أحد المشاريع الأولى التي يتعلمها المستخدم الذي يبدأ في عالم الإلكترونيات هو العمل باستخدام الأضواء وخاصة مع مصابيح LED. منحنى التعلم لهذا العنصر سهل للغاية وفي غضون دقائق يمكننا تحقيق أشياء رائعة مثل المصابيح الذكية أو الإشارات الضوئية أو عناصر التحقق لمشروع أكبر.
لكن في الآونة الأخيرة، بدأ المستخدمون بتعلم استخدام مصابيح LED من نوع RGB، وهو نوع أصبح شائعًا جدًا ومفيدًا للعديد من المشاريع. ولكن ما هي هذه المصابيح؟ وما هي بعض المشاريع الأكثر شيوعًا التي يمكننا تنفيذها باستخدام مصابيح LED الجديدة من نوع RGB؟
ما هو RGB LED؟
الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو جهاز رخيص وسهل الاستخدام، متوافق مع أي لوحة إلكترونية، أو حتى بدونها. من أهم مزاياه استهلاكه المنخفض للطاقة وتنوع أشكاله. على عكس المصابيح التقليدية، يمكن استخدام مصابيح LED في أجهزة مختلفة، وحتى بأشكال أخرى تختلف عن شكل المصباح التقليدي . كما أن عمر مصابيح LED أطول بكثير من الأجهزة الأخرى. فعند استخدامها كمصباح، توفر مصابيح LED ساعات إضاءة أكثر من المصابيح التقليدية؛ وعند استخدامها كجزء من شاشة، توفر وحدات البكسل LED عمرًا أطول من وحدات البكسل العادية؛ وهكذا في مختلف الأجهزة التي تستخدم هذه التقنية.
لكن في هذه الحالة، سنتحدث عن مصابيح RGB، التي تزداد شعبيتها يومًا بعد يوم. يكمن سر نجاحها في الإمكانيات التي توفرها مقارنةً بالمصابيح التقليدية. يُصدر مصباح LED القياسي لونًا واحدًا فقط، وهو أمر لا يمكننا تغييره إلا باستبدال المصباح نفسه. أما مصباح RGB LED فيُصدر الضوء بثلاثة ألوان: الأحمر والأخضر والأزرق، بالإضافة إلى توليفاتها . هذا يعني أنه يُمكن تغيير لونه حسب رغبتنا دون الحاجة إلى تغيير المصباح. تكمن ميزة مصابيح RGB LED في إمكانية تغيير لون الضوء دون تغيير المصباح، وهي ميزة عملية للغاية لا تتطلب سوى معرفة برمجية.
مكعب RGB LED لانهائي
يتضمن هذا المشروع تصميم مكعب ملون يتغير لونه تبعًا لوقت اليوم أو كل بضع ثوانٍ. مكعب LED RGB اللانهائي هو مكعب ضوئي يعمل كمصباح LED . ستكون النتيجة النهائية مزيجًا من مصباح LED RGB ولوحة أردوينو.
لبنائه تحتاج إلى 512 RGB الصمام الثنائي ، 6 بلورات ، متحكم قد يكون كذلك Arduino UNO، كابل أو بطارية لتشغيل الثنائيات وقاعدة تدعم الهيكل بأكمله. بمجرد أن نحصل على هذا ، علينا أن نوحد جميع الثنائيات بحيث تنشئ مكعبًا أو يكون لها شكل مكعب. يكمن سر بناء هذا الهيكل في ثني دبوس واحد من الصمام الثنائي بشكل عمودي على الصمام الثنائي ، مما يخلق زاوية قائمة مع الدبوس الآخر. سيكون هناك جانب واحد من المكعب ليس له أي اتصال ببعضه البعض ، ولكن سيتم توصيلهم جميعًا بصمام ثنائي RGB LED.
بعد الانتهاء من بناء الهيكل بالكامل، نحتاج إلى توصيل الأطراف المتبقية بلوحة المتحكم الدقيق . من المهم هنا ملاحظة أن كل جانب من جوانب هذا المكعب يجب أن يحتوي على 8 × 8 ثنائيات، مما يُنتج مكعبًا من مصابيح LED RGB بأبعاد 8 × 8 × 8. نقوم بتوصيل أطراف الثنائيات المتبقية باللوحة، ثم نُحمّل برنامجًا يُضيء مكعب LED تدريجيًا بألوان مختلفة. بعد تجميع كل شيء، نستخدم البلورات لإنشاء غلاف لحماية الثنائيات وتغطيتها. ستدعم القاعدة مكعب LED والغلاف الذي أنشأناه. بناء مكعب LED RGB اللانهائي هذا سهل للغاية، لكن تخصيصه أسهل . يمكنك العثور على دليل تفصيلي خطوة بخطوة لبنائه على موقع Instructables .
علامة LED RGB سهلة
هذا المشروع معروف بشكل أفضل وأكثر فائدة ولكن أيضًا أكثر صعوبة في البناء من المشروع السابق. Easy LED RGB Sign هي علامة إعلامية تم إنشاؤها باستخدام الثنائيات و Arduino. يحتاج هذا المشروع إلى 510 RGB LEDs أو يمكننا تغيير هذا لشرائط من نفس النوع. الفكرة هي بناء مستطيل 10 × 51 LEDs. سنحتاج أيضًا إلى 3 ألواح أكريليك تعمل كدعم وحامي لإشارة Easy LED RGB التي نقوم بإنشائها. 510 RGB LEDs ، كابلات للقيام بالأسلاك ، لوحة متحكم مثل Arduino UNO وبطارية لتشغيل الصمام الثنائي وكذلك لوحة Arduino.
