Расширитель портов - Servo PCA9685 I2C - Arduino / ArduBlock
Светодиодные матрицы для "чайников" (часть 2)
Ну что, дружище, надеюсь ты освоил первую часть моего лонгрида и уже запилил свою лампу Гайвера с блэкджеком и всем остальным? Тогда вперед, через тернии к звездам, гексагонам, кругам, гирляндам.
Во многих подобных конструкциях раскладка светодиодов не имеет строк и столбцов, а порой она и вовсе хаотичная. Да и и соединены диоды не рядами, а как было удобно для разводки платы.
Возьмем, к примеру, мою новогоднюю звезду . Диоды там уложены концентрическими звездами, да еще и змейкой.
Но отчаиваться не будем, попробуем мыслить логически. У каждого диода на звезде есть реальные координаты центра в миллиметрах, или координаты на картинке в пикселях.
Мы можем создать таблицу соответствия порядкового номера диода и его координат. Изменим наш цикл обхода диодов по координатам на обход по номерам.Перепишем функцию мэппинга так, чтобы она искала координаты по индексу диода в таблице и дело в шляпе.
uint16_t mapTable[][2] = {
{ 206, 340 },
{ 181, 354 },
{ 156, 369 },
{ 132, 383 },
{ 107, 398 },
{ 89, 404 },
{ 89, 385 },
{ 95, 357 },
{ 101, 329 },
{ 107, 301 },
{ 114, 273 },
... // и так далее, для всех 180 диодов
};
struct ledCoords {
uint16_t x;
uint16_t y;
};
ledCoords mapIdxToXY( byte index ) {
return { mapTable[index][0], mapTable[index][1] };
}
void loop() {
for ( byte i = 0; i < NUM_LEDS; i++ ) {
ledCoords lc = mapIdxToXY(i);
leds[i] = effectColorByCoords(lc.x, lc.y);
}
FastLED.show();
}
На практике это оказывается не очень удачным решением. Координаты - штука относительная. У кого-то линейка в дюймах, а у кого-то 4К картинка с четырехзначными координатами. Замучаешься подгонять масштаб анимации под каждое устройство. Чтобы избежать этого выполняют нормализацию координат.
Звучит страшно, но на практике это просто пересчет в некую фиксированную систему координат. Например, давай примем за правило, что минимальная координата по X среди всех диодов это 0 в нашей "нормализованной" системе, а максимальная - 1. И все остальные координаты пересчитаем пропорционально Xn = ( x - Xmin )/(Xmax - Xmin). Аналогично поступим с координатами Y.
Теперь у нас все координаты на любом устройстве лежат в пространстве 0..1
Такой подход используется в программируемых контроллерах Pixelblaze.
Казалось бы, можно закончить занудствовать на этом, но позволь еще немного помучать тебя.
Во-первых все эти дробные координаты для контроллера являются числами с плавающей точкой (float) и он тебе не скажет спасибо за их использование. В отместку контроллер будет тратить кучу времени на расчеты даже простой арифметики, не говоря уж о корнях, степенях и тригонометрии.
Во-вторых, некоторые алгоритмы эффектов требуют расчета по всей площади, а не только в точках расположения диодов. Например операция размытия (blur) требует значения цветов всех соседних точек в пределах радиуса размытия.
Ну и в-третьих, тут уж мое личное мнение, куча дробных чисел в формулах снижает читабельность кода, а отладка такого кода вызывает у меня тихий ужас.
И тут ты подкидываешь наивную идею: "А можно как-то так чтобы координаты остались целыми, но не такими большими и более-менее схожей размерности на разных устройствах?"
Можно!
Потребуется всего лишь привести реальные координаты диодов к прямоугольной матрице низкого разрешения. Представь, что мы взяли листок бумаги в клеточку и положили поверх нашей звезды и пометили клетки в которые попали центры диодов.
Теперь у каждого диода есть простые координаты в координатной системе листочка в клеточку. И эти координаты гораздо более удобоваримые чем реальные. И если мы захотим посчитать наш эффект для каждой клеточки на этом листочке, то даже наш не супер-мощный контроллер это осилит. Попробуем записать результат в таблицу мэппинга.
byte mapTable[][2] = {
{ 12, 18 },
{ 11, 19 },
{ 9, 20 },
{ 7, 21 },
{ 6, 22 },
{ 5, 22 },
{ 5, 21 },
{ 5, 19 },
{ 6, 18 },
{ 6, 16 },
{ 6, 15 },
... // и так далее, для всех 180 диодов
}
Вроде неплохо получается.
