Елочка своими руками: Проект Xmas Tree v1

Друзья, всем привет. В этой статье я расскажу Вам как сделать елочку своими руками! Речь пойдет о проекте Xmas Tree v1.

Xmas Tree v1 - Это креативная, миниатюрная новогодняя елочка с 16 разнообразными анимационными эффектами и 16 градациями яркости с сохранением в ЕЕПРОМ. Сердце елочки - на 16-и адресных светодиодах WS2812B, а мозги на 8 битном микроконтроллере от компании ST подойдет STM8S003F3P6 или STM8S103F3P6. Не буду лить воду, а перейдем сразу к делу посмотрите как она выглядит на фото:

XmasTree v1 001

Видео ищите в разделе Reels у меня в инстаграме domdevice в качестве спасибо Вы можете прокомментировать / поставить лайк мне будет приятно и подписывайтесь чтобы не пропустить новые проекты.

Как появилась елочка?

Идея создания проекта пришла осознано, не скажу что прям спонтанно. Примерно в конце лета задумался чем же порадовать своих подписчиков в канун Нового года 2022? Ну конечно же новогодними проектами елочек! На данный момент их два. Первый проект или версию №1 мы рассматриваем сейчас, а о втором я рассказал в отдельной статье Xmas Tree v2. Могу с уверенностью сказать что оба проекта "зашли" почитателям моего творчества и получили приятные восторженные отзывы в инстаграме, за что ОГРОМНОЕ спасибо моим подписчикам (-цам) и гостям.

Ну что? идея закрутилась в голове сразу полез в интернет :) нет нет, не за готовой схемой или что-то в этом роде. Не мой метод. Просто чтобы посмотреть что же есть вообще в сети всемирной паутины чтобы не повторяться и сделать что-то оригинальное. И на самом деле, как оказалось очень много проектов в виде платы тупо треугольного размера, ну мне такое не очень приглянулось, не в обиду авторам, потом возможно я что-то подобное тоже сделаю, но не сейчас.

И начал я искать контуры фигуристых новогодних елочек в графических форматах чтобы потом перенести их в Альтиум и продолжить задуманное. Создал для этого отдельную папку на ноутбуке и складывал туда различные потенциально возможные варианты. Когда набралось штук 3-5 я поинтересовался у сестренки и у девчонок подписчиц какой вариант им наиболее нравится и в каком порядке расположить светодиоды.

Прислушался ко всем мнениям + добавил свое = в результате совместными усилиями получилось классно! Соответственно, один вариант я оставил для елочки на адресных светодиодах RGB, а другой тоже на RGB, но уже со встроенной схемой управления просто подал питание и все четко :) О софте расскажу чуть позже. Ну примерно вот так ребят. Давайте я Вам перечислю эффекты, их напомню 16, сюда я отнес любые изменения на светодиодах даже простой бегущий огонек с заполнением или просто градиентная статическая заливка.

Что елочка умеет отображать:

  • Бегущий огонь с заполнением
  • Конфети
  • Радугу
  • Радугу с блестками
  • Театральную пиксельную погоню (в переводе с английского :))
  • Анимацию горения пламени
  • Эффект появления и исчезновения по пиксельно
  • Эффекты на основе синуса в 3-х вариациях
  • Градиентную заливку в 3-х вариациях
  • Палитру "Цвета леса"
  • Палитру "Цвета океана"
  • Палитру "Цвета облаков"
  • Палитру "Цвета радуги"
  • Палитру "Цвета дискотеки"
  • Палитру "Пурпурно-зеленого цвета"
  • Палитру "Красного, белого и синего цвета"

Разработка печатной платы:

XmasTree v1 002

Печатную плату я разрабатывал как обычно в программе Altium Designer 15 версии. Различные рисунки снежинок и тп. которые скачал с интернета сконвертировал на слои шелкографии для придания Новогоднего шарма. Печатная плата получилась 2-х слойная. Размеры елочки примерно 99 x 91мм.

XmasTree v1 003

XmasTree v1 004

В 3D виде выглядит вот так:

XmasTree v1 005

XmasTree v1 006

Я паял в домашних условиях, не могу сказать что это очень легко устанавливать светодиодики WS2812B так как при случайном касании жала паяльника об их корпус они сразу плавятся и получается не красиво. Но, при желании все возможно у меня же получилось значит и у Вас получится!

Для облегчения пайки светодиодов я выкладываю слой шелкографии Top Overlay на нем отчетливо видно треугольный срез, обратите внимание как расположены светодиоды VD7-VD9.

XmasTree v1 007

После установки всех электронных компонентов у Вас должно получиться примерно вот так:

XmasTree v1 008

XmasTree v1 009

Кстати, раньше с адресными светодиодами не сталкивался вообще дебют можно сказать :) и в плане пайки и в плане программирования. Изготовление печатных плат заказывал в Китае у своих партнеров спасибо им большое. В конце этой статьи я дам ссылку для заказа печатной платы и сами гербер файлы.

Описание аппаратной и программной части:

Новогодняя елочка выполнена на 8 битном микроконтроллере STM8S103F3P6 в корпусе TSSOP-20. Проект делался именно под этот контроллер, но как я и сказал в самом начале смело можете поставить STM8S003F3P6 я сам лично проверял все работает. Данные на адресные светодиоды выводятся с порта PD3. Кнопка подключена к порту PD2. Изначально, как обычно фантазия бушует :) я думал что может быть задействовать под переключение режимов например быстро / медленно и регулировку яркости. Позже, по мере роста программы места в контроллере все меньше и меньше :) (как обычно), а эффекты и так симпатично смотрятся без чего то лишнего, как Вы поняли в итоге осталась только регулировка яркости. Яркость поделена на 16 уровней. Сейчас я расскажу как ее настроить.

 

1) Выключите елочку (если она включена).

2) Нажмите на кнопку и не отпуская ее подайте питание.

3) Продолжайте удерживать кнопку до включения елочки.

4) Как только елочка включится отпустите кнопку, через пару секунд отобразится зеленым цветом текущий уровень яркости.

5) Короткими нажатиями на кнопку установите желаемый уровень яркости. Смена уровней круговая.

6) Чтобы сохранить яркость нажмите на кнопку и удерживайте до появления заполняющихся красных точек, как только заметите их отпустите кнопку. Елка сама перезагрузится.

 

Уровень яркости сохраняется в ЕЕПРОМ - для тех, кто не знает это такая энергонезависимая память внутри МК. Что это значит? Это значит, что Вам не нужно каждый раз при включении елочки устанавливать яркость, она просто считывается с ячейки памяти.

Глобальные прерывания в микроконтроллере не используются. Основная программа работает в бесконечном цикле while(1), в нем происходит последовательная смена эффектов. Каждый эффект отображается примерно 5-15 секунд, включая все паузы на статические картинки весь рабочий цикл длится около 5 минут, затем все начинается с начала и так по кругу. МК работает от встроенного генератора на 16 Мгц. Для написания эффектов за основу была взята общедоступная библиотека из Ардуино FastLED с портированием кода под примененный МК. Порядок следования эффектов сделал по своему усмотрению.

О питании:

Елочку желательно запитывать от стабилизированного источника +5В с током нагрузки не менее 500мА (зависит от установленной яркости). Запросто можно использовать например зарядное устройство от сотовых телефонов, только убедитесь что там именно 5В, а не к примеру 6В или 7В. Также подойдет портативная USB зарядка (Power Bank) с небольшим уточнением, что она может самопроизвольно убрать напряжение с выхода подумав что "телефон" зарядился, но у нас то не телефон, а елочка и она вполне может мало потреблять в зависимости от яркости. Вот такие дела.

Припаиваться нужно к обозначенным на плате контактам +5В и GND обязательно соблюдая полярность! Разъем я пока не поставил. Также к контактным площадкам на обратной стороне платы подключается программатор для заливки прошивки по SWIM интерфейсу, все контакты подписаны какой провод куда паять проблем не составит.

О прошивке:

Внимание! Правильно подключайте провода для программирования, в случае ошибки возможен выход устройства из строя! Загружать прошивку необходимо с помощью программы STVP - ST Visual Programmer. После успешной прошивки отключите программатор от платы. Новогодняя елочка готова радовать Вас!

О деревянной подставке:

Чертежей у меня к сожалению нету, сам в этом не очень разбираюсь заплатил деньги мне выдали в готовом виде.

По печатным платам:

У меня есть 2 партнера из Китая с которыми я работаю уже давно и однозначно Вам их рекомендую!

1) Компания PCBWay дарит всем новым пользователям купон на $5 переходите прямо сейчас по ссылке и получите свой подарок. Воспользовавшись купоном, Вы сможете сделать свой первый заказ абсолютно бесплатно, но за доставку все же придется заплатить. Сумма варьируется разная в зависимости от вашего региона.

2) Компания ALLPCB переходите прямо сейчас по ссылке и регистрируйтесь. В настройках заказа укажите размер плат 99 x 91мм все остальные параметры оставьте по умолчанию. Не забудьте указать свой адрес местожительства. Вот собственно и все по заказу печатных плат в Китае. Ничего сложного, если что пишите в личку в инстаграме - помогу чем смогу.

Если вдруг Вашего адреса местожительства не окажется в списке Вам предложенном не отчаивайтесь, а просто напишите в службу поддержки они очень быстро отвечают и попытаются исправить ситуацию.

По комплектующим:

  • Электролитический конденсатор 10В 100мкФ 20% 6,3х5мм 2шт. (Применяются в автомагнитолах и материнских платах)
  • Керамический Чип конденсатор 50В 0,1мкФ X7R 10% 0805 18шт. AliExpress
  • Керамический Чип конденсатор 50В 1мкФ X7R 10% 0805 1шт. AliExpress
  • Микроконтроллер STM8S103F3P6 или STM8S003F3P6 TSSOP-20 1шт. AliExpress
  • Чип резистор 0,125Вт 10кОм 5% 0805 1шт. AliExpress
  • Чип резистор 0,125Вт 470 Ом 5% 0805 1шт. AliExpress
  • Кнопка тактовая 1шт. AliExpress
  • Светодиод RGB WS2812B 4 контакта 5050 16шт. AliExpress

В архиве:

  • XmasTree_v1_ws2812b.s19 - файл прошивки

  • XmasTree_v1_schematic.jpeg - схема электрическая принципиальная

  • XmasTree_v1_gerber.zip - архив с гербер файлами

СКАЧАТЬ ФАЙЛЫ

Ну и еще фоточки новогодней елочки:

XmasTree v1 011

XmasTree v1 010

Автор: Петров Иван. По всем вопросам пишите мне в direct в инстаграм: domdevice

 

Все пока, до новых встреч!

https://domdevice.com | 2021-12-12 08:23:02 | На Новый год | https://domdevice.com/content/logo/logo.png |
Xmas Tree v1 - Это креативная и миниатюрная новогодняя елочка с 16 разнообразными анимационными эффектами и 16 градациями яркости с сохранением в ЕЕПРОМ. Сердце елочки - на 16-и адресных светодиодах WS2812B, а мозги на 8 битном микроконтроллере от компании ST подойдет STM8S003F3P6 или STM8S103F3P6.
Яндекс.Метрика
Copyrigth © «DomDevice», 2021. Копирование контента без прямой индексируемой ссылки на domdevice.com - запрещено!