एनिमेटेड मूड लाइट और नाइट लाइट: 6 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

एक आकर्षण होने के कारण जो प्रकाश के साथ जुनून की सीमा में है, मैंने छोटे मॉड्यूलर पीसीबी का चयन करने का फैसला किया, जिसका उपयोग किसी भी आकार के आरजीबी लाइट डिस्प्ले बनाने के लिए किया जा सकता है। मॉड्यूलर पीसीबी बनाने के बाद मैं उन्हें एक षट्भुज में एक 3 डी डिस्प्ले बनाने के लिए व्यवस्थित करने के विचार पर ठोकर खाई, जिसका उपयोग एक साधारण बेडरूम की रात की रोशनी से लेकर मूड लाइट तक कुछ भी बनाने के लिए किया जा सकता है, जो एक टेबल पर बैठने की जगह से बाहर नहीं होगा। एक उच्च अंत रेस्तरां में।

निःसंदेह अन्य आकृतियों को भी उन्हीं सिद्धांतों का उपयोग करके बनाया जा सकता है।

यहाँ कुछ एनिमेशन वर्तमान में प्रकाश पर चल रहे हैं।

• आग
• वर्षा
• सांप (रेट्रो)
• जीवन का नाटक
• तरंग दोलन
• प्रकाशस्तंभ
• कताई पैटर्न (नाई की दुकान)

प्रकाश वर्तमान में दो आकारों में बनाया गया है - छोटा (96 एलईडी) और बड़ा (384 एलईडी) लेकिन इसे आवश्यकतानुसार बढ़ाया जा सकता है।

आपूर्ति

WS2812B एलईडी - अलीएक्सप्रेस

पीसीबी - ALLPCB

3 मिमी ब्लैक लेजर कट प्लास्टिक - प्लास्टिक शीट आपूर्तिकर्ता

व्हाइट 3डी प्रिंट फिलामेंट - Amazon

इलेक्ट्रॉनिक अवयव - फ़ार्नेल / नेवार्क

M3 बोल्ट और थ्रेडेड स्पेसर्स - Amazon

सोल्डरिंग आयरन

टोस्टर ओवन - सरफेस माउंट कंपोनेंट असेंबली

चरण 1: पैनल पीसीबी

यात्रा शुरू करते हुए मुझे छोटे पीसीबी की एक श्रृंखला चाहिए थी जो कई एलईडी पिक्सल की मेजबानी कर सके और अतिरिक्त तारों या कनेक्टरों की आवश्यकता के बिना बहुत ही सरल तरीके से एक साथ जुड़ सके। मैं एक बहुत ही सरल डिजाइन के साथ आया था जिसने WS2812B एलईडी को एक साथ जंजीर में डालने की अनुमति दी और फिर श्रृंखला को अगले पीसीबी तक पहुंचा दिया।

मैंने निम्नलिखित पिक्सेल आयामों के साथ तीन पीसीबी बनाए।

• 1 x 8 - 9 मिमी x 72 मिमी
• 4 x 4 - 36 मिमी x 36 मिमी
• 8 x 8 - 72 मिमी x 72 मिमी

इस परियोजना के लिए रोशनी बनाने के लिए केवल 4x4 और 8x8 बोर्ड का उपयोग किया जाता है।

एल ई डी को एक्स और वाई दोनों आयामों में 9 मिमी के ग्रिड में व्यवस्थित किया गया है जो काफी करीब से बुना हुआ है लेकिन पीसीबी एज कनेक्टर को ध्यान में रखते हुए काम करने के लिए पर्याप्त जगह प्रदान करता है। पीसीबी इसलिए बनाए गए हैं कि जब एक साथ जुड़ते हैं तो एलईडी 9 मिमी ग्रिड बनाए रखा जाता है। पीसीबी बस एक बोर्ड से दूसरे बोर्ड में सोल्डर बहने के माध्यम से जुड़े हुए हैं।

प्रत्येक एलईडी में विद्युत decoupling के लिए और मांग पर एलईडी को वर्तमान आपूर्ति में मदद करने के लिए इसका अपना 100nF संधारित्र होता है।

