Arduino Nano en RGB led strip voor Technologie / PIE.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NIEUW

Test Arduino Nano nu ook verkrijgbaar in de Microsoft store.        

 


Lesmateriaal voor het maken van een eigen interface,

- op een universele PCB
- met een Arduino Nano, regelbare weerstanden en een RGB led strip
- in een behuizing, door de leerling getekend met Solid Edge
- door de docent in de vakantie geprint met een 3D printer

zoals hierboven afgebeeld.

De gemaakte interface kan zelfstandig animaties op de RGB led strip uitvoeren wanneer deze op een powerbank, Android Smartphone of USB lader aangesloten is.

De bijbehorende software voor...

  • het maken van een testrapport
  • computer bestuurde animaties
  • een lichtorgel

is gratis te downloaden van deze site.

Op deze pagina wordt de zelfstandige werking van de interface en de combinatie met software op een Windows computer beschreven.

Under construction. (5 Vakgebieden 'beheren' is een beetje veel van het goede met een volledige werkweek.)


Bouwbeschrijving en Checklist.


Download.

Handleiding voor het maken van de interface.
Aanpassing wegens andere LED strip, DIN en 4-7VDC omgedraaid. (5-3-2016)

Checklist voor controle op de juiste werking.


Thuis aansluiten op een computer.


Hoewel jouw interface zelfstandig animaties kan uitvoeren, is het natuurlijk ook leuk wanneer je deze thuis op een computer kunt aansluiten.
De software die je op school gebruikt hebt kun je downloaden van deze site. Je hebt wel een computer met het besturingssysteem Windows nodig.

Wanneer je de eerste keer jouw interface aansluit op de computer, zal Windows een zogenaamde 'driver' (een soort programma) moeten installeren. Er komt dan een melding op het scherm of in de taakbalk dat die driver gezocht en geïnstalleerd gaat worden.

Normaal gesproken zal dat na het aansluiten van de interface automatisch gedaan worden. Je kunt tijdens de installatie klikken op het icoontje in de taakbalk. (Het meest rechtse icoon hierboven. Klik op de afbeelding voor een schermafdruk).

Op de onderstaande manier kun je controleren of de driver voor de Arduino Nano correct geïnstalleerd is.

  • Start de computer en wacht ot deze volledig (op)gestart is.
  • Verbind de interface met een USB kabel met de computer.
  • Druk op de Windows toets op het toetsenbord.
  • Typ in: apparaatbeheer <Enter>
  • Klik op het pijltje naast Poorten (COM & LPT)
  • Controleer of er staat USB-SERIAL CH340 (COM ??)
    Bij mij staat COM11, maar dat cijfer kan bij jou anders zijn. (max. 255)

Wanneer de driver niet geïnstalleerd is, zal de bijbehorende software de interface niet kunnen aansturen.

Hieronder staat een link naar de Arduino site met informatie over de benodigde driver.

Download en installeer niet zomaar een willekeurige driver van internet. De kans op een virus is dan namelijk aanwezig.

 


Download USB-SERIAL CH340.

Arduino site (Informatie, How To: en Driver)


Zelfstandige animaties.


Na het plaatsen van het .ino bestand in het geheugen van de Arduino Nano zijn een aantal programma's beschikbaar. Een van deze programma's zorgt er voor dat animaties zonder aangesloten computer uitgevoerd kunnen worden. Er is dan natuurlijk wel een voeding/adapter nodig. Dat kan een powerbank zijn, een USB lader of bijvoorbeeld een Android smartphone met een USB verloopstukje.

De stand van de eerste regelbare weerstand op de interface bepaalt welk programma in de Arduino Nano uitgevoerd wordt.

Zorg er voor dat R1 in de juiste stand staat (helemaal linksom gedraaid) en reset dan de Arduino Nano met het witte drukknopje op de Arduino Nano.

De eerste led van de strip zal groen oplichten en daarna beginnen de animaties.

 

De animaties zijn met de regelbare weerstanden te beïnvloeden. Voor het gebruik als zelfstandige animatie geldt het onderstaande...

R1 - Bepaalt bij het starten welk programma uitgevoerd moet worden.

R2 - Bepaalt de lichtsterkte van de led's. Rechtsom = maximale lichtsterkte, Linksom = Geen licht.

R3 - Bepaalt de snelheid van de animaties. Rechtsom = langzaam, Linksom = snel.

R4 - Bepaalt de soort animatie. Er zijn ongeveer 8 verschillende beschikbaar.

R5 - Geen functie bij deze instelling. (Wordt NumPixels. Aantal rgb leds op de strip.)

