Bu yazıda, LED şerit kullanılarak oluşturulabilecek iç mekan için bazı çok yararlı etkileri ele alacağız. Ayrıca algoritmalar, matematiksel hesaplamaların LED'lerin sıcaklık ve rahatlık yanılsamasını, yani bir alevi, gerçek bir dijital alevi yaratmasına nasıl izin verdiğinden bahsedeceğiz.
Daha sonra ayrıştırılacak tüm kaynak kodları proje sayfasından indir yazar (AlexGyver).
İlk olarak, elektronik bileşeni. Kendin için kendin yap evde böyle güzellik yap Aşağıdaki bileşenler gereklidir:
- RGB teyp sürücüsü;
- RGB bandı;
- RGB bant için 12 V güç kaynağı;
- Arduin® Nano.
Herhangi biriniz firmware'i indirip indirebilir ve dijital ocağınızı alabilirsiniz. LED şeritleri mikrodenetleyiciden kontrol edeceğiz, bu örnekte Arduino Nano.
En basit, sıfır boyutla başlayalım - bir nokta (veya bir nokta bandı).
Bu, 12V tarafından desteklenen ve her renk için üç kanallı kontrole sahip en sıradan RGB LED şerididir.
PWM sinyalini kullanarak (8 bitimiz var), her rengin parlaklığını ayarlayabilir ve böylece 16,7 milyon renk ve ton elde edebilirsiniz. Ancak ateşle ya da taklitiyle ilgileniyoruz. Bir alevi simüle etmek için hsv renk uzayında (renk, doygunluk, parlaklık) çalışmaya karar verildi.
Bu 3 parametre 255 temel renk tonunun yanı sıra 255 ton doygunluk yapmak için her bir renk tonu elde etmenizi sağlar, yani. beyaz renkle karışır. Üçüncü parametre, basit bir dilde parlaklık - siyah renk ile bir gölge karışımı.
Uygun bir hsv alanından RGB'ye dönüştürmek için birkaç algoritma vardır, bunlardan birini kullanın.
Ardından, yangının davranışını belirtmeniz gerekir. Alev gücünün, minimum değerde LED'lere doygun kırmızı renk ve düşük parlaklık veren ve maksimum değerde beyaz-sarı ve maksimum parlak renk veren belirli bir miktar olduğunu varsayalım.
Alev etkisini elde etmek için, bu değerin rastgele salınım hareketleri yapmasını sağlamalıyız, hareketler rastgele olmalı, ama aynı zamanda oldukça pürüzsüz olmalı, yani titreyen bir ışığa benzer bir şey. Sırasıyla bu değerin ardından, gradyan boyunca alevin rengi ve parlaklığı değişecektir.
Yazar bu sorunu şu şekilde çözmeyi öneriyor: çok basit bir filtreleme algoritması var, çalışma ortalaması, değerdeki keskin bir değişikliği pürüzsüz bir sürece dönüştürüyor, sadece bir katsayı ve oldukça basit bir hesaplama.
Fikir şudur: Ateşin değeri için yeni bir rasgele konum ayarlamak için saniyede 5 kez ve bu değeri filtrelemek için saniyede yaklaşık 50 kez bir yerde yavaş yavaş değişmek gerekir. Sonuç olarak, böyle rastgele bir süreç oluşur.
Gerçek hayattaki bir örnekte, her şey amaçlandığı gibi çalışır.
Şimdi değerimizi yukarıda belirtilen yasaya göre alevin rengine çevirmeli ve tek boyutlu bir ateş almalıyız.
Bu şekilde programlanan LED şeridi, örneğin süpürgelik veya bir miktar çıkıntı ile gizlenebilir. Ayrıca, böyle bir şerit arka plan aydınlatması sağlayabilir, oldukça ilginç ve sıradışı görünüyor.
Ayrıca, bant zemine kısa bir mesafeden gönderilebilir ve böylece oldukça ilginç bir etki elde edebilir.
Ve elbette, bir şömineyi aydınlatmak veya simüle etmek için bir parça bant kullanılabilir. Ve eğer parlak rengi sarıdan turuncuya çıkarırsanız, yanan kömürlerin taklidini alırsınız.
