Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED

Gizmoń 24 Dec 2022 14:41 1872 4
  • Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED

    Z okazji zbliżających się świąt postanowiłem zaprezentować ozdobę, którą zbudowałem dwa lata temu. Od strony elektronicznej jest to zwykła lampka RGB, czyli nic niezwykłego. Warte uwagi są zastosowane w niej elementy świecące, bowiem są to oświetlacze LED wymontowane ze skanerów. Można je zdobyć za darmo z „elektrośmieci” i wykorzystać w celach artystycznych. Niniejszy opis można zatem traktować jako źródło inspiracji i pomysł na nowe życie starego złomu :)

    Oświetlacze

    W skanerach dokumentów zasadniczo stosowane są dwa rodzaje źródeł światła: lampy wyładowcze lub diody elektroluminescencyjne. Pierwszy rodzaj oświetlaczy widuje się najczęściej w starszych skanerach lub w kserografach. Zespół skanujący jest w tym przypadku dość duży, gdyż poza źródłem światła zawiera skomplikowany układ optyczny złożony z luster, obiektywu i liniowego sensora CCD. Nas interesują oświetlacze LED, których jest pełno w tanich urządzeniach wielofunkcyjnych ze skanerem CIS, tj. „Contact Image Sensor”. Takie głowice skanujące łatwo poznać po małych wymiarach, gdyż nie ma w nich układu luster. Zawierają one tylko liniowy sensor o długości równej szerokości kartki, wiele mikroobiektywów przed sensorem no i sam oświetlacz. Ten składa się z pojedynczej diody RGB i kawałka polimerowego światłowodu. Zmatowione miejsca na jednej z jego bocznych powierzchni powodują ładne, równomierne świecenie na całej długości. Poniżej: dwa rodzaje głowic skanujących. Po lewej z sensorem CCD, po prawej skaner CIS.
    Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED
    Nie pozostaje zatem nic innego niż pojechać na jakąś wystawkę, nazbierać urządzeń wielofunkcyjnych i wymontować z nich świecące linijki. Demontaż sprowadza się zwykle do odhaczenia jakiegoś zatrzasku i odlutowania 4 wyprowadzeń diody.

    Konstrukcja mojej gwiazdy

    Gwiazda miała być lekka, by dawała się bezpiecznie wieszać na drzewie. Z tego powodu zmontowałem ją na kawałku cienkiej płyty XPS. Dodatkową zaletą tego materiału jest bardzo łatwa obróbka, co przy montażu dnia 23.12.2020r. też miało znaczenie. :D Linijki LED przymocowałem do płyty kawałkami cienkiej srebrzanki, przewlekając je przez otwory w płycie i skręcając z tyłu ich końce. W miejscach, w których znajdują się diody i ich wyprowadzenia, wyciąłem w płycie otwory przy pomocy zaostrzonej, metalowej rurki. Na tym właściwie kończyła się pierwotna wersja zrobiona „na szybko”, gdyż cała reszta to była już wielka plątanina nieizolowanych (!) drutów i rezystorów poprzyklejanych do tylnej strony kawałkami taśmy. Działało to przez dwa sezony, aż w końcu coś się gdzieś urwało i kilka segmentów zgasło. Z tego powodu, w tym roku udoskonaliłem konstrukcję. Używając kleju na gorąco, przykleiłem od spodu 5 okrągłych łączówek wyfrezowanych z laminatu FR4. Krótkie połączenia między wyprowadzeniami LED i łączówkami nadal są zrobione srebrzanką, bo tak było po prostu najłatwiej. Resztę okablowania zrobiłem już jak należy, tj. związanymi w wiązkę drutami w izolacji. Diody zabezpieczyłem przed wilgocią kroplami oleju silikonowego, gdyż znajdują się one w szczelinach, w których woda mogłaby się utrzymywać przez długi czas i wyraźnie zaszkodzić. Reszta połączeń jest jaka widać - jeśli nawet zamokną to szybko wyschną. Zresztą, ostatnio gwiazda znalazła miejsce pod daszkiem, który ją skutecznie chroni przed deszczem.
    Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED

    Sterowanie

    Tutaj nie ma się co rozpisywać, bo jest to układ o charakterze tymczasowym. Wykorzystałem dwa moduły z mojego zestawu testowego do układów cyfrowych: moduł z mikrokontrolerem ATmega8 oraz moduł zasilania i wyjść wysokoprądowych (ULN2803). Wszystko to zamknąłem w jakiejś puszce elektrycznej i schowałem, razem z zasilaczem sieciowym, w bryzgoszczelnej szafce stojącej na dworze.
    Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED
    Program napisałem w asemblerze w niecałą godzinę. Jego fragmenty pokazuję jako ciekawostki. Składa się on w zasadzie z dwóch podprogramów uruchamianych przerwaniami zegarowymi. Pierwszy z nich, wykonywany ok. 20 000 razy na sekundę, jest trójkanałowym, programowym modulatorem PWM:
    Code: avrasm
    Log in, to see the code


    Rejestr R19 jest tutaj licznikiem kołowym, pracującym w pętli 0, 1, 2, …, 254, 255, 0 itd., inkrementowanym (inc r19) przy każdym wywołaniu podprogramu. Stan licznika jest następnie porównywany (instrukcje cp oraz brsh) z zadanymi jaskrawościami poszczególnych kanałów (R16, R17, R18) i na podstawie wyniku porównania dany kanał jest włączany (R19<Rk) lub nie (R19>=Rk). Częstotliwość sygnału PWM wynosi około 80 Hz.

    Drugi z podprogramów steruje animacją i jest wywoływany 10 razy na sekundę. Wygląda tak:
    Code: avrasm
    Log in, to see the code


    Każdy z bloków Mn odpowiada za jeden krok animacji, tj. jedną zmianę jaskrawości lub przerwę. Do dyspozycji są tu rejestry R, G, B (R16 – R18) sterujące jaskrawością poszczególnych kolorów oraz rejestr D (R21) służący do realizacji opóźnień czasowych bez zmian jaskrawości. Można inkrementować lub dekrementować dowolne z nich, zależnie od pomysłu na animację. Po spełnieniu warunku końca danego kroku (cpi modyfikowany_rejestr, wartość_końcowa) następuje wpisanie nowego adresu do wskaźnika Z. W ten sposób, kolejne wywołanie podprogramu, a ściślej wykonanie instrukcji ijmp na jego początku, uruchamia blok M o nowo wybranym adresie. Po wykonaniu ostatniego bloku (M30) wskaźnik zostaje ustawiony na któryś z pierwszych bloków (w przykładzie: M1), co zapętla pracę programu. I to by było na tyle z szybkiego kursu AVR ASM :D Program realizuje bardzo spokojną animację z płynnymi zmianami barwy i jaskrawości, bez żadnych denerwujących błysków.

    Na koniec kilka zdjęć świecącej gwiazdy:
    Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED Ozdoba świąteczna - duża gwiazda LED

    Kolorowych Świąt!

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    Gizmoń
    Level 28  
    Offline 
    Has specialization in: mechatronika
    Gizmoń wrote 1926 posts with rating 1349, helped 20 times. Live in city Wrocław. Been with us since 2007 year.
  • #2
    And!
    Admin of Design group
    Bardzo ciekawy, ładny efekt. Nie wiedziałem, że oświetlacze w tych skanerach to LED RGB, spodziewałem się białych LED o odpowiedniej barwie, w jakimś skanerze trafiłem też na podświetlenie zielone ale to chyba była czarnobiała kopiarka laserowa.
  • #3
    prosiak_wej
    Level 38  
    Skanery CIS mają podświetlenie RGB, skanery CCD zazwyczaj mają białe podświetlenie (kiedyś CCFL, obecnie LED).
  • #4
    CosteC
    Level 36  
    And! wrote:
    spodziewałem się białych LED o odpowiedniej barwie

    Taniej jest dać czarno-biały czujnik i oświetlacz RGB niż na odwrót.
  • #5
    Gizmoń
    Level 28  
    And! wrote:
    w jakimś skanerze trafiłem też na podświetlenie zielone ale to chyba była czarnobiała kopiarka laserowa.

    Zielone oświetlacze są też często w faksach i to zarówno w wersjach CCD jak i CIS. Moduły skanujące z faksów warto jednak zachować w całości, gdyż często da się znaleźć ich dokumentację i je uruchomić. Można z nich zrobić jakąś fajną zabawkę lub użyteczny przyrząd np. do rejestrowania przemieszczeń. Rozpiski wyprowadzeń modułów z urządzeń wielofunkcyjnych (głównie HP) jak dotąd nie udało mi się znaleźć, więc ich przydatność jest ograniczona do samych kolorowych LED :D