Fibreoptisk juletreoppgradering: 5 trinn (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Vi har hatt et av de fiberoptiske juletrærne i noen år. Basen inneholder en 12V halogenreflektorpære, og en farget skive drevet av en motor er plassert mellom pæren og trebunnen. Pæren og motoren drives av en 12V vekselstrømadapter av typen "veggterning". Men fargene er ganske vasket ut og gjentas hvert 10. sekund eller så, og noen mennesker med lignende trær synes motoren er litt bråkete. Det slo meg at vi kunne gjøre det mye bedre i dag og alder!

Etter å ha byttet pæren med en 7-piksel Neopixel-ring drevet av en Arduino Pro Mini, trenger den ikke lenger den fargede disken eller motoren som driver den, og gir mye mer intense farger ved å bruke mindre strøm. Videoen gir egentlig ikke rettferdighet til fargene - den høye kontrasten mellom lysdioder og bakgrunner gjør dem svært vanskelige å fotografere effektivt

Arduino -skissen jeg har skrevet, inneholder to programmer som veksler hvert 5. - 10. minutt. I den ene følger alle Neopixels den samme tilfeldige fargesekvensen, men hver er litt forsinket fra den forrige, noe som gir en effekt av farger som feier over treet. I den andre er alle 21 fargede lysdioder (en rød, en grønn og en blå i hver Neopixel) bleknet inn og ut tilfeldig, noe som gir et veldig hyggelig show av intense og kontinuerlig skiftende farger.

Siden treet ditt neppe er det samme som mitt, og du kanskje ikke ønsker å drive det på samme måte, kan jeg ikke gi detaljerte instruksjoner for en komplett nybegynner, men forhåpentligvis vil du lære noe i å tilpasse dem til treet ditt.

Du vil trenge:

• Adafruit Jewel Neopixel ring, eller Fjernøsten -ekvivalent.
• Arduino Pro Mini eller Nano (det må være en 5V del)
• Hvis du bruker Pro Mini, en FTDI USB til seriell adapter
• Stripboard, pin strip, loddejern, loddetinn, forbindelsestråd etc.

Du kan bruke et av ATTiny85 -brettene (Trinket, Lily Tiny, Gemma) i stedet for Pro Mini eller Nano, men det er ikke sikkert det er plass til hele skissen med begge programmene - se trinn 5.

Hvis du bruker en spennende 12V vekselstrømadapter på nytt, trenger du:

• 1N4004 likeretterdioder - 4 av
• 1000uF 35V elektrolytisk kondensator
• 5V trinnvis nedkoblingsregulatormodul (en basert på LM2596-brikken burde gjøre), eller kannibalisere en gammel bilsatnav eller USB-lader som leverer 5V som jeg gjorde.

Ellers:

Gjenbruk en gammel 5V USB -lader, for eksempel en Apple- eller Blackberry -lader, eller få en ny

Trinn 1: Demonter treet ditt

Som du vil se fra bildene, har treet mitt en sirkulær base som inneholder verkene, med et hull i toppen som tar selve treet.

Det burde ikke være vanskelig å demontere basen. Min har rett og slett 3 skruer i bunnen. Fjern disse, og dekselet kommer rett av. Sjekk at den fungerer på samme måte som min, med en halogenreflekspære, en motor og en farget plate.

Fjern pæren (2 skruer holder en låsering) og den fargede skiven (festet med en enkelt mutter i toppen av spindelen).

Følg ledningene for å se hvordan det fungerer. Konverteringen er lettest hvis du kan montere den nye elektronikken som en modul for å skifte pære direkte, passe inn og ta strøm fra stikkontakten. Du vil sannsynligvis koble fra motoren og kanskje fjerne den helt.

Trinn 2: Montering av elektronikken

Bildet viser sluttresultatet før du setter på plass dekselet.

Elektronikken består av opptil 3 deler:

Arduino- og Neopixel -ringen

og hvis du bruker en eksisterende 12V vekselstrømadapter:

• 1N4004 likeretterdioder og utjevningskondensator
• DC-DC trinnvis regulator.

Jeg vil beskrive hver for seg, men tenk først på hvordan du skal montere dem for å passe i stedet for pæren.

Jeg loddet et 3-pins bredt stykke pin stripe med den midterste pin fjernet til bunnen av et stykke stripboard. Denne passer inn i lyspæren.

Jeg sørget for at båndplaten var i samme høyde som pæren, og at toppen av båndplaten var i samme bredde som pærediameteren. På den måten kunne tavlen erstatte pæren direkte, beholdt øverst med ringen som pleide å holde pæren.

Trinn 3: Arduino- og Neopixel -ringen

Hvis din Arduino kommer uten at pinnestrimlene er loddet, kan du montere den direkte på tavlen ved å kjøre korte lengder med ledning gjennom pinnene på Arduino og gjennom båndet, loddet på begge sider. Arduino Pro Mini trenger en 6-veis pin-stripe loddet til de serielle portputene for programmering.

Du trenger bare koble til +5V-, GND- og D8 -pinnene på Arduino, men klipp av sporene på tavlen mellom de to pinnene uansett, for sikkerhets skyld. Det lar deg lodde en eller to pinner til for å sikre den uten å lage noen kortslutninger.

