Крутая гирлянда на окно своими руками

До новогодних праздников осталось совсем чуть-чуть , самое время подумать, как оригинально и красиво украсить свое жилище. Предлагаю необычный проект крутой гирлянды, которую не купишь ни в одном магазине.

Такое украшение  отлично смотрится на окне и радует глаз не только хозяев, но и проходящих мимо людей.

Собрать такую гирлянду не так уж и сложно, главное раздобыть все необходимые компоненты.

Основные фишки проекта

• Более 40 крутых эффектов с поддержкой отображения часов или текста бегущей строки поверх эффектов
• 4 интерактивные игры: Лабиринт, Змейка, Тетрис, Арканоид (в программе-компаньоне "WiFiPlayer")
• Отправка картинки со смартфона на матрицу (в программе-компаньоне "WiFiPlayer")
• Рисование на матрице (в программе-компаньоне "WiFiPlayer")
• Сохранение нарисованных изображения на SD-карте или во внутренней памяти микроконтроллера
• Загрузка сохраненных изображений на матрицу и в программу "WiFiPlayer" для редактирования
• Редактирование и создание картинок пользователя пригодных для загрузки на матрицу в утилите "JinxFramer".
• Регулировка яркости эффектов относительно яркости часов или текста бегущей строки, отображаемых поверх эффектов
• Возможность задания до 36 разных текстовых строк, задание порядка их "воспроизведения" a также параметров отображения. Тексты задаются из программы на смартфоне без необходимости перепрошивки контроллера. Как настроить. Обсуждение текстов.
• Поддержка текста бегущей строки с отображением оставшегося до события времени, например: "До Нового года осталось 5 дней 12 часов" и после наступления события - вывод специального текста, например: "С Новым 2022 годом!!!"
• Текст бегущей строки может отображаться различными цветами внутри одной строки
• Поддержка в бегущей строке шрифтов трех размеров: малый (5x8 точек), средний (8х13 точек), большой (10х16 точек) - настраивается в скетче при компиляции проекта
• Поддержка символов украинского и литовского языка (в этом случае - размер шрифта 5x11. 8x17, 10x20 точек)
• Настройка скорости и вариаций отображения для каждого эффекта со смартфона
• Поддержка эффектов анимации, подготовленных в программе “Jinx!”, сохраненных на SD карту
• Редактирование роликов анимации с SD-карты в утилите "JinxFramer".
• Создание кадров для эффекта "Анимация" в утилите "JinxFramer" для последующего экспорта кода, пригодного для включения в скетч проекта.
• Работа системы как в локальной сети, так и в режиме “точки доступа”
• Система получает точное время из Интернета
• Управление кнопкой: смена режима, настройка яркости, вкл/выкл, отображение текущего IP адреса устройства
• Режим будильник-рассвет: менеджер будильников на неделю в приложении
• Отображение текущего времени на индикаторе TM1637
• Отображение текущего времени на матрице поверх эффектов
• Отображение текстовых сообщений на матрице поверх эффектов
• Настройка сервера синхронизации времени из программы на смартфоне
• Установка текущего времени со смартфона вручную, если не удалось подключиться к серверу времени NTP
• Настройки сетевого подключения (SSID и пароль, статический IP) задаются в программе и сохраняются в EEPROM
• Если не удается подключиться к сети (неверный пароль или имя сети) - автоматически создается точка подключения с именем PanelAP, пароль 12341234, IP 192.168.4.1. Подключившись к точке доступа из приложения можно настроить параметры сети. Если после задания параметров сети WiFi соединение установлено - в приложении на смартфоне виден IP адрес подключения к сети WiFi.
• Отображение текущего IP адреса устройства на индикаторе TM1637 или на матрице в режиме бегущей строки
• Быстрое включение популярных режимов из приложения
• Четыре программируемых по времени режима, позволяющие, например, настроить автоматическое выключение панели в ночное время и автоматическое включение панели вечером в назначенное время
• Два специальных режима времени - "Рассвет" и "Закат". Время рассвета и заката на текущий день берется с сервера погоды при получении текущих погодных условия и температуры
• Получение текущей температуры воздуха и погоды с сервера Яндекс.Погода или OpenWeatherMap. Полученные данные могут отображаться в бегущей строке или в режиме отображения времени вместе с часами Код региона (города) указывается в настройках в программе на смартфоне. Настройка погоды - тут
• Возможность управления из любой точки планеты через подключение к MQTT-серверу из приложения на смартфоне или с использованием ассистентов умного дома (Яндекс Алиса, Google Ассистент и т.д.)
  Настройка подключения к MQTT-серверу здесь
  Описание API управления устройством здесь
• Настройка размеров матрицы (ширины и высоты), а также способ ее подключения - угол, направление из угла задаются в приложении-компаньоне WiFiPanelSetup без необходимости перепрошивки микроконтроллера.
• Беспроводная трансляция эффектов на матрицу устройств из специализированных программ типа Jinx!, Wixen Lights, xLights и подобных по протоколу sACN Streaming ACN E1.31 DMX

