Halloween 2019 - Der Kürbis erwacht wieder

 

Hallo AZ-Community,

 

die Tage werden kürzer, die Nächte länger, die Bäume ziehen Ihr Herbstkostüm an.

Es ist die Zeit der Ernte und des Blätterfalls. Und pünktlich am 31. Oktober feiern viele die Amerikanisierte Version des Irischen "All Hallows’ Eve" - besser bekannt als "Halloween".

In diesem Jahr haben wir keine Kosten und Mühen gescheut, und in penibelster Handarbeit einen echten Kürbis ausgehöhlt, und so lange daran herumgeschnitzt, bis er unserem Ton-Kürbis-Kopf aus dem letzten Jahr zum verwechseln ähnlich sieht. ;)

Diesen haben wir mit einem RGB-LED-Ring ausgestattet, welcher das Flackern einer kleinen, warmen Flamme simulieren soll.

Desweiteren haben wir einen Infrarot-Bewegungsmelder angeschlossen. Sollte sich nun jemand dem Kürbis näheren, sollen die Farben für einige Sekunden von einem gemütlichen Rot/Gelb-Ton auf einen unnatürlich-gruseligen Blauton wechseln.

Für die Umsetzung benötigen wir folgende Teile:

1x AZ-Delivery Nano V3 (Link zum Shop)
1x AZ-Delivery RGB LED Ring (Link zum Shop)
1x AZ-Delivery PIR Bewegungsmelder (Link zum Shop)

🎃🎃🎃 Alle 3 oben gelisteten Bauteile bieten wir für kurze Zeit auch als Set zum Sonderpreis an. (unser Halloween Spar-Angebot im Shop) 🎃🎃🎃

1x Ausreichend dimensioniertes 5V Netzteil
1x Elektrolyt Kondensator 1000 µF

 

Hier die Verbindungen:

Nano V3 RGB Ring PIR Sensor Nethteil Elko
VIN VIN VIN + +
GND GND GND - -
D5 DIN
D4 OUT

 

Nachdem alle Verbindungen hergestellt wurden, fehlt noch der Code den wir auf unseren Nano V3 hochladen müssen. Damit dieser Funktioniert, muss die FastLED Bibliothek installiert sein. (Link zur FastLED GitHub Seite)

 

#include <FastLED.h>

#define LED_PIN     5
#define COLOR_ORDER GRB
#define CHIPSET     WS2812B
#define NUM_LEDS    12

#define BRIGHTNESS  64
#define FRAMES_PER_SECOND 60

bool gReverseDirection = false;

CRGB leds[NUM_LEDS];

// Fire2012 with programmable Color Palette
//
// This code is the same fire simulation as the original "Fire2012",
// but each heat cell's temperature is translated to color through a FastLED
// programmable color palette, instead of through the "HeatColor(...)" function.
//
// Four different static color palettes are provided here, plus one dynamic one.
//
// The three static ones are:
//   1. the FastLED built-in HeatColors_p -- this is the default, and it looks
//      pretty much exactly like the original Fire2012.
//
//  To use any of the other palettes below, just "uncomment" the corresponding code.
//
//   2. a gradient from black to red to yellow to white, which is
//      visually similar to the HeatColors_p, and helps to illustrate
//      what the 'heat colors' palette is actually doing,
//   3. a similar gradient, but in blue colors rather than red ones,
//      i.e. from black to blue to aqua to white, which results in
//      an "icy blue" fire effect,
//   4. a simplified three-step gradient, from black to red to white, just to show
//      that these gradients need not have four components; two or
//      three are possible, too, even if they don't look quite as nice for fire.
//
// The dynamic palette shows how you can change the basic 'hue' of the
// color palette every time through the loop, producing "rainbow fire".

CRGBPalette16 gPal;

void setup() {
  pinMode (4, INPUT);
  delay(3000); // sanity delay
  FastLED.addLeds<CHIPSET, LED_PIN, COLOR_ORDER>(leds, NUM_LEDS).setCorrection( TypicalLEDStrip );
  FastLED.setBrightness( BRIGHTNESS );

  // This first palette is the basic 'black body radiation' colors,
  // which run from black to red to bright yellow to white.
  gPal = HeatColors_p;

  // These are other ways to set up the color palette for the 'fire'.
  // First, a gradient from black to red to yellow to white -- similar to HeatColors_p
  //   gPal = CRGBPalette16( CRGB::Black, CRGB::Red, CRGB::Yellow, CRGB::White);

  // Second, this palette is like the heat colors, but blue/aqua instead of red/yellow
  //   gPal = CRGBPalette16( CRGB::Black, CRGB::Blue, CRGB::Aqua,  CRGB::White);

  // Third, here's a simpler, three-step gradient, from black to red to white
  //   gPal = CRGBPalette16( CRGB::Black, CRGB::Red, CRGB::White);

