一闪一闪亮晶晶的LED树

标签:LED digispark

nanhuo 发布于 2015-06-17 14:27

FAVGW53IAWC2QKA.LARGE.jpg FBNXIOOIAWCHE7Z.LARGE.jpg
原文:http://www.instructables.com/id/LED-Tree-with-DigiSpark/?ALLSTEPS
作者:Amit_Jain

Step 1: 材料清单

元器件:
  • 3mm黄色LED小灯 / 60个
  • 5mm红色LED小灯 / 2个
  • Digispark / 1个
  • 4节的5号电池座 / 1个
  • 镍氢充电电池 / 4节
  • 5芯线 / 5米
  • 塑料盘 / 1个
  • 旧手机充电器 / 1个
  • 开关 / 1个
  • 按钮 / 1个
  • PCB板 / 50mm*25mm
  •  2N222 NPM晶体管 / 3个
  • 1K欧电阻 / 3个
  • 56欧电阻 / 30个
  • 10K欧电阻 / 1个
  • 金属线若干

工具:尖嘴钳、切线钳
其他:纸胶带、油漆、油漆刷

Step 2: 计算LED电阻

FBBUZPEIATHVSMF.LARGE.jpg
如上图。
基本参数:
  • 源电压5V
  • 二极管正向电压2V
  • 二极管正向电流20mA
  • 电路阵列中总共60个LED

计算的结果如下:
  • 每个56欧姆电阻消耗功率为22.4mW
  • 所有电阻加在一起消耗功率为672mW
  • 二极管消耗功率为2400mW
  • 总共消耗的功率为3072mW
  • 流经电源的电流为600mA

所以这棵LED树需要5V电压/600mA电流。我准备把LED分成两组,每组30个。

Step 3: 电路

FN8VFR0IATHW6XJ.LARGE.jpg F06NM90IATHW5FW.LARGE.jpg FKFBK3UIATHV0IP.LARGE.jpg
电路原理图如上。用到的元器件有:
  • 2个2N222 NPN三极管
  • 4节5号电池
  • 把Attiny85的P0、P1、P4(分别对应电路图中pin5、pin6、pin3)三个管脚接到LED
  • Attiny85 的P2 / Int0(对应电路图中pin7)管脚连到按钮
另外,原理图中1K欧姆的电阻用于晶体管反向电流保护。
PS:Attiiny85的管脚编号并不是和数字对应的,参见http://www.atmel.com/devices/attiny85.aspx?tab=documents
另外记得动手之前先在面包版上测试一下你的电路。

Step 4: 代码

我想要实现四种动画效果,动画每30S重复一次:

  • 所有LED亮起,两个红色LED随PWM变暗;
  • 所有LED随PWM变暗;
  • 交替闪烁;
  • 随PWM交替变暗
代码是用Digispark  Arduino Studio 完成的。动画效果是用硬件中断实现的,但是没有施密特触发器,所以用debounce 和 attachinterrupt这种组合。代码如下:

// LED Tree fading using ATTINY85
// Effect 1 : All ON 
// Effect 2 : All Fade (delay 30 ms for each step)
// Effect 3 : Two line Flikering gap 300 ms  
// Effect 4 : Alternate Fading
// Effect 5 : Random
// Select by button

int led0 = 0;  // the pin that the LED is attached to
int led1 = 1;  // the pin that the LED is attached to
int led4 = 4; // Pin 4 is PWM as well For apples
int button = 2; // Pin for input : digital 
int brightness = 0;    // how bright the LED is
int fadeAmount = 5;    // how many points to fade the LED by
int Flag = 1; // Flag to control which effect is called

// For debounce button
boolean lastButton = LOW;
boolean currentButton = LOW;
//----------------------------------------------------------------
// the setup routine runs once when you press reset:
// 100% Done
//----------------------------------------------------------------
void setup()  { 
  // declare pin 0 and 1 to be an output:
  pinMode(led0, OUTPUT);
  pinMode(led1, OUTPUT);
  pinMode(led4, OUTPUT);
  pinMode(button, INPUT);
  
  // Hardware Interrupt on Physical pin 7, logical pin 2)
  attachInterrupt(0, flag_interrupt, CHANGE); 
  } 

boolean debounce(boolean last)
{
  boolean current = digitalRead(button);
  if (last != current)
  {
    delay(5);
    current = digitalRead(button);
  }
  return current;
}


//----------------------------------------------------------------
// 100% Done
//----------------------------------------------------------------
void fade_led(int LED){
   // change the brightness for next time through the loop:
  for (brightness = 0; brightness <255; brightness++) {
    analogWrite(LED, brightness);
    brightness = brightness + fadeAmount -1 ;
    delay(50);  
  }
  for (brightness = 255; brightness >=0; brightness--) {
    analogWrite(LED, brightness);
    brightness = brightness - fadeAmount + 1 ;
    delay(50);  
  }
}

//----------------------------------------------------------------
// Yellow led = On , Red = Fading
//----------------------------------------------------------------
void All_ON(){
  digitalWrite(led0 , HIGH);
  digitalWrite(led1, HIGH);
  fade_led(led4);
  }

//----------------------------------------------------------------
// Fade all LED : 100% Done
//----------------------------------------------------------------
void FADE_ALL() {
 analogWrite(led4, 225);
  for (brightness = 255; brightness >0; brightness--) {
    analogWrite(led0, brightness);
    analogWrite(led1, brightness);
    brightness = brightness - fadeAmount +1 ;
    delay(100);  
  }
 for (brightness = 0; brightness <=255; brightness++) {
    analogWrite(led0, brightness);
    analogWrite(led1, brightness);
    brightness = brightness + fadeAmount -1 ;
    delay(100);  
  } 
}

