Dalam artikel ini, kami akan mempertimbangkan beberapa kesan yang sangat berguna untuk pedalaman yang boleh dibuat menggunakan jalur LED. Kami juga akan membincangkan tentang algoritma, tentang bagaimana pengiraan matematik membolehkan LED mencipta ilusi kehangatan dan keselesaan, iaitu api, nyalaan digital sebenar.
Semua kod sumber yang akan dihuraikan kemudian boleh muat turun dari halaman projek pengarang (AlexGyver).
Pertama, mari kita berurusan e komponen. Untuk diri sendiri lakukan sendiri membuat keindahan seperti di rumah Komponen berikut diperlukan:
- Pemandu untuk pita RGB;
- Pita RGB;
- Bekalan kuasa 12V untuk pita RGB;
- Arduinо Nano.
Mana-mana daripada anda boleh memuat turun dan memuat turun firmware dan mendapatkan perdiaran digital anda. Kami akan mengawal jalur LED dari mikropengawal, dalam contoh ini Arduino Nano.
Mari kita mulakan dengan dimensi yang paling mudah, sifar - titik (atau keseluruhan pita mata).
Ini adalah jalur LED RGB yang paling biasa, yang dikuasakan oleh 12V dan mempunyai kawalan tiga saluran bagi setiap warna.
Menggunakan isyarat PWM (kita mempunyai 8-bit), anda boleh menetapkan kecerahan setiap warna, dan dengan itu mendapatkan 16.7 juta warna dan warna. Tetapi kita berminat dengan api, atau sebaliknya tiruannya. Untuk mensimulasikan api, ia diputuskan untuk bekerja di ruang warna hsv (warna, ketepuan, kecerahan).
3 parameter ini membolehkan anda untuk mendapatkan 255 warna asas, ditambah setiap teduh untuk membuat 255 gradasi ketepuan, iaitu. bercampur dengan warna putih. Nah, parameter ketiga adalah kecerahan, dalam bahasa yang mudah - campuran naungan dengan warna hitam.
Terdapat beberapa algoritma untuk menukar dari ruang hsv mudah ke RGB, hanya gunakan salah satu daripada mereka.
Seterusnya, anda perlu menentukan tingkah laku api. Katakan kekuatan api adalah kuantiti tertentu, yang dalam nilai minimum memberikan warna merah tepu LED dan kecerahan yang rendah, dan dalam nilai maksimum memberikan warna kuning putih dan warna cerah maksimum.
Untuk mendapatkan kesan api, kita perlu membuat nilai ini membuat pergerakan pergerakan rawak, pergerakan mesti rawak, tetapi pada masa yang sama agak lancar, iaitu sesuatu yang serupa dengan cahaya yang menggeletar. Mengikuti nilai ini, masing-masing, warna dan kecerahan nyalaan sepanjang kecerunan akan berubah.
Penulis mencadangkan untuk menyelesaikan masalah ini seperti berikut: terdapat algoritma penapisan yang sangat mudah, yang berjalan rata-rata, yang menjadikan perubahan nilai yang tajam ke dalam proses yang lancar, hanya satu pekali dan pengiraan yang agak sederhana.
Idea ini adalah: perlu, katakan 5 kali sesaat, untuk menetapkan kedudukan rawak baru untuk nilai kebakaran, dan kira-kira 50 kali sesaat untuk menapis nilai ini, secara beransur-ansur mengubahnya. Akibatnya, proses rawak sedemikian terbentuk.
Dalam contoh kehidupan sebenar, semuanya berfungsi seperti yang diharapkan.
Sekarang kita perlu menterjemahkan nilai kita ke dalam warna api mengikut undang-undang yang disebutkan di atas, dan dapatkan api satu dimensi.
Jalur LED yang diprogramkan dengan cara ini boleh disembunyikan, sebagai contoh, oleh baseboard atau oleh beberapa penonjolan. Juga, pita seperti itu boleh memberikan pencahayaan latar belakang, kelihatan agak menarik dan luar biasa.
Juga, pita itu boleh dihantar ke lantai dari jarak yang pendek, dan dengan itu juga mencapai kesan yang agak menarik.
Dan tentu saja, sekeping pita dapat digunakan untuk menerangi perapian atau mensimulasinya. Dan jika anda mengeluarkan warna cerah dari kuning ke oren, anda mendapat tiruan arang batu yang membara.
Oleh kerana kita mempunyai pita RGB, kita boleh membuat sebarang warna api dengan sendirinya. Anda mahu mati hijau - dengan mudah!
Kami memerlukan api biru ajaib - tidak ada masalah!
Kemudian pasang program dan pemandu, seperti yang tertulis di dalam arahan halaman projek, muat turun dan jalankan firmware.
Pada mulanya terdapat semua tetapan yang diperlukan. Dengan bantuan mereka, anda boleh menyesuaikan kebakaran sepenuhnya untuk diri sendiri, iaitu: warna, tingkah laku dan sebagainya.
Sebenarnya ini adalah cara yang paling mudah untuk membuat jalur LED "terbakar". Sekarang mari kita lihat contoh yang lebih menarik. Untuk kerja lebih lanjut, anda perlu alamat yang diketuai jalur.
Pita ini membolehkan anda secara individu mengawal setiap LEDnya dan setiap satunya termasuk satu daripada 16.7 juta warna warna.
Segala-galanya bersambung dengan sangat sederhana, menurut skim ini:
Tiada pemandu diperlukan, tetapi perintang adalah disyorkan. Anda boleh lakukan tanpa itu, tetapi ada kemungkinan kebakaran LED pertama, dan jika ini berlaku, maka yang akan datang juga tidak akan berfungsi.
Dengan pencahayaan terus, sebagai contoh, dari bawah sofa, anda mendapat sofa neraka yang sangat baik dengan kesan arang batu yang membara.
Juga, pita seperti itu boleh ditolak secara tetap profil ringan dan digunakan sebagai elemen bebas dari pedalaman.
Ia kelihatan cukup baik, setuju, tapi mari kita masih berusaha untuk mencapai api individu.
Kami akan meninggalkan algoritma yang sama. Kami memecahkan pita ke dalam zon lebar yang berlainan, setiap zon akan mempunyai proses rawak sendiri. Untuk membuat proses ini lebih mirip dengan nyalaan sebenar, kita akan mengisi zon dari tepi ke pusat, secara beransur-ansur meningkatkan nilai rawak kita ke nilai semasa. Juga dalam proses "terbakar", saiz zon juga perlu berubah secara rawak.
Inilah caranya:
Sekarang mari kita lihat satu lagi proses rawak yang menarik yang dipanggil bunyi Perlin, yang Ken Perlin muncul pada tahun 1983.
Kebisingan Perlin membolehkan anda membuat taburan rawak yang diagihkan secara magnitud dalam pelbagai dimensi. Penapis awan yang terkenal di Photoshop adalah contoh bunyi Perlin dua dimensi.
Tetapi bunyi bising tiga dimensi Perlin memungkinkan untuk menjana, sebagai contoh, landskap pergunungan, dan menghasilkannya secara rawak dan tanpa henti, dan pada masa yang sama secara praktikal tanpa mencipta beban pada komponen komputer, kerana algoritma itu tidak begitu mahal.
Pelan tindakan adalah seperti berikut: pertama, buat rantau perlin dua dimensi Perlin dan bergerak bersama dengan cara tertentu, mengimbas garis piksel dan keluarkannya ke LED.
Algoritma seperti yang dinyatakan di atas tidak begitu rumit dan Arduino dengan tenang menanganinya.Hasilnya adalah kesan yang sangat keren, seperti halus mungkin, rawak, dan sudah sangat mirip dengan nyalaan sebenar dengan pencahayaan akhir.
Dengan lampu langsung, ia kelihatan seperti ini:
Tetapi semua ini adalah algoritma api untuk satu pita. Dan bagaimana dengan melekat pita dalam corak zigzag dan cuba membuat api dua dimensi pada matriks?
Matriks sedemikian boleh dibeli dari orang Cina. Di atas matriks kami meletakkan penyebar dan kaca berwarna dengan filem automotif, iaitu, ini adalah paparan resolusi ultra-rendah amolead sebenar.
By the way, ia kelihatan agak realistik. Lihat video asal pengarang untuk maklumat lanjut:
Itu sahaja. Terima kasih atas perhatian anda. Lihat awak tidak lama lagi!