超具创意单片机控制LED彩虹瀑布时钟（图文）

     摘要：这个制作基于一块Arduino上的ATmega328芯片，稍微修改了一下PCB把输出由负极性变为正极性，还添加了一块ULN2003用作缓冲输出。时钟的主体部分同其他的钟相比没有太大变化。我用了一些小技巧来提高光线的均匀度，同时避免眩光。基于Doug的设计，还能够自动调节白天/夜晚的发光亮度。在最后还附有源代码。

　　如何让苍白单调的时间变成彩色的？这个虹彩瀑布时钟项目就是答案！

　　

　　一段时间的全力投入之后，我终于完成了这个彩虹瀑布时钟：-）

　　这个时钟受到了 这个DIY项目 的启发：

　　在看到Doug的制作的时候，我想到了RGB LED，于是就计划做点不一样的创意出来。这就是思考后的成果（在被我女朋友一脚踢飞之前），我也很乐意和大家一起分享制作的过程。

　　这个制作基于一块Arduino上的ATmega328芯片，稍微修改了一下PCB把输出由负极性变为正极性，还添加了一块ULN2003用作缓冲输出。

　　1 设计

　　

　　

　　我在本地的一家小公司丝网印刷时钟的面板，一块是标准的300mm x 300mm尺寸，另一块的尺寸是自定义的185mm x 205mm。

　　小一点的面板可以用来安装到书架上的橱柜里，现在它已经在上面快活地呆了几个月，每天以通知我已经迟到这种残酷事情为乐。

　　这块面板同时也用来做修改后PCB的初次测试，这个设计一直表现的很完美。

　　2 制作钟体

　　时钟的主体部分同其他的钟相比没有太大变化。

　　我用了一些小技巧来提高光线的均匀度，同时避免眩光。

　　和普通的设计相比，一些特殊的技巧如下：

　　

　　

　　

　　我找了了一些塑料条并将它们裁成两种尺寸，大一点的用在外框，小一点的用在内部的百叶窗网格上。

　　

　　

　　

　　

　　网格做好了以后，在上面贴了一层高反射率的铝箔胶带，在黑色的塑料基底上面是银色的反光层。

　　

　　

　　将LED灯条安放在单元的顶部和底部，这样它们发出的光线就不会落到错误的字上。

　　这些LED灯条来自易趣，5M牌子。但是注意，有些不好用的灯条是用三个不同的LED拼装起来的，和三个芯片处于共同封装里的灯条相比效果就是渣渣。

　　

　　

　　3 电气连接

　　

　　

　　在彩虹版本上，我需要把LED的输出极性变化一下。开始我想用一个HEF4049来反相缓冲输出，接着我换成了ULN2003和UDN2981，它们不仅能够完成同样的功能，还能节省PCB板上的空间，最后用一个ULN2003来驱动3路PWM输出，制造随机的颜色变化。

　　

　　

　　

　　同最初的线路布局相比引脚的位置有些变化，但和Doug的设计本质上没有什么区别。
 

　　

　　

　　

　　每一段LED灯条需要连出4根引线，共阳极引线，蓝色阴极，红色阴极和绿色阴极。

　　我把所有的红色LED引脚接到一个连接器上，这样方便连接带状电缆。绿色和蓝色的LED引脚也照此办理。所有的线直接焊到连接器上，然后包上一层热熔胶。

　　把带状电缆从连接器连接到12V电源上，保证所有的LED都能工作，标记好哪一条电线对应哪一个单元。

　　4 彩虹时间

　　所有的电线接好以后可以坐下并观察颜色的变化。

　　你可以通过下面的代码调整RGB LED的颜色。

　　redNew = random（255）;

　　blueNew = random（255）;

　　greenNew = random（255）;

　　and

　　redNow = random（255）;

　　blueNow = random（255）;

　　greenNow = random（255）;

　　如果你把redNew和redNow的值都降低，那么理论上红色光的变化会减弱，而蓝绿色光的变化会更加明显。

　　最好还是自己做一次，然后亲眼看结果。

　　享受它吧！照片没有实际看起来那么好，有点可惜。

　　5 源代码

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　这里是彩虹钟的 源代码 ，基于Doug的设计，还能够自动调节白天/夜晚的发光亮度。

　　想要变更灯光变幻的速度，只需要在代码的最后改变延迟函数的值。

　　fade（redNow，redNew）

　　fade（blueNow，blueNew）

　　fade（greenNow，greenNew）

　　analogWrite（blue， blueNow）;

　　analogWrite（red， redNow）;

　　analogWrite（green， greenNow）;

　　delay（150）;

　　可以把150改成任何一个你想要的值。

　　这个代码唯一的缺点是当通过按钮调整时间的时候稍有延迟，但这不是致命的问题，因为每年只需要调节两次！