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[进阶] 快乐智造营 | 05 台灯

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本帖最后由 怀若谷 于 2020-9-24 21:30 编辑

本系列教程主要分享基于开源硬件和激光建模的创客作品的制作,每个作品涉及两三个电子模块的使用,让学习者能够轻松、扎实地掌握创客制作的知识和技能,并体会到智造的乐趣。
【目录】

v5.1 项目概述
5-1.jpg
图5-1
       台灯,是人们在晚上学习和工作的“伴侣”。为了适应不同的环境,一般会将台灯设计成可调节灯光亮度的。本课要制作的“台灯”,如图5-1所示,不仅可以通过旋钮开关控制灯光的亮度,还可以通过旋钮开关进行LED灯的分段控制。通过该项目的学习,可以掌握旋钮开关、WS2812灯带的使用。
作品功能:旋转左边的旋钮开关,控制灯的熄灭和亮起,以及亮度;旋转右边的旋钮开光,控制亮起的LED灯的颗数。
演示视频

v5.2 材料准备
5-2.jpg
图5-2
        本项目所需要的硬件材料,如图5-2所示,分别为:
       (1)Arduino Uno   1块
       (2)IO扩展板       1块
       (3)WS2812灯带    1条
       (4)电位器模块      2个
v5.3 电子模块的使用
5.3.1 WS2812灯带
        WS2812灯带,是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。只需要一根数据线就能控制其中的每一颗LED的亮灭、亮度及颜色。还可任意级联,制作成更长的灯带。本项目使用的是7颗灯珠的条形灯带,常用的还有环形灯带、矩形灯带等。
5-3.jpg
图5-3
        在与Arduino Uno主控板连接时,可连接到除D0、D1外的任一引脚。连接示例如图5-3所示,GND、VCC、数据三个引脚要分别对应。
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图5-4
        在编程软件Mind+中,能控制WS2812灯带的积木有很多,需到【扩展】中的【显示器】下找到【WS2812 RGB灯】,然后选择添加才会在积木区出现。在使用时吗,需要先进行初始设置,示例程序如图5-5所示,该程序执行的结果是将接在引脚D2上的WS2812灯带(7个灯珠)以亮度255、颜色为红色的方式亮起。
5-5.jpg
图5-5
5.3.2 电位器模块
   电位器,是一种通过手动调节转轴或滑柄,改变动触点在电阻体上的位置,则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值,从而改变了电压与电流的大小。其属于模拟输入模块,在Arduino平台上,其会将电压值或电流值转化为模拟信号传输给主控板,数值范围为0~1024。
5-6.jpg
图5-6
        在与Arduino Uno主控板连接时,需连接到模拟引脚(A0-A5)上。连接示例如图5-6所示,GND、VCC、数据三个引脚要分别对应。
软件模块的使用同光线传感器相同,我们可以通过积木【读取模拟引脚(A0)】来获取电位器的输入值,同样也可以使用串口打印功能进行显示。
5-7.JPG
图5-7
按如图5-7所示编写程序,上传到设备,然后转动旋钮,记录旋钮旋转方向与数值的大小关系,为后面编程提供依据。
v5.4 项目制作
5.4.1 硬件搭建
        将WS2812灯带连接到扩展板的D2引脚、电位器分别连接到A0引脚和A1引脚,如图5-8所示。
5-8.jpg
图5-8
5.4.2 编写程序
        编程思路:将一个电位器的模拟输入值通过映射转换为0~255范围内的一个数,赋给变量“亮度”;将另一个电位器的模拟输入值通过映射转换为0~6范围内的一个数,赋给变量“亮灯颗数”。根据这两个变量值的变化来调节WS2812灯带的亮度以及需要亮起的LED灯的颗数。
根据编程思路,编写出程序,示例程序如图5-9所示。编好程序后,上传到设备,进行初步的测试。
5-9.jpg
图5-9
        在使用积木【映射】时,要注意两个数值范围的两个极值可以同向也可以反向。
5.4.3 设计切割外型
        使用激光建模软件进行外型的设计,设计图如图5-10所示。主要使用了【快速造盒】中的【直角盒子】、【圆角盒子】功能,还采用了图库中的线条折弯结构。
5-10.JPG
图5-10
        图纸设计好后,使用激光切割机进行切割。切割好的零件如图5-11所示。
5-11.jpg
图5-11
5.4.4 装配调试
5.4.4.1 组装
        将切割好的木板和硬件进行组装,步骤如图5-12、5-13所示。
5-12.jpg
图5-12
(1)组装好主体的侧面和底面
(2)安装主控板
(3)将WS2812灯带固定在灯罩里
(4)组装灯罩
(5)组装灯柱
(6)将灯罩和灯柱组合在一起
5-13.jpg
图5-13
(7)把电位器安装在顶板上
(8)将灯柱安装到顶板上
(9)将顶板安装到底盒上
5.4.4.2 调试
       安装好后,通电测试。你可能需要对一些参数进行调整,以达到较理想的效果。
v5.5 思维拓展
        对于今天制作的项目,你觉得还有什么改进之处?你也可以自己设计一款独一无二的台灯,并且结合前面学过的项目,赋予台灯更多的功能。


2本书.jpg
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hnyzcj  版主

发表于 2020-9-24 21:34:29

这个真不好看。
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怀若谷  中级技匠
 楼主|

发表于 2020-9-26 10:14:56

hnyzcj 发表于 2020-9-24 21:34
这个真不好看。

谢谢,今后一定改进
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hnyzcj  版主

发表于 2020-9-26 13:00:40

怀若谷 发表于 2020-9-26 10:14
谢谢,今后一定改进

哈哈哈,别介意。
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