Вдохновлённый статьёй о светодиодах в снегу, мне захотелось попробовать сделать что-то похожее и у себя. В комментариях к той статье я публиковал идеи и небольшую кучку фотографий. Даже несмотря на то, что в Подмосковье сейчас снег — штука дефицитная, это не убавило энтузиазма, скорее наоборот — реализовать идею как можно скорее, пока снег ещё есть.
Первой попыткой была колба со статично светящимся светодиодом, но чуть позже была закончена плата с небольшой долькой динамики.
Как это работает и как сделать что-то похожее — смотрите под катом.
P.S. «Подручность» материалов, скорее всего, распространяется на радиолюбителей.
Как всё начиналось
Для начала нам понадобится:
- Прозрачная колбочка из-под бахил (можно взять в ближайшей поликлинике)
- Холдер для батарейки типа CR2032 (они бывают разные, нам нужен с зажимом сбоку)
- Светодиод RGB (я использовал планарный, типоразмера 5050, рассеивающий)
- Немножко резисторов (тоже планарных, на 100 Ом — питать будем от 3В — батарейки)
- Кусок стеклотекстолита с медной фольгой
- Медный купорос или хлорное железо (или ещё в чём вы привыкли травить платы)
Плата рисуется элементарно (я даже не стал раскочегаривать принтер, достал маркер для рисования на CD-дисках и быстренько нацарапал, после чего моментально забросил это в раствор травиться, сфотографировать не успел). После вытравливания плату следует вырезать по форме холдера для батарейки и спаять всё это.
Вот что из этого получается:
На плате нарочно не запаян один резистор, я хотел получить пурпурное свечение, для этого нужно включить красный и синий каналы, отключив зелёный.
Вот так получается простейшая светилка. Плату покрываем лаком (на самом деле не обязательно, но так дорожки с меньшей вероятностью потемнеют), вставляем батарейку, упаковываем в колбу и идём лепить снежки!
И тут Остапа понесло
Как программист, который неровно дышит в сторону всякой микроконтроллерной техники, я решил приспособить к делу небольшой чип, который привнесёт чуть больше радости в эту штуковину, заставляя светодиод красиво переливаться разными цветами.
Для этого я взял широко известный в узких кругах контроллер Atmel ATtiny45 (хотел ATtiny13, но их неожиданно в ящике не оказалось, разница только в размере памяти. Программа для этой светилки поместится в ATtiny13), нарисовал плату в Eagle и с помощью лазерно-утюжной технологии перенёс полученный рисунок на фольгированный текстолит.
По сравнению с предыдущей версией, на плате появился конденсатор для более стабильного питания и сам микроконтроллер. В плане компонентов тут приходится обходиться малой кровью, так как пространство на плате ограничено. Даже разъёма для программирования я не предусмотрел, подпаивался проводками к пинам (специально для этого каналы светодиода оказались на пинах для программирования, а RESET я вывел отдельной площадкой).
Пока платы травились, я занялся программой. В ATtiny45 аппаратный вывод ШИМ-сигнала поддерживается на ножках PB0, PB1 и ещё на нескольких. PB2 в этом списке не оказалось. Но плата уже нарисована и травится, поэтому я решил сделать программный ШИМ, применив второй таймер (Timer1).
Для того, чтобы сделать светилку более гибкой в настройке, я применил такой механизм. В чипе есть ПЗУ (EEPROM). В первой ячейке будем хранить число, которое задаёт режим работы. После каждого включения будем увеличивать это значение на 1 и сохранять его в ПЗУ. Так, дёргая батарейкой в разъёме, можно переключать режимы работы. Для того, чтобы не пропустить нужный, каждый режим я продублировал (фактически, следующий режим включится после двух передёргиваний батарейки).
Весь код на Си (для компилятора AVR-GCC):
#include <avr/io.h>
#include <avr/eeprom.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>
#define r_pwm(pwm) OCR0A = pwm
#define b_pwm(pwm) OCR0B = pwm
#define g_pwm(pwm) OCR1A = pwm
#define NUM_MODES 16
int main(void)
{
/* Init LED GPIO pins */
DDRB = 7; /* pins 0, 1, 2 */
/* Init PWM timers */
/* Timer0 is for R and G channels */
TCCR0A = (1<<COM0A1)|(1<<COM0B1)|(WGM01)|(WGM00);
TCCR0B = (1<<CS00); /* divide by 1 */
/* Timer 1 is for B channel; enable interrupts */
TIMSK = (1<<OCIE1A)|(1<<TOIE1);
TCCR1 = (1<<CS10); /* divide by 1 */
sei();
/* Get mode value from the EEPROM and update it */
uint8_t mode = eeprom_read_byte((uint8_t *) 1);
mode++;
if (mode >= NUM_MODES)
mode = 0;
eeprom_write_byte((uint8_t *) 1, mode);
uint8_t i;
while(1) {
switch(mode >> 1) {
case 0:
r_pwm(255);
break;
case 1:
g_pwm(255);
break;
case 2:
b_pwm(255);
break;
case 3:
r_pwm(255);
g_pwm(255);
break;
case 4:
g_pwm(255);
b_pwm(255);
break;
case 5:
r_pwm(255);
b_pwm(255);
break;
case 6:
r_pwm(255);
g_pwm(255);
b_pwm(255);
break;
case 7:
for (i=0; i < 255; i++) {
r_pwm(255-i); g_pwm(i);
_delay_ms(20);
}
for (i=0; i < 255; i++) {
g_pwm(255-i); b_pwm(i);
_delay_ms(20);
}
for (i=0; i < 255; i++) {
b_pwm(255-i); r_pwm(i);
_delay_ms(20);
}
}
}
return 0;
}
ISR(TIM1_OVF_vect)
{
if (OCR1A != 0)
PORTB |= (1<<2);
}
ISR(TIM1_COMPA_vect)
{
PORTB &= ~(1<<2);
}
Fuse-биты можно посчитать здесь, я посчитал, что 1МГц мне хватит для комфортного ШИМ и для низкого энергопотребления.
Мне уже не терпелось поскорее опробовать новую поделку на практике, потому, наспех прыснув лаком из баллончика и дав 5 минут полежать под лампой, я взял её и выбежал на улицу с камерой (был уже довольно поздний вечер, как раз годные условия для тестирования).
И вот результат (видео не отличается от вставленного сверху для привлечения внимания):
Снежки совсем не хотели лепиться, и всё-таки я разогрел в руках горстку снега и всё получилось!
Немаловажно
За идею огромное спасибо тов. Kidar.
Все материалы по этому проектику я выложил в Dropbox. Когда появится время, подготовлю отдельный makefile, а сейчас после распаковки: make antares && make build, после чего удобным для вас способом загружаете файл images/antares.hex на чип.
Спасибо за внимание!
Автор: WebConn
