Dicas da Natureza - Nublado Night Light

Olá comunidade!

Apresento minha própria implementação de uma lâmpada noturna na forma de uma nuvem. A idéia principal é fazer uma luz noturna com simulações de processos naturais e algum tipo de interatividade. A natureza é a melhor inspiração!

Baseado no microcontrolador barato ATmega8-16PU. O código é escrito em C sem o Arduino e implementa vários efeitos de iluminação com controle da iluminação geral do espaço e com controle de som.

Detalhes e imagens - mais ...

Detalhes eletrônicos

O circuito, além do microcontrolador, possui 6 LEDs de uma cor, um LED RGB, um sensor de luz (fotorresistor) e um microfone com um amplificador e um filtro de RF.

Para alterar suavemente o brilho dos LEDs, é usado o PWM . A frequência PWM é 244 Hz em 64 níveis, acontece que algumas pessoas a veem. É impossível aumentar a frequência - você ainda precisa de tempo do processador para trabalhar. Portanto, para suavizar os pulsos PWM, é usado um circuito repetidor de transistor com um capacitor de suavização. O transistor é obtido com um grande ganho para aumentar a resistência de entrada e reduzir a capacitância necessária. Como resultado, 1 µF acabou sendo suficiente, os pulsos são suavizados quase completamente. Os benefícios são mais baratos que o DAC e possuem uma grande corrente de saída. A desvantagem desse esquema é a dependência não linear do brilho no nível de PWM em níveis baixos (até 15%).


Um microfone de eletreto em miniatura através de um amplificador em dois transistores com extração de pulso (filtro passa-alta) é conectado à entrada discreta do MK, captando com confiança sons agudos - palmas.

Ele desenhou e espalhou o quadro no DipTrace , tornou LUT, os detalhes são principalmente smd. A gravação foi feita no “eliminador de cloreto férrico”: peróxido de hidrogênio + sal + ácido cítrico, resultou na primeira vez, eu recomendo. Todas as formas amadoras são escritas aqui.


A taxa feita pela LUT

Fiz energia através de um conector USB, que permite conectar a qualquer porta USB. Consumo máximo 78 mA.

Nas versões anteriores, o cabo possuía um botão micro para definir os modos, mas foi removido, pois não era possível alcançá-lo se a nuvem estivesse sob o teto.

Não há conexão USB, o MK não possui USB e parece que não é necessário no produto final. Para depuração, usei o controlador UART, o código implementa uma troca com um computador, mas lá está brega escrita no joelho .


No processo de solda

LUT, soldagem, elaboração de um programa, testes e alterações, ajuste de temporizadores e coeficientes levaram 3 semanas.


Vista geral

Como resultado, ele realizou três modos de brilho e efeitos de iluminação. Tentei torná-lo mais interessante do que uma lâmpada de lava, mas também não me tornei uma música cor de disco com apitos.

Modos:

A principal delas é uma luz noturna em forma de nuvem. Diferentes partes da nuvem mudam aleatoriamente o brilho, o período de mudança também é aleatório (4 ... 25 seg), o tipo de mudança é uma suavização exponencial da tarefa (posso lhe dizer mais nos comentários). Parece um todo, com uma fração da imaginação, como transbordamentos de luz em uma nuvem real quando cobre o sol. O nível máximo de brilho depende do nível de iluminação de acordo com a programação. Eu peguei dependências diferentes, havia uma opção com a escolha de dependências no botão, mas resolvi apenas essa.


O gráfico da dependência do brilho da nuvem da iluminação externa.

Como a nuvem quase não brilha durante a escuridão externa (noite), e pode ser necessária luz brilhante a curto prazo (por exemplo, levantar-se à noite), por isso criei o sub-modo Bright Cloud. Ele liga com duas palmas, aqui e usa um microfone, já que os botões geralmente estão fora de alcance. A nuvem brilha no brilho máximo por um minuto, também com excesso de volume, e retorna suavemente ao modo principal de nuvem, de acordo com a iluminação.


Modo de nuvem, primeiras amostras. Vídeo acelerado 5 vezes

Tempestade - liga-se com uma diminuição acentuada da luz ambiente (mas não até a escuridão completa, para não atingir os olhos no escuro) ou três estalos. Os LEDs aleatórios piscam (de um a 4x), com uma pausa aleatória entre os flashes. Fiquei um pouco confuso e fiz "execuções" de raios na nuvem quando os LEDs piscam ao longo da cadeia do tempo. Também parece uma tempestade. Devido ao regime de trovoadas, foi necessário encontrar um comprometimento da filtragem de PWM para que os flashes fossem nítidos (77 ms). A duração da “tempestade” depende da luz ambiente - quanto mais escuro, mais longo, de 4 a 12 flashes.

Amanhecer - liga com um aumento acentuado da luz ambiente. O modo mais difícil de configurar, obter “uma mudança natural nas cores do Sol ao amanhecer em uma névoa leve” não foi fácil. Era necessário equilibrar o LED RGB manualmente em quase todos os níveis de PWM e selecionar dependências. Mas no final, recebi uma fórmula de interpolação mais ou menos. O amanhecer dura 40 segundos e depois muda para o modo normal.


Amanhecer

Eletrônica e software para os interessados:

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Esquema em pdf

Layout da placa, um lado

Construtivo

O design da nuvem é bastante simples, sou feito de sintepuha (um travesseiro 40x40 cm), a placa está localizada no interior, nas suspensões dos fios. Os LEDs estão organizados da maneira mais uniforme possível em volume, bem, o LED RGB está na parte inferior e o fotossensor está na parte superior.


No processo de fuzzing

Houve dificuldades na fixação do synthech, pois ele é revestido com silicone para evitar o endurecimento. A parte inferior da nuvem é suportada por tiras estreitas de fita na estrutura de arame.

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