino иадресных светодиодах WS2812.

    Сделал уже два варианта светофора на Arduino и адресных светодиодах WS2812. Достаточно удобные ночники и нравиться детям. У меня ребенок играл месяца 2 с данным светильником. Также использовал как ночник. В связи с тем, что он работает на батарейках, его можно поставить в любое место. Ребенок включает его и ставит на тумбочку около кровати. Время работы от 7 до 9 ночей.

    2. Светильник, сделанный на ЧПУ станке с 5 режимами работы и регулировкой яркости.

    Это один из самых популярных светильников, которые я делал. Спустя пару лет после первого светильника, уже сделал несколько десятков светильников, в подарок и на заказ.

    Первый светильник до сих пор стоит у меня. Ребенок года полтора пользовался им как ночником. Но сейчас он любит включать подсветку на окне. И светильник используется реже.

    1. Ночник из банки из-под витаминов на Arduino и адресных светодиодах WS2812.

    Это первый проект, который я сделал на адресных светодиодов WS2812. Рассеиватель сделал из банки из-под витаминов для детей.

    Через некоторое время переделал данный светильник, добавил режимы работы и вместо Arduino NANO установил Digispark.

    Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:

    Лампа настроения на Attiny13

    Хоть Новый год (как праздник, конечно же) уже кончился и вся возможна иллюминация несколько поднадоела, впереди длинные зимние каникулы, которые обязательно нужно провести с пользой, например, сделать что-нибудь своими руками. Ночи в январе всё ещё очень длинные, поэтому сделать можно интересную лампу-настроения, которая послужит в качестве лампы-ночника, либо может стать хорошим подарком, если оформить её в презентабельный корпус. Многие заводские гирлянды и всевозможные светящиеся в темноте огоньки, чаще всего, запрограммированы так, чтобы быстро мелькают — различные цвета постоянно прыгают перед глазами, и если это происходить на протяжении длительного времени, глаза устают. Противоположностью является лампа-настроения — в ней происходит плавная хаотичная смена цветов, без резких вспышек, эффект наоборот весьма успокаивающий — то что нужно перед сном. Схема такой лампы-настроения показана ниже.

    Напрямую подключать светодиоды к ножкам микроконтроллера нельзя — их нужно усилить полевыми транзисторами, идеальным вариантом будут полевые с логическим уровнем затвора, такие транзисторы открываются уже при 5-ти вольтах на затвора, именно то, что нужно для данной схемы. IRLML0030, указанные на схеме, выпускаются в корпусе для поверхностного монтажа — желательно собирать схему именно на таких деталях, в этом случае она не будет занимать много места и её можно будет встроить в любой подходящий корпус, например, из под какой-нибудь нерабочей игрушки. На схеме также не показаны резисторы, которые устанавливаются последовательно со светодиодами для задания рабочего тока, на печатной плате, приложенной к статье, места под резисторы присутствуют. Чем ниже сопротивление каждого из этих резисторов — тем ярче будет светить лампа, но соответственно и больше будет нагрев светодиода, больше будет и ток потребления лампы. Оптимальным можно назвать значение в 10 Ом, он обеспечит потребление тока около 300 мА, а светодиод будет греться умеренно и не потребует дополнительного радиатора, дальнейшее увеличение сопротивления приведёт к снижению яркость лампы. Есть один неочевидный нюанс — светодиоды разных цветов обладают разной яркостью при одинаковых токоограничивающих резисторах, эта разница не столь существенна и особо не влияет на работу лампы, однако её можно полностью устранить, настроив в отдельности каждый токоограничиваюший резистор, подключая последовательно с ним низкоомные на 1 — 2,2 Ом, на плате для этого также предусмотрены посадочные места. Если такая настройка не требуется, можно просто впаять перемычки.

    Вся схема собирается на печатной плате размерами 3х3 см, скачать плату можно в архиве в конце статьи. На одной половинке платы можно увидеть сплошной полигон, который также располагается под посадочным местом светодиода — это своеобразный радиатор, который чуть-чуть отводит тепло от светодиода. Поэтому при запайке на плату светодиода не лишним будет обеспечить хороший тепловой контакт с использованием термопасты, а если планируется работа с небольшой яркостью без существенного нагрева светодиода — можно просто убрать этот полигон, плата станет в два раза меньше.

    Микроконтроллер Attiny13 нужно прошить — удобнее всего после изготовления платы запаять его, подключиться проводами к соответствующим контактным площадкам на плате и прошить, а после этого уже запаять все остальные компоненты на плату. Прошивать можно с помощью удобного программатора UABasp, он стоит около 100 р на Али и в дальнейшем может пригодится ещё не раз при сборке устройств с микроконтроллерами.

    Вид готовой платы показан выше. Питание подводится по двум проводам — достаточно подать 5 В и лампа тут же начнёт светится, переливаясь различными цветами. Удачной сборки!