首页/文章/ 详情

气氛拉满，人造雪花！

8号线攻城狮

3年前浏览578

没有自然雪景观赏，但我们可以自己做啊。教程来了，一起动手DIY交互式雪花——

效果演示↓↓↓

由Arduino Nano制作的自由形式的交互式雪花，使用了17个独立的PWM通道和触摸传感器，可以创造令人炫目的效果！总体来说，交互式雪花设计分成两部分，一是电子控制，二是纯手工打造雪花造型。

先来看电子部分，交互式雪花的效果展示是由30个LED完成的，他们被分成17个组，可以由Arduino Nano微控制器单独控制，每个LED组都可以通过PWM控制，创建出不同的动画效果。

下面是电路原理图：

有了原理图，就可以根据Arduino Nano的大小，做出大小相符的雪花造型了。

雪花的支撑结构由0.8mm黄铜棒制成，用锡焊接在一起。通过一根弯曲的杆创建雪花核心六边形。通过在六边形的顶部再添加 6 根棒，接地布线就完成了，现在需要将 LED 的所有阴极引线焊接到上面以创建雪花图案。棘手的部分是添加 SMD LED，用纸板和双面胶带制成的夹具帮助自己。

接下来，在核心结构下添加Arduino Nano微控制器，在两者之间留出足够的空间来容纳3层黄铜棒接线，这些布线将微控制器引脚连接到所有LED阳极引线。这需要极大的耐心，不仅需要避免电线之间的短路，还需要添加一个限流电阻器，使其看起来不错。

叶式 LED 分别连接到最近的 Arduino 输出引脚。分支 LED 由两个分组并连接到 PWM 引脚。核心 LED 也由两个组成，并连接到其余引脚。Arduino NANO 只有 18 个输出引脚（A6 和 A7 仅输入），需要一根用于触摸传感器的引脚，这只有 17 个引脚可以用，因此两对核心 LED 连接在一起以创建一组，节省一个引脚。使用220Ω电阻将流经每个引脚的电流限制在8mA左右。这意味着总共需要240mA，这对于 ATmega328 芯片来说有点高，但可以工作的。

为了能够与雪花互动，添加了另一根黄铜棒来创建一个电容式触摸传感器。找到了Paul Stoffregen的一个很棒的图书馆和教程。触摸传感器用于与arduinoflake进行交互 - 更改动画，打开/关闭。

最后，不要忘记在焊接前检查所有二极管。如果之后发现损坏或以反极性连接，会很难替换。

Arduino代码：最初，以为只能调暗连接到硬件PWM引脚的分支LED。但幸运的是，有一个很棒的PWM库，允许使用所有引脚，就好像它们是硬件PWM一样。这种设置为动画创造了无限的可能性！

