CN109119019A - 基于Arduino平台的炫彩闪光棒系统 - Google Patents

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孙文生
段奇甫
张馨予
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    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
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Abstract

本发明公开了一种基于Arduino平台的炫彩闪光棒系统，包括升压电路、ATTiny85控制电路、全彩LED和USB接口。所述ATTiny85分别与升压电路、LED灯带和USB接口及其他配件相连接。本发明的有益效果是：采用8脚ATTiny85作为主控，其1号管脚为软件烧写复位端，2号管脚连接10USB接口2号数据端，3号管脚连接USB接口3号数据端，4号管脚接地，5号管脚连接6震动感应器，6号管脚接9全彩LED数据输入端，7号管脚连接8按键开关，8号管脚连接4升压电路输出端，充分利用各管脚，电路简洁，焊接制作容易。同时，使用SK6812全彩色LED作为显示部分，实现多彩显示。采用1.5V‑5V升压电路，一节1.5V电池即可正常工作，降低了摇摇棒的体积和重量，提升了便携性和使用体验。

Description

基于Arduino平台的炫彩闪光棒系统
技术领域
本发明涉及一种智能硬件，尤其涉及一种基于Arduino平台智能硬件。
背景技术
目前市场上出现了一些可以手持摇动发光形成图案的摇摇棒，它外形类似棍子，通过内部按钮和手持摇动的控制能够有规律的发光，左右摇动起到了扫描的作用，由于视觉暂留现象使人眼能看到一幅完整的画面，形成颜色、形状各异的图案。已有摇摇棒的主控芯片多为各类51单片机。51单片机管脚数量远超实际需求，造成大量端口浪费，焊接难度大大增加。已有灯珠多为普通单色LED灯，颜色单一乏味，不能满足多种场合需求。同时，由于灯珠及其它器件的工作电压多为5V，目前解决方案为3节1.5V干电池共同供电或蓄电池供电，棒体重量和体积大大增加，便携性和使用体验下降。
发明内容
有鉴于此，我们设计了一种利用1节1.5V干电池供电，采用24位数字量精确控制RGB色彩显示，基于Arduino平台的炫彩闪光棒，主要包括：主控电路、显示部分、升压电路、USB接口。
如图1所示，采用了ATTiny85作为主控电路芯片。ATTiny85芯片的1号管脚为软件烧写复位端，2 号管脚连接10USB接口的2号数据端，3号管脚连接USB接口的3号数据端，4号管脚接电源地，5号管脚连接6震动感应器，6号管脚接9全彩色LED数据输入端，7号管脚连接8按键开关，8号管脚连接4升压电路的VCC输出端。使用SK6812全彩色LED灯珠作为显示部分，采用多个全彩色LED灯珠首尾串联成9全彩LED灯带后，9全彩LED灯带首端与ATTiny85芯片连接，灯带末端接地，通电后实现了全彩色的炫彩效果，可呈现多种五彩缤纷的图案，趣味十足，效果更好。使用USB接口实现软件烧写，将编译后的程序和数据输入并存储在2ATTiny85芯片中。采用1.5V-5V升压电路对干电池进行升压。升压电路产生的5V电压对ATTiny85主控芯片、全彩LED灯带及其他部分共同供电，摒弃了传统3节干电池共同供电的供电模式，仅保留一节干电池即可正常使用，促使供电系统轻质化、便捷化。
如图2所示，在结构方面，本发明公开的炫彩闪光棒系统中，棒体前半段采用16个SK6812全彩色LED 灯珠串联作为闪光棒显示部分，主控和按键置于棒体中部，将震动感应传感器置于棒体的末端，闪光棒的把手部分内置电池盒与一节5号干电池，棒体底部为USB接口。
【有益效果】本发明公开的炫彩闪光棒系统中
由于使用的ATTiny85主控芯片为价廉易得，焊接容易的8脚IC。避免了端口浪费，使整个电路变得简洁，焊接制作变得容易。
由于可使用Arduino编译，降低了开发难度和门槛，可推广为中小学教学套件。
由于使用SK6812LED灯珠作为显示部分。其可以实现24位数字量控制单个灯珠RGB的全彩显示，更加生动有趣。其可以串联成灯带后使用，节省端口，降低焊接难度。
由于采用1.5V-5V升压电路，实现仅一节1.5V干电池即可正常供电，降低了闪光棒的体积和重量，增强了实用性和便携性。
总之，本发明所公开的系统具有成本低廉，焊接难度低，开发门槛低，全彩生动显示，1节干电池供电，体积重量小，便携实用的特点。
附图说明
图1内部电路结构原理图
图2炫彩闪光棒结构设计图
具体实施方式
用户模式：
步骤一：图2中6电源开关打开，电源灯亮起，干电池提供1.5V电压，通过4升压电路升压，在4 升压电路末端输出VCC电压值为5V。
步骤二：5V的VCC开始对2ATTiny85芯片及1串联的全彩LED灯带等器件进行供电。LED灯珠亮起，根据已编译程序，闪光棒开始运行。
步骤三：晃动棒体，3振动检测传感器感应振动频率，传输到2ATTiny85芯片，主控芯片根据已有编译及频率控制炫彩灯珠，特定的炫彩图案出现。
步骤四：按动5显示切换按键切换已存储的多种图案并重复步骤三，趣味多彩。
步骤五：使用完成后关闭6电源开关即可。
开发者模式：
步骤一：电脑端启动Arduino IDE，编写好程序，点击上传按钮。
步骤二：开发者用USB线连接闪光棒的7USB接口，闪光棒进入开发者模式。
步骤三：闪光棒与电脑端进行通信，通过7USB接口将编译后程序和数据存储在2ATTiny85芯片中。
步骤四：电脑端提示程序烧写成功，将7USB接口与电脑端断开。
步骤四：可按用户模式中检验新软件的效果。

