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制作分享:女神生日不知道送什么禮物，不如手工打造一顆arduino心愿球

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ID:487444 發表于 2019-3-29 18:04 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最后由 arduinoxyz 于 2019-3-29 18:48 編輯

心愿球
由黃銅棒制成，采用自由球形態連接 18 顆發光 LED。制作出來的實物圖如下：

硬件材料
1*黃銅棒
18*貼片 LED
1*ATmega8L 芯片
1*CR2032 紐扣電池
1*開關
天體
主要挑戰是用黃銅棒彎成圓形，看起來像一個天體。我用 6 根銅棒豎直排列（經度）和 3 根銅棒
水平排列（緯度）構建一個球。這樣子就總共有 18 個交叉點用于焊接 LED。在球體的底部有一個
環形開口，為的是最終可以更好的放入芯片、電池等元器件。

首先，把銅棒彎成圓形。我最開始找到一個直徑為 50 毫米的鐵罐，可以在彎曲時用底蓋固定銅
棒。彎曲銅棒后，把其剪斷并把兩端焊接在一起，形成一個漂亮的環。在一張紙上畫出相同的形
狀，可以幫助你匹配最完美的圓形。為了制作更小的圓環，我使用了其他直徑的瓶。使用與你的
直徑相匹配的東西，身邊上到處都是圓形的東西！

接下來，我把 LED 焊接到三個 50mm 環上。我在一張紙上畫了一個模板。我采用是黃色和紅色
LED。黃色和紅色，因為它比藍色或白色更節能。

接著，我把帶有 LED 的環焊接到基環上。我用一塊膠帶把基環固定在桌子上，修剪了垂直環的底
部并把它們焊接到環上，形成了一個皇冠。第一個環焊接成一體，第二個和第三個環切成兩半，
形成球體的平頂。

最后一步是最讓人沮喪和耗時的。把 LED 與彎曲桿相互連接以形成水平環。我把剩下的環一個一
個地切開，以適應垂直環之間的空間并求佛一樣地焊接。

我想到一種放置 LED 的簡單方法。 兩個 LED 在鄰近的垂直環（地面）上彼此面對，它們與一根彎
曲的桿連接，該桿是水平環（電源線）的一部分。最終得到 18 個 LED，分為 9 個部分。

溫馨提醒：經常測試 LED 是否仍是好的，否則你需要在最后重做這件事，這是一種可怕的又振奮
人心的測試。
如果你只是希望它發光并且不關心任何動畫。你可以立即停止閱讀，把 CR2032 紐扣電池和開關放
入內部。通過 68Ω 限流電阻把 LED 與電池連接，就可以使其發光！把電池焊接到黃銅線時，請確
保不要過熱，否則可能會導致電池過熱。

如果你像我一樣，愛 Arduino 并希望讓它變得聰明并且有一點樂趣，讓我們把微控制器放入其
中！我使用的是 ATmega8L 芯片——與 Arduino NANO 相同的封裝，但內存更少，功耗更低。L 意
味著它具有 2.7 - 5V 的寬工作電壓范圍，這在使用 3V 紐扣電池時非常棒。另一方面，由于它是
TQF32 封裝，因此焊接到銅棒上是一個不小的挑戰，但外觀和效果都很好。


電路原理圖如下：


Arduino源代碼
  1. #define LEDS 9

  3. byte leds[] = {
  4.   5, 19, 17, // bottom
  5.   6, 1, 15, // middle
  6.   8, 21, 13 // top
  7. };

  9. #define ON true
  10. #define OFF false

  12. // variables for pattern timing
  13. unsigned long currentMillis = millis();
  14. unsigned long previousMillis = 0;
  15. unsigned long millisInterval = 3
  16. 00;

  18. // variables for software PWM
  19. unsigned long currentMicros = micros();
  20. unsigned long previousMicros = 0;
  21. // this is the frequency of the sw PWM
  22. // frequency = 1/(2 * microInterval)
  23. unsigned long microInterval = 250;

  25. const byte pwmMax = 100;

  27. // fading (for the timing)
  28. int fadeIncrement = 1;

  30. // typedef for properties of each sw pwm pin
  31. typedef struct pwmPins {
  32.   int pin;
  33.   int pwmValue;
  34.   bool pinState;
  35.   int pwmTickCount;
  36. } pwmPin;

  38. // create the sw pwm pins
  39. // these can be any I/O pin
  40. // that can be set to output!
  41. const int pinCount = 9;
  42. const byte pins[pinCount] = {
  43.   5, 19, 17, // bottom
  44.   6, 1, 15, // middle
  45.   8, 21, 13 // top
  46. };

  48. pwmPin myPWMpins[pinCount];

  50. // function to "setup" the sw pwm pin states
  51. // modify to suit your needs
  52. // this creates an alternating fade pattern
  53. void setupPWMpins() {
  54.   for (int index=0; index < pinCount; index++) {
  55.     myPWMpins[index].pin = pins[index];

  57.     // mix it up a little bit
  58.     // changes the starting pwmValue for odd and even
  59.     if (index % 2)
  60.       myPWMpins[index].pwmValue = 25;
  61.     else
  62.       myPWMpins[index].pwmValue = 75;

  64.     myPWMpins[index].pinState = ON;
  65.     myPWMpins[index].pwmTickCount = 0;

  67.     // unlike analogWrite(), this is necessary
  68.     pinMode(pins[index], OUTPUT);
  69.   }
  70. }

  72. void pwmFadePattern() {
  73.   // go through each sw pwm pin, and increase
  74.   // the pwm value. this would be like
  75.   // calling analogWrite() on each hw pwm pin
  76.   for (int index=0; index < pinCount; index++) {
  77.     myPWMpins[index].pwmValue += fadeIncrement;
  78.     if (myPWMpins[index].pwmValue > 100)
  79.       myPWMpins[index].pwmValue = 0;
  80.   }
  81. }

  83. void handlePWM() {
  84.   currentMicros = micros();
  85.   // check to see if we need to increment our PWM counters yet
  86.     if (currentMicros - previousMicros >= microInterval) {
  87.     // Increment each pin's counter
  88.     for (int index=0; index < pinCount; index++) {
  89.     // each pin has its own tickCounter
  90.       myPWMpins[index].pwmTickCount++;

  92.     // determine if we're counting on or off time
  93.       if (myPWMpins[index].pinState == ON) {
  94.         // see if we hit the desired on percentage
  95.         // not as precise as 255 or 1024, but easier to do math
  96.         if (myPWMpins[index].pwmTickCount >= myPWMpins[index].pwmValue) {
  97.           myPWMpins[index].pinState = OFF;
  98.         }
  99.       } else {
  100.         // if it isn't on, it is off
  101.         if (myPWMpins[index].pwmTickCount >= pwmMax) {
  102.           myPWMpins[index].pinState = ON;
  103.           myPWMpins[index].pwmTickCount = 0;
  104.         }
  105.       }
  106.       // could probably use some bitwise optimization here, digitalWrite()
  107.       // really slows things down after 10 pins.
  108.       digitalWrite(myPWMpins[index].pin, myPWMpins[index].pinState);
  109.     }
  110.     // reset the micros() tick counter.
  111.     digitalWrite(13, !digitalRead(13));
  112.     previousMicros = currentMicros;
  113.   }
  114. }

  116. void setup() {
  117.   setupPWMpins();
  118.   //pinMode(13, OUTPUT);
  119. }

  121. void loop() {
  122.   // this is the magic for sw pwm
  123.   // need to call this anytime you
  124.   // have a long operation
  125.   handlePWM();

  127.   // check timer for fading pattern
  128.   // this would be the same
  129.   // if we used analogWrite()
  130.   currentMillis = millis();
  131.   if (currentMillis - previousMillis >= millisInterval) {
  132.     // moved to own funciton for clarity
  133.     pwmFadePattern();

  135.     // setup clock for next tick
  136.     previousMillis = currentMillis;
  137.   }
  138. }
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ID:479945 發表于 2019-4-10 12:36 | 顯示全部樓層
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