एलईडी लेआउट और एज कनेक्टर लेआउट दोनों को चित्रित करने के लिए शीर्ष तांबे और नीचे तांबे की परतों के साथ पूर्ण 4x4 पिक्सेल बोर्ड के लिए योजनाबद्ध दिखाया गया है। कनेक्टर्स के बीच डेटा ट्रांसफर की दिशा को स्पष्ट करने के लिए सिल्क स्क्रीन पर मार्किंग जोड़े गए थे।

बोर्ड में माउंटिंग को आसान बनाने और इंटर-बोर्ड कनेक्शन को मजबूत करने के लिए 18 मिमी x 18 मिमी पिच पर M3 बढ़ते छेद भी हैं।

दिखाए गए अनुसार लेज़र कट 3 मिमी दूधिया सफेद ऐक्रेलिक शीट जोड़ने से एल ई डी को एक अच्छा विसरित प्रभाव मिलता है।

बोर्ड एक स्टैंसिल का उपयोग करके नीचे तांबे की सतह माउंट पैड पर सोल्डर पेस्ट लगाने के माध्यम से निर्मित किए गए थे। फिर मैंने सोल्डर को प्रवाहित करने के लिए अपने टोस्टर ओवन में बेक करने से पहले घटकों को सही अभिविन्यास के लिए बोर्ड पर रखा। मैंने अपने कई अन्य इंस्ट्रक्शंस बिल्ड में इस प्रकार के DIY कम लागत वाले पीसीबी निर्माण को कवर किया है।

चेतावनी - किसी भी ओवन का उपयोग न करें जिसका उपयोग पीसीबी को पकाने के लिए भोजन के लिए किया जाता है क्योंकि इससे दूषित भोजन हो सकता है। मुझे अपना पीसीबी टोस्टर ओवन eBay पर £10 ($15) में मिला।

चरण 2: पीसीबी को नियंत्रित करें

एलईडी के साथ मैं तब एक माइक्रोकंट्रोलर से एलईडी को नियंत्रित करने की क्षमता चाहता था। मैंने एक Arduino नैनो का उपयोग करना शुरू कर दिया और इसने बहुत अच्छा काम किया लेकिन मैं प्रकाश में कुछ और कार्यक्षमता जोड़ना चाहता था और यह Arduino बोर्ड पर हैक करने के लिए और अधिक अजीब हो गया। इसलिए मैंने प्रकाश को चलाने के लिए एक और कस्टम पीसीबी बनाने का फैसला किया।

यहां कुछ विशेषताएं दी गई हैं जिन्हें मैंने अपने नियंत्रक बोर्ड में जोड़ा है।

• अधिक रोम और रैम के साथ उच्च गति माइक्रोकंट्रोलर।
• तर्क स्तर FET मुझे वैश्विक स्तर पर एल ई डी को चालू और बंद करने की अनुमति देता है - जब बिजली चालू होती है और कम बिजली के संचालन के लिए उपयोगी होती है।
• एलईडी को चलाने के लिए 3V3 सिग्नल को माइक्रोकंट्रोलर से 5V में बदलने के लिए हाई स्पीड बफर।
• उपयोगकर्ता को प्रकाश को नियंत्रित करने की अनुमति देने के लिए स्विच करें।
• फोटो ट्रांजिस्टर - परिवेशी प्रकाश स्तरों के अनुरूप एल ई डी की चमक को मापने के लिए।
• बिजली आपूर्ति की निगरानी - यह सुनिश्चित करने के लिए कि हमने कोशिश नहीं की और अधिक करंट खींचे तो बिजली की आपूर्ति प्रदान कर सकती है।
• ब्लूटूथ कनेक्टर - HC05/HC06।
• वाईफ़ाई कनेक्टर - ESP8266।
• I2C कनेक्टर।
• भविष्य विस्तार कनेक्टर।

बोर्ड के लिए योजनाबद्ध और साथ ही ऊपर और नीचे तांबे की परतों को दिखाया गया है। संलग्न BillOfMaterials दस्तावेज़ उन घटकों को सूचीबद्ध करता है जिन्हें मैंने नियंत्रण पीसीबी में फिट किया था।