Claims (6)

1.一种基于Arduino平台的炫彩闪光棒系统，包括：升压电路、ATTiny85控制电路、LED全彩灯珠和USB接口。本发明采用8管脚的ATTiny85作为主控芯片，其1号管脚为软件烧写复位端，2号管脚连接10USB接口的2号数据端，3号管脚连接USB接口的3号数据端，4号管脚接电源地，5号管脚连接6震动感应器，6号管脚接9全彩色LED数据输入端，7号管脚连接8按键开关，8号管脚连接4升压电路的输出端，充分利用各个管脚，使电路简洁，焊接更容易。使用SK6812全彩色LED灯珠作为显示部分，实现多彩显示，更加生动有趣。使用Arduino IDE集成开发环境，降低了开发难度和门槛。采用1.5V-5V升压电路，一节1.5V干电池即可正常使用，降低了炫彩闪光棒的体积和重量，便携性和使用体验大大提升。在结构方面，本发明公开的炫彩闪光棒系统中，棒体前半段采用16个SK6812全彩色LED灯珠串联作为闪光棒的显示部分，主控和按键置于棒体中部，将震动感应传感器置于棒体的末端，闪光棒的把手部分内置电池盒与一节5号干电池，棒体底部为USB接口。
2.根据权利要求1所述的一种基于Arduino平台的炫彩闪光棒系统，其特征在于：采用8管脚的ATTiny85作为主控芯片，避免端口浪费，降低焊接难度。
3.根据权利要求1所述的一种基于Arduino平台的炫彩闪光棒系统，其特征在于：使用SK6812全彩色LED灯珠作为显示部分，实现多彩显示。
4.根据权利要求1所述的一种基于Arduino平台的炫彩闪光棒系统，其特征在于：采用1.5V-5V升压电路，一节1.5V干电池即可正常使用。
5.根据权利要求1所述的一种基于Arduino平台的炫彩闪光棒系统，其特征在于：使用Arduino IDE编译，降低了开发难度和门槛。
6.根据权利要求1所述的一种基于Arduino平台的炫彩闪光棒系统，其特征在于：结构上，棒体前半段采用16个SK6812全彩色LED灯珠串联作为闪光棒的显示部分，主控和按键置于棒体中部，将震动感应传感器置于棒体的末端，闪光棒棒的把手部分内置电池盒与一节5号干电池，棒体底部为USB接口。
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