Wanneer de snelheid laag is, zullen de andere regelbare weerstanden iets trager reageren.

 

 

 

AdaFruitLeds API.


Met dit programma kan de interface eenvoudig met de computer bestuurd worden.

Zorg er voor dat R1 in de juiste stand staat (tussen 1/4 en 1/2) en reset dan de Arduino Nano. (Witte knopje op de Arduino Nano.)

De tweede led van de strip moet groen oplichten.



Uiteraard moet de Arduino Nano op een Windows computer aangesloten worden. Met het onderstaande programma kunnen de animaties in de Arduino Nano gestart worden.

Een verbinding met de Arduino Nano wordt gemaakt door op te klikken.
Wanneer de verbinding gemaakt is, kunnen de animaties gestart worden door op de knoppen rechtsboven te klikken.

Met de drie scroll-bars in de color mixer kan de gewenste kleur ingesteld worden. De ingestelde kleur zal bij een enkele animatie gebruikt worden.

Door op te klikken, wordt de ingestelde kleur op de led strip van de inteface gezet.

Door op

te klikken verschijnt een venster waarin de verzonden en ontvangen data getoond wordt.

Hieronder staan de links om het programma te downloaden. Omdat het aanroepen van de functies direct via de API van Windows gedaan wordt, hoeft het programma niet geïnstalleerd te worden.

Het downloaden van een .exe bestand geeft nogal eens problemen, daarom is het programma ook als .zip bestand te downloaden. Na het downloaden hiervan kan het 'uitgepakt' en gestart worden.

 


Download AdaFruitLeds API.

AdaFruitLeds API (Exe bestand, geen installatie nodig.)
AdaFruitLeds API
(Zip bestand wanneer het downloaden van een .exe niet toegestaan is.)


Test Arduino Nano.


Wanneer de leerlingen de interface gesoldeerd hebben moeten ze een testrapport van hun eigen interface invullen. Daarvoor wordt het programma Test Arduino Nano gebruikt.

Met dit programma kunnen alle functies van de interface getest worden. Daarnaast zijn ook enkele animaties mogelijk. Elke led kan apart aan- of uitgezet worden.

Zorg er voor dat R1 in de juiste stand staat (tussen 1/2 en 3/4) en reset dan de Arduino Nano. (Witte knopje op de Arduino Nano.)

De derde led van de strip moet groen oplichten.

Uiteraard moet de Arduino Nano op een Windows computer aangesloten worden. Met het onderstaande programma kunnen alle functies van de Arduino Nano getest worden.

Een verbinding met de Arduino Nano wordt gemaakt door op te klikken.

Door op te klikken zal de meest linkse led moeten oplichten. De kleur van de led zal ongeveer gelijk moeten zijn aan de kleur die op het scherm onder de led verschijnt.

Alle leds moeten individueel getest worden en op de checklist moet met een vinkje aangegegeven worden of de werking correct is.

Vanaf versie 1-5-1 worden afhankelijk van de aangesloten interface drukknoppen of regelbare weerstanden op het scherm getekend.

Afhankelijk van de aangesloten interface staat een van de onderstaande led's op het scherm.

De anologe waarde van de ingangen wordt in het venster onder de drukknop op twee manieren weergegeven.

Op dit moment is de waarde op ingang A0 738, zoals hiernaast ook te zien is.
De lengte van de gekleurde balk is ook een indicatie van de grootte van de ingangswaarde.

Bij een (instelbaar) kantelpunt zal de ingang hoog of juist laag worden. Bij het hoog worden van de ingang zal een geluidje gespeeld worden.

De juiste werking van de ingangen moet ook op de checklist met een vinkje aangegeven worden.

Onder kunnen bepaalde instellingen aangepast worden.

Hieronder staat het tabblad voor de instellingen van de kleuren op het scherm en de interface.

Door op te klikken kunt u uit een palet de gewenste kleur kiezen.

Hoewel de juiste RGB waarden naar de led strip verstuurd worden, komt deze kleur lang niet altijd overeen met de kleur op het scherm.

Op het tabblad kunnen de tolerantie en het kantelpunt ingesteld worden.

 

'Ter lering ende vermaeck' zijn er animaties beschikbaar.

In het venster Sound kan het volume van de microfoon op het scherm en de led strip weergegeven worden.

Onder 'opname apparaten' in Windows moet hiervoor wel de microfoon als standaar ingesteld zijn.

 

In het venster Animation kunnen de in de lijst staande animaties uitgevoerd worden.

