Возможно один из немногих DIY-наборов для пайки, а результате которого получается полезный продукт (наборы для сборки полноценных приборов в учет не берем), который после сборки не отправится лежать в темном углу, а будет использоваться по назначению, особенно, если к сборке подключить ребенка.
В обзоре описание DIY 3D-елки и инструкция по сборке.
После сборки конструктора должна получиться 3D-ёлка, мигающая светодиодами 3 цветов, которая может работать как от 3 батареек AA, так и питаться от USB.
Набор упакован в пакетик с пупыркой, дополнительно замотан во вспененную пленку. Заказывал у этого продавца () несколько раз, все доходило без повреждений в одинаковой упаковке, комплектация в порядке. На момент заказа у него была лучшая цена на AliExpress на данную елку, причем было около 200 продаж, сейчас уже более 1700.
В составе набора для пайки 3D-елки:
3 платы (основание CTR-30C и 2 части «ствола дерева» CTR-30A и CTR-30B)
Светодиоды (12 зеленых, 12 желтых, 13 красных)
6 конденсаторов на 47uF 16V
6 транзисторов S9014
7 резисторов 10 KOm
2 резистора 330 Om
2 резистора 1 KOm
2 резистора 2 KOm
1 кнопка
1 разъем для питания (длина 1 м)
1 шнур питания USB
2 болта и 2 гайки
Бокс для 3*AA батареек
Основные детали крупным планом. На платах логотип EQKIT.
Платы с обратной стороны:
Покрупнее:
Все компоненты были в наличии, даже остался лишний светодиод. Все элементы перед пайкой проверил транзистор-тестером , все оказались исправны. К сожалению, инструкции по сборке в комплекте нет.
Продавец приложил инструкции по сборке в виде фотографий, но не подписал номиналы резисторов, а на приложенных фото очень плохо видно номиналы резисторов. Но продавец отзывчивый, быстро прислал схему, правда на китайском, но главное от совсем другой елки. После указания на этот факт сказал, что у него есть только такая схема, но все же обещал ответить на любые вопросы, если что-то не получится собрать. На этом было решено закончить пытать продавца и попытаться собрать по имеющимся у него картинкам с предположением, что они все же именно от данного набора. В итоге все получилось, ниже будут указаны все номиналы резисторов и другая информация по сборке.
Контактные площадки на платах пролужены отлично. При пайке даже не пришлось пользоваться флюсом, хватило того, что содержался в припое. Половину елки спаял примитивным китайским , правда с отдельно купленными для него. Собственно для теста новых жал это и затеял, оказалось «негодный» китайский паяльник вполне годен для таких несложных работ, т.к. родные жала даже не хотели брать припой. Другую половину паял уже паяльником на станции с жалами T12. Сейчас не смог определить, где и чем паялось, т.е. собрать данный конструктор можно с помощью любого инструмента, лишь бы руки были на правильном месте:)
Резисторы проверил мультиметром на соответствие маркировке и для удобства подписал. Возможно кому-то пригодится.
Сначала припаял все резисторы на платы A и B. С резисторами на 10K все понятно, они подписаны на плате. Остальные номиналы нужно разместить на следующих местах:
Плата CTR-30A
R1, R3, R5, R7 - 10K
R2 - 2K
R4 - 1K
R6 - 330
Плата CTR-30B
R1, R3, R5 - 10K
R2 - на фото - 330
R4 - на фото - 2K
R6 - на фото - 1K
Получилось следующее. Можно увидеть, где должны быть какие резисторы.
Далее нужно припаять транзисторы и конденсаторы. На плате конденсаторы подписаны как 22uF, в комплекте идут на 47uF, почему-то тут китайцы не сэкономили. Ножки у конденсаторов и резисторов загибаем на 90 градусов, чтобы они после пайки лежали горизонтально на плате, а не торчали в разные стороны на готовом изделии. Минусовой контакт электролитических конденсаторов (C1, C2, C3) обозначен на плате заштрихованной областью, а на самом конденсаторе светлой полоской. Ориентация транзисторов (Q1, Q2, Q3) также указана на плате полукругом, соответственно контур корпуса транзистора должен совпадать при установке (до сгибания ножек) с рисунком на плате. В данном случае у меня получилось, что все транзисторы лежат «лицом вниз», причем ориентированны в обратную сторону от полукруга на плате.