एक प्रकाश संवेदक डिजाइन के लिए काफी महत्वपूर्ण है क्योंकि WS2812B एलईडी की चमक बहुत जल्दी देखने में बहुत अधिक हो सकती है और पूर्ण चमक में भी दर्दनाक हो सकती है। लाइट सेंसर होने से एलईडी ब्राइटनेस को ऑटो स्केल पर ले जाने की अनुमति मिलती है जिसका अर्थ है कि डिस्प्ले हमेशा देखने में सुखद होता है। एक उज्ज्वल सूरज की रोशनी वाले कमरे में चमकीला और फिर भी एक अंधेरे कमरे में रात की रोशनी के रूप में देखने के लिए आरामदायक है।

बोर्ड बनाने के लिए फिर से मिलाप पेस्ट को एक स्टैंसिल का उपयोग करके लागू किया गया था, चिमटी के साथ हाथ से रखे गए घटकों और फिर मेरे भरोसेमंद टोस्टर ओवन में बेक किया गया।

पीसीबी 5वी डीसी आपूर्ति के माध्यम से संचालित होता है, यह या तो सीधे मुख्य प्रकार के पीएसयू से या 2ए यूएसबी चार्जर सॉकेट के माध्यम से आ सकता है।

यह भी दिखाया गया है कि एक Arduino का उपयोग करके मेरा पहला प्रयास है।

चरण 3: 3डी प्रिंटेड कंकाल

मैंने मूल रूप से डिफ्यूज़र के रूप में लेजर कट प्लास्टिक शीट का उपयोग करने के साथ खिलौना किया था, लेकिन इसने प्रत्येक पैनल के बीच एक बदसूरत अंतर छोड़ दिया। मैंने आस-पास के डिफ्यूज़र को 3 डी प्रिंटिंग से समाप्त कर दिया क्योंकि इससे मुझे छह एलईडी पीसीबी के लिए एक अच्छा सहज आवरण बनाने की अनुमति मिली। इसने मुझे डिफ्यूज़र की मोटाई को काफी हद तक कम करने की अनुमति दी जो समग्र प्रदर्शन को बहुत तेज प्रदान करता है।

आंतरिक रूप से छह एलईडी पीसीबी एक 3 डी प्रिंटेड कंकाल का उपयोग करके एक साथ रखे जाते हैं। यह कंकाल उन्हें एक अच्छे हेक्सागोनल पैटर्न में पकड़े हुए डिस्प्ले PCB पर विभिन्न M3 छेदों में जाता है।

3डी प्रिंटेड कंकाल में छेद भी होते हैं जिससे नियंत्रण पीसीबी को शीर्ष लेजर कट पैनल के करीब रखा जा सकता है जिससे स्विच को एक्सेस किया जा सके और प्रकाश संवेदक को परिवेशी प्रकाश स्तर की अच्छी रीडिंग मिल सके।

कंकाल और विसारक के बीच की स्थिति में बोर्डों के साथ मैं पीसीबी कनेक्शन पैड के बीच सोल्डर प्रवाहित करके बोर्डों को आसानी से एक साथ मिला सकता हूं। मैं सबसे दूर के पैड में मिलाप जोड़कर शुरू करता हूं और फिर इसके किनारे पर प्रकाश को घुमाता हूं ताकि गुरुत्वाकर्षण को सोल्डर को बगल के पैड में प्रवाहित करने में मदद मिल सके। तीन कनेक्शनों के लिए दोहराएं और फिर अगले बोर्ड टू बोर्ड कनेक्शन पर जाएं। पीसीबी के बीच छठे जुड़ाव पर मैं केवल डेटा कनेक्शन को असंबद्ध छोड़कर बिजली और जमीन रेल संलग्न करता हूं। यह प्रत्येक बोर्ड को अपनी शक्ति एकत्र करने के लिए दो गोलाकार वर्तमान पथ प्रदान करता है जैसे कि आपके घर के आंतरिक मुख्य तारों के लिए एक अंगूठी मुख्य कैसे काम करती है।

इसके अलावा 3डी प्रिंटर का उपयोग करने वाले कुछ स्पेसर हैं जो ऊपर और नीचे के लेजर कट पैनल को अच्छी तरह से रखने की अनुमति देते हैं।

3D प्रिंटर फ़ाइलें स्केचअप का उपयोग करके डिज़ाइन की गई थीं और स्रोत संलग्न है।

चरण 4: लेजर कट टॉप और बॉटम

बढ़ते बोल्ट के लिए सही जगह पर छेद के साथ लेजर कट वाले हिस्से बहुत ही सरल षट्भुज आकार के होते हैं।