Jeg brukte 3 stykker tykk kobbertråd for både å støtte Neopixel -ringen og for å koble den til båndplaten.

Neopixel-ringen har 4 tilkoblinger: Vcc, Gnd, D-In og D-Out. Vi bruker bare de tre første av disse.

Etter å ha montert Neopixel-ringen som vist, bruker du korte tilkoblingsledninger for å koble Vcc til Arduino +5V-pinnen, Gnd til Arduino Gnd-pinnen og D-In til Arduino-pinnen D8 eller D1 hvis du bruker en av ATTiny85 -plater.

Kontroller at stripboard -lederne du loddet Neopixel -ringen for ikke å opprette uønskede forbindelser med Arduino, og kutt dem om nødvendig for å bryte slike forbindelser.

Trinn 4: Strømforsyningen

Hvis du bruker en 5V strømforsyning, trenger du bare å koble den positive tilkoblingen til Vcc/+5V og den negative til Gnd på Arduino og Neopixel -ringen, og du kan hoppe videre til programmering.

12V vekselstrømforsyningen må først utbedres med 4 dioder (blir til likestrøm), deretter glattes med en elektrolytisk kondensator.

Jeg monterte dioder og kondensator på det samme båndet som Arduino. På bildene går kobberstrimlene vertikalt.

Monter de 4 dioder som vist, vekselvis. Den positive enden av hver diode er merket med et hvitt bånd. Skjær hver av de 4 kobberstrimlene mellom de to endene av hver diode.

12V vekselstrøm kommer inn gjennom de hvite ledningene fra pinnene som kobles til pæreuttaket. Ved AC -enden er dioder forbundet i tilstøtende par som vist med de hvite linjene, hver AC -inngangstråd går til en positiv ende og en negativ ende av en diode.

I den andre enden er dioder forbundet med positive ender sammen (røde linjer) og negative ender sammen (blå linjer).

Lodd kondensatoren til stripene merket med rødt og blått. Jeg loddet det lenger opp på brettet og bøyde deretter ledningene for å la kondensatoren sitte pent over dioder.

Veldig viktig: den ene siden av kondensatoren er merket negativ (med minustegn). Du må koble den til stripen merket blå!

Nå kan du koble rødt og blått til henholdsvis de positive og negative inngangene til DC-DC nedtrappingsomformeren.

Hvis du bruker en nedtrappingsomformer med justerbar utgang, må du måle utgangsspenningen med et multimeter og justere den til 5V før du går videre, ellers kan du skade Arduino- og Neopixel-ringen.

Til slutt kobler du de positive og negative utgangene fra omformeren til Vcc eller 5V og Gnd på Arduino og Neopixel -ringen.

Du kan kanskje montere en liten DC-DC-omformer på tavlen med de andre komponentene, men min var for stor, så jeg måtte koble den med flygende ledninger og knytte den til et par praktiske stolper.

Trinn 5: Programmering

Hvis du ikke allerede har det, må du laste ned og installere Arduino IDE. Det er gratis. Sørg for at du har den nyeste versjonen (1.6.13 eller nyere - noen tidligere versjoner inneholder feil som bortkastet mye av tiden min).

I din Arduino -mappe (som standard under Windows er dette i Mine dokumenter) opprett en mappe som heter Neopix_colours3. Kopier filen Neopix_colurs3.ino til denne mappen.

Start nå Arduino IDE og finn skissen Neopix_colours3 i skisseboken din.

Hvis du bruker et ATTiny85 -bord, er det kanskje ikke plass til hele skissen. Kommenter definisjonen av FUNCTION_1 eller FUNCTION_2 nær starten av skissen. Alternativt kan du kanskje presse hele skissen inn hvis du ofrer opplastingsprogrammet og programmerer den med en annen Arduino.

Under Verktøy, velg brettet du bruker (Pro Mini eller Nano, eller hva som helst). Hvis du bruker Pro Mini, kobler du FTDI -adapteren til Arduino (sørg for at den er riktig vei) og kobler den til en USB -port på datamaskinen. Når det gjelder Nano, kobler du den ganske enkelt til datamaskinen med en USB -kabel.

Gå til Enhetsbehandling - porter (COM & LPT) på datamaskinen din og sjekk hvilken COM -port som er tilordnet Arduino. Sett dette under Verktøy - Port.

Du kan nå laste opp skissen og sjekke at den fungerer. Neopixels er veldig lyse, så det er en god idé å legge et ark over dem for å beskytte øynene dine, eller midlertidig endre definisjonen av BRILL i skissen fra 255 til 50.

Skissen som jeg har lastet opp starter med program 1 og bytter deretter tilfeldig mellom de to programmene hvert 5. - 10. minutt. Hvis du foretrekker det ene eller det andre, finn linjen

funksjon = 1;

på slutten av setup () -funksjonen. Bytt 1 med -1 eller -2 for å låse den inn i program 1 eller program 2. Du kan endre minimums- og maksimumstiden (i millisekunder) hvert program kjøres for ved å finne og endre definisjonene av MINCHGTIME og MAXCHGTIME.

Når du er glad, setter du sammen alt igjen, lener deg tilbake og nyt!