Впаяны все резисторы, транзисторы и конденсаторы.
Далее впаиваем светодиоды. Светодиоды имеют полярность, на плате все обозначено. Все светодиоды ориентированы одинаково, поэтому достаточно запомнить, как впаивать один, остальные аналогично. Для тех, кто не в курсе, в данном случае светодиод коротким выводом (катодом, «-») запаиваем ближе к вершине, соответственно длинным выводом (анодом, «+») к низу дерева. При финальной сборке дерева нужно будет припаять последний красный светодиод на вершине, там уже обозначена полярность, длинным выводом светодиод припаиваем к «+».
Перед пайкой ножки светодиодов загибаем под прямым углом так, чтобы тело светодиода выходило за пределы елки.
Распределение светодиодов по цветам следующее:
Плата A:
D1-D6 - красный,
D7-D12 - желтый,
D13-D18 - зеленый.
Плата B:
D1-D6 - зеленый,
D7-D12 - красный,
D13-D18 – желтый,
Все детали на основных платах впаяны.
Еще фото под другим углом.
Рекомендую протестировать платы до сборки, подав на них напряжение 4.5-5V. Каждая плата может работать независимо, т. е. в принципе можно получить две 2D-елки. Если ёлки работают по отдельности, можно приступать к дальнейшей сборке.
Думаю дальше процесс сборки описывать смысла нет, т.к. все очевидно. Платы A и B закрепляются между собой припоем. Главное не перепутать полярность, при установке елки на плату C (полярность везде подписана, перепутать нужно постараться).
Держатель для батареек имеет довольно длинный провод, который тут не нужен, его лучше обрезать до нужной длины. На всякий случай напомню, что красный провод нужно припаять к выводу «+», черный к «-» (подписаны BAT 4.5V).
Припаиваем кнопку включение, разъем для питания через USB, прикручиваем холдер для батареек - все конструктор готов.
Для более надежного крепления разъема питания DC 5V в комплекте нет металлической скобы, хотя отверстия для нее предусмотрены. Вместо нее можно использовать остаток ножки от резистора или конденсатора, что я и сделал.
Тут можно посмотреть, как скреплены припоем платы между собой. Держится все очень уверенно, развалится, только если специально задаться этой целью.
Елка вполне нормально работает и от аккумуляторов Ni-MH 1.2V, протестировал на . Но при работе от USB (5V) все же свет поярче. Пытался измерить потребляемую мощность при подключении через USB, показывает 0.00A, при этом ёлка вовсю мигает и работает как надо, следовательно потребляемый ток очень мал, ниже минимального порога срабатывания тестера, поэтому батареек должно хватить очень надолго.
3D-ёлка в сборе:
Включаем питание - светодиоды светятся и плавно перемигиваются, радуя глаз.
Игрушка понравилась, собирать интересно, причем детям тоже. Это один из тех наборов для пайки, который после сборки не выкидываются в далекий ящик, а можно использовать, например в качестве ночника для детей.
Кто видел эту елку и знает, что такое паяльник, тоже захотели ее собрать. Видимо что-то в ней есть… Покупал еще летом, поэтому успел собрать к Новому году. Зато сейчас цены на подобные наборы снизились.
Накануне Нового Года хочется сделать что-нибудь праздничное! А самое лучшее украшение дома - это всеми любимая елка.
Для достижения домашнего уюта нам нужно: небольшой кусок обоев (или какого-нибудь картона), зеленый дождик, скотч и ровные руки.
