Árvore de Natal Caseira com Arduino

Natal e não tem dinheiro para comprar uma árvore do Natal. Mas tens uma placa Arduino. O que fazer ?

Já imaginou passar o natal sem uma árvore de Personalizada? Com uma placa de arduino podes fazer tudo que quiseres.

Neste artigo irei partilhar a experiência de não ter uma árvore de natal da fábrica em pleno natal. Também partilhar a experiência que tive em montar uma árvore de natal com material de sucata.

Montagem da estrutura da árvore de Natal

Primeiro tive de pensar em uma estrutura sólida semelhante a uma árvore de natal. Depois pensei em objectos que funcionariam como suporte para manter a estrutura da árvore. E por fim pensar em detalhes chamativos ( Animação luminosa).

A árvore de natal que construí foi uma estrutura plana e compacta, por isso não foi necessário muito material. Papelão (Cartolina) de caixas de cor verde, fora usadas para trazerem um visual realista. Todos sabemos que qualquer árvore (por mais que tenha flores mais coloridas) as suas folhas são de cor verde, destacando assim a árvore sendo totalmente da cor verde. Eis então a razão de utilizar-se papelão verde

O design foi feito através de cortes personalizados que trazem um aspecto de uma árvore. Este design é comummente usado e desenhos de animação para designar uma árvore. Para manter firme o layout da estrutura, uma vez que se trata de papelão e pode se dobrar por qualquer motivo a qualquer hora, foram usadas barras metálicas de alumínio. Nos quais foi fixado o papelão através de fios, passando pelos buracos das barras metálicas. Na figura abaixo, pode se apreciar o resultado de montagem da estrutura Natalícia:

Bom, como puderam notar a figura acima, a estrutura física ficou completa desse jeito. Para mim já era algo espectacular. Caros leitores devia ver a cara da minha esposa quando viu essa coisa daí. Já estava tudo para começar com os detalhes de animação catalítica.

Montagem de LEDs para animação visual

Como puderam ver no título deste artigo, em algum momento entra o arduino nesta história de árvore de natal em questão. A animação foi feita na base de efeitos de liga e desliga de vários LEDS de diferentes corres e posições na árvore. A disposição dos LEDs baseou-se nas respectivas cores em relação aos degraus de personalização da árvore.

A árvore tem quatro degraus em que o primeiro (começando de baixo para cima) composta por LEDs de cor vermelha, segundo LEDs azuis, terceiro LEDs  verdes, Quarto e último LEDs de cor Laranja. Lembrar que os degraus estão em  pares por cada e o último por estar no topo, cria uma intercepção na qual coloquei um LED  branco.

Ligação dos LEDs

Depois de montar todos LEDs é necessário lembrar que o GND do arduino assim como de qualquer sistema electrónico, é comum para todos componentes. Portanto, todos LEDs foram ