122-Эффектор с выходом на умную ленту WS2812

Автор: | 14.10.2015

После переноса старого Эффектора на платформу Arduino (ATmega328P) стало возможно развивать проект дальше. И вот теперь к Эффектору я подключил умную ленту (NeoPixels) WS2812.
При этом новый Эффектор WS2812 не просто выводит свои эффекты на умную ленту вместо обычных светодиодов, но еще и обзавелся внушительным количеством нового функционала.

Новые плюшки:
— переделан алгоритм формирования уровней, теперь яркость каналов имеет 255 градаций (по сравнению с 8 в предыдущем варианте)

— переделаны встроенные эффекты, теперь они стали плавней
— количество встроенных эффектов увеличено с 8 до 16.

Правда из программы управления Эффектор-12 доступны, как и в предыдущем варианте, только 8 (не стал переделывать программу, дабы осталась совместимость со всеми вариантами Эффекторов), но с самого Эффектора и пульта можно переключать все 16

— как и в предыдущем Эффекторе осталось управление от ИК-пульта, но добавились новые команды управления, связанные с умной лентой
— так как умная лента цветная, то для формирования разных цветов от монохромных сигналов уровня каналов, были задействованы палитры цветов. Можно выбрать одну из 8 палитр (включая динамическую палитру переливающихся цветов)
— теперь Эффектор может быть участником сети ЗиЧип как сателлит

Эффектор может выдавать информацию о каналах для других сателлитов или управляться другим устройством в сети. Этим я планирую воспользоваться для апдейта моей супергирлянды, подружив ее с программой Эффектор 12 (об этом будет отдельная статья)

— количество отображаемых пикселей на умной ленте может быть произвольным, вплоть до 255 пикселей
— можно регулировать общую яркость ленты
— рисунок 12 каналов не просто располагается на 12 пикселях ленты, а может быть масштабирован (растянут) на любое количество пикселей
— рисунок на ленте длинней чем12 пикселей циклически повторяется
— большинство формируемых эффектов являются циклическими и на ленте создается непрерывная картинка эффекта (невозможно определить границы области эффекта)
— для не циклических эффектов предусмотрен зеркальный вариант повторения каналов, что создает непрерывную картинку и в этом случае
— рисунок по ленте можно сдвигать на произвольное количество пикселей
— линии управления (те, к которым подключены кнопки) реализованы по принципу «монтажного ИЛИ» — это значит, что, управляя устройством посредством пульта, можно получать на этих линиях сигналы управления (прижатия к земле) которые можно использовать, например, для управления своими устройствами.

 

Как это выглядит вживую.

 

Как видно на видео, по сравнению с предыдущим Arduffector-ом, у которого все эффекты стремительные и резкие, новый Эффектор выдает плавную и неспешную картинку эффектов. Вообще, эта модификация Эффектора прошла у меня под девизом «Smooth».

 

Сборка

Так как устройство работает на готовой плате Arduino Nano (или Uno), собирать/паять ничего особо и не придется. Достаточно подключить к Ардуине умную ленту (к выводу 13), залить прошивку (через стандартный ардуиновский USB шнур) и устройство заработает.

Если у Вас количество пикселей WS2812 не превышает 2-3 десятка, то и блока питания отдельного не понадобится – все будет работать от USB-порта. Если лента длинная — USB-порт не сможет обеспечить нужный ток. В этом случае понадобится внешний мощный блок питания 5 вольт.

Для демонстрационного ролика на Ютубе я собрал на макетке необходимый мне минимум и уложил ленту в пластиковый кабельный канал (он подсвечиваясь изнутри создает связную картинку скрывая свечение отдельных пикселей).

Если хотите получить от устройства большего – добавляете переменные резисторы, кнопки и TSOP т.д.

Ленту на пробу мне предоставил магазин DiyLab.com.ua Если Вам понравится устройство и Вы захотите его повторить, то ленту в Украине можно приобрести в этом-же магазине — ссылка на ленты. Для России ее можно приобрести еще у одного моего партнера TIXER.RU (обещались в ближайшее время пополнить ассортимент).

 

Описание работы

Работает устройство подобно своему предшественнику, но есть и нововведения. Пройдусь по органам управления.
Кнопки:
– 0 All Off – отключает все эффекты и гасит ленту
– 1 EE-series – запускает последовательность эффектов сохраненных в EEPROM (их всего 4 и их можно изменять из программы Эффектор-12)
– 2 Flash-series — запускает случайную последовательность эффектов встроенных в устройство (их 16, изменить их нельзя, период смены эффекта 10 секунд)
– 3 Next – запускает следующий эффект, при этом он остается работать постоянно, кроме того, после перезапуска Эффектора этот эффект продолжит работать
– 4 strip_Mirror – при удержании на «земле» этой линии, 12 каналов Эффектора начинают располагаться на ленте переодично-зеркально (т.е. A-L,L-A,A-L,…), вместо периодичного расположения по умолчанию (т.е. A-L,A-L,A-L,…)
– 5 strip_R, 6 strip_G, 7 strip_B – эти три линии задают текущую палитру, в которой отображается рисунок эффектов на ленте

 

в варианте «радуга» цвет постоянно циклически меняется

– 8 strip_IR Out — при удержании этой линии прижатой к «земле» начинают передаваться в ИК-сеть (излучатель IR-LED) информация о состоянии каналов (в отдельной статье об этом будет подробней).

 

Новым способом управления в этом устройстве являются аналоговые входа (АЦП). Посредством напряжения на них (в пределах 0 – 5 вольт) можно изменять картинку, отображаемую на ленте. Линии АЦП подтянуты к 5 вольтам, то есть если к линии ничего не подключено, устройство воспринимает это как максимальный уровень.

strip_Pixels Number – количество пикселей в ленте, воспроизводящих картинку (5 вольт – 255шт., 0 – 0)
strip_Scale – масштабирование картинки на ленте (5 вольт – масштаб 1канал:1пиксель, 0 – на всей ленте проецируется 1 канал)
strip_Offset – смещение рисунка по ленте
strip_Bright – общая яркость свечения ленты (5 вольт – максимум, 0 – минимум)

Управление посредством уровня напряжения открывает новые возможности использования устройства. Например, если подключить к входу strip_Pixels Number аналоговый сигнал с усилителя, то мы получим линейку-индикатор уровня. Еще, задействовав палитру огня и подключив к strip_Bright сигнал с градусника можно визуализировать температуру и т.д.

 

Управление устройством посредством бытового пульта.

Для управления устройством подойдет любой бытовой пульт (возможно, будут проблемы со специфическими пультами с обратной связью, например, как у пульта от кондиционера).

Для изучения кнопок необходимо:
1 –нажать (и удерживать)  кнопку «Learn»
2 – сбросить Ардуину штанной кнопкой сброса (при этом индикаторный светодиод LED должен несколько раз моргнуть)
3 – отпустить кнопку «Learn».

Из-за того, что в данном алгоритме невозможно организовать подавление дребезга контактов кнопки «Learn», нужно контролировать момент отпускания кнопки. Если в этот момент моргнет индикаторный светодиод LED, то процедуру обучения нужно начать заново (дребезг контактов создает сигнал подобный сигналу пульта, который и запоминается как первая кнопка)

4 – последовательно нажать на пульту 9 кнопок в очередности функций (кнопок устройства 0 All Off  …  8 strip_IR Out)
5 – после этого устройство автоматически начинает работать в штатном режиме

Каждое нажатие кнопки на пульте будет подтверждаться индикаторным светодиодом.

Если какая либо кнопка не нужна в устройстве (например, 8 strip_IR Out советую пока не задействовать), то в процессе ее изучения нужно нажимать ранее изученную клавишу.

Как я уже писал выше, новой особенностью этого устройства является то, что входа управления для кнопок, одновременно являются еще и выходами, если управление осуществляется от пульта. При нажатии на кнопку пульта, соответствующая линия управления будет прижата к земле. Это можно использовать для контроля нажатий кнопок пульта или управления Вашими устройствами. Линии от «0 All Off» до «3 Next» при нажатии кнопок на пульту будут прижаты к земле кратковременно, а линии от  «4 strip_Mirror» до «8 strip_IR Out»  работают как триггер (раз нажал – прижалась, еще раз нажал – отпустилась)

 

Управление устройством посредством программы Эффектор-12.

Несмотря не значительные изменения, устройство осталось совместимым с программой Эффектор-12 (за исключением некоторых нюансов, связанных с палитрами и дополнительным функционалом). Встроенный в Ардуину USB-UART, позволяет без каких либо проблем, подключить устройство к компьютеру и управлять им. Напомню, что программа управления умеет управлять каналами и эффектами устройства в ручном режиме, визуализировать музыку (с возможностью самостоятельно создавать различные способы визуализации), выполнять различные действия по времени и т.д. Подробней читайте в соответствующей статье.

 

122-Effector-WS2812.zip - Файлы для сборки устройства

_

(Visited 10 963 times, 41 visits today)

There are 152 comments

Комментарии подгрузятся после небольшой паузы.