Сматываем наш лист бумаги у форме конуса и фиксируем скотчем. Далее складываем его и ровно обрезаем низ, так чтоб он ровно мог стоять. Потом возьмем немного медной проволоки (0.3..0.5мм) и обмотаем наш конус, зафиксировав проволоку скотчем, это придаст ему упругости. Разрезаем его по высоте (так удобней устанавливать ряды светодиодов). После поярусной (они на схеме прономерованные) установки светодиодов скрепляем разрез знакомым нам скотчем. Плату также размещаем внутри елки. На следующем этапе, начиная с верхушки, обматываем конус зеленым дождиком так, чтоб немножко выступали светодиоды. Ну по конструкции все...
Что касается схемы. Подаем 7..12В (думаю подобных блоков у каждого хватает) на стабилизатор, для питания контроллера и делаем общий + (не стабилизированный) который общий для всех светодиодов. От этого общего провода параллельно в каждом ярусе включаются светодиоды, делаем это для того, чтоб не пришлось до каждой группы светодиодов тянуть по два провода. На выходах МК поочерёдно появляются 0 или 1 которые идут на базы транзисторов, для их открытия. Транзисторы нужны, так как к каждому порту МК подключены по несколько светодиодов, контроллер может не потянуть все эти токи. Кстати, между портами МК и базами транзисторов можно поставить токоограничивающие резисторы. Светодиоды подключены "минусом" на коллекторы (эмиттеры на землю), а перед их "плюсом" стоят токозадающие резисторы. Думаю по работе схемы вопросов быть не должно...
Транзисторы: BC547 (или любые аналоги)
Токозадающие резисторы: 200 Ом...1кОм
Конденсаторы: любые (это фильтры питания) от 0.1мкФ
На схеме нумерация (1-6) это наши ярусы светодиодов, начиная с нижнего. 6-ой это наша верхушка, звездочка или что-то в этом роде. Не перепутайте, иначе пропадет рисунок свечения!
В приложении имеется исходник в , кто хочет может переписать программу под свое усмотрение.
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| МК AVR 8-бит | ATmega8 | 1 | В блокнот | |||
| Линейный регулятор | L78L05 | 1 | В блокнот | |||
| Биполярный транзистор | BC547 | 12 | В блокнот | |||
| Резистор | 10 кОм | 1 | В блокнот | |||
| Резистор | ~900 Ом | 38 | В блокнот | |||
| Конденсатор | 0.1 мкФ | 2 |
"Как Новый год встретишь - так его и проведешь" - давно ставшая крылатой фраза, в какой-то степени заставляющая заранее готовиться к самому любимому празднику. И если такие традиционные атрибуты, как оливье и мандарины, незаменимы, то выбор различных инсталляций и украшений ежегодно заставляет ломать голову, радиолюбителям и электронщикам - в особенности.
Просмотренные в Интернете видео с поделками на "умных" светодиодах WS2812B сразу породили множество идей их применения. В конце ноября мне наконец-то пришла долгожданная, заказанная на eBay лента из 200 диодов. Доставка бесплатна, стоимость одного диода - около шести рублей. И так как до Нового года оставался всего месяц, я решил совместить приятное с полезным - и с подключением диодов разобраться, и к празднику подготовиться.
WS2812B - трехцветный светодиод с интегрированным драйвером и схемой, реализующей протокол управления. Имеет 4 вывода, как и "обычный" RGB-диод, однако их назначение отличается: два вывода отведены под питание схемы, один вывод под вход данных, и один - под выход (диоды можно соединять последовательно). Нет необходимости придумывать сложные алгоритмы для регулировки яркости и цвета каждого диода - разработчику достаточно передать в цепочку диодов последовательность байт и выдержать необходимые временные интервалы - после чего цепочка будет гореть заданным цветом либо до подачи другой последовательности, либо до отключения питания. При этом расходуется всего один вывод МК или ПЛИС!
В даташите на диоды (прикреплен в конце статьи) подробно расписаны все характеристики, здесь же приведу наиболее важные параметры:
Схема подключения диодов выглядит следующим образом:
При подаче питания диоды не инициализированы и горят синим цветом. Для инициализации цепочки диодов требуется выполнить следующие действия:
Передача единиц и нулей осуществляется не непосредственно, но выдержкой определенных временных интервалов; суммарное время передачи одного бита - 1,25 мкс, настройки одного светодиода - 30 мкс. На практике требуется соблюсти лишь длительность высокого уровня, длительность низкого может выходить из пределов в большую сторону.