أولًا، نحتاج إلى إنشاء الهيكل ووضع الثنائيات عليه. يمكننا القيام بذلك بأي طريقة نفضلها، ولكن من الأفضل استخدام إحدى ألواح الأكريليك كدعامة لمصابيح LED؛ نظرًا لشفافيتها، لن تكون ملحوظة في النتيجة النهائية. باستخدام سلك رفيع، نضيف الثنائيات ونوصلها بوحدة التحكم الدقيقة. بمجرد اكتمال التوصيلات، نوصل وحدة التحكم الدقيقة بالبطارية ونحمّل البرنامج المطلوب. سيؤدي البرنامج الوظيفة التالية:
- قم بتشغيل بعض المصابيح.
- سيكون لكل من هذه الثنائيات لون معين.
ستكون النتيجة إنشاء حروف أو رموز أو علامات يمكننا استخدامها في مواقف محددة. يُعد مشروع "Easy LED RGB Sign" مشروعًا شيقًا ومفيدًا للغاية، إذ يسمح لنا بإنشاء أي لافتات مضيئة نرغب بها . يمكنكم الاطلاع على المزيد من المعلومات حول بنائه في مستودع Instructables . مع ذلك، فهو ليس مشروعًا مغلقًا؛ إذ يمكننا تغيير عدد مصابيح LED أو حتى تعديل البرنامج الذي يتحكم بها لجعلها تعمل بشكل مختلف . تزداد إمكانيات المشروع عند دمج لافتة RGB LED هذه مع لوحة Arduino، مما يُمكّننا من إنشاء لافتات ذكية أو لافتات تتصل بأجهزة الكمبيوتر، على غرار اللافتات الاحترافية.
طاولة تعمل باللمس RGB بيكسل
طاولة اللمس البكسلية المزودة بمصابيح LED RGB هي مشروع ممتع يحوّل مصابيح LED إلى طاولة ألعاب بسيطة . هذا المشروع أكثر تحديًا من المشاريع السابقة، لكن تنفيذه سهل للغاية. في هذه الحالة، سنستخدم أكثر من مجرد مصابيح LED RGB ولوحة أردوينو؛ سنستخدم أيضًا مستشعرات اللمس أو مستشعرات الأشعة تحت الحمراء. لهذا، سنحتاج إلى المواد التالية:
- طاولة بسطح شفاف.
- مصفوفة من 10 × 16 RGB LEDs.
- مجموعة من مستشعرات اللمس 10 × 16 IR.
- بطاقة SD أو MicroSD لتخزين البيانات.
- وحدة بلوتوث.
- لوحة اردوينو.
- مكبر صوت ذكي مع اتصال بلوتوث.
في هذه الحالة، نحتاج إلى إنشاء عُقد أو "مفاتيح" تربط مستشعر اللمس بالدايود ، وستكون هذه هي عناصر التحكم التي نضغط عليها عند اللعب على طاولتنا. ستتمكن كل عُقدة من إرسال معلومات عند لمس اللوحة، كما ستُصدر ضوءًا. بهذه الطريقة، يُمكننا لعب تتريس، وألعاب الذاكرة البصرية، ولعبة الثعبان الكلاسيكية ، وتنس الطاولة، أو حتى إنشاء عداد بسيط باستخدام هذه الطاولة. إجمالًا، سيكون لدينا 160 عُقدة يُمكننا ترتيبها في مصفوفة 10 × 16.
سنضع هذه المصفوفة أسفل سطح الطاولة الزجاجي. يجب استبدال سطح الطاولة الزجاجي بسطح أكثر نعومة، مثل البلاستيك الأكريليكي. يتم ذلك لكي يعمل المستشعر عند الضغط عليه.
بعد تجميع كل شيء، نحتاج إلى إنشاء برنامج يعمل مع هذه المصفوفة. يمكننا استخدام ألعاب مثل تتريس أو لعبة سيمون الكلاسيكية. نُدخلها في لوحة المتحكم الدقيق ونوصل اللوحة بالمصفوفة. يمكننا إضافة صوت إلى هذا المشروع باستخدام مكبر صوت بلوتوث نوصله بمستشعر البلوتوث على لوحة المتحكم الدقيق.
هذا ملخص لمشروع طاولة اللمس المزودة بشاشات LED RGB، لكن دليلها ليس بالبساطة التي تبدو عليها . يتطلب إنشاء العقد مخططًا كهربائيًا وإنشاء عقد أصغر، وينطبق الأمر نفسه على برنامج اللعبة. هنا، غطينا فقط الأفكار الرئيسية والشكل المتوقع للمنتج النهائي. يمكنك العثور على دليل الإنشاء الكامل على هذا الرابط.
ما المشروع الذي يستحق البناء؟
تحدثنا عن ثلاثة مشاريع تستخدم مصابيح LED ثلاثية الألوان (RGB)، وهي سهلة الصنع وغير مكلفة . قد يكون الكثير منكم قد لاحظ استخدامنا لكميات كبيرة من هذه المصابيح، ولكن تجدر الإشارة إلى أن سعرها منخفض للغاية، لدرجة أن هذه الكمية الكبيرة لا تكلف سوى بضعة يورو. لكل مشروع ميزاته وخصائصه الفريدة. أنصحكم شخصيًا بإكمال المشاريع الثلاثة . ابدأوا ببناء مكعب الإضاءة، ثم اللوحة المضيئة، وأخيرًا طاولة اللعب. الترتيب مهم لأننا ننتقل من مشروع بسيط إلى آخر أكثر تعقيدًا. على أي حال، بعد إنجاز هذه المشاريع الثلاثة، ستكون النتيجة واحدة: ستتقنون استخدام هذه المصابيح. أي مشروع أعجبكم أكثر؟