Tässä artikkelissa tarkastellaan joitain erittäin hyödyllisiä vaikutuksia sisätiloihin, jotka voidaan luoda LED-nauhoilla. Puhumme myös algoritmeista, siitä, kuinka matemaattiset laskelmat sallivat LEDien luoda lämmön ja mukavuuden illuusion, nimittäin liekin, todellisen digitaalisen liekin.
Kaikki lähdekoodit, jotka myöhemmin parsitaan, voivat lataa projektisivulta kirjailija (AlexGyver).
Ensinnäkin, käsitellään elektroninen komponentti. Itsellesi tee se itse tehdä sellainen kauneus kotona Seuraavat komponentit vaaditaan:
- RGB-nauhan ohjain;
- RGB-nauha;
- 12 V: n virtalähde RGB-nauhalle;
- Arduin® Nano.
Kuka tahansa voit ladata ja ladata laiteohjelmiston ja saada digitaalisen tulisijasi. Hallitsemme tässä esimerkissä LED-nauhoja mikro-ohjaimelta Arduino Nano.
Aloitetaan yksinkertaisimmalla nollaulotteella - pisteellä (tai kokonaisella pisteteipillä).
Tämä on tavallisin RGB-LED-kaistale, joka saa virtaa 12 V: lta ja jolla on kolmikanavainen ohjaus jokaiselle värille.
PWM-signaalin avulla (meillä on se 8-bittinen) voit asettaa kunkin värin kirkkauden ja saada siten 16,7 miljoonaa väriä ja sävyä. Mutta meitä kiinnostaa tuli tai pikemminkin sen jäljitelmä. Liekin simuloimiseksi päätettiin työskennellä hsv-väriavaruudessa (väri, kylläisyys, kirkkaus).
Näiden 3 parametrin avulla voit saada 255 perus sävyä, plus jokainen sävy, jotta saadaan 255 kylläisyyden gradienttia, ts. sekoittuu valkoisen värin kanssa. Kolmas parametri on kirkkaus, yksinkertaisella kielellä - mustanvärisen sekoitus.
Muunnosta mukavasta hsv-tilasta RGB: ksi on useita algoritmeja, käytä vain yhtä niistä.
Seuraavaksi sinun on määritettävä tulipalon käyttäytyminen. Oletetaan, että liekin lujuus on tietty määrä, joka minimiarvossa antaa LEDille kylläisen punaisen värin ja alhaisen kirkkauden, ja maksimiarvossa antaa valko-keltaisen ja maksimaalisen kirkkaan värin.
Liekkivaikutuksen saamiseksi meidän on saatava tämä arvo suorittamaan satunnaisia värähtelyliikkeitä, liikkeiden on oltava satunnaisia, mutta samalla melko sujuvia, toisin sanoen jotain samanlaista kuin vapina. Tämän arvon jälkeen liekin väri ja kirkkaus muuttuvat vastaavasti kaltevuudella.
Kirjoittaja ehdottaa tämän ongelman ratkaisemista seuraavasti: On olemassa niin yksinkertainen suodatusalgoritmi, juokseva keskiarvo, joka muuttaa arvon voimakkaan muutoksen sujuvaksi prosessiksi, vain yhdeksi kertoimeksi ja melko yksinkertaiseksi laskelmaksi.
Idea on seuraava: on tarpeen, sanokaa 5 kertaa sekunnissa, asettaa uusi satunnainen sijainti palon arvolle ja jonkin verran noin 50 kertaa sekunnissa suodattaa tämä arvo muuttamalla sitä vähitellen. Tuloksena muodostuu sellainen satunnainen prosessi.
Tosielämän esimerkissä kaikki toimii tarkoitetulla tavalla.
Nyt meidän on käännettävä arvomme liekin väriin yllä mainitun lain mukaisesti ja saatava yksiulotteinen tuli.
Tällä tavoin ohjelmoitu LED-kaistale voidaan piilottaa esimerkiksi pohjalevyllä tai jollain ulkonemalla. Tällainen nauha voi myös tarjota taustavalaistuksen, se näyttää melko mielenkiintoiselta ja epätavalliselta.
Nauha voidaan myös lähettää lattialle pienestä etäisyydestä ja siten saavuttaa myös melko mielenkiintoinen vaikutus.
Ja tietysti pala teippiä voidaan käyttää takan valaistamiseen tai simulointiin. Ja jos poistat kirkkaan värin keltaisesta oranssiin, saat jäljitelmän hiipuvia hiilejä.
Koska meillä on RGB-teippi, voimme itse tehdä minkä tahansa tulipalon väriä. Haluat kuolleen vihreän - niin helposti!
Tarvitsemme maagisesti sinistä tulta - ei hätää!
Asenna sitten ohjelma ja ohjaimet, kuten ohjeissa on projektisivu, lataa ja suorita laiteohjelmisto.
Heti alussa on kaikki tarvittavat asetukset. Heidän avullaan voit räätälöidä tulipalon täysin itsellesi, nimittäin: väri, käyttäytyminen ja vastaavat.
Oikeastaan tämä oli helpoin tapa saada LED-nauhat palamaan. Katsotaanpa nyt mielenkiintoisempia esimerkkejä. Tarvitset jatkotyötä osoite led-nauhat.
Tämän nauhan avulla voit hallita jokaista sen LEDiä ja jokaisessa on yksi 16,7 miljoonasta värisävystä.
Kaikki on kytketty hyvin yksinkertaisesti tämän järjestelmän mukaan:
Ohjaimia ei tarvita, mutta vastusta suositellaan. Voit tehdä ilman sitä, mutta on mahdollista, että ensimmäinen LED-valo sammuu, ja jos näin tapahtuu, niin myös seuraavat eivät toimi.
Suoralla valaistuksella, esimerkiksi sohvan alapuolelta, saat erinomaisen helvetin sohvan, jonka vaikutuksesta hiilevät hiilet.
Tällainen teippi voidaan myös ajaa tavalliseksi kevyt profiili ja käyttää itsenäisenä elementtinä sisätiloissa.
Se näyttää melko hyvältä, ole hyvä, mutta yritämme silti saavuttaa yksittäiset liekit.
Jätämme algoritmin saman. Hajotamme teipin vyöhykkeiksi, joilla on eri leveys, jokaisella vyöhykkeellä on oma satunnainen prosessi. Jotta tästä prosessista tulisi vieläkin samankaltainen kuin todellinen liekki, täytämme vyöhykkeet reunoista keskustaan lisäämällä satunnaisarvoamme asteittain nykyiseen arvoon. Myös "polttamisen" aikana vyöhykkeiden koon tulisi muuttua satunnaisesti.
Näin se näyttää:
Katsotaanpa nyt toista mielenkiintoista satunnaista prosessia nimeltään Perlin noise, jonka Ken Perlin keksi vuonna 1983.
Perlinin kohinan avulla voit luoda satunnaisesti tasoitetun suuruusjakauman missä tahansa lukumäärässä. Photoshopissa tunnettu pilvisuodatin on esimerkki kaksiulotteisesta Perlin-kohinasta.
Mutta Perlinin kolmiulotteinen melu tekee mahdolliseksi esimerkiksi vuoristoisen maiseman tuottamisen, hyvin satunnaisesti ja loputtomasti, ja samalla käytännössä luomatta kuormitusta tietokonekomponenteille, koska algoritmi ei ole kovin laskennallisesti kallis.
Toimintasuunnitelma on seuraava: Luo ensin kaksiulotteinen Perlin-kohina-alue ja liikuta sitä tietyllä tavalla, skannaamalla pikselirivi ja tulostamalla se LEDiin.
Edellä mainittu algoritmi ei ole kovin monimutkainen ja Työläs käsitellä rauhallisesti hänen kanssaan.Tuloksena on niin erittäin viileä vaikutus, mahdollisimman tasainen, satunnainen ja jo hyvin samanlainen kuin todellinen liekki loppuvalaistuksen kanssa.
Suoralla valaistuksella se näyttää tältä:
Mutta kaikki nämä olivat yhden nauhan paloalgoritmeja. Entä teipin kiinnittäminen siksak-kuvioon ja yrittäen tehdä kaksiulotteista tulta matriisiin?
Tällaisia matriiseja voi ostaa kiinalaisilta. Matriisin yläpuolelle asetetaan hajotin ja lasi, joka on sävytetty autoteollisuudelle tarkoitetulla kalvolla, eli tämä on todellinen vähäpätöinen näyttö.
Muuten, se näyttää melko realistiselta. Katso lisätietoja tekijän alkuperäisestä videosta:
Siinä kaikki. Kiitos huomiosta. Nähdään pian!