}

void loop()
{
  if (!digitalRead(4)) {
    gPal = HeatColors_p;
  } else {
    gPal = CRGBPalette16( CRGB::Black, CRGB::Blue, CRGB::Aqua,  CRGB::White);
  }
  // Add entropy to random number generator; we use a lot of it.
  random16_add_entropy( random());

  // Fourth, the most sophisticated: this one sets up a new palette every
  // time through the loop, based on a hue that changes every time.
  // The palette is a gradient from black, to a dark color based on the hue,
  // to a light color based on the hue, to white.
  //
  //   static uint8_t hue = 0;
  //   hue++;
  //   CRGB darkcolor  = CHSV(hue,255,192); // pure hue, three-quarters brightness
  //   CRGB lightcolor = CHSV(hue,128,255); // half 'whitened', full brightness
  //   gPal = CRGBPalette16( CRGB::Black, darkcolor, lightcolor, CRGB::White);


  Fire2012WithPalette(); // run simulation frame, using palette colors

  FastLED.show(); // display this frame
  FastLED.delay(1000 / FRAMES_PER_SECOND);
}


// Fire2012 by Mark Kriegsman, July 2012
// as part of "Five Elements" shown here: http://youtu.be/knWiGsmgycY
////
// This basic one-dimensional 'fire' simulation works roughly as follows:
// There's a underlying array of 'heat' cells, that model the temperature
// at each point along the line.  Every cycle through the simulation,
// four steps are performed:
//  1) All cells cool down a little bit, losing heat to the air
//  2) The heat from each cell drifts 'up' and diffuses a little
//  3) Sometimes randomly new 'sparks' of heat are added at the bottom
//  4) The heat from each cell is rendered as a color into the leds array
//     The heat-to-color mapping uses a black-body radiation approximation.
//
// Temperature is in arbitrary units from 0 (cold black) to 255 (white hot).
//
// This simulation scales it self a bit depending on NUM_LEDS; it should look
// "OK" on anywhere from 20 to 100 LEDs without too much tweaking.
//
// I recommend running this simulation at anywhere from 30-100 frames per second,
// meaning an interframe delay of about 10-35 milliseconds.
//
// Looks best on a high-density LED setup (60+ pixels/meter).
//
//
// There are two main parameters you can play with to control the look and
// feel of your fire: COOLING (used in step 1 above), and SPARKING (used
// in step 3 above).
//
// COOLING: How much does the air cool as it rises?
// Less cooling = taller flames.  More cooling = shorter flames.
// Default 55, suggested range 20-100
#define COOLING  55

// SPARKING: What chance (out of 255) is there that a new spark will be lit?
// Higher chance = more roaring fire.  Lower chance = more flickery fire.
// Default 120, suggested range 50-200.
#define SPARKING 120


void Fire2012WithPalette()
{
  // Array of temperature readings at each simulation cell
  static byte heat[NUM_LEDS];

  // Step 1.  Cool down every cell a little
  for ( int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    heat[i] = qsub8( heat[i],  random8(0, ((COOLING * 10) / NUM_LEDS) + 2));
  }

  // Step 2.  Heat from each cell drifts 'up' and diffuses a little
  for ( int k = NUM_LEDS - 1; k >= 2; k--) {
    heat[k] = (heat[k - 1] + heat[k - 2] + heat[k - 2] ) / 3;
  }

  // Step 3.  Randomly ignite new 'sparks' of heat near the bottom
  if ( random8() < SPARKING ) {
    int y = random8(7);
    heat[y] = qadd8( heat[y], random8(160, 255) );
  }

  // Step 4.  Map from heat cells to LED colors
  for ( int j = 0; j < NUM_LEDS; j++) {
    // Scale the heat value from 0-255 down to 0-240
    // for best results with color palettes.
    byte colorindex = scale8( heat[j], 240);
    CRGB color = ColorFromPalette( gPal, colorindex);
    int pixelnumber;
    if ( gReverseDirection ) {
      pixelnumber = (NUM_LEDS - 1) - j;
    } else {
      pixelnumber = j;
    }
    leds[pixelnumber] = color;
  }
}

 

Über die 2 Potis am Bewegungssensor können wir einstellen wie empfindlich der Sensor reagiert, und wie Lange der Ausgangspin das HIGH Signal ausgibt.

 

Der Kürbis leuchtet Rot bis Orange:

Kürbis mit normalen farben.

Sobald eine Bewegung festgestellt wird, wechselt die Farbe auf Blau:

Unnatürlich blaues Licht.

 

 

Natürlich sind auch andere Farben möglich. Wir sind schon gespannt auf eure schaurigen Kreationen.

 

Wir wünschen euch viel Spaß beim nachbauen, und verabschieden uns bis zum nächsten Beitrag.