शीर्ष पैनल में प्रकाश संवेदक के लिए एक छोटा छेद और पुश स्विच के लिए दूसरा बड़ा छेद है। जबकि नीचे के पैनल में यूएसबी पावर केबल के लिए एक छेद के साथ-साथ दो छोटे छेद होते हैं ताकि केबल के लिए तनाव से राहत प्रदान करने के लिए टाई बैंड का उपयोग किया जा सके।

इन भागों के चित्र पिछले चरण में स्केचअप फ़ाइल में शामिल हैं।

चरण 5: फर्मवेयर

मैंने अपने मुख्य माइक्रोकंट्रोलर के रूप में PIC24FJ256GA702 डिवाइस को चुना क्योंकि यह अपने आंतरिक थरथरानवाला का उपयोग करके 32MHz तक काफी तेज चलता है और इसमें अच्छे एनिमेशन बनाने के लिए उपलब्ध प्रोग्राम मेमोरी और रैम के टन हैं।

फर्मवेयर को विकसित करने के लिए मैंने फ्लोकोड का उपयोग किया क्योंकि इसने मुझे कोड को अनुकरण और डिबग करने की अनुमति दी क्योंकि मैं गया जिससे उच्च गति पर चलने वाले अच्छे कुशल कोड का उत्पादन करने में मदद मिली। फ़्लोकोड ३० दिनों के लिए पूरी तरह से मुफ़्त में उपलब्ध है और उसके बाद आप खरीदना चुन सकते हैं या बस फिर से परीक्षण के लिए साइन अप कर सकते हैं। इसमें एक अच्छा ऑनलाइन समुदाय भी है जो चिप लगाने के लिए तैयार है और मुझे रास्ते में किसी भी दीवार से टकराने में मदद करनी चाहिए। यह कहते हुए कि सभी सॉफ्टवेयर Arduino IDE या इसी तरह के उपयोग से बनाए जा सकते हैं, आप अनुकरण करने की क्षमता को खो देंगे।

मैंने अपने नियंत्रण पीसीबी पर PIC को प्रोग्राम करने के लिए PICkit 3 का उपयोग किया। इसे फ़्लोकोड में एकीकृत किया जा सकता है, इसलिए यह Arduino में डाउनलोड बटन के समान, एक माउस क्लिक पर PICkit के माध्यम से संकलित और प्रोग्राम करता है।

मेरे द्वारा चुने गए माइक्रोकंट्रोलर में ऑन-बोर्ड EEPROM नहीं था जो शुरू में एक समस्या थी क्योंकि मैं वर्तमान में चयनित एनीमेशन मोड को सहेजना चाहता था। हालांकि इसमें उपयोगकर्ता प्रोग्राम करने योग्य फ्लैश मेमोरी थी और इसलिए मैं इस कार्यक्षमता को एक चौराहे के तरीके से प्राप्त करने में सक्षम था।

मेरे द्वारा बनाया गया फ़्लोकोड प्रोग्राम संलग्न है। गुण विंडो आपको उपयोग किए गए डिस्प्ले बोर्ड के आकार का चयन करने की अनुमति देती है। यानी 4x4 या 8x8 और यह बहुत सारे पैरामीटर सेट करता है जैसे कि एलईडी की संख्या आदि जो फिर विभिन्न एनिमेशन को चलाते हैं ताकि एक प्रोग्राम को दोनों डिस्प्ले साइज पर इस्तेमाल किया जा सके।

प्रकाश के लिए यूजर इंटरफेस काफी सरल है। कम से कम तीन सेकंड के लिए स्विच दबाएं और प्रकाश अगले मोड में चला जाता है। प्रत्येक मोड शुरू होने से पहले प्रत्येक एलईडी पैनल पर मोड इंडेक्स दिखाया जाता है। स्विच को तीन सेकंड से अधिक समय तक दबाएं और लाइट बंद हो जाए। स्विच का एक और प्रेस प्रकाश को पिछले चयनित मोड में वापस और वापस लाएगा। प्रकाश को शक्ति की हानि के परिणामस्वरूप प्रकाश चालू/बंद स्थिति सहित, बिजली बहाल होने पर अपने वर्तमान संचालन को फिर से शुरू कर देगा।

