СЯЙВО В РИТМІ: Створюємо чарівний світильник з Arduino.ua

2025-07-11

Вступ

Уявіть собі світильник, який не просто освітлює приміщення, а й оживає завдяки динамічним світловим ефектам, що реагують на ваші дії! Цей проект демонструє створення інтерактивного світильника на основі адресних світлодіодів WS2812 на основі бібліотеки "Adafruit_NeoPixel.h" та мікроконтролера Arduino nano. За допомогою однієї кнопки ви можете перемикати різноманітні режими: від мерехтливих "світлячків" і веселкових хвиль до імітації полум’я. Програма підтримує плавне регулювання яскравості, автоматичне перемикання ефектів та інтуїтивне керування, що робить цей світильник ідеальним для створення атмосфери або як навчальний проект для вивчення програмування та електроніки. У цій статті показано, як реалізувати цей захоплюючий проект, що поєднує технології, творчість і магію світла.

Аналіз проблеми

Сучасні світильники часто обмежуються статичним освітленням, яке не дозволяє створювати динамічну атмосферу чи адаптуватися до настрою користувача. Створення декоративного освітлення, яке є інтерактивним, енергоефективним і легким у керуванні, може бути складним завданням, особливо для початківців у програмуванні та електроніці. Основні виклики включають:

• простий спосіб керування світловими ефектами без складного інтерфейсу;
• бажання мати певну кількість візуальних режимів, таких як статичні кольори, динамічні анімації чи імітація природних явищ (наприклад, вогню).
• бажання мати плавні ефекти, а яскравість – регульованою, щоб уникнути надмірного споживання енергії;
• проект повинен бути достатньо простий для реалізації на базі доступних компонентів, таких як Arduino Nano, адресній світлодіодній стрічці WS2812b та сенсорній кнопці TTP223 TOUCH KEY, з мінімальними затратами.

Ці проблеми потребують продуманого поєднання апаратного забезпечення, програмного коду та інтуїтивного інтерфейсу для керування.

Власне і сама стаття

Світильник на адресних світлодіодах, який побудований на Arduino Nano, адресній світлодіодній стрічці WS2812b та сенсорній кнопці TTP223 TOUCH KEY такі режими роботи: блукаючий вогник; мерехтливі світлячки; плавна зміна кольору; плаваюча веселка; конфеті; вогонь.

Управління світильником на адресних світлодіодах здійснюється за допомогою сенсорної кнопки TTP223 TOUCH KEY, яка задає наступний функціонал:

Для розробки програмного забезпечення світильника на адресних світлодіодах WS2812b на Arduino Nano потрібна бібліотека <Adafruit_NeoPixel.h>. Ця бібліотека дозволяє легко керувати адресними світлодіодами, включаючи модифікацію кольору, яскравості та інші ефекти. Встановлення цієї бібліотеки здійснюється за допомогою Arduino IDE.

Алгоритм роботи світильника на адресній світлодіодній стрічці:

1. ініціалізація:
   • підключення та налаштування світлодіодної стрічки WS2812b;
   • налаштування сенсорної кнопки;
2. очікування натиснення кнопки від користувача;
3. обробка натиснення кнопки користувачем:
   • зміна яскравості світла відповідно до тривалості утримання кнопки;
   • кнопка натиснута 1 раз – включення або виключення світильника в залежності від поточного стану;
   • кнопка натиснута 2 рази – перемикання наступного режиму роботи;
   • кнопка натиснута 3 рази – включення або виключення білого світла;
   • кнопка натиснута 4 рази – запуск або зупинка автоматичної зміни режимів;
4. виконання обраного режиму:
   • створити ефект блукаючого вогнику на світлодіодах;
   • створити ефект світлячків на світлодіодах;
   • плавно змінювати колір світлодіодної стрічки;
   • створити ефект плаваючої веселки на світлодіодах;
   • створити ефект розсипання кольорових точок на світлодіодах;
   • створити ефект полум'я на світлодіодах;
5. повторення кроків 2-4, поки не буде отримано нову команду від користувача.

На малюнку 1 наведена блок схема алгоритму роботи світильника на адресних світлодіодах. Схема відображає основні режими роботи та особливості керування роботою пристрою.

Малюнок 1 - Блок-схема алгоритму роботи світильника на адресних світлодіодах

На малюнку 2 наведена блок функціонально-електрична схема підключення компонентів світильника на адресних світлодіодах.

Малюнок 2 - Функціонально-електрична схема підключення компонентів світильника на адресних світлодіодах

Живлення подається паралельна на світлодіодну стрічку (входи GND та +5V), на Arduino Nano (входи GND та 5V) та на сенсорну кнопку TTP223 (входи GND та +3.3V). 6 контакт Arduino Nano через резистор опором 220 Ом приєднується до всіх 4 входів DIN чотирьох відрізків стрічки по 12 світлодіодів кожен. Цифровий контакт сенсорної кнопки приєднується до 2 контакту Arduino Nano. Підключення світильника показано на малюнку 3.

Малюнок 3 - Підключення та демонстрації роботи компонентів схеми світильника на адресних світлодіодах

Для перевірки відповідності роботи світильника на адресних світлодіодах проведемо тестування його роботи після виконання монтажних робіт. На малюнках 4 наведено основні режими роботи світильника на адресних світлодіодах, а саме: блукаючий вогник, мерехтливі світлячки, плавна зміна кольору, плаваюча веселка, конфеті та режим падаючого вогню.

Малюнок 4 - Режими роботи світильника на адресних світлодіодах

Отже, з проведених експериментальних досліджень видно, що світильник на адресних світлодіодах працює у відповідності до технічного задуму. Прилад відпрацьовує всі ефекти та функції, які закладені в розробленому програмному забезпеченні.

Відео режимів:

Програмний код:

• скетч