Euer Moritz Spanger

Nachtrag: 2 Fehler im Quellcode korrigiert. Danke an Heiko Schütz für den Hinweis 👍

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Kommentar

Steffen Dünnebier - November 4, 2019

Das mit dem Extra-5V-Netzteil ist eigentlich alles überflüssig. Man kann das direkt über Mini-USB und Handynetzteil oder eine Powerbank stecken und die beiden externen Teile PIR und RGB-LED dann an +5V der Nanoplatine anlöten. Habe die Powerbank mit in den Kürbis gelegt, lief stundenlang super. Alles mit 5V an Vin anbringen ist eh eigentlich falsch. Vin geht auf der Nanoplatine an einen LM1117 LDO Spannungsregler der am Ausgang 5V liefert, laut Schaltung Arduino Nano. Also müsste/könnte man da auch eine höhere Spannung >6V anschliessen. Es funktioniert aber trotzdem irgendwie anscheinend auch so, weil der LM Spannung wegnimmt und dann ja alles auch mit 3,3V läuft.

Rainer - Oktober 31, 2019

Tolles Projekt, meine Tochter ist begeistert – vielen Dank!
Hat auf anhieb funktioniert.
Zur Zeit versuche ich noch beim Code “durchzublicken” um unsere eigenen Farben zu programmieren :-)

Wolfgang - Oktober 31, 2019

Guten Abend zusammen
Ich habe den Kürbis jetzt auch in Betrieb genommen. Nur reagiert mein PIR nicht wie er soll. Es gibt undefiniert hin und wieder einen Signalwechsel. sollte ich bei diesem Teil auf irgendetwas besonders achten?
Ansonsten arbeitet alles wie erwartet. Tolle Idee

KaiR - Oktober 29, 2019

Ich habe mal einen Streifenraster Bauplan eingestellt.

Foto: https://pekaru.de/bilder/halloween/lr-0.jpg
Lochraster Oberseite: https://pekaru.de/bilder/halloween/lr-1.jpg
Lochraster Unterseite: https://pekaru.de/bilder/halloween/lr-2.jpg
Lochraster S/W: https://pekaru.de/bilder/halloween/lr-3.jpg

Der 470Ω Widerstand ist nicht unbedingt nötig, eher eine zusätzliche Sicherheit gegen Überspannung am Signalanschluss.
Zum Anschluss eines Netzteils ist eine Einbaubuchse hilfreich. Im Bild ist eine mit folgenden Maßen zu sehen: Ø außen: 6,3 mm, Ø innen: 2,5 mm. Im Plan ist die Buchse
durch die drei Punkte gekennzeichnet.

Die zwei Buchsenleisten dienen als Sockel für den Arduino Nano, sodass man ihn nicht festlöten muss und als Anschluss für den LED Kreis und den Bewegungsmelder (Dupont-Stecker). Ich habe zwei 20 PIN Buchsenleisten verwendet. Die drei gelben “Balken” kennzeichnen die Stellen, an denen man die Leiterbahnen unterbrechen muss.

Bei dem PIR habe ich auf der Arduino Seite die Reihenfolge der Kabel (Data und +) vertauscht, damit das Verbinden der Leiterbahnen auf der Streifenrasterplatine etwas einfacher wird.

Das Teil ist recht kompakt (im Plan ist die Platine breiter als notwendig, wegen der Beschriftung) und sollte in die meisten Kürbisse passen ;-)

Bis Halloween ist es nicht mehr lang, aber vielleicht kann das ja trotzdem jemand brauchen.

Heiko Schütz - Oktober 29, 2019

@Tim:

Die Meldung “’pragma message…” kannst du ignorieren – das ist nur eine Anweisung an den Compiler, einen Text auszugeben, in diesem Fall die Versionsnummer der FastLED-Bibliothek.

Zu den Fehlern bzgl. BRIGHTNESS und COOLING:

Die beiden werden hier definiert:

Zeile 8: #define BRIGHTNESS 64
Zeile 126: #define COOLING 55

Vielleicht hast du da oder in den beanstandeten Zeilen 48 und 141 noch irgendwelche (im Editor unsichtbaren) Zeichen vor oder nach BRIGHTNESS bzw. COOLING stehen – darauf könnte hindeuten, dass du ja wohl auch mit dem Stray-Error (302…) zu tun hattest. Dort dürfen nur Leerzeichen sein (Space bzw. Tabulatoren). Wenn du keinen Editor hast, der dir Steuerzeichen o.ä. anzeigt, lösche im Zweifelsfall alle Zeichen vor und nach BRIGHTNESS/COOLING von Hand – inklusive dem vorigen oder nächsten Zeichen.