यहाँ विभिन्न एनीमेशन मोड हैं जो प्रकाश वर्तमान फर्मवेयर के साथ कर सकता है।

1. कलर स्मीयर - रिंगों में मिश्रित रंग
2. जीवन का खेल - जीवन रूप आधारित अनुकरण
3. कताई पैटर्न - 2, 3 या 4 रंगों के एनिमेटेड पैटर्न
4. वेव जेनरेटर - रंगीन साइन वेव्स
5. निश्चित रंग - रंग घूर्णन के छह अलग-अलग पैनल
6. छाया - एनिमेटेड पैनल रंग सभी / व्यक्तिगत
7. लाइटहाउस - सिंगल पैनल घूर्णन
8. रिंग्स - एनिमेटेड हॉरिजॉन्टल रिंग्स
9. आग - एनिमेटेड आग प्रभाव
10. बारिश - एनिमेटेड रंगीन बारिश प्रभाव
11. आतिशबाजी - एनिमेटेड रंगीन आतिशबाजी प्रभाव
12. स्थानांतरण - एनिमेटेड स्क्रॉलिंग प्रभाव
13. सांप - एनिमेटेड रेट्रो सांप की लड़ाई
14. सांप - एनिमेटेड घूमने वाले सांप
15. यादृच्छिक - धीमी गति से संक्रमण के साथ मोड 1 से 14 (लगभग 60 सेकंड)
16. रैंडम - तेजी से संक्रमण के साथ मोड 1 से 14 (लगभग 30 सेकंड)

प्रत्येक मोड में एक या अधिक यादृच्छिक तत्व होते हैं जिनमें एनीमेशन की गति और अन्य पैरामीटर शामिल होते हैं। कुछ मोड में यादृच्छिक तत्व भी होते हैं जो अधिक गतिशील एनिमेशन की अनुमति देते हुए समय के साथ बहाव या भिन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए आग में ईंधन की एक यादृच्छिक मात्रा होती है जिसे प्रत्येक चक्र में जोड़ा जाता है, इस राशि ने ऊपरी और निचली सीमा तय की है। समय के साथ ये सीमाएँ बढ़ या घट सकती हैं, जिससे आग की तीव्रता डिस्प्ले में भर जाती है या केवल नीचे के कुछ पिक्सेल तक डूब जाती है।

चरण 6: कनेक्टिविटी

नियंत्रण बोर्ड USB A केबल या DC सॉकेट केबल का उपयोग करके बिजली की आपूर्ति से जुड़ा होता है, दोनों को eBay जैसी साइटों पर बहुत कम कीमत पर खरीदा जा सकता है।

कंट्रोल बोर्ड एक एक्सेसिबल एज कनेक्टर और एक मानक 3-वे सर्वो रिबन केबल का उपयोग करके डिस्प्ले बोर्ड के असंबद्ध IN सॉकेट से जुड़ा है।

ऊपर और नीचे लेज़र कट प्लेट्स को M3 पैन हेड बोल्ट और M3 थ्रेडेड स्पेसर का उपयोग करके स्थिति में रखा जाता है।

भविष्य के उन्नयन

मेरे नियंत्रण बोर्ड में ब्लूटूथ और वाईफ़ाई जोड़ने का विकल्प होने से भविष्य में उन्नयन जैसे एनीमेशन अपडेट और आईटीटीटी जैसी ऑनलाइन सेवाओं के माध्यम से अमेज़ॅन एलेक्सा जैसी चीजों के साथ स्मार्ट एकीकरण की अनुमति मिलती है। यह कुछ ऐसा है जिसकी मैं वर्तमान में जांच कर रहा हूं।

यह अच्छा होगा कि आप अपने स्मार्ट सहायक से बात करके दीपक का रंग, एनीमेशन मोड या यहां तक कि एक पाठ संदेश प्रदर्शित करने में सक्षम हों।

मेरे निर्माण को देखने के लिए धन्यवाद और मुझे आशा है कि मैंने आपको मेरे नक्शेकदम पर चलने या कुछ ऐसा ही बनाने के लिए प्रेरित किया है।

मेक इट ग्लो प्रतियोगिता में उपविजेता