//----------------------------------------------------------------
// Alternative flickering for LEDS. Not Apples 100% Done
//----------------------------------------------------------------
void alternate_flickering(){
  digitalWrite(led4, HIGH);
  digitalWrite(led0 , HIGH);
  digitalWrite(led1, LOW);
  delay(200);
  digitalWrite(led0 , LOW);
  digitalWrite(led1, HIGH);
  delay(200);

}
//----------------------------------------------------------------
// Alternate fading for yellow Leds and not for Apples : 100% Done
//----------------------------------------------------------------
void alternate_fading(){
    analogWrite(led4, 225);
   // analogWrite(led0, 0);
    analogWrite(led1, 0);    
    fade_led(led0);
    fade_led(led1);
}
//----------------------------------------------------------------

void ALL_LOOP() {
 int i;// below is set for 30 secs
 for (i = 0; i < 6; i++) { All_ON(); } 
 for (i = 0; i < 3; i++)  {  FADE_ALL();   }
 for (i = 0; i < 75; i++)  {  alternate_flickering(); }
 for (i = 0; i < 3; i++)  {  alternate_fading(); }  
}


void flag_interrupt()
{
   // read button, pressed set Flag++
 currentButton = debounce(lastButton);
  if (lastButton == LOW && currentButton == HIGH)
  {
    Flag = Flag + 1;
  }
  lastButton = currentButton;
}
//----------------------------------------------------------------
// the loop routine runs over and over again forever:
void loop()  { 

if (Flag ==1) {  
  All_ON();  
}
if (Flag==2) {   
  FADE_ALL(); 
}
if (Flag==3) {  
  alternate_flickering();  
}
if (Flag==4) {   
  alternate_fading();   
}
if (Flag==5) {
  ALL_LOOP();  
}
if (Flag > 4)  { 
  Flag = 1;
}
 
}


Step 5: 准备LED灯

FT878PVIATHV0D2.LARGE.jpg F06GUHTIATHV0BL.LARGE.jpg FIUCDFMIATHV0C5.LARGE.jpg FDLKODNIATHV0E1.LARGE.jpg
这一步就是把LED和电阻焊接起来。把5芯线剥开,选择彩色的线连到LED阳极,白色的连阴极或者电阻,具体如下:
D1阳极接一根彩色导线;
D2阳极接到D1阴极;
D2阴极接白色导线;

做好隔离,有些容易短路的地方用热缩管包好
一共30对这种LED-电阻对,慢慢焊吧。

Step 6: 做一棵铁丝树

FXUZ3FUIATHV0AR.LARGE.jpg FFGEY9JIATHV0EZ.LARGE.jpg F5C79WGIATHV0HS.LARGE.jpg
树怎么做大家就自己发挥想象吧,反正就是用硬质线材做成树状的支撑体。
我这棵树做了5个大树枝,大树枝上再随机长些小树枝。做好后用油漆刷一下,比较不容易生锈。
底座用一个小塑料花盆和一个硬纸板搞定。

Step 7: LED树

FYJ390YIATHV0FW.LARGE.jpg F9IQZ0MIATHV0FX.LARGE.jpg FIGCH7BIATHV0FY.LARGE.jpg FJI3WG0IAWC2QPL.LARGE.jpg FIY0BLOIAWC2QPJ.LARGE.jpg F60F0GCIATHV0GV.LARGE.jpg FFKH3N1IAWC2QOU.LARGE.jpg FJ7H0KHIAWC2QKM.LARGE.jpg
把前面做好的LED绕在树枝上,可以用纸胶带在外面缠一圈,帮助固定,还容易上色。
所有阳极连接到电源(电池)正极。阴极的导线需要分成两束,分别是黄色LED和红色LED。
整理好导线,用硬纸板底座封好。封上之前先试一下LED灯都亮不亮,看看有没有哪儿没接好或者短路什么的。
然后就可以给树枝上色了,我选的是绿色和棕色。

Step 8: 准备电路板和塑料外壳

F51VFILIAWC2QPX.LARGE.jpg F5QFFLFIAWC2QMQ.LARGE.jpg FVTY325IAWC2QJW.LARGE.jpg FDDEYEDIAWC2QJX.LARGE.jpg FXEXX24IAWC2QPI.LARGE.jpg
把需要的元件焊到PCB上。导线多选几种不同的颜色,方便后面出问题时定位。
用PVC热熔胶把开关、电源还有按钮固定在塑料小花盆上。
电池我用的是600mAh的普通电池,但是电耗的很快。你可以在电源电路中加个旁路,把充电器直接接到电路中。

Step 9: 充电器

FXZMCHTIAWCV88B.LARGE.jpg
正好手上有个不用的手机充电器,可以派上用场。
把usb接头剪掉,再焊个普通的电源接头上去,用来给我的LED树充电或者直接供电。

Step 10: 关掉屋子里的灯吧

F9OMRW3IAWCHEG5.LARGE.jpg
关灯,开LED树。
一闪一闪,美美哒~
 
弹力女超人2016-09-14 17:52:38
装饰家里既温馨又有意义!有空也要照着做一个!
短笛大魔王2015-06-18 13:57:44
晕,这么大一棵树,用600mAh的电池,一会儿就没电了吧?
好歹弄几颗18650,而且没有看到充电电路,如果直接用手机充电器5V的话,可能会把电池充爆……
思佳2015-06-17 18:17:25
哇噻,我想要
动力老男孩2015-06-17 17:04:59
漂亮啊,泡妞利器!

作者

nanhuo

北京,海淀

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