Эффекты:

• Заливка панели белым или другим выбранным цветом
• Снегопад
• Блуждающий кубик
• Пейнтбол
• Радуга (горизонтальная, вертикальная, диагональная, вращающаяся)
• Огонь
• The Matrix
• Шарики
• Конфетти
• Звездопад
• Шумовые эффекты с разными цветовыми палитрами
• Плавная смена цвета заливки панели
• Светлячки
• Водоворот
• Мерцание
• Северное сияние
• Циклон
• Тени (меняющийся теневой рисунок на матрице)
• Демо-версия игры Тетрис - автоигра без возможности управления
• Демо-версия игры Лабиринт - автоигра без возможности управления
• Демо-версия игры Змейка - автоигра без возможности управления
• Демо-версия игры Арканоид - автоигра без возможности управления
• Демо-версия игры Эволюция (симулятор жизни) - автоигра без возможности управления
• Движущийся синус
• Палитра (лоскутное одеяло)
• Имитация графического индикатора спектра, движущегося "в такт музыке".
• Вышиванка
• Дождь
• Камин
• Стрелки
• Погода (слайдшоу или отображение текущих погодных условия)
• Отображение анимированных картинок
• Фоновые узоры (нотки, сердечки, снежинки, зигзаги и т.п.)
• Анимация с SD карты
• Звезды - вспышки крестообразных "звезд" по всему полю матрицы
• Штора - имитация светодиодной шторы на окне

Игры:

Доступны в приложении-компаньоне "WiFiPlayer"

• Лабиринт
• Змейка
• Тетрис
• Арканоид

Необходимые компоненты

Для сборки гирлянды нам понадобятся:

• Лента с адресными светодиодами WS2812B
• Плата Wemos D1 Mini на базе ESP8266 или аналог (NodeMCU например)
• Конденсатор на 470мкФ
• Резистор на 220 Ом
• Мощный блок питания 5В 3А (а лучше 5А и выше)
• Разъем для подключения блока питания (я делал под microUSB, но вы можете взять любой удобный для вас)
• Тактовая или сенсорная кнопка (например TTP223)
• 3 пиновый разъемы (папа/мама) для соединения со светодиодной лентой(любые подходящие)
• Макетная плата для более удобной сборки
• Паяльник, припой, несколько обрезков проводов для соединения и немного свободного времени

Самый главный компонет - лента с адресными  светодиодами WS2812B. Продается в разном исполнении, как в виде традиционных гирлянд(Wildberries, Wildberries, https://ali.onl/1Fk3 https://ali.onl/1Fk4 https://ali.onl/1Fk5), так и в виде классической светодиодной ленты на клейкой основе(Wildberries, http://ali.ski/rqgqdq http://ali.ski/4Ma9iH). Отличается в основном плотностью расположения светодиодов на метр и классом водозащиты. Для своего проекта я выбрал ленту длиной 20м с плотностью 10 светодиодов на метр с классом водозащиты IP67. Но ничто не мешает вам использовать и другие типы лент.
Озаботьтесь только подходящим блоком питания из расчета потребления 36 мА на один светодиод максимальной яркости

Схема подключения и сборка проекта

Данную самоделку будем делать по базовому проекту Алекса Гайвера и дальшейшему развитию данной идеи в виде проекта GyverPanelWiFi от vvip-68.

