tolegs 15 июн 2018 в 18:20

Макияж для кибер золушки. Arduino проект выходного дня. Светодиодные ресницы

9 мин

11K

Разработка под Arduino*КиберпанкНосимая электроникаDIY или Сделай самЭлектроника для начинающих

Туториал

Впервые светодиодные ресницы показал дизайнер Тьен Фам на «The Maker Faire» в Сан-Франциско. Это было года два назад. Ну, и почти сразу в пещере алибабы, китайские разбойники начали раздавать аналоги за 400 или даже 300 рублей.

На картинках это две тонкие печатные платы с двенадцатью светодиодами, которые подключены тонкими шлейфами к плате управления с аккумулятором. Светящиеся ресницы крепятся с помощью специального клея поверх обычных или накладных, а контроллер и аккумулятор прячутся в волосах. Технически на первый взгляд ничего сложного. Но! Если присмотреться на плате-реснице 12 светодиодов, а в шлейфе только три провода. При этом светодиоды не только светятся или моргают, но и работают как бегущие огни. Я полдня ломал голову, как это они сделали. Пересмотрел кучу рекламных роликов. И, при замедленном просмотре оказалось, что любой эффект светодиоды выполняют парами. То есть задача тут же сузилась до управления шестью светодиодами по трем проводам. Но все-таки по трём! Шестью по трём! Ещё раз — шестью по трём. И ещё… Потом повторил ещё раз и ответ как-то всплыл сам по себе. Вот он — число всех перестановок из трех элементов равно 6!

Оказывается микроконтроллер перебирает на шлейфе, состоящем из трёх проводников три сигнала: ноль, единицу и третье состояние. Получаем шесть комбинаций/перестановок, а значит, при каждой из перестановок горит один из шести светодиодов. Если они включены по этой схеме:

Для примера зажжем светодиод D2. На А-ноль, на B – третье состояние, на С-единица. Горит только светодиод D2!

Теперь дальше. Ноль и единица на выходах микроконтроллера это легко. А третье состояние? Ещё проще. Устанавливаем режим “вход”. Теперь высокоомный вход, не подтянутый ни к нулю, ни к единицы, практически отключается от схемы управления.

Дальше уже дело кода, динамически управляя выходами микроконтроллера, включаем любое количество светодиодов. Делаем бегущие огни, моргаем, сверкаем, гасим в конце концов.
Ниже код для Arduino с несколькими эффектами для двух ресниц с шестью группами светодиодов в каждой.

Открываем и смотрим

#include <PinChangeInt.h>

#define   LEFT_PIN_1       2
#define   LEFT_PIN_2       3
#define   LEFT_PIN_3       4
#define   RIGHT_PIN_1      5
#define   RIGHT_PIN_2      6
#define   RIGHT_PIN_3      7
#define   KEY_PIN          8

#define   EFFECT_0         0
#define   EFFECT_1         1
#define   EFFECT_2         2
#define   EFFECT_3         3
#define   EFFECT_4         4
#define   EFFECT_5         5
#define   EFFECT_6         6
#define   EFFECT_7         7
#define   EFFECT_LAST      EFFECT_7
uint8_t EffectCnt = 0;

void setup()
{
  pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(LEFT_PIN_2, OUTPUT);
  pinMode(LEFT_PIN_3, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_2, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_3, OUTPUT);
  pinMode(KEY_PIN, INPUT);
  digitalWrite(KEY_PIN, HIGH);
  PCintPort::attachInterrupt(KEY_PIN, &Key_ISR, FALLING);
}
//------------------------------------------------------
void loop()
{
  void (*EFFECTS[])(void) = { Lashes_0, Lashes_1, Lashes_2,
                              Lashes_3, Lashes_4, Lashes_5,
                              Lashes_6, Lashes_7, };    
                              
  (*EFFECTS[EffectCnt])();//EffectCnt

  delay(100);
  Lashes_Off();
  while(!digitalRead(KEY_PIN));
  delay(300);
  PCintPort::attachInterrupt(KEY_PIN, &Key_ISR, FALLING);
}
//------------------------------------------------------
void Lashes_0()
{
  const uint16_t ViewDelay = 5;
  
  while(EffectCnt == EFFECT_0)
  {
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
  }
}
//------------------------------------------------------
void Lashes_1()
{
  const uint16_t ViewDelay = 5;
  const uint8_t LashesON = 27;
  const uint16_t PauseDelay = ViewDelay * LashesON * 3;
  
  while(EffectCnt == EFFECT_1)
  {
    for (uint8_t i = 0; i < LashesON; i++)
    {
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    }

    Lashes_Off();
    delay(PauseDelay);
  }
}
//------------------------------------------------------
void Lashes_2()
{
  const uint16_t ViewDelay = 5;
  const uint8_t LashesON = 17;
  
  while(EffectCnt == EFFECT_2)
  {
    for (uint8_t i = 0; i < LashesON; i++)
    {
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    }
    
    Lashes_Off();

    for (uint8_t i = 0; i < LashesON; i++)
    {
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    }

    Lashes_Off();
  }
}
//------------------------------------------------------
void Lashes_3()
{
  const uint16_t ViewDelay = 70;

  pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(LEFT_PIN_2, INPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_2, INPUT);
  pinMode(LEFT_PIN_3, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_3, OUTPUT);
  
  while(EffectCnt == EFFECT_3)
  {
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);    
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);    
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);  
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);    
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    pinMode(LEFT_PIN_1, INPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_1, INPUT);
    pinMode(LEFT_PIN_2, OUTPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_2, OUTPUT);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);    
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    pinMode(LEFT_PIN_3, INPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_3, INPUT);
    pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH); //последняя пара
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    delay(ViewDelay);
    pinMode(LEFT_PIN_1, INPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_1, INPUT);
    pinMode(LEFT_PIN_3, OUTPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_3, OUTPUT);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    pinMode(LEFT_PIN_2, INPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_2, INPUT);
    pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
  }
}
//------------------------------------------------------
void Lashes_4()
{
  const uint16_t ViewDelay = 30;
  randomSeed(analogRead(0));
  
  while(EffectCnt == EFFECT_4)
  {
    uint8_t randNumber = random(0, 7);
    switch(randNumber)
    {
      case 0:
        digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
        digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
      break;

      case 1:
        digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
        digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
      break;

      case 2:
        digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
        digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
      break;

      case 3:
        digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
        digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
      break;

      case 4:
        digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
        digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
      break;

      case 5:
        digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
        digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
      break;
    }

    delay(ViewDelay);
    Lashes_Off();
  }
}
//------------------------------------------------------
void Lashes_5()
{
  const uint8_t DelayMin = 1;
  const uint8_t DelayMax = 25;
  const uint8_t LashesON = 6;
  int8_t DelayVal = DelayMin;
  bool Direction = false;
  
  while(EffectCnt == EFFECT_5)
  {
    for (uint8_t i = 0; i < LashesON; i++)
    {
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(DelayVal);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(DelayVal);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(DelayVal);
    }

    if (!Direction)
    {
      DelayVal++;
      if (DelayVal == DelayMax + 1)
      {
        DelayVal = DelayMax - 1;
        Direction = true;
      }
    }
    else
    {
      DelayVal--;
      if (DelayVal == DelayMin - 1)
      {
        DelayVal = DelayMin + 1;
        Direction = false;
      }
    }
  }
}
//------------------------------------------------------
void Lashes_6()
{
  const uint16_t ViewDelay = 5;
  const uint8_t LashesON_RED = 45;
  const uint8_t LashesON_RED_BLUE = LashesON_RED;
  
  pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(LEFT_PIN_2, INPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_2, INPUT);
  pinMode(LEFT_PIN_3, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_3, OUTPUT);

  for (uint8_t i = 0; i < LashesON_RED; i++)
  {
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
  }

  for (uint8_t i = 0; i < LashesON_RED_BLUE; i++)
  {
    pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
    pinMode(LEFT_PIN_2, INPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_2, INPUT);
    pinMode(LEFT_PIN_3, OUTPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_3, OUTPUT);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    pinMode(LEFT_PIN_1, INPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_1, INPUT);
    pinMode(LEFT_PIN_2, OUTPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_2, OUTPUT);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
  }

  pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
  
  while(EffectCnt == EFFECT_6)
  {
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);
  }
}
//------------------------------------------------------
void Lashes_7()
{
  const uint16_t ViewDelay = 70;

  pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(LEFT_PIN_2, INPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_3, INPUT);
  pinMode(LEFT_PIN_3, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_2, OUTPUT);
  
  while(EffectCnt == EFFECT_7)
  {
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);    
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    delay(ViewDelay);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);    
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    delay(ViewDelay);    
    pinMode(LEFT_PIN_1, INPUT);    
    pinMode(LEFT_PIN_2, OUTPUT);   
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);    
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    pinMode(RIGHT_PIN_1, INPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_3, OUTPUT);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);    
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);    
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);    
    pinMode(LEFT_PIN_3, INPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_2, INPUT);
    pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);    
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW); //последняя пара
    delay(ViewDelay);    
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    delay(ViewDelay);    
    pinMode(LEFT_PIN_1, INPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_1, INPUT);
    pinMode(LEFT_PIN_3, OUTPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_2, OUTPUT);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
    delay(ViewDelay);    
    digitalWrite(LEFT_PIN_2, HIGH);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_3, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
    delay(ViewDelay);    
    pinMode(LEFT_PIN_2, INPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_3, INPUT);
    pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
    pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
    digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
    digitalWrite(RIGHT_PIN_1, HIGH);
    digitalWrite(LEFT_PIN_3, HIGH);
  }
}
//----------------------------------------
void Key_ISR()
{
  EffectCnt++;
  if (EffectCnt > EFFECT_LAST)
    EffectCnt = EFFECT_0;

  PCintPort::detachInterrupt(KEY_PIN);
}
//----------------------------------------
void Lashes_Off()
{
  pinMode(LEFT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(LEFT_PIN_2, OUTPUT);
  pinMode(LEFT_PIN_3, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_2, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_PIN_3, OUTPUT);
  digitalWrite(LEFT_PIN_1, LOW);
  digitalWrite(LEFT_PIN_2, LOW);
  digitalWrite(LEFT_PIN_3, LOW);
  digitalWrite(RIGHT_PIN_1, LOW);
  digitalWrite(RIGHT_PIN_2, LOW);
  digitalWrite(RIGHT_PIN_3, LOW);
}

А это девушка Вероника демонстрирует эти эффекты.

Наверное, для кого-то этот метод управления давно знаком и вы его уже используете. Но всё равно, очень захотел поделится. Ардуинщикам должно понравится!

Теги:

Хабы:

Макияж для кибер золушки. Arduino проект выходного дня. Светодиодные ресницы

Публикации

Истории

Ближайшие события