Consejos de la naturaleza: luz nocturna nublada

Hola comunidad!

Presento mi propia implementación de una lámpara de noche en forma de nube. La idea principal es hacer una luz nocturna con simulaciones de procesos naturales y algún tipo de interactividad. ¡La naturaleza es la mejor inspiradora!

Basado en el microcontrolador económico ATmega8-16PU. El código está escrito en C sin Arduino e implementa varios efectos de iluminación con control desde la iluminación general del espacio y con control de sonido.

Detalles y fotos - más ...

Detalles electronicos

El circuito, además del microcontrolador, tiene 6 LED de un solo color, un LED RGB, un sensor de luz (fotorresistencia) y un micrófono con un amplificador y un filtro de RF.

Para cambiar suavemente el brillo de los LED, se utiliza PWM . La frecuencia PWM es de 244 Hz a 64 niveles, sucede que algunas personas lo ven. Es imposible aumentar la frecuencia: aún necesita tiempo de procesador para trabajar. Por lo tanto, para suavizar los pulsos PWM, se utiliza un circuito repetidor de transistor con un condensador de suavizado. El transistor se toma con una gran ganancia para aumentar la resistencia de entrada y reducir la capacitancia requerida. Como resultado, 1 μF resultó ser suficiente, los pulsos se suavizan casi por completo. Los beneficios son más baratos que el DAC y tiene una gran corriente de salida. La desventaja de este esquema es la dependencia no lineal del brillo en el nivel PWM a niveles bajos (hasta 15%).


Un micrófono electret en miniatura a través de un amplificador en dos transistores con extracción de pulso (filtro de paso alto) está conectado a la entrada discreta del MK, capta con seguridad sonidos agudos: aplausos.

Dibujó y extendió el tablero en DipTrace , lo hizo LUT, los detalles son principalmente smd. El grabado se realizó en el "asesino de cloruro férrico": peróxido de hidrógeno + sal + ácido cítrico, resultó la primera vez, lo recomiendo. Todas las formas de aficionado están escritas aquí.


La tarifa realizada por LUT

Hice la alimentación a través de un conector USB, que le permite conectarse a cualquier puerto USB. Consumo máximo 78 mA.

En versiones anteriores, el cable tenía un micro botón para configurar los modos, pero luego se quitó, ya que no se podía alcanzar si la nube estaba debajo del techo.

No hay conexión USB, el MK no tiene USB y parece que no es necesario en el producto terminado. Para la depuración, utilicé el controlador UART, el código implementa un intercambio con una computadora, pero allí está cursi escrito en la rodilla .


En el proceso de soldar

LUT, soldar, escribir un programa, pruebas y alteraciones, temporizadores de ajuste y coeficientes tomaron 3 semanas.


Vista general

Como resultado, se dio cuenta de 3 modos de efectos de brillo e iluminación. Traté de hacerlo más interesante que una lámpara de lava, pero tampoco me convertí en una música disco-color con silbatos.

Modos:

La principal es una lámpara de noche en forma de nube. Las diferentes partes de la nube cambian aleatoriamente el brillo, el período de cambio también es aleatorio (4 ... 25 segundos), el tipo de cambio es un suavizado exponencial de la tarea (puedo decirle más en los comentarios). Se ve como un todo, con una fracción de la imaginación, como desbordamientos de luz en una nube real cuando cubre el Sol. El nivel de brillo máximo depende del nivel de iluminación según el horario. Recogí diferentes dependencias, había una opción con la elección de dependencias en el botón, pero me decidí por esta sola.


El gráfico de la dependencia del brillo de la nube de la iluminación externa.

Dado que la nube casi no brilla durante la oscuridad externa (noche), y puede ser necesaria una luz brillante a corto plazo (por ejemplo, para levantarse por la noche), para esto se me ocurrió el modo secundario Bright Cloud. Se enciende con dos aplausos, aquí y usa un micrófono, ya que los botones generalmente están fuera del alcance. La nube brilla a pleno brillo durante un minuto, también con desbordamiento, luego vuelve suavemente al modo de nube principal de acuerdo con la iluminación.


Modo nube, primeras muestras. Video acelerado 5 veces

Tormenta eléctrica : se enciende con una fuerte disminución de la luz ambiental (pero no hasta la oscuridad completa, para no golpear los ojos en la oscuridad) o tres estallidos. Los LED aleatorios parpadean (de uno a 4x), con una pausa aleatoria entre flashes. Me confundí un poco e hice "corridas" de rayos en la nube cuando los LED parpadean a lo largo de la cadena de tiempo. También se parece bastante a una tormenta eléctrica. Debido al régimen de tormentas eléctricas, se tuvo que encontrar un compromiso de filtrado PWM para que los destellos fueran nítidos (77 ms). La duración de la "tormenta eléctrica" ​​depende de la luz ambiental: cuanto más oscura, más larga, de 4 a 12 destellos.

Amanecer : se enciende con un fuerte aumento de la luz ambiental. El modo más difícil de configurar, obtener "un cambio natural en los colores del sol al amanecer en una ligera neblina" no fue fácil. Era necesario equilibrar el LED RGB manualmente en casi todos los niveles de PWM y seleccionar dependencias. Pero al final, recibí una fórmula de interpolación más o menos. El amanecer dura 40 segundos, luego cambia al modo normal.


Amanecer

Electrónica y software para los interesados:

Archivo con fuente

Esquema en pdf

Diseño de tablero, un lado

Constructivo

El diseño de la nube es bastante simple, estoy hecho de sintepuha (una almohada de 40x40 cm), el tablero se encuentra dentro de las suspensiones de hilos. Los LED están dispuestos de la manera más uniforme posible en volumen, bueno, el LED RGB está en la parte inferior y el fotosensor en la parte superior.


En el proceso de fuzzing

Hubo dificultades en la fijación del sintetizador, ya que está recubierto con silicona para evitar el apelmazamiento. La parte inferior de la nube está soportada por tiras estrechas de cinta en el marco de alambre.

Preguntas, comentarios, sugerencias escriben en los comentarios.

¡Que tengas un buen clima!