Далее я подробно прокомментирую программу, которая инициализирует диоды, отвечает за управление и смену эффектов. Программа написана на языке ассемблера, проект в среде ATmelStudio 6.2 прикреплен в конце статьи. Будет рассмотрена только логика загрузки и переключения эффектов; очевидные вещи, вроде инициализации стека и настройки прерываний и портов, опущены. Также подразумевается, что цепочка диодов подключена к порту PD7 контроллера, рабочая частота - 8 МГц.
Идея программы заключается в следующем. Имеется некий набор эффектов, которые поочередно требуется выводит на светодиоды. Эффект характеризуется:
Перед объяснением логики работы следует пояснить, для чего нужны следующие регистры и константы:
Def temp = r16 ;для всего, своего рода регистр-помойка.def counter = r17 ;регистр-счетчик светодиодов.def curFn = r18 ;счетчик кадров, прошедших с момента начала текущего эффекта.def curEf = r19 ;7..4 - число эффектов всего, 3..0 - номер текущего.equ LED_COUNT = 17 ;константа-общее число светодиодов.equ BUFFER_SIZE = LED_COUNT*12+1 ;размер буфера (будет пояснено позднее) .equ XTAL = 8000000 ;тактовая частота.equ DIV = 256 ;значение предделителя таймера.equ TPS = XTAL / DIV ;число тиков таймера за секунду.equ END = 0xFE ;маркер конца
Учитывая приведенные выше характеристики эффекта, он выглядит примерно следующим образом:
EffectName: .db high(TPS/15),low(TPS/15), 15*16,1 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,END
В первой строке находятся 4 байта характеристик:
Под хранение буфера и некоторых констант в ОЗУ выделено следующее количество места:
Dseg BytesBuffer: .byte BUFFER_SIZE ;массив байт, который будет загружаться в диоды (пояснено ниже) ColorsTable: .byte LED_COUNT*3+1 ;3 - число цветоканалов(R,G,B), 1 байт под маркер конца MaxFrame: .byte 1 ;число кадров, которое необходимо проиграть, для конкретного эффекта CurEffectAddr: .byte 2 ;хранит в себе адрес текущего эффекта.equ CEA_H = CurEffectAddr + 1 .equ CEA_L = CurEffectAddr + 0
Хочется подробнее пояснить "программируемость" эффектов. Дело в том, что в массиве должны быть перечислены интенсивности каждого цвета (от 0 до 16). В свою очередь, данные значения умножаются на значения следующий регистров (заодно приведены константы-помощники в реализации перелива):
Def R = r20 ;динамическая интенсивность красного.def G = r21 ;зеленого.def B = r22 ;и синего.def F = r23 ;флаг для автомата переключения состояний;флаги состояний.equ G_HIGH = 1 .equ R_DOWN = 2 .equ B_HIGH = 3 .equ G_DOWN = 4 .equ R_HIGH = 5 .equ B_DOWN = 6 .equ MAX_FLAG = 7
Произведение констант из массива и соответствующих регистров формируют таблицу цветов (ColorsTable) для каждого из диодов. В случае, если эффект программируется, значения регистров R,G,B можно динамически менять. Описание всех кадров такого эффекта нецелесообразно (требует слишком много памяти контроллера).
В случае, если эффект не программируемый, все кадры перечислены в массиве, а интенсивности вместо значений регистров умножаются на 15.
После получения таблицы цветов необходимо получить последовательность байт, которая будет загружаться непосредственно в диоды. Это выполняет следующая функция:
ColorToBytes: ldi temp,0x88 sbrc R0,7 ;используется регистр R0 как стандартный аргумент команды lpm subi temp,-(1<<6) ;сложения в AVR нет, поэтому так извращенно sbrc R0,6 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ldi temp,0x88 sbrc R0,5 subi temp,-(1<<6) sbrc R0,4 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ldi temp,0x88 sbrc R0,3 subi temp,-(1<<6) sbrc R0,2 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ldi temp,0x88 sbrc R0,1 subi temp,-(1<<6) sbrc R0,0 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ret
То есть, данная функция преобразует один байт в четыре, которые будут загружаться в диоды.
LoadData: cli ;цикл загрузки битов в диоды. Очень быстрый, и дабы тут ничего не сломалось, на всякий случай запрещаю прер-ия. LoadData2: ld temp,Y+ cpi temp,END breq FromBegin ;все диоды инициализированы, прыгаем в бесконечный цикл Out1: out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop cbi PortD,7 rjmp PC+1 ;выполняется 2 такта, но занимает 2 байта, в отличие от 2*nop, которые выполняются столько же, rjmp PC+1 ;но занимает 4 байта rjmp PC+1 rjmp PC+1 rjmp PC+1 rjmp PC+1 rjmp LoadData2 FromBegin: sei cbi PortD,7 Loop: ;пока что цикл абсолютно пуст, то есть можно разместить еще какие-либо действия/обработчики rjmp Loop
Откуда взялась волшебная константа 0х88? Нужная длительность низких и высоких уровней формируется путем выдерживания определенного значения на выходе порта. Команды lsl - nop - out выполняются за три такта, то есть за 375 нс, что укладывается в допустимую погрешность. Таким образом, передача нуля сводится к загрузке последовательности 1000, а единицы - 1100. То есть, в одном байте передаются два бита, а в двенадцати байтах - настройки одного диода (24 бита = 3 байта G,R,B), что сразу делает понятной данную строку:
Equ BUFFER_SIZE = LED_COUNT*12+1 ;размер буфера (будет пояснено позднее)
Именно поэтому в начале байт равен 0x88, функция ColorToBytes попросту выставляет единицы на позициях 6 и 2, если это необходимо, и загружает байт в выходной буфер.
В упомянутом выше прерывании таймера реализовано следующее:
Общий алгоритм работы представлен следующей блок-схемой:
Также в конце статьи прикреплен шаблон проекта, незначительная правка которого позволит очень быстро работать с WS2812B.
Осталось продемонстрировать готовое устройство на "умных" светодиодах - новогоднюю елку. Схема елки достаточно проста и приведена ниже:
Основной компонент схемы - микроконтроллер ATmega8A в TQFP-корпусе. Также я оставил две кнопки для будущей доработки елки. Остальные компоненты почти полностью представлены резисторами и конденсаторами типоразмера 0805. Питается елка от 5 Вольт через разъем micro-USB, что позволяет разместить елку где угодно при подключении к внешнему ЗУ типа PowerBank. Файл с ПП елки находится в архиве (плата двусторонняя).
Фото вырезанной на ЧПУ-станке платы (одна сторона):
Впервые в жизни попробовал вырезать плату из тонкого (0.3мм) текстолита, так как планировал закрепить елку на листе бумаги формата А3. Для больших плат механическая прочность такого текстолита низка; советую брать текстолит от 1 мм толщиной. На фото даже видно просвечивающие дорожки другой стороны!
Пайка и прошивка схемы трудностей вызвать не должны, все необходимые файлы прикреплены в конце статьи. Фото елки в работе (эффект северного сияния, фрагменты гирлянд):
Небольшое видео работы (пример эффекта перелива):
В конце статьи прикреплен архив, где находятся:
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | МК AVR 8-бит | ATmega8A-AU | 1 | TQFP32 | В блокнот | |
| D1-D17 | Светодиод | WS2812B | 17 | В блокнот | ||
| C1 | Конденсатор | 47 мкФ | 1 | TANT_A | В блокнот | |
| C2 | Конденсатор | 100 нФ | 1 | 0805 |
Как-то перед Новым Годом остался я без ёлки и без ёлочных игрушек (так как дело было посреди океана). А душа требовала праздника… Ёлку я ещё кое-как сымитировал, а вот над игрушками пришлось подумать. Тут-то под руку и попались остатки светодиодных лент разноцветных.
Далее для начала разжую, а затем вкратце опишу как сделать оригинальные светодиодные ёлочные украшения. А заодно и рассмотрим варианты подключения.
Для этого берем светодиодные ленты разных цветов, не в силиконе.
| Празднично смотрятся белые ленты, в смысле окрашенные в белый цвет | |
 |
Разрезаем ленту ножницами в правильных местах на правильные отрезки по три светодиода |
 |
Для данного украшения нам понадобится три отрезка |
 |
Склеиваем их между собой с помощью липкой основы |
 |
Первые два отрезка скрепляем в виде буквы «Л». Обратите вниманию, что нужно соблюдать полярность и располагать отрезки ленты полюсами друг к другу, т.е. чтобы плюс одной ленты был направлен к плюсу другой. |
 |
Третий приклеиваем поперек, получая что-то типа буквы «А» |
 |
Площадки на концах лент залуживаем, чтоб потом было легче припаяться |
 |
И попарно подключаем их между собой проводами, здесь я подключил два «плюса» |
 |
Подпаяв все проводки получаем вот такую елочную игрушку. Здесь у меня коротки проводки без изоляции - это неправильно, надо все изолировать. Кстати, короткие - это «плюс», а длинные - «минус». |
Игрушки припаиваем последовательно друг за дружком.
Здесь небольшой прошло-новогодний видео отчет:
Зы. Кому нужен скетч с этого видео он
В преддверии новогодних праздников душа так и требует, чтобы все вокруг было красиво, волшебно и напоминало о грядущем торжестве. Люди активно украшают не только помещения, но и уличное пространство. В этой статье мы расскажем, как собственными руками сделать яркую светящуюся елочку. Она хорошо дополнит участок возле дома или небольшого магазина.
Вам понадобятся:
Маленький секрет: гирлянда с близко расположенными лампочками поможет создать более яркую и «пушистую» елку. Также важно, чтобы нити располагались как можно плотнее друг к другу. Стандартная длина гирлянды не превышает 10-20 метров. Чтобы ее удлинить, можно выбрать модели со специальным соединительным разъемом на конце или скрепить изделия подручными средствами (например, связать нитями). Как только гирлянда будет готова, приступайте к созданию украшения. Что надо сделать:
Как видите, сделать светодиодную елочку очень просто. Это займет минимум времени и не потребует особой подготовки. Приведенные рекомендации можно использовать для создания украшения не только на улице, но и для дома. Принцип тот же, нужно только скорректировать высоту и вырезать круглую основу с симметрично расположенными местами крепления. Не забудьте замаскировать вертикальную стойку и низ: можно закрыть их зеленой оберточной бумагой или обмотать нитями, лентами, мишурой.
Борисова Татьяна
Я ярая поклонница всего натурального и экологичного, поэтому вопрос о том, какую елку покупать на новогодние праздники – живую или искусственную – даже не стоит. Покупала датскую ель 200/225 см. Запах в доме просто божественный – свежий хвойный, да и атмосфера праздника и соответствующее настроение появились сами по себе. Я покупкой очень довольна.
Краско Светлана
Работаю секретарем частного детского центра развития. Приобретали живую ель 300/350 для установки в холле. Елка просто шикарная – пушистая и густая, к тому же, имеет очень красивый и насыщенный изумрудный оттенок. А после украшения игрушками и гирляндами выглядит как в лучших традициях американского кино. И дети, и родители в восторге.
Жукова Лариса
Ежегодно обещаю, что в этом году ставить елку мы не будем и ограничимся небольшой искусственной, но по глазам мужа и детей понимаю, что никуда не денусь. В этом магазине заказываю уже не первый год зеленых красавиц из Дании. Хоть их цена немного выше отечественных, но и вид они имеют более презентабельный и сохраняются намного дольше. В прошлом году наша елка стояла до Крещения и выглядела, как и в день покупки.
