Šajā rakstā mēs apsvērsim dažus ļoti noderīgus efektus interjeram, kurus var izveidot, izmantojot LED sloksni. Mēs runāsim arī par algoritmiem, par to, kā matemātiskie aprēķini ļauj gaismas diodēm radīt siltuma un komforta ilūziju, proti, liesmu, īstu digitālu liesmu.
Visi avota kodi, kas tiks parsēti vēlāk, var lejupielādēt no projekta lapas autors (AlexGyver).
Pirmkārt, tiksim galā ar e sastāvdaļa. Uz sevi dari pats pagatavojiet tādu skaistumu mājās Nepieciešamas šādas sastāvdaļas:
- RGB lentes draiveris;
- RGB lente;
- strāvas padeve 12 V RGB lentei;
- Arduin® Nano.
Ikviens no jums var lejupielādēt un lejupielādēt programmaparatūru un iegūt savu digitālo pavardu. Šajā piemērā mēs kontrolēsim LED sloksnes no mikrokontrollera Arduino Nano.
Sāksim ar vienkāršāko, nulles dimensiju - punktu (vai veselu punktu lenti).
Šī ir visizplatītākā RGB LED sloksne, kuru baro 12 V un kurai ir trīs kanālu vadība katrai krāsai.
Izmantojot PWM signālu (mums tas ir 8 bitu), jūs varat iestatīt katras krāsas spilgtumu un tādējādi iegūt 16,7 miljonus krāsu un toņu. Bet mūs interesē uguns, vai drīzāk tā atdarināšana. Lai modelētu liesmu, tika nolemts strādāt hsv krāsu telpā (krāsa, piesātinājums, spilgtums).
Šie 3 parametri ļauj iegūt 255 pamata nokrāsas, kā arī katru nokrāsu, lai veiktu 255 piesātinājuma gradācijas, t.i. sajaucas ar baltu krāsu. Nu, trešais parametrs ir spilgtums, vienkāršā valodā runājot - ēnojuma sajaukums ar melnu krāsu.
Ir vairāki algoritmi konvertēšanai no ērtas hsv vietas uz RGB, vienkārši izmantojiet vienu no tiem.
Tālāk jums jāprecizē ugunsgrēka izturēšanās. Pieņemsim, ka liesmas stiprums ir noteikts lielums, kas minimālajā vērtībā piešķir gaismas diodēm piesātinātu sarkanu krāsu un zemu spilgtumu, bet maksimālajā vērtībā piešķir balti dzeltenu un maksimāli spilgtu krāsu.
Lai iegūtu liesmas efektu, mums šī vērtība jāliek veikt nejaušas svārstīgas kustības, kustībām jābūt nejaušām, bet tajā pašā laikā diezgan gludām, tas ir, kaut kas līdzīgs trīcošai gaismai. Pēc šīs vērtības attiecīgi mainīsies liesmas krāsa un spilgtums gar gradientu.
Autore ierosina šo problēmu atrisināt šādi: ir šāds ļoti vienkāršs vidējais filtrēšanas algoritms, kas straujās vērtības izmaiņas pārvērš vienmērīgā procesā, izmantojot tikai vienu koeficientu un diezgan vienkāršu aprēķinu.
Ideja ir šāda: ir nepieciešams, teiksim, 5 reizes sekundē, uzstādīt jaunu nejaušu atrašanās vietu uguns vērtībai un kaut kur ap 50 reizes sekundē, lai filtrētu šo vērtību, pakāpeniski to mainot. Rezultātā veidojas šāds izlases process.
Reālās dzīves piemērā viss darbojas kā iecerēts.
Tagad mums ir jātulko mūsu vērtība liesmas krāsā saskaņā ar iepriekšminētajiem likumiem un jāsaņem viendimensiju uguns.
Šādi ieprogrammētu LED sloksni var paslēpt, piemēram, ar grīdlīste vai ar kādu izvirzījumu. Arī šāda lente var nodrošināt fona apgaismojumu, tā izskatās diezgan interesanta un neparasta.
Arī lentu var nosūtīt uz grīdas no neliela attāluma, un tādējādi arī panākt diezgan interesantu efektu.
Un, protams, lentes gabalu var izmantot, lai apgaismotu kamīnu vai simulētu to. Un, ja jūs noņemat spilgtu krāsu no dzeltenas līdz oranžai, jūs saņemat gruzdējušu ogļu imitāciju.
Tā kā mums ir RGB lente, mēs paši varam izgatavot jebkuras krāsas uguni. Jūs vēlaties mirušu zaļu - tik viegli!
Mums vajag maģiski zilu uguni - nav problēmu!
Pēc tam instalējiet programmu un draiverus, kā rakstīts instrukcijās projekta lapa, lejupielādējiet un palaidiet programmaparatūru.
Pašā sākumā ir visi nepieciešamie iestatījumi. Ar viņu palīdzību jūs varat pilnībā pielāgot uguni sev, proti: krāsa, izturēšanās un tamlīdzīgi.
Faktiski tas bija vienkāršākais veids, kā padarīt LED sloksni “sadedzinātu”. Tagad apskatīsim interesantākus piemērus. Turpmākam darbam jums būs nepieciešams adreses izraisīta josla.
Šī lente ļauj individuāli kontrolēt katru no tās gaismas diodēm, un katra no tām satur vienu no 16,7 miljoniem krāsu toņu.
Viss ir savienots ļoti vienkārši, saskaņā ar šo shēmu:
Nav nepieciešami draiveri, taču ieteicams rezistors. Jūs varat iztikt bez tā, taču pastāv pirmā LED izdegšanas iespēja, un, ja tas notiks, tad nākamie arī nedarbosies.
Izmantojot tiešu apgaismojumu, piemēram, no dīvāna, jūs iegūstat izcilu ellišķīgu dīvānu ar oglēm.
Arī šādu lenti var ievietot parastajā viegls profils un izmantot kā neatkarīgu interjera elementu.
Tas izskatās diezgan labi, piekrītiet, bet tomēr mēģināsim panākt individuālu liesmu.
Mēs algoritmu atstāsim to pašu. Mēs sadalām lenti dažāda platuma zonās, katrai zonai būs savs izlases process. Lai padarītu šo procesu vēl līdzīgāku reālai liesmai, mēs aizpildīsim zonas no malām līdz centram, pakāpeniski palielinot mūsu izlases vērtību līdz tās pašreizējai vērtībai. Arī “dedzināšanas” laikā zonu lielumam vajadzētu nejauši mainīties.
Tas izskatās šādi:
Tagad apskatīsim vēl vienu interesantu izlases procesu ar nosaukumu Perlin troksnis, kuru Kens Perlins nāca klajā 1983. gadā.
Perlin troksnis ļauj izveidot izlases veidā izlīdzinātu daudzuma sadalījumu jebkurā dimensiju skaitā. Photoshop plaši pazīstamais mākoņu filtrs ir divdimensionālā Perlin trokšņa piemērs.
Bet Perlin trīsdimensiju troksnis ļauj radīt, piemēram, kalnainu ainavu, un ģenerēt to ļoti nejauši un bezgalīgi, un tajā pašā laikā praktiski, neradot slodzi datora komponentiem, jo algoritms tur nav ļoti skaitliski dārgs.
Rīcības plāns ir šāds: vispirms izveidojiet divdimensionālu Perlin trokšņa reģionu un pārvietojieties pa to noteiktā veidā, skenējot pikseļu līniju un izvadot to gaismas diodēs.
Iepriekš minētais algoritms nav ļoti sarežģīts un Arduino mierīgi tikt galā ar viņu.Rezultāts ir tik ļoti foršs efekts, cik vien iespējams gluds, nejaušs un jau ļoti līdzīgs īstai liesmai ar gala apgaismojumu.
Izmantojot tiešo apgaismojumu, tas izskatās šādi:
Bet visi šie bija vienas lentes uguns algoritmi. Un kā būtu ar līmlentes uzlīmēšanu zigzaga rakstā un mēģinājumu uz matricas radīt divdimensionālu uguni?
Šādas matricas var iegādāties no ķīniešiem. Virs matricas mēs novietojam difuzoru un stiklu, kas tonēts ar automobiļu plēvi, tas ir, tas ir īsts ārkārtīgi zemas izšķirtspējas displejs.
Starp citu, tas izskatās diezgan reāli. Plašāku informāciju skatiet autora oriģinālajā videoklipā:
Tas arī viss. Paldies par uzmanību. Tiekamies drīz!