А чтобы все алгоритмы были похожи на работу с обычной прямоугольной матрицей,можно развернуть мэппинг. Будем хранить в таблице не координаты, а индексы диодов для каждой ячейки нашей матрицы 27x23
Только как же быть с пустыми клеточками, ведь их нужно как-то пропустить при обработке? Да запиши в них просто какое-то значение индекса которое ты отловишь в цикле и пропустишь обработку. Например любое число большее общего количества диодов. И таблица примет такой вид:
byte mapTableIndex[23][27] = {
{ 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 27,
255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255 },
{ 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 26, 255,
28, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255 },
{ 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 25, 77,
29, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255 },
{ 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 78, 255,
76, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255 },
{ 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 24, 255, 255,
255, 30, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255 },
{ 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 23, 255, 79, 117,
75, 255, 31, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255 },
... // и еще 17 строк
}
Тогда функция мэппинга и рабочий цикл будут выглядеть как-то так:
byte mapXYtoIdx( byte x, byte y ) {
return mapTableIndex[y][x];
}
void loop() {
for ( byte y = 0; y < 23; y++ ) {
for ( byte x = 0; x < 27; x++ ) {
byte ledIndex = mapXYToIdx(x,y);
if ( ledIndex == 255 ) continue;
leds[ledIndex] = effectColorByCoords(x, y);
}
}
FastLED.show();
}
Конечно, хранить такие большие массивы с таблицами мэппинга в оперативной памяти не стоит, обычно их загоняют во flash используя PROGMEM.
Собираем все полученные знания в кучу и зажигаем)
(Продолжение следует, stay tuned)
Расширитель портов - MCP23017 - Arduino / ArduBlock
Кнопка с подсветкой на Ардуино
Сразу скажу - я полный нуб в Ардуино. Задумал тут один проект, что-то типа баттон бокса. Только мне нужны кнопки с подсветкой. Вот такие:
Кнопки будут на 5V.
Есть ли какой-то способ подключить эти кнопки к плате, чтобы при включении загоралась зеленая подсветка? Или всё таки нужно мудрить через блок питания?
Как рассчитать тепловыделение ?
Здравствуйте уважаемый читатель . Хочу найти тепловыделение Понижающего преобразователя AC-DC с 220V в 3.3V , но не понимаю как это сделать .
"Понижающий AC-DC преобразователь выполнен на модуле HE05P15LRN, который преобразует напряжение переменного тока AC (Alternating Current) 220 вольт в стабилизированное напряжение 5 вольт постоянного тока DC (Direct Current) с максимальным выходным током до 3 ампер.
Приятным бонусом на плате выступает отдельный преобразователь напряжения на чипе AMS1117-3V3, который принимает 5 вольт от модуля HE05P15LRN и выдаёт 3,3 вольта с максимальным выходным током до 500 мА." - https://iarduino.ru/shop/Istochniki-pitanija/converter-voltage-ac-dc-he05p15lrn-220v-to-5v-3v3.html
Посмотрел Datasheet для модуля HE05P15LRN и чипа AMS1117-3V3 . К сожалению , как горох об стену . Подскажите , пожалуйста , c ответом .
Джун в embedded или даже не стоит пытаться (в 37)?
Уже не первый пост мой с подобным вопросом, так что сначала предыстория.
Во времена короны меня сократили и я решил попробовать себя в работе с микроконтроллерами. Я был полный 0 в этой области, а про с/с++ знал только, что это языки программирования и что 1с не из их серии. За пол года немного подружился с esp32, понял главные моменты с масштабированием кода и используя чужие библиотеки мог собрать что угодно, что укладывалось в функционал библиотек. Даже начал ковырять freertos, разобрался с mitt app inventor, что бы делать примитивные приложения под андроид. Ну и нашел заказчика на такие не высокие требования, потому что я умел всего по чуть-чуть, мог и корпус замоделить и плату развести (посмотрев один ролик гайвера по EasyEDA) ну и какой то код составить из экзамплов, который на удивление еще и работал. На покушать хватало. Но будучи самоучкой дальше я столкнулся со стеной нехватки доступной инфы, так как это уже не популярно в массах, а интересует только профессионалов. И тут мне предложили помонтажить РЭА. Монтаж не сложный, но много и деньги платили не плохие... и все... на 2 года я забыл про программирование, по сути опять просрал 2 года. И вот после этого нового года у меня начало резко ухудшаться здоровье, сначала спина, что уже не мог сидеть паять, потом еще несколько неприятных недугов подтянулись, в общем пока работать вообще не могу и на восстановление наверное уйдет несколько месяцев, благо я отложил денюжку и мне хватит на пол года жизни или на год, если урезаться по максимум.