RGB bandımız olduğundan, herhangi bir ateş rengini kendimiz yapabiliriz. Ölü yeşili istiyorsunuz - çok kolay!
Sihirli mavi bir ateşe ihtiyacımız var - sorun değil!
Ardından programı ve sürücüleri, proje sayfası, ürün yazılımını indirin ve çalıştırın.
En başta gerekli tüm ayarlar var. Onların yardımıyla ateşi kendiniz için tamamen özelleştirebilirsiniz: renk, davranış ve benzeri.
Aslında, bu LED şeridi “yakmak” için en kolay yoldu. Şimdi daha ilginç örneklere bakalım. Daha fazla çalışma için ihtiyacınız olacak adres led şerit.
Bu bant, LED'lerinin her birini ayrı ayrı kontrol etmenizi sağlar ve her biri 16,7 milyon renk tonundan birini içerir.
Bu şemaya göre her şey çok basit bir şekilde bağlanmıştır:
Sürücüye gerek yoktur, ancak bir direnç tavsiye edilir. Onsuz yapabilirsiniz, ancak ilk LED'in yanma şansı vardır ve bu olursa, sonraki olanlar da çalışmaz.
Doğrudan aydınlatmayla, örneğin kanepenin altından, yanan kömürlerin etkisi ile mükemmel bir cehennem kanepe elde edersiniz.
Ayrıca, böyle bir bant düzenli bir şekilde itilebilir ışık profili ve iç mekanın bağımsız bir unsuru olarak kullanın.
Oldukça iyi görünüyor, katılıyorum, ama yine de bireysel alevler elde etmeye çalışalım.
Algoritmayı aynı bırakacağız. Bandı farklı genişlikteki bölgelere ayırıyoruz, her bölgenin kendi rastgele süreci olacak. Bu işlemi gerçek bir aleve daha da benzetmek için, kenarlardan merkeze bölgeleri dolduracağız ve rastgele değerimizi mevcut değerine yavaş yavaş artıracağız. Ayrıca “yanma” sürecinde, bölgelerin büyüklüğü de rastgele değişmelidir.
İşte böyle görünüyor:
Şimdi Ken Perlin'in 1983'te ortaya çıkardığı Perlin gürültüsü adı verilen ilginç bir rastgele işleme bakalım.
Perlin'in gürültüsü, herhangi bir boyutta büyüklüğün rastgele düzgün bir dağılımını oluşturmanıza izin verir. Photoshop'ta iyi bilinen bulut filtresi, iki boyutlu Perlin gürültüsünün bir örneğidir.
Ancak Perlin’in üç boyutlu gürültüsü, örneğin dağlık bir manzara yaratmayı mümkün kılıyor, ayrıca, çok rastgele ve sonsuz bir şekilde ve aynı zamanda pratik olarak bilgisayar bileşenlerinde bir yük oluşturmadan, bilgisayar algoritmasında çok fazla pahalı olmadığı için.
Eylem planı aşağıdaki gibidir: ilk olarak, iki boyutlu bir Perlin gürültü bölgesi oluşturun ve piksel çizgisini tarayarak ve LED'lere çıkış yaparak belirli bir şekilde hareket edin.
Yukarıda belirtildiği gibi algoritma çok karmaşık değildir ve Arduino sakince onunla başa çıkmak.Sonuç, olabildiğince pürüzsüz, rastgele ve uç aydınlatmalı gerçek aleve çok benzeyen çok güzel bir etkidir.
Doğrudan aydınlatma ile şöyle görünür:
Ancak bunların hepsi bir bant için yangın algoritmalarıydı. Ve bandı zikzak bir desende yapıştırmaya ve matriste iki boyutlu ateş yapmaya çalışmaya ne dersiniz?
Bu tür matrisler Çinlilerden satın alınabilir. Matrisin üzerine otomotiv filmi ile renklendirilmiş bir difüzör ve cam yerleştiriyoruz, yani bu gerçek bir amolead ultra düşük çözünürlüklü ekran.
Bu arada, oldukça gerçekçi görünüyor. Daha fazla ayrıntı için yazarın orijinal videosuna bakın:
Hepsi bu. İlginiz için teşekkürler. Yakında görüşürüz!