Ich meine folgendes, als Beispiel: in Zeile 8 lösche alles von einschließlich “e” am Ende von “define” bis einschließlich “B” am Beginn von "BRIGHTNESS"und tippe “e” Leerzeichen “B” neu ein, genauso ersetze “S” bis “6” mit einem neu eingetippten “S 6”. Das gleiche dann für COOLING in Zeile 126 und auch in den beiden Zeilen 48 und 141, die der Compiler in den Fehlermeldungen nennt.

Irgendwas ist da wohl beim Kopieren mit den Zeichensatz-Kodierungen ANSI und UTF-8 schiefgegangen.

Warum FastLED.h als doppelt angemeckert wird, erschließt sich mir nicht. Die Arduino-Bibliotheken sind unter Windows normalerweise installiert in c:\users\BENUTZERNAME\Documents\Arduino – im Explorer i.d.R. unter dem Namen “Dokumente” zu finden. Der Pfad ist in der Arduino-IDE eingetragen unter dem Menü Datei → Voreinstellungen im Reiter “Einstellungen” als Sketchbook-Speicherort. Da gibt es für die Bibliotheken ein Unterverzeichnis “libraries” und da sollte nach erfolgreicher Installation über den Arduino-Bibliotheksverwalter ein Verzeichnis “FastLED” zu finden sein; dort befindet sich neben einigen anderen eine Datei “FastLED.h”. Woanders in dem Arduino-Verzeichnis sollte sich keine Kopie der Datei befinden – es sollte also auch nur ein FastLED-Verzeichnis geben (manchmal macht man ja durch versehentliches Ziehen mit der Maus eine Kopie).

Ich hoffe, das hilft dir weiter – es ist natürlich hier im Blog durch das Freischalten der Antworten und die damit verbundenen Zeitverzögerungen recht mühsam, Hilfe zu geben. :-(

Tim - Oktober 29, 2019

hallo
ich finde das projekt toll wären da nicht die fehler
Jetzt habe ich die blöden 302 erros raus und jetzt bekomme ich das

In file included from C:\Users\frogg\Documents\Arduino\grblUpload\grblUpload.ino:1:0:

C:\Users\frogg\Documents\Arduino\libraries\FastLED/FastLED.h:14:21: note: #pragma message: FastLED version 3.003.002

pragma message “FastLED version 3.003.002” ^

C:\Users\frogg\Documents\Arduino\grblUpload\grblUpload.ino: In function ‘void setup()’:

grblUpload:48:26: error: ‘BRIGHTNESS’ was not declared in this scope

FastLED.setBrightness( BRIGHTNESS ); ^

C:\Users\frogg\Documents\Arduino\grblUpload\grblUpload.ino: In function ‘void Fire2012WithPalette()’:

grblUpload:141:44: error: ‘COOLING’ was not declared in this scope

heat[i] = qsub8( heat[i], random8(0, ((COOLING * 10) / NUM_LEDS) + 2)); ^

Mehrere Bibliotheken wurden für “FastLED.h” gefunden
‘BRIGHTNESS’ was not declared in this scope

ich bin ein anfänger in dem bereich hat jemand eine idee

danke

Heiko Schütz - Oktober 28, 2019

@Karsten Stock:

Zum “stray”-Error gibt es hier sogar einen eigenen Beitrag im Blog: https://www.az-delivery.de/blogs/azdelivery-blog-fur-arduino-und-raspberry-pi/kodierungsfehler-schnell-beheben.

Da sind wohl irgendwelche ungültigen Unicode-Zeichen in den Code gekommen. Probier mal, ob der Blog-Beitrag hilft. Man findet sonst auch viel im Web (Suche nach “arduino stray error” o.ä.).

KaiR - Oktober 28, 2019

@Karsten Stock: Wahrscheinlich hast du unter Werkzeuge/Boards das falsche Board ausgewählt. Es muss Arduino “Nano” sein, mit der Einstellung “old Bootloader”, sofern der “Arduino” von AZ-Delivery ist und man ihn out of the Box benutzen will.

Eine weitere Fehlermöglichkeit wäre, dass du zwei *.ino Dateien in einem Verzeichnis hast.

ROlf - Oktober 28, 2019

Hallo,
habe die Schaltung nachgebaut und das Programm geladen.
Erstes Problem. Es muss der „alte“ Bootloader beim Chip gewählt werden.
Zweites Problem. Keine Funktion. Erst nachdem ich die Anzahl der LEDs im Programm auf 12 gestellt habe läuft alles.
Habe mich dann sofort ans Kürbis schnitzen gemacht.
Happy Halloween.

Andi - Oktober 28, 2019

Schade, dass es keinen Schaltplan via fritzing gibt.
Weiter ist es sehr schade, dass man den Elko nicht bei az-delivery bekommt.
Leider habe ich keinen Elko mit 1000yf zuhause rum liegen.
Liebe Grüße
Andi

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