И вот тут у меня встал вопрос что делать дальше. Это место с монтажом я уже 100% потерял, потому что сам сказал, что выбыл на долго и пусть ищут замену. Я прошерстил вакансии на hh и даже на самые низкооплачиваемы в этой области я пришел к выводу что я должен овладеть следующими навыками:
- Знание языка С/С++ на высоком уровне (я же, если брать классический учебник, только первые главы освоил С++, С вообще не касался)
- Работа с STM32 - и тут самое веселое, даже если я разберусь с инструментарием GСС в VS Code + Cube MX, еще надо разобрать особенности типовых видов архитектуры этого семейства МК, при том не просто блок-схемы разобрать, а глубоко понимать, что бы я мог все это настраивать правильно и понимать как оно взаимодействует, потом разобрать работу всех видов периферии МК, а тут не как в arduino ide, не выйдет, просто, например для i2c написать Wire.begin(); и дальше даже не думать что оно делает, тут надо на низком уровне взаимодействовать, а я попытался разобраться в том же i2c, тайминги в нем это просто жесть, а это еще все и кодить надо, а я до битовых операций даже не добирался. Есть вроде либа hal от самих ST для упрощения работы, но как я понял там тоже не все так прекрасно.
- Знание основ схемотехники и теории цепей. Я только закон Ома на практики применял. Начал их читать, 3 закона Кирхгофа самое легкое, дальше начинается жуть с морем высшей математики, а я даже не помню как интегрировать, не то что как сигнал разложить в ряд Фурье для фильтрации гармонических составляющих. Это все фактически надо учить по новой. Плюс физика. Я на практике убедился как важно понимание взаимодействия электромагнитных полей при проектирование печатной платы, что бы у тебя сигнал не превращался в кашу только от того, что ты землю не правильно развел.
- Работа в Altium Designer - саму программу освоить не проблема, но вот я начал читать про проектирование помехоустойчивых систем и понял, что просто так на плату накидать по схеме элементов, что бы просто не пересекались дорожки не выйдет. Во-первых надо хорошо знать элементную базу и понимать как работает каждый из этих элементов, про ОТЦ и физику писал выше. Я нашел серию ГОСТ 61188, надо хорошо их знать и понимать.
-Английский язык... что у меня с ним всегда так не клеится, сейчас можно перевести все гугл переводчиком, но в профессиональной деятельности это явно не пойдет, так как может быть утерян какой то ключевой момент при переводе документации.
Это только самые часто встречаемые требования для людей с опытом от года, при этом почти всегда требуют, что бы это была твоя не первая работа в этой области. А я описал, только то, что я понимаю, что нужно, при этом я на stm32 смог пока только помигать светодиодом а в познании С++ мне еще предстоит долгий путь.
И вот я думаю, у меня есть несколько месяцев свободного времени, а успею ли освоить хоть какой то минимум, что бы меня взяли джуном? Или не имея только что законченного универа в этой области со свежими знаниями или уже не поработав в этой области, не имеет смысл вообще в нее суваться и попробовать себя в чем-то попроще? Я бы через пару месяцев, когда самочувствие будет получше, хотел бы найти какую то удаленную работу (но только не на обзвонах), тут тоже бы принял пару советов, в городе у меня больше не осталось вариантов, потом работу скорее всего придется искать в Ростове\Москве, но с учетом съёма жилья это все так грустно становится.
Я единственное что за последние 2 года не бесполезно потратил, это я с каждой получки что-то покупал. У меня есть макетки Nucleo-64 STM32F446, Discovery STM32F407, несколько F103, куча esp32, недавно купил несколько esp32-S3, ардуинки и малинки, осциллограф Hantec DSO02D15 (и еще USBишный), мультиметр uni-t UT61E+, лог анализатор DSLogic Plus, JTAG отладчик, ЛБП, 3D принтер 5й медведь, все для пайки, куча всевозможных датчиков, экранов, двигателей и драйверов для них. В общем для учебы у меня есть не плохая элементная база.