Изначально разработчики предлагают достаточно сложную схему:

Схема с использованием платы NodeMcu

Однако, все возможности проекта нужны далеко не каждому пользователю. Можете запросто убрать динамик (он используется для будильника), плату с разъемом для карты памяти (она нужна для GIF-ок и видео), дисплей для индикации режимов и кнопку для их ручного переключения.

Если упростить проект, будет достаточно собрать нечто подобное:

Схема с использованием платы Wemos D1 mini

Даже из этой схемы можно выкинуть блок с картой памяти и пользоваться стандартным набором эффектов.

Получается, что нужно всего лишь соединить управляющую плату с диодной лентой и подать питание на оба элемента. Кнопка переключения режимов здесь используется опционально.

Соединять ленту в матрицу можно любым из способов представленных на схеме ниже

 Но для достаточно длинных лент, я бы порекомендовал дополнительно подпаять питающие провода ближе к середине и концу ленты. Так общая яркость ленты не будет проседать.

Сборка в целом не сложная и за один вечер вполне по силам любому, кто хоть раз держал в руках паяльник. Я собирал на макетной плате и вот что у меня получилось




Теперь переходим непосредственно к прошивке управляющей платы
 

Прошивка управляющей платы

• Первые шаги с Arduino - ультра подробная статья по началу работы с Arduino, ознакомиться первым делом!
• Скачать архив с проектом https://github.com/vvip-68/GyverPanelWiFi либо же взять во вложении к этой статье по ссылке Скачать удаленно
• Установить библиотеки в
  C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries\ (Windows x64)
  C:\Program Files\Arduino\libraries\ (Windows x86)
• Подключить внешнее питание 5 Вольт
• Подключить Arduino к компьютеру
• Запустить файл прошивки (который имеет расширение .ino)
• Настроить IDE (COM порт, модель Arduino, как в статье выше)

• На вкладке a_def_hard.h настраиваем основные параметры подключаемой ленты (матрицы). Ее размер, способ подключения и угол подачи логического сигнала.

  

  При желании можно пробежаться по другим вкладкам проекта и настроить эффекты под себя.

• Нажать загрузить
• Скачать и установить на смартфон GyverPanelWiFi
• Пользоваться

Подробная инструкция тут

Корпус для устройства

Проект практически готов. Осталось лишь сделать корпус для электронных компонентов устройства и можно вешать на окно. Я пошел самым простым путем и напечатал его на 3d принтере
То что получилось можно посмотреть на фото ниже



Файлы для 3д печати можно скачать во вложении по ссылке Скачать с сервера

Крепление на окно

Вариантов крепления на окно достаточно много. Самый простой вариант обычный скотч. Именно так я и поступил. Держится на стекле вполне неплохо. Единственная проблема - это открытие окна. Провода ощутимо мешают это сделать.
Если скотч вам не подходит, то есть готовые решения типа такого


Другой вариант купить дешевую тюль и пришить непосредственно на нее. Тогда готовую гирлянду можно спокойно повесить на карниз для штор и окно будет свободно открываться. Либо вместо тюли использовать крупноячеистую сетку. Либо крепить на рамку из тонких реек. Простор для фантазии большой и все зависит от ваших целей и возможностей 

Итоги

В итоге получаем красивейшую гирлянду с большим набором настраиваемых эффектов. Останется лишь закрепить самоделку на окно и радовать всех проходящих соседей. Проект довольно легко масштабируется, можно подключать дополнительные ленты, объединять несколько матриц  в одну. Отображать свои картинки, проигрывать видео и многое-много другое. Ну и напоследок фото как это выглядит у меня в квартире