"Как Новый год встретишь - так его и проведешь" - давно ставшая крылатой фраза, в какой-то степени заставляющая заранее готовиться к самому любимому празднику. И если такие традиционные атрибуты, как оливье и мандарины, незаменимы, то выбор различных инсталляций и украшений ежегодно заставляет ломать голову, радиолюбителям и электронщикам - в особенности.

Просмотренные в Интернете видео с поделками на "умных" светодиодах WS2812B сразу породили множество идей их применения. В конце ноября мне наконец-то пришла долгожданная, заказанная на eBay лента из 200 диодов. Доставка бесплатна, стоимость одного диода - около шести рублей. И так как до Нового года оставался всего месяц, я решил совместить приятное с полезным - и с подключением диодов разобраться, и к празднику подготовиться.

WS2812B - трехцветный светодиод с интегрированным драйвером и схемой, реализующей протокол управления. Имеет 4 вывода, как и "обычный" RGB-диод, однако их назначение отличается: два вывода отведены под питание схемы, один вывод под вход данных, и один - под выход (диоды можно соединять последовательно). Нет необходимости придумывать сложные алгоритмы для регулировки яркости и цвета каждого диода - разработчику достаточно передать в цепочку диодов последовательность байт и выдержать необходимые временные интервалы - после чего цепочка будет гореть заданным цветом либо до подачи другой последовательности, либо до отключения питания. При этом расходуется всего один вывод МК или ПЛИС!

В даташите на диоды (прикреплен в конце статьи) подробно расписаны все характеристики, здесь же приведу наиболее важные параметры:

• размер одного диода 5х5 мм, корпус - для поверхностного монтажа;
• напряжение питания - 3,5...5,3В;
• максимальное количество диодов в одной цепочке - 1024, при частоте обновления 30 кадров в секунду. Стоит заметить, что подключить такое число диодов возможно при идеальном следовании таймингам протокола, что бывает проблематично;
• светодиоды реализуют RGB-модель: каждый цвет кодируется одним байтом - теоретически возможно получить более 16 млн цветов. Однако на глаз разница между даже не столь близкими цветами незаметна.

Схема подключения диодов выглядит следующим образом:

При подаче питания диоды не инициализированы и горят синим цветом. Для инициализации цепочки диодов требуется выполнить следующие действия:

1. Передать 8 бит G7..G0 для установки зеленого цвета первого диода;
2. Передать биты R7..R0 для установки красного цвета;
3. Передать биты B7..B0 для установки синего цвета;
4. Повторить пункты 1-3 для второго, третьего и др. диодов. То есть, после инициализации первого диода, данные начинают проходить через него на следующий диод;
5. Установить на входе логический "0" как минимум на 50 мкс, после чего все инициализированные диоды примут заданный цвет.

Передача единиц и нулей осуществляется не непосредственно, но выдержкой определенных временных интервалов; суммарное время передачи одного бита - 1,25 мкс, настройки одного светодиода - 30 мкс. На практике требуется соблюсти лишь длительность высокого уровня, длительность низкого может выходить из пределов в большую сторону.

Далее я подробно прокомментирую программу, которая инициализирует диоды, отвечает за управление и смену эффектов. Программа написана на языке ассемблера, проект в среде ATmelStudio 6.2 прикреплен в конце статьи. Будет рассмотрена только логика загрузки и переключения эффектов; очевидные вещи, вроде инициализации стека и настройки прерываний и портов, опущены. Также подразумевается, что цепочка диодов подключена к порту PD7 контроллера, рабочая частота - 8 МГц.

Идея программы заключается в следующем. Имеется некий набор эффектов, которые поочередно требуется выводит на светодиоды. Эффект характеризуется:

• частотой кадров;
• временем работы;
• "интеллектуальностью". "Умным" называется эффект, который проще запрограммировать (например, плавные переливы цветов, одинаковые для многих эффектов); "глупый" же эффект описывается покадрово, массивом.

Перед объяснением логики работы следует пояснить, для чего нужны следующие регистры и константы:

Def temp = r16 ;для всего, своего рода регистр-помойка.def counter = r17 ;регистр-счетчик светодиодов.def curFn = r18 ;счетчик кадров, прошедших с момента начала текущего эффекта.def curEf = r19 ;7..4 - число эффектов всего, 3..0 - номер текущего.equ LED_COUNT = 17 ;константа-общее число светодиодов.equ BUFFER_SIZE = LED_COUNT*12+1 ;размер буфера (будет пояснено позднее) .equ XTAL = 8000000 ;тактовая частота.equ DIV = 256 ;значение предделителя таймера.equ TPS = XTAL / DIV ;число тиков таймера за секунду.equ END = 0xFE ;маркер конца

Учитывая приведенные выше характеристики эффекта, он выглядит примерно следующим образом:

EffectName: .db high(TPS/15),low(TPS/15), 15*16,1 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,END

В первой строке находятся 4 байта характеристик:

• два байта настройки прерывания таймера, определяющие частоты смены кадров. В данном случае частота - 15 кадров/сек;
• байт длительности эффекта (в кадрах). Данный эффект продлится 16 секунд;
• байт "умности" эффекта. Так как данный эффект (перелив) проще запрограммировать, байт равен единице.

• 51 байт цветовых характеристик каждого диода (в случае покадрового описания их было бы на порядок больше);
• маркер конца массива.

Под хранение буфера и некоторых констант в ОЗУ выделено следующее количество места:

Dseg BytesBuffer: .byte BUFFER_SIZE ;массив байт, который будет загружаться в диоды (пояснено ниже) ColorsTable: .byte LED_COUNT*3+1 ;3 - число цветоканалов(R,G,B), 1 байт под маркер конца MaxFrame: .byte 1 ;число кадров, которое необходимо проиграть, для конкретного эффекта CurEffectAddr: .byte 2 ;хранит в себе адрес текущего эффекта.equ CEA_H = CurEffectAddr + 1 .equ CEA_L = CurEffectAddr + 0

Хочется подробнее пояснить "программируемость" эффектов. Дело в том, что в массиве должны быть перечислены интенсивности каждого цвета (от 0 до 16). В свою очередь, данные значения умножаются на значения следующий регистров (заодно приведены константы-помощники в реализации перелива):

Def R = r20 ;динамическая интенсивность красного.def G = r21 ;зеленого.def B = r22 ;и синего.def F = r23 ;флаг для автомата переключения состояний;флаги состояний.equ G_HIGH = 1 .equ R_DOWN = 2 .equ B_HIGH = 3 .equ G_DOWN = 4 .equ R_HIGH = 5 .equ B_DOWN = 6 .equ MAX_FLAG = 7

Произведение констант из массива и соответствующих регистров формируют таблицу цветов (ColorsTable) для каждого из диодов. В случае, если эффект программируется, значения регистров R,G,B можно динамически менять. Описание всех кадров такого эффекта нецелесообразно (требует слишком много памяти контроллера).

В случае, если эффект не программируемый, все кадры перечислены в массиве, а интенсивности вместо значений регистров умножаются на 15.

После получения таблицы цветов необходимо получить последовательность байт, которая будет загружаться непосредственно в диоды. Это выполняет следующая функция:

ColorToBytes: ldi temp,0x88 sbrc R0,7 ;используется регистр R0 как стандартный аргумент команды lpm subi temp,-(1<<6) ;сложения в AVR нет, поэтому так извращенно sbrc R0,6 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ldi temp,0x88 sbrc R0,5 subi temp,-(1<<6) sbrc R0,4 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ldi temp,0x88 sbrc R0,3 subi temp,-(1<<6) sbrc R0,2 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ldi temp,0x88 sbrc R0,1 subi temp,-(1<<6) sbrc R0,0 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ret

То есть, данная функция преобразует один байт в четыре, которые будут загружаться в диоды.

LoadData: cli ;цикл загрузки битов в диоды. Очень быстрый, и дабы тут ничего не сломалось, на всякий случай запрещаю прер-ия. LoadData2: ld temp,Y+ cpi temp,END breq FromBegin ;все диоды инициализированы, прыгаем в бесконечный цикл Out1: out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop cbi PortD,7 rjmp PC+1 ;выполняется 2 такта, но занимает 2 байта, в отличие от 2*nop, которые выполняются столько же, rjmp PC+1 ;но занимает 4 байта rjmp PC+1 rjmp PC+1 rjmp PC+1 rjmp PC+1 rjmp LoadData2 FromBegin: sei cbi PortD,7 Loop: ;пока что цикл абсолютно пуст, то есть можно разместить еще какие-либо действия/обработчики rjmp Loop

Откуда взялась волшебная константа 0х88? Нужная длительность низких и высоких уровней формируется путем выдерживания определенного значения на выходе порта. Команды lsl - nop - out выполняются за три такта, то есть за 375 нс, что укладывается в допустимую погрешность. Таким образом, передача нуля сводится к загрузке последовательности 1000, а единицы - 1100. То есть, в одном байте передаются два бита, а в двенадцати байтах - настройки одного диода (24 бита = 3 байта G,R,B), что сразу делает понятной данную строку:

Equ BUFFER_SIZE = LED_COUNT*12+1 ;размер буфера (будет пояснено позднее)

Именно поэтому в начале байт равен 0x88, функция ColorToBytes попросту выставляет единицы на позициях 6 и 2, если это необходимо, и загружает байт в выходной буфер.

В упомянутом выше прерывании таймера реализовано следующее:

если же эффект дошел "до конца", то следующим кадром будет являться начало эффекта;

если эффект отыграл установленное время, следующим кадром будет начало следующего эффекта;

если эффект "умный", будут изменены значения интенсивностей в регистрах.

Общий алгоритм работы представлен следующей блок-схемой:

Также в конце статьи прикреплен шаблон проекта, незначительная правка которого позволит очень быстро работать с WS2812B.

Осталось продемонстрировать готовое устройство на "умных" светодиодах - новогоднюю елку. Схема елки достаточно проста и приведена ниже:

Основной компонент схемы - микроконтроллер ATmega8A в TQFP-корпусе. Также я оставил две кнопки для будущей доработки елки. Остальные компоненты почти полностью представлены резисторами и конденсаторами типоразмера 0805. Питается елка от 5 Вольт через разъем micro-USB, что позволяет разместить елку где угодно при подключении к внешнему ЗУ типа PowerBank. Файл с ПП елки находится в архиве (плата двусторонняя).

Фото вырезанной на ЧПУ-станке платы (одна сторона):

Впервые в жизни попробовал вырезать плату из тонкого (0.3мм) текстолита, так как планировал закрепить елку на листе бумаги формата А3. Для больших плат механическая прочность такого текстолита низка; советую брать текстолит от 1 мм толщиной. На фото даже видно просвечивающие дорожки другой стороны!

Пайка и прошивка схемы трудностей вызвать не должны, все необходимые файлы прикреплены в конце статьи. Фото елки в работе (эффект северного сияния, фрагменты гирлянд):

Небольшое видео работы (пример эффекта перелива):

В конце статьи прикреплен архив, где находятся:

• исходный проект новогодней елки в AtmelStudio 6.2;
• шаблон проекта в этой же среде;
• файл печатной платы елки;
• файл схемы елки;
• прошивка елки;
• FUSE-биты контроллера;
• схема подключения диодов;
• даташит на WS2812B.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
U1	МК AVR 8-бит	ATmega8A-AU	1	TQFP32		В блокнот
D1-D17	Светодиод	WS2812B	17			В блокнот
C1	Конденсатор	47 мкФ	1	TANT_A		В блокнот
C2	Конденсатор	100 нФ	1	0805

Всем доброго времени суток! До Нового Года ещё есть время, решил сделать Ёлочку. Как говорится, я её слепил из того что было!

А было именно:

• Медная трубка высотой 30 см диаметром 5-7 мм (можно и железную),
• Медная проволока диаметром 1-1,5 мм не помню сколько метров, изолента мягкая «Япония»(На самом деле «Made in China») думаю подойдет и скотч узкий,
• Термоусадка диаметром 4 мм,
• Медный провод (я использовал витые пары из UTP кабеля),
• Светодиоды 3мм (количество в зависимости от количества веток на будущей ёлке) зеленые и красные которые имелись в наличии, которые были когда-то заказаны с китайского интернет магазина,
• Резисторы (номинал и количество зависит от метода подключения и напряжения питания, я выпаял резисторы из старых схем телефонов,телевизоров,магнитофонов),
• Плоскогубцы,
• Ножницы, либо кусачки для откусывания проволоки,
• Пряжа «Травка» зеленого цвета была куплена в отделе «Пряжа»,
• Блок питания (использовал старую зарядку от телефона)
• Номиналы резисторов, количество и схему подключения можно рассчитать на сайте: http://www.casemods.ru/services/raschet_rezistora.html
• Расчет мультивибратора делал в программе «Symmetrical multivibrator»

Приступим!

Отмеряем проволоку на верхние ветви, делаем припуск на крепление ветки к стволу, складываем пополам и скручиваем между собой половинки. Таким образом получаем заготовку ветки:

Количество веток в первом ряду зависит от вашей фантазии, Я сделал 4. Далее крепим ветки к стволу при помощи изоленты.

Делаем макушку таким же методом. Далее делаем второй ряд веток вниз. У меня их 6 все сделаны как и первые, только они немного длиннее, количество веток в ряду и количество рядов в дереве зависит от Вас. Таким образом нужно сделать и закрепить все ветки на будущей ёлке.

Если вы не хотите делать гирлянду, то можно сразу обматывать ветки и ствол пряжей «Травка». Но я сделал гирлянду, а точнее даже две раздельные. Одна гирлянда из красных светодиодов а вторая из зеленых.

Паял светодиоды последовательно по 2 штуки, резистор 120 ом 0,04 ватта. Напряжение питания 6 вольт. На каждый кончик ветки по одному светодиоду. Кончик ветки вставлял между ножками светодиода. Проволока из которой сделаны ветки в лаковой изоляции.После пайки надевалась термоусадка.

Перед обмоткой веток проверил всю конструкцию на работоспособность (как видно на фото это уже вторая елка, а на видео в конце статьи третья).

Подставка для елки была сделана из картонной трубы (основа бобины упаковочной пленки). Верх подставки выпилен из ДСП, просверлено отверстие по диаметру ствола, ДСП прикреплено к картонной трубе гвоздями, низ подставки выпилен из крагиса. Ствол зафиксирован в подставке при помощи термоклея. Подставка обшита черным кашемиром.

Сбоку подставки просверлено отверстие под провод питания.

В подставку вставлен мультивибратор, рассчитан в программе «»Symmetrical multivibrator»» и спаяный по этой схеме:

Всё подключено по схеме. После установки мультивибратора в подставке, крепим дно подставки (крагис) мебельным степлером. Ёлка готова! По желанию можно имитировать снег на ветвях гуашью.

Видео самодельной ёлки:

Под Новый год хочется украсить свой дом оригинально: чтобы не как у соседей, и разумеется, не так, «как в прошлый раз». С помощью предлагаемых в продаже светодиодных гирлянд можно создать интересные композиции, но цена вопроса перечеркивает смелые дизайнерские решения. Да и выглядят типовые китайские LED украшения одинаково, и как правило – безлико.

Разумное решение – создать гирлянду своими руками

• Во-первых – это будет на 100% оригинальный продукт.
• Во-вторых – конфигурация украшения будет именно такой, как вам нужно.
• В-третьих – это реальная экономия денег.
• И наконец, можно смело сказать членам семьи, и особенно детям: «Папа может!»

Наибольшую сложность представляет собой освещение новогодней елки. Собственно, есть всего два варианта: намотать стандартную гирлянду по спирали, либо попробовать расположить ее вертикально, в виде пирамиды. Выбираем второй вариант, тем более, что линии можно изготовить необходимого размера: по высоте елки.
Концепция следующая: от вершины к нижним веткам натягиваются провода, светодиоды располагаются с одинаковым интервалом, как бы создавая ярусы.

Свет должен быть динамичным: потребуется управляющий контроллер. Простые светодиоды светят красиво, но точечные огоньки не создают объема. Значит нужны плафоны на каждый LED элемент.
Расчет гирлянды начинается от блока питания. Вариант сугубо индивидуальный: я использовал ненужный БП от ноутбука. Предполагаемое количество светодиодов - не более 100 штук, при использовании стандартных LED 5 мм, суммарный ток потребления (20 mA * 100) равен 2 А при максимальной яркости. Для последовательного соединения 6 диодов (падение напряжения на каждом порядка 3 вольт), напряжение блока питания 18-20 вольт.
Общий расчет питания гирлянды:
Собираем 5 линий. Каждая «нитка» состоит из 18 светодиодов по 6 шт. на канал (вариант RGB). 18*5 = 90 шт., общий ток 1,8 А. Таким образом, блок питания для ноутбука с параметрами: 19 вольт, 4 ампера, подходит. При этом обеспечивается двукратный резерв по мощности.

Подбор необходимых материалов:

1. Светодиоды. Я заказал на красных, зеленых и синих LED элементов типа «соломенная шляпа», угол рассеивания 120 градусов.
2. . На этом элементе остановимся подробнее. Если не хочется тратить время на изготовление собственной схемы (вариантов множество, самый дешевый из них – на Arduino), можно взять готовый контроллер для RGB ленты. Все схемы работают по одинаковому принципу: 3 управляемых канала, задается очередность включения, и яркость света. Собственно, трех цветность тут условная, вы можете подключить 3 канала одинаковых светодиодов, и наслаждаться световыми эффектами.
Для питания 19-вольтовых каналов, я выбрал контроллер с универсальным напряжением 12-24 вольта. Управляющая схема питается от любого напряжения в этом диапазоне, на выходе мы получаем вольтаж .
Обязательное условие (для моей схемы) – наличие дистанционного пульта управления режимами.
3. Вместо жгута проводов я выбрал (3 канала + 1 общий).
4. разных цветов.

Для удобства монтажа я использовал 4 pin разъемы типа dupon (шаг 2,54 мм). Соответствующий набор давно приобретен у тех же китайцев, отличное подспорье для различных электронных поделок.

Поскольку я запланировал упрятать светодиоды в плафоны – на Aliexpress была куплена . Посадочный диаметр 5 мм.

Расчет схемы подключения

Светодиоды, даже при последовательном соединении (в моем случае 6 диодов), подключаются через токогасящий резистор. Параметры LED элементов на упаковке:

Расчет резистора выполняется по формуле, или на LED калькуляторе. Я воспользовался онлайн сервисом:

• Для канала RED (падение напряжения 1,8-2,0 В) сопротивление 420 Ом.
• Для каналов GREEN и BLUE (падение напряжения 3,0-3,2 В) сопротивление 82 Ом (зеленый) и 75 Ом (синий). Зеленый LED элемент светит ярче, поэтому резистор с более высоким номиналом, для уравнивания общей картинки.

Блок схема (вместе с принципиальной) на иллюстрации:

Я купил контроллер для RGB светодиодов с общим анодом. То есть на каждый канал подается минус, а на общий провод – плюс.

Собираем гирлянду

Можно использовать скрученные провода, как на заводских гирляндах. Мне больше понравилась конструкция на шлейфе.

Делаем укрепленную ножку для каждого LED элемента. Для этого понадобятся зубочистки и термоусадка.

Собираем, греем феном.

Получается вот такая конструкция:

Есть смысл сразу подготовить и проверить все 90 светодиодов.

Затем размечаем шлейф, определяя места установки диодов через равное расстояние. Я сделал аккуратные надрезы вдоль шлейфа на проводах нужного цвета, разрезал и залудил места монтажа.

После сборки каждый светодиод выглядит так:

Получилось аккуратно и надежно.
Паять удобно на приспособлении с лупой, которое именуется «третья рука».

Далее соединяем питающий провод (общий «+») с каналами, через резисторы.

Изолируем детали термоусадкой.

И соединяем с «плюсом».

Эту петлю укрываем термоусадкой большого диаметра.
На противоположный конец монтируем разъемы.

Затем надеваем на светодиоды плафоны-снежинки.

Занятие непростое (все-таки 90 штук!), но увлекательное.

Снова проверяем. Эффект потрясающий.

Замечание: Работающие светодиоды плохо получаются на фотографиях, поэтому изображение существенно хуже оригинала.
Остается смонтировать гирлянду на елку – и позвать детвору: полюбоваться на папину работу.

Итог:
Суммарные финансовые затраты на гирлянду – не более 1000 рублей. Основная расходная часть – готовый контроллер. Блок питания условно бесплатный. Диоды и провода – сущие копейки. Дополнительные затраты: 300 рублей на плафоны-снежинки. Опция не обязательная, но существенно повышает привлекательность гирлянды.
Затраченного времени (4 полных выходных) совершенно не жаль: работать было интересно, и результат того стоит.

Светодиодная елка своими руками, не требующая программирования!

В этом проекте показано как сделать новогоднее украшение в виде елки без особых усилий и знаний. Новогодняя елка имеет размер 120 х 80 см и выполнена из обычных светодиодов, но для их работы абсолютно не требуется микроконтроллер и его программирование. А это означает, что это под силу каждому.

Изготовление проекта занимает не так уж и много времени, хоть он и содержит почти 1500 отдельных светодиодов. Собирается он довольно быстро и просто, но это при учете, что вы будете придерживаться инструкций изложенных ниже, в которых будут даны предостережения от различных ошибок. Перед началом сборки, рекомендуется посмотреть видео представленное выше.

Шаг 1: Материалы и инструменты

Для изготовления этого проекта потребуется действительно не так много материалов и инструментов, как может показаться изначально. Это делает проект дешевым и простым в изготовлении. Итак, понадобится:

Материалы:

• Светодиоды 5 мм. В данном проекте использовалось почти 1100 зеленых, 300 желтых и 100 синих светодиодов. Причем желтые и синие светодиоды должны быть мигающими.
• Лист МДФ или ДВП
• Материалы для пайки
• Электрические провода, около 30 метров, предпочтительнее из тонкой, цельной медной жилы. В данном случае использовался разделанный телефонный кабель.
• Старое зарядное устройство от ноутбука в качестве источника питания, в данном случае использовали блок питания на 18,5 Вольт мощностью 4 Ампера.

Самый главный секрет в этом проекте заключается в том, чтобы светодиоды отдельных цветов были мигающими. В этом проекте, таковыми являются желтые и синие светодиоды. При проектировании, было сделано предположение, что они будут мигать в разных интервалах, вызывая случайный узор через некоторое время, и эта теория оказалась верной. В момент подачи питания, они начинают мигать с одинаковым интервалом, но через 10 – 15 секунд, они начинают мигать случайным образом. Если учесть эту особенность не одинаковости срабатывания, то получается, что для создания красивого эффекта не требуется ни микроконтроллера, ни программирования, ни резисторов, ни конденсаторов, ничего кроме светодиодов!

Из инструментов понадобится тоже совсем немного:

• Сверло диаметром 1 мм и 5 мм, дрель
• Паяльник
• Деревянный макет - матрица
• Изолента
• Инструмент для зачистки проводов (как оказалось самый важный, поскольку очень упрощает работу).
• Линейка, карандаш и прочие мелочи.

Шаг 2: Подготовка дизайна

Подготовка к работе занимает примерно около половины всего времени на изготовление этого проекта, и поверьте, оно того стоит.

Во-первых, надо нарисовать изображение на клетчатой бумаге (можно использовать миллиметровку), используя только те цвета светодиодов, которых вы сможете найти. Будьте осторожны с красным цветом, т.к. в данном случае было заказано 100 красных мигающих светодиодов, и оказалось, что когда они объединяются в серию, то они отключают всю серию одновременно и больше не загораются (это выглядит некрасиво, и вам не рекомендуется). Объединив красные светодиоды в серию по 9 шт. они практически не загорались. Синие и желтые светодиоды этой проблеме не подвержены, поэтому пришлось исключить красные светодиоды из всего проекта.

В данном проекте, изначально изображение создавалось в программе Photoshop, но это оказалось достаточно сложным моментом. После поисков подобных программ в интернете, было найдено много программных продуктов, которые раскладывают изображения на квадратные пиксели. Их очень много, и что удобнее – выбирать вам. Суть этого шага, разделить изображение по цветам на квадраты определенного размера. После чего распечатать его на бумаге.

Следующий шаг состоит в том, чтобы правильно ориентировать светодиоды, для уменьшения физических связей. Можно было бы просто ориентировать все катоды в одну сторону, а аноды в другую, создав при этом некое подобие квадратной маски, подключив питание всего лишь к двум полюсам, но на практике это оказалось очень неудобно. Поэтому, схема подсоединения в этом проекте выглядит как соединение прямоугольных областей, поскольку это не требует наличие большого количества дополнительных резисторов, чтобы снизить напряжение, подаваемое на светодиоды, а заодно и снижает потребляемый ток.

Из технического описания светодиодов, было выяснено, что каждый светодиод имеет падение напряжения около 2,5 Вольт. Для того чтобы полностью исключить использование резисторов, было решено объединять светодиоды в серию из расчета 18,5 Вольт / 7шт. = 2,6 Вольта (Падение напряжения на светодиоде). Таким образом, одна серия светодиодов должна содержать 7 светодиодов и при этом они будут светиться на максимальной яркости.

В нашем случае использовался шаблон с квадратами, в центре которого была точка определенного цвета. Затем, на бумаге, каждый цвет был объединен в серию по семь светодиодов. Это было очень утомительным занятием, но по-своему забавным, почти как решение головоломки. Как оказалось в итоге, серии из 7 светодиодов не достаточно, чтобы она могла выдержать напряжение 18,5 Вольт, поэтому в итоге пришлось увеличить серию до 9 светодиодов. Настоятельно рекомендуем вам узнать и точно рассчитать допустимые напряжения на одну серию. Это вас убережет от повторной переделки всей схемы.

Шаг 3: Координатная пайка (серии светодиодов)

Для того чтобы сделать жизнь проще, была изготовлена небольшая матрица. Используя те же размеры, что и при окончательной сборке, была сделана небольшая деревянная плата с шагом между точками 5 мм. Прикладывая эту матрицу к листу МДФ или ДВП, она должна точно соответствовать местам сверления отверстий. После отметки отверстий, рекомендуется отмечать номера строк и столбцов, это еще больше упростит вам дальнейшую сборку. Также, на этой матрице на следующем шаге будут собираться отдельные серии светодиодов, которые затем вставятся в основной шаблон.

Шаг 4: Создание индивидуальных серий светодиодов

Теперь, при наличии удобного шаблона для составления серий из светодиодов можно приступить к следующему шагу. Начинать надо с самого начала, т.е. с первой серии. Разместите светодиоды первой серии в требуемом порядке. Некоторые из ножек светодиодов должны быть сокращены, в противном случае они могут привести к короткому замыканию. Затем разогните ножки светодиодов так, что бы у вас получилось последовательное соединение (т.е. плюс предыдущего с минусом следующего и т.д.). Для маркировки серии, были наклеены небольшие кусочки липкой ленты с номером серии на аноде последнего светодиода, а минус никак не обозначался. После сборки серии, она проверяется на работоспособность, если все нормально, то можно переходить к следующей серии. В данном проекте получилось 150 серий светодиодов, работа очень утомительная и требует внимания. Не забывайте проверять соединения после пайки.

Шаг 5: Подготовка ДВП

Размер листа МДФ, который был приобретен для этого проекта, идеально подходил по размерам, поэтому не было необходимости в его обрезке. Если у вас возникает такая необходимость, то обрежьте лист до требуемых размеров.

Расчертите квадратную сетку по всему листу, но предварительно убедитесь, что она соответствует сетке, которую вы использовали для создания светодиодных секций, т.е. соответствует предварительной матрице. Будьте осторожны, если вы немного нарушите квадратную матрицу, т.е. прочертите линии не перпендикулярно, это может разрушить весь ваш проект!

Затем, используя шаблон с квадратами, начерченный на бумаге, определите круглые области, в которых надо просверлить отверстия. Это не точные области, они нужны лишь для понимания контура фигуры. После чего нанесите точные точки для сверления отверстий.

После этого, что бы отверстия сверлились проще, просверлите все отверстия сверлом диаметром 1 мм, а после этого пройдитесь по всем отверстиям сверлом 5 мм. Этот шаг достаточно долгий по времени, на сверление 1500 отверстий ушло примерно 7 часов времени!

Еще дополнительный час ушел на шлифование различных неровностей и удаление заусенец.

Шаг 6: Установка светодиодов в МДФ доску

Этот шаг довольно простой, но опять же если у вас точно совпадают размеры предварительной матрицы и отверстий, просверленных в листе МДФ. Если все точно, то просто вставьте секции светодиодов с тыльной стороны листа МДФ в просверленные отверстия, согласно бумажной карте. В идеале, вам не потребуется никакая фиксация светодиодов.

Будьте осторожны, вставляя светодиоды в отверстия, если расстояние немного не соответствует, то есть вероятность повредить линзу светодиода или пайку контактов. Также не торопитесь снимать ленту с номерами секций, она пригодится в дальнейшем!

Шаг 7: Создание положительных и отрицательных шин питания

Для создания шин питания, надо взять обычный провод, который используется для напряжения 230 Вольт (например, жилы провода ПВС), зачистить его от изоляции, и хорошо перекрутить во избежание расслоения мелких жил. На каждую сторону потребуется примерно 150 см провода. Затем каждую из жил закрепить с обратной стороны листа МДФ, например, пластмассовыми скобами, по обеим сторонам листа по вертикали. В местах пересечения линий квадратов, провод необходимо залудить для дальнейшей пайки (в данном случае получилось около 60 точек с каждой стороны).

Шаг 8: Соединение светодиодов

На этом шаге, когда все светодиоды установлены на место, четко определитесь, где у серии плюс, а где минус. Порядок подключения секций значения не имеет.

Начинайте с нижнего ряда. Припаяйте поочередно все секции к положительной и отрицательной шине питания. В целях экономии времени, провода и количества мест паек, продумайте возможность параллельного подключения секций – это существенно сэкономит ваше время и силы. Помните, что провода для подключения к шинам питания должны быть в изоляции, иначе произойдет короткое замыкание!

Рекомендуется выполнять подключение построчно, это вам значительно поможет, в случае если вы допустите ошибку. Также, по вашему желанию, вы можете добавить в схему обычный выключатель по питанию между зарядным устройством и светодиодной елкой, в нашем случае проект работает просто от подключения блока питания в розетку.

На этом изготовление проекта заканчивается, но помните, что данная идея подходит не только для изображения рождественской елки, вы можете реализовать и свои, абсолютно не схожие, идеи.

Накануне Нового Года хочется сделать что-нибудь праздничное! А самое лучшее украшение дома - это всеми любимая елка.

Для достижения домашнего уюта нам нужно: небольшой кусок обоев (или какого-нибудь картона), зеленый дождик, скотч и ровные руки.

Сматываем наш лист бумаги у форме конуса и фиксируем скотчем. Далее складываем его и ровно обрезаем низ, так чтоб он ровно мог стоять. Потом возьмем немного медной проволоки (0.3..0.5мм) и обмотаем наш конус, зафиксировав проволоку скотчем, это придаст ему упругости. Разрезаем его по высоте (так удобней устанавливать ряды светодиодов). После поярусной (они на схеме прономерованные) установки светодиодов скрепляем разрез знакомым нам скотчем. Плату также размещаем внутри елки. На следующем этапе, начиная с верхушки, обматываем конус зеленым дождиком так, чтоб немножко выступали светодиоды. Ну по конструкции все...

Что касается схемы. Подаем 7..12В (думаю подобных блоков у каждого хватает) на стабилизатор, для питания контроллера и делаем общий + (не стабилизированный) который общий для всех светодиодов. От этого общего провода параллельно в каждом ярусе включаются светодиоды, делаем это для того, чтоб не пришлось до каждой группы светодиодов тянуть по два провода. На выходах МК поочерёдно появляются 0 или 1 которые идут на базы транзисторов, для их открытия. Транзисторы нужны, так как к каждому порту МК подключены по несколько светодиодов, контроллер может не потянуть все эти токи. Кстати, между портами МК и базами транзисторов можно поставить токоограничивающие резисторы. Светодиоды подключены "минусом" на коллекторы (эмиттеры на землю), а перед их "плюсом" стоят токозадающие резисторы. Думаю по работе схемы вопросов быть не должно...

Транзисторы: BC547 (или любые аналоги)

Токозадающие резисторы: 200 Ом...1кОм
Конденсаторы: любые (это фильтры питания) от 0.1мкФ

На схеме нумерация (1-6) это наши ярусы светодиодов, начиная с нижнего. 6-ой это наша верхушка, звездочка или что-то в этом роде. Не перепутайте, иначе пропадет рисунок свечения!

В приложении имеется исходник в , кто хочет может переписать программу под свое усмотрение.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	МК AVR 8-бит	ATmega8	1			В блокнот
	Линейный регулятор	L78L05	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	BC547	12			В блокнот
	Резистор	10 кОм	1			В блокнот
	Резистор	~900 Ом	38			В блокнот
	Конденсатор	0.1 мкФ	2