sofe PWM库：https://github.com/bhagman/SoftPWM

Arduino代码如下：

#include "SoftPWM.h"#include <ADCTouchSensor.h>
byte edgeLedPins[] = {13, A4, A5, 2, 8, 12};byte middleLedPins[] = {10, 6, 3, 5, 9, 11};byte innerLedPins[] = {A2, A3, A1, 4, 7, A1};
ADCTouchSensor touchSensor = ADCTouchSensor(A0, 1); 
void setup() {  Serial.begin(115200);  SoftPWMBegin();}
byte animation = 0;long touchAt = 0;
void loop() {  switch (animation) {    case 0:      _fill(100);      break;    case 1:      shinyAnimation();      //fadingAnimation();      break;    case 2:      circleAnimation();      break;    case 3:      loopAnimation();      break;    case 4:      fireworkAnimation();      fireworkAnimation();      fireworkAnimation();      fireworkAnimation();      fireworkAnimation();      fireworkAnimation();      animation ++;      break;    case 5:      smileAnimation();      break;    default:      animation = 0;      break;  }  int touchValue = touchSensor.read();  if (touchAt + 2000 < millis() && touchValue > 1000) {    touchAt = millis(); // touch down, cold down timeout is 2s    animation ++;    _fill(0);  }}
void fireworkAnimation() {  for (int i = 0; i < 4; i++) {    SoftPWMSet(innerLedPins[i], 100);    delay(100);  }  SoftPWMSet(innerLedPins[4], 100);  for (int i = 0; i < 6; i++) {    SoftPWMSet(middleLedPins[i], 255);  }  delay(50);  for (int i = 0; i < 6; i++) {    SoftPWMSet(innerLedPins[i], 0);    SoftPWMSet(edgeLedPins[i], 255);  }  delay(50);  for (int i = 0; i < 6; i++) {    SoftPWMSet(middleLedPins[i], 0);  }  delay(50);  _fill(0);}
void smileAnimation() {  SoftPWMSet(innerLedPins[1], 100);  SoftPWMSet(innerLedPins[3], 100);  SoftPWMSet(middleLedPins[0], 255);  SoftPWMSet(middleLedPins[5], 255);  SoftPWMSet(edgeLedPins[2], 255);  SoftPWMSet(edgeLedPins[3], 255);  delay(2000);  SoftPWMSet(innerLedPins[1], 0);  SoftPWMSet(innerLedPins[3], 0);  delay(100);  SoftPWMSet(innerLedPins[1], 100);  SoftPWMSet(innerLedPins[3], 100);  delay(100);  SoftPWMSet(innerLedPins[1], 0);  SoftPWMSet(innerLedPins[3], 0);  delay(100);}
byte circleState[] = {100, 55, 10};byte circleStateAnimation[] = {1, 1, 1};
void circleAnimation() {  for (int i = 0; i < 3; i++) {    if (circleState[i] >= 100) {      circleStateAnimation[i] = -1; // dim    }    else if (circleState[i] <= 10) {      circleStateAnimation[i] = 1; // bright    }    circleState[i] += circleStateAnimation[i];  }  for (int i = 0; i < 6; i++) {    SoftPWMSet(innerLedPins[i], circleState[0]);    SoftPWMSet(middleLedPins[i], circleState[1]);    SoftPWMSet(edgeLedPins[i], circleState[2]);  }  delay(5);}
byte waveState[] = {100, 55, 10, 10, 55, 100};byte waveStateAnimation[] = {1, 1, 1, -1, -1, -1};
void waveAnimation() {  for (int i = 0; i < 6; i++) {    if (waveState[i] >= 100) {      waveStateAnimation[i] = -1; // dim    }    else if (waveState[i] <= 10) {      waveStateAnimation[i] = 1; // bright    }    waveState[i] += waveStateAnimation[i];  }  for (int i = 0; i < 6; i+=2) {    SoftPWMSet(innerLedPins[i], waveState[0]);    SoftPWMSet(middleLedPins[i], waveState[1]);    SoftPWMSet(edgeLedPins[i], waveState[2]);    SoftPWMSet(innerLedPins[i + 1], waveState[3]);    SoftPWMSet(middleLedPins[i + 1], waveState[4]);    SoftPWMSet(edgeLedPins[i + 1], waveState[5]);  }  delay(10);}
byte loopCounter = 0;byte loopState = 150;
void loopAnimation() {  SoftPWMSet(innerLedPins[loopCounter], loopState);  SoftPWMSet(middleLedPins[loopCounter], loopState);  SoftPWMSet(edgeLedPins[loopCounter], loopState);
  loopCounter = _nextIndex(loopCounter, 1);  if (loopCounter == 0) {    loopState = (loopState == 150 ? 0 : 150);  }  delay(100);}
byte slowOnCounter = 0;byte slowOnState = 150;
void slowOnAnimation() {  byte randomLed = random(0, 18);  if (randomLed < 6) {    SoftPWMSet(innerLedPins[randomLed], slowOnState);  }  else if (randomLed < 12) {    SoftPWMSet(middleLedPins[randomLed - 6], slowOnState);  }  else {    SoftPWMSet(edgeLedPins[randomLed - 12], slowOnState);  }  slowOnCounter ++;  if (slowOnCounter >= 50) {    slowOnCounter = 0;    slowOnState = (slowOnState == 150 ? 0 : 150);  }  delay(50);}
byte shinyState[] = {0, 100, 0, 100, 0, 100};byte shinyStateAnimation[] = {1, 1, 1, 1, 1, 1};byte shinyCounter = 0;
void shinyAnimation() {  for (int i = 0; i < 6; i++) {    if (shinyState[i] >= 100) {      shinyStateAnimation[i] = -1; // dim    }    else if (shinyState[i] <= 0) {      shinyStateAnimation[i] = 1; // bright    }    shinyState[i] += shinyStateAnimation[i];    SoftPWMSet(edgeLedPins[i], shinyState[i]);  }  shinyCounter ++;  if (shinyCounter > 10) {    shinyCounter = 0;    for (byte r = random(1, 3); r > 0; r--) {      byte randomLed = random(0, 12);      if (randomLed < 6) {        SoftPWMSet(innerLedPins[random(0, 6)], 255);      }      else {        SoftPWMSet(middleLedPins[random(0, 6)], 255);      }    }  }  else {    for (int i = 0; i < 6; i++) {      SoftPWMSet(innerLedPins[i], 20);      SoftPWMSet(middleLedPins[i], 20);    }  }  delay(30);}
byte fadingState[] = {0, 100, 0, 100, 0, 100};byte fadingStateAnimation[] = {1, 1, 1, 1, 1, 1};
void fadingAnimation() {  for (int i = 0; i < 6; i++) {    if (fadingState[i] >= 100) {      fadingStateAnimation[i] = -1; // dim    }    else if (fadingState[i] <= 0) {      fadingStateAnimation[i] = 1; // bright    }    fadingState[i] += fadingStateAnimation[i];    SoftPWMSet(edgeLedPins[i], fadingState[i]);    SoftPWMSet(middleLedPins[_nextIndex(i, 1)], fadingState[i]);    SoftPWMSet(innerLedPins[i], 50);  }  delay(20);}
void _fill(byte value) {  for (int i = 0; i < 6; i++) {    SoftPWMSet(edgeLedPins[i], value);    SoftPWMSet(middleLedPins[i], value);    SoftPWMSet(innerLedPins[i], value);  }}
byte _prevIndex(short index, byte step) {  index -= step;  while (index < 0) {    index += 6;  }  return index;}
byte _nextIndex(short index, byte step) {  index += step;  while (index > 5) {    index -= 6;  }  return index;}

原文链接：

https://www.hackster.io/jiripraus/arduinoflake-139a82

作者：Jiří Praus

声明：

本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立，推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有，如有侵权，联系删除。

来源：8号线攻城狮

电路电子芯片焊接控制

著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载

首次发布时间：2023-06-07

气氛拉满，人造雪花！

有了原理图，就可以根据Arduino Nano的大小，做出大小相符的雪花造型了。

声明： 本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立，推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有，如有侵权，联系删除。

声明：

本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立，推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有，如有侵权，联系删除。