Met zullen alle in de lijst staande animaties achter elkaar uitgevoerd worden.

Met de scroll bar kan de snelheid van de animatie ingesteld worden.

 


Download Test Arduino Nano.

Setup Test Arduino Nano (.ZIP Bestand versie 1.5.5 2 april 2017 ook geschikt voor TM1638.)
Testrapport / Checklist (Een PDF bestand dat door de leerling ingevuld dient te worden.)

Microsoft Store


Lichtorgel Stereo.


Met dit programma wordt op de computer afgespeelde muziek weergegeven op de interface. De 8 leds lichten afhankelijk van de frequentie's op. Op het scherm wordt per acht frequentiegebieden de sterkte van het geluid weergegeven en is te zien welke leds aangestuurd worden.

De kleur van de led's wordt bepaald door de regelbare weerstanden
R3 = Rood, R4 = Groen, R5 = Blauw.
Zorg er voor dat niet ze niet alle 3 op nul staan, want dan lijkt het programma niet te werken.

Zorg er voor dat R1 in de juiste stand staat (helemaal rechtsom gedraaid) en reset dan de Arduino Nano. (Witte knopje op de Arduino Nano.)

De vierde led van de strip moet groen oplichten.

Uiteraard moet de Arduino Nano op een Windows computer aangesloten worden. Met het onderstaande programma worden de leds afhankelijk van de frequentie aangestuurd.

Voor het gebruik als lichtorgel geldt het onderstaande...

R1 - Bepaalt bij het starten welk programma uitgevoerd moet worden.

R2 - Geen functie

R3 - Lichtsterkte ROOD

R4 - Lichtsterkte GROEN

R5 - Lichtsterkte BLAUW

Je kunt de kleur van de leds dus zelf mengen met de regelbare weerstanden R3, R4 en R5.

 


Download en Link Test Arduino Nano.

Lichtorgel Stereo versie 1.4 (31-5-2017 ZIP bestand. Ook geschikt voor TM1638.)
Een hoog geluidsniveau wordt rood op het scherm en de interface weergegeven.
Er moet wel een nieuw .ino bestand in de Arduino Nano geladen worden.
Het benodigde .hex bestand kun je hier downloaden er wordt ook beschreven hoe en wat.

Er kunnen 6 interfaces gelijktijdig aangestuurd worden. Kijk maar.


.ino of .hex programma.


De broncode voor de Arduino Nano is het zogenaamde .ino bestand. Dit bestand moet je in de programmeer omgeving van de Arduino laden en kun je het programma ook aanpassen.

Hieronder staat een schermafdruk van de 'programmeer omgeving' en zie je een stukje van de bron code.

Voordat het naar de Arduino gestuurd kan moet het gecompileerd worden. Compileren wil zeggen dat de broncode omzgezet wordt naar code die de Arduino begrijpt.
Daarna kun je het programma in de Arduino Nano plaatsen. (Uploaden)

Het .hex bestand is al vertaald en kan direct in de Arduino Nano geplaatst worden.

Hieonder staan de links voor het downloaden van het .hex bestand en uitleg hoe je dat eenvoudig in de Arduino Nano kunt plaatsen.

 


Download en Link Test Arduino Nano.

AdaFruit Totaal.zip Dit bestand moet je dus eerst 'uitpakken' pas dan heb je het juiste .HEX programma.
Instructie en Download XLoader. Met dit programma kun je op een eenvoudige manier het .HEX programma in de Arduino Nano plaatsen.


Gebruikte onderdelen.


Omdat de prijs zeer bepalend is voor de haalbaarheid van het werkstuk bestel ik de meeste onderdelen in China.

Hieronder staan de gebruikte onderdelen met de links naar de leverancier. Prijzen vindt u op de gelinkte websites. (Let op de aantallen.)

 


Arduino Nano
5Pcs ATmega328P Arduino Compatible Nano V3 Improved Version With USB

Led strip
10Pcs CJMCU 8 Bit WS2812 5050 RGB LED Driver Development Board


Regelbare weerstanden (Potmeters)
20Pcs 6mm 10K OHM Trimpot Trimmer Pot Variable Resistor Horizontal

Draadbruggen
140pcs U Shape Solderless Breadboard Jumper Cable Wire Arduino Shield

Universele PCB
SU527629 Printplaat Hardpapier (l x b) 90 mm x 50 mm 35 µm Rastermaat 2.54 mm

Pin Verbindingsstrip
30 Pcs 40 Pin 2.54mm Single Row Male Pin Header Strip For Arduino Prototype Shield DIY

 

Behuizing.


Alle leerlingen hebben de behuizing in Solid Edge getekend en het maakt het werkstukje echt af. Nog een voordeel is dat de scherpe uitstekende delen aan de onderkant van de print afgeschermd worden.

Omdat ik denk dat het niet haalbaar is om elke leerling zijn eigen ontwerp te laten printen heb ik in de kerstvakantie er maar vast 40 geprint en de rest in de voorjaarsvakantie. (53 Leerlingen Technologie Techniek.)

Helaas ondervind ik wat problemen bij het printen met de DrieDeeBox. De hoeken hebben nogal eens de neiging om 'krom' te trekken, maar dat mag de pret uiteindelijk niet drukken.

Omdat er een universele PCB met bepaalde afmetingen gebruikt wordt en bepaalde onderdelen dicht bij de rand worden geplaatst, zijn in de binnenrand uitsparingen gemaakt om de soldeerpunten ruimte te geven. Zelf vind ik dit juist goed omdat het een herhaling van opdrachten is (rechthoek tekenen, op de juiste plek plaatsen, maat invoeren enz.) die dus vele malen herhaald wordt. Goed voor de verankering van de lesstof.

Mocht u belanstelling hebben voor tekening in Solid Edge ST8, dan kunt u deze hieronder downloaden.
(ST6 werkt bij mij niet onder Windows 10.)


Hiernaast staat een online weergave van het STL bestand.

Met de muis kunt u de printplaat houder op onderstaande manier van alle kanten bekijken.

Draaien door de muis te verplaatsen met ingedrukte linker muistoets.

Vergroten of Verkleinen met het muiswieltje.

Verplaatsen door de muis te verplaatsen met ingedrukte rechter muistoets.

 


Download.

Mocht u belanstelling hebben voor tekening in Solid Edge ST8, dan kunt u deze hier downloaden. (ST6 werkt bij mij niet onder Windows 10.)
Hier als .STL bestand.



Fritzing


Omdat de kans groot is dat ik ook met Fritzing moet gaan werken, heb ik het daar ook in 'getekend'. Mijn 'vaardigheden' daarin moeten de komende tijd echter nog wel ontwikkeld worden.

Het voordeel is wel dat het schema en een eventuele PCB duidelijk te bekijken zijn. Hieronder is mijn ontwerp te downloaden.

 


Links en Download.

De homepage van Fritzing.

Ontwerp Arduino Nano AdaFruit in Fritzing.

 

TM1638 in Behuizing.


Tijdens mijn zoektochten naar goedkope onderdelen voor de interface kwam ik ook de TM1638 module tegen. Deze kan ook door een Arduino Nano aangestuurd worden en de prijs is bijzonder laag.
Dus heb ik op eigen kosten er maar eens drie besteld.

Ondertussen heb ik hier ook al software voor geschreven en even overwogen om dit als werkstukje voor Technologie / PIE te laten maken in plaats van de interface.

Er kunnen scrollende teksten op de led matrix weergegeven worden. Deze teksten zijn zelf te kiezen in het .ino bestand. De eerste 6 drukknoppen bepalen welke tekst getoond wordt, met de laatste 2 drukknoppen wordt de snelheid van het scrollen bepaald.

De Test Arduino Nano software werkt ook op deze interface. Op de tab Output kan een tekst ingevoerd worden welke op de ledmatrix getoond zal worden.

Het lichtorgel werkt ook met de 8 rode leds. Op de led matrix wordt dan Left of Right weergegeven, afhankelijk van de 'weergave, van het linker of rechter kanaal.

Laat het mij weten wanneer hiervoor belangstelling is, dan zal ik een uitgebreidere beschrijving met downloads op deze site plaatsen.



Link.

Op AliExpress zijn de prijzen zeer laag.


EasyProgIntFace.


Met het programma EasyProgIntFace kunt u de interface op een eenvoudige manier in ladder programmeren.

De volgende interfaces worden ondersteund...

  • Velleman K8055
  • Festo Miniport
  • Arduino Nano

De onderstaande afbeelding geeft een indruk van het programma. (Klik er op voor een vergroting.)



Links.

Voordat u het programma installeert moet er een driver van Festo Didactic geïnstalleerd worden. Dat hoeft niet wanneer u al software voor de EasyPort op uw computer gebruikt.

Link naar download van de driver voor de EasyPort
Download de driver door onder More information op Setup Easyport 2.4.2 te klikken.

Download EasyProgIntFace Arduino (11-6-2017)


About.

 

 

Copyright 2015-2017 H.O.Boorsma.

Vragen en suggesties zijn altijd welkom.