Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Choinka światłowodowa superflux RGB LED

dp-mion7 25 Dec 2015 18:10 13719 5
NextPCB
  • Choinka światłowodowa superflux RGB LED

    Witam, przedstawiam mój świąteczny projekt choinki światłowodowej. Właściwie jest to przeróbka (diametralna) kupionej kilka lat temu choinki światłowodowej wysokości około 1m. Choinka oryginalnie wyposażona była w lampkę halogenową 10W i silnik wolnoobrotowy (5 rpm, 2W) umieszczone w donicy (średnicy 13 cm i wysokości 12 cm). Ślinik obracał kółkiem z kolorkami jak na załączonym zdjęciu (fot2) co dawało efekt płynnej zmiany kolorów.
    Fot2:
    Choinka światłowodowa superflux RGB LED

    Wszystko było ok ale następnego roku zaczęło się burczenie, które początkowo ustawało jak się choinkę przestawiło, ale potem stało się zbyt uciążliwe. Postanowiłem zaprojektować elektroniczne sterowanie kolorkami bez elementów ruchomych i bardziej energooszczędne. Wybrałem diody trójkolorowe superflux RGB. Kupiłem 5 ale nie bardzo dało się to jakoś ładnie ułożyć więc ostatecznie są cztery. Diody RGB są sterowane za pomocą ATmega64A poprzez 2x ULN2803. Całość ma budowę modułową i składa się z czterech płytek (płytka zasilacza, płytka z diodami RGB, płytka z Atmega64A, płytka filtra dolnoprzepustowego).

    Zasilanie:
    Choinka jest zasilana oryginalnym transformatorem „zadołączonym” (jak to jest napisane na choince) : 12V, 1000mA, AC. Ponieważ transformator daje prąd przemienny wykonałem prosty zasilacz tj. mostek prostowniczy + 2*1000uF + LM7809 + LM7805 + kondy 4*(100nF + 47uF). Jest także bezpiecznik 400mA. Dodałem radiatory dla obu stabilizatorów. Może jest to przesada ale pomyślałem że lepiej dmuchać na zimne:) . Diody RGB są zasilane z 9V a reszta z 5V. fot3:
    Choinka światłowodowa superflux RGB LED

    Moduł wykonawczy:
    Diody RGB mają wspólną anodę podłączoną do +9V. Prąd diod G i B jest ograniczony rezystorami do max 20 mA zaś czerwonych do max 30 mA. Każda z 4*3=12 diod jest sterowana niezależnie poprzez 2*ULN2803. Na płytce pcb jest jeszcze miejsce na 4 ledy 3mm (dodałem taką opcję ze względu na wolne linie w ULNach aczkolwiek na razie nie wykorzystywane). fot4:
    Choinka światłowodowa superflux RGB LED

    Sterowanie:
    Całością steruje ATmega64A @ 16MHz. Układ jest wyposażony w odbiornik podczerwieni (TSOP31236) i sterowanie choinką odbywa się za pomocą pilota z starego TV wysyłającego dane wg protokołu rc5, na płytce mam tez wlutowane gniazdo dla rfm12 ale nie zbudowałem nadajnika wiec to jest nie wykorzystane. W programie napisana jest także obsługa przycisku na INT5 ale ostatecznie go nie dałem. Płytka z Atmega64 była tak naprawdę zaprojektowana dla wyświetlacza widmowego, ale okazała się dobra do tego projektu. fot5:
    Choinka światłowodowa superflux RGB LED

    Płytka filtra:
    Na oddzielnej płytce (uniwersalnej dziurkowanej) zrobiłem dawno temu filtr dolnoprzepustowy na LM324N wg projektu ze strony http://mdiy.pl/analizator-widma-akustycznego-v2/ z której zaczerpnąłem także kod do analizatora. Zainspirowany wyczynami kolegów postanowiłem dodać do tej choinki także efekty światło-dźwięk (właściwie to najciekawsza funkcja wg mnie).

    Płytki pcb zaprojektowałem w Eaglu, wykonałem metodą fotochemiczną (positiv 20).

    Soft:
    Program chciałem napisać w C ale napisany jest w bascomie ponieważ wykorzystałem trochę (sporo) gotowego kodu dla analizatora widma akustycznego (autorstwa: Manekinen & Hunterhouse) napisanego właśnie w bascomie. Do tego dodałem programowy PWM dla każdej diody (tzn. 12 kanałów PWM), obsługę pilota (rc5), losowe miganie z funkcją RND. Programowy 7-bitowy PWM jest zrealizowany na Timerze2 który przepełnia się po 128 zliczeniach co daje ok. 122Hz PWM. Migania nie widać nawet przy małych wypełnieniach. W programie zawarte są cztery tryby płynnej zmiany wypełnień: liniowy (pwm jest inkrementowany do max a potem dekrementowany do min itd.) oraz trzy oparte na wyliczonych i zamieszczonych w programie danych opartych na funkcjach cosinus, moduł z cosinus i na 4-tej potędze. Domyślnie program zaczyna się wg funkcji którą nazwałem Ua_type, czyli moduł z cosinusa (tutaj wypełnienie średnie to ok 36%). W przypadku w liniowej regulacji PWM wypełnienie jest oczywiście większe (50%) ale ze względu na nieliniową charakterystykę ledów właściwie świeci to prawie cały czas na biało (i przygasa). Timer3 obsługuje miganie szybkie (tj. wg programu od 99 ms do 990 ms). Tutaj skorzystałem funkcji RND która generuje pseudolosowe efekty. Za pomocą pilota od TV mogę zmienić tryb migania, włączyć/wyłączyć dany kolor lub całą wybraną diodę RGB. Mogę zmienić szybkość zmiany PWM, zatrzymać zmiany PWM, szybkość migania w trybie który nazwałem „sparkling”oraz załączyć tryb ASA (Acoustic Spectrum Analyzer). Po włączeniu trybu ASA timer2, timer3 oraz timer0 (obsługa rc5) się wyłączają co oznacza ze nie ma powrotu z tego trybu (tylko reset procesora). Nie chciałem aby cokolwiek przeszkadzało temu analizatorowi widma. Jeśli chodzi o ASA to jest to programowa DFT z 32 próbek. Po szczegóły odsyłam do strony: http://mdiy.pl/analizator-widma-akustycznego-v2/. Program zajmuje tylko 18% w Atmega64A wiec można by jeszcze dopisać wiele różnych efektów świetlnych. Może dodam w przyszłym roku teraz nie mogłem się doczekać aby zobaczyć efekty.
    fot6-fot15:
    Choinka światłowodowa superflux RGB LED Choinka światłowodowa superflux RGB LED Choinka światłowodowa superflux RGB LED Choinka światłowodowa superflux RGB LED Choinka światłowodowa superflux RGB LED Choinka światłowodowa superflux RGB LED Choinka światłowodowa superflux RGB LED Choinka światłowodowa superflux RGB LED Choinka światłowodowa superflux RGB LED Choinka światłowodowa superflux RGB LED

    Największym wyzwaniem okazało się poskładanie wszystkiego w całość w tej orginalnej doniczce, ale się zmieściło :D
    Chcę podziękować kolegom: KJ (za pomoc dotycząca Atmegi64) oraz shg (za pożyczenie oscyloskopu).



    W załączniku program (bascom) i projekty pcb.
    Ps. Nie jestem elektronikiem z wykształcenia tylko hobbystą w tym zakresie.

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    dp-mion7
    Level 12  
    Offline 
    Has specialization in: chemia, elektronika
    dp-mion7 wrote 54 posts with rating 49, helped 1 times. Live in city Rybnik. Been with us since 2011 year.
  • NextPCB
  • #2
    krzysztofh
    Level 29  
    Przeróbka bardzo udana. Choinka światłowodowa musi w w realu ładnie wyglądać, ale jedno mi się nie podoba.
    Jeżeli ta choinka stoi w domu to można dostać oczopląsu od tego migania. Moim zdanie dużo przyjemniej byłoby oglądać powolne zmiany kolorów i ewentualnie natężenia światła, tak jak to było w oryginalnej wersji sprzed przeróbki.
    Plus za pomysł i włożoną pracę.
  • NextPCB
  • #3
    dp-mion7
    Level 12  
    krzysztofh wrote:
    Moim zdanie dużo przyjemniej byłoby oglądać powolne zmiany kolorów i ewentualnie natężenia światła

    I tak jest. Po podłączeniu zasilania program rozpoczyna się od łagodnej zmiany kolorów. Dla kazdej diody losowana jest początkowa wartość PWM. Mam tu filmik ale wylosował się wówczas "biały" start:
    https://www.youtube.com/watch?v=qfLdjnzgd-8
  • #4
    japko1024
    Level 18  
    Skąd pochodzi sygnał dźwiękowy dla analizatora - z mikrofonu, przewodu audio czy z jakiegoś innego źródła? I do czego służy ten podłużny, biały element na dnie obudowy?
  • #5
    skaktus
    Level 37  
    Cz nie uzyskał byś lepszego efektu stosując ledy większej mocy ? Można było zastosować ledy noname o mocy 1 - 3W lub coś markowego albo najlepiej ledy typu RGBW.
  • #6
    dp-mion7
    Level 12  
    Sygnał dźwiękowy jest podłaczany przez gniazdo jack 3,5mm (np. z odtwarzacza mp3). Gniazdo jest umieszczone pod donicą i niestety na zdjęciach go nie widać.
    Ten podłużny biały element to puszka na bezpiecznik (taka akurat miałem). Był tam na początku 400mA ale sie spalił bo nie uwaględniłem strat mocy na 7809 i teraz kupiłem 630mA.

    Jeśli chodzi o ledy większej mocy to zapewne efekt byłby lepszy ale nie bardzo wiedziałem jakby jest rozmieścić. A jedna super mocna RGBW odpada, bo wówczas cała choinka bedzie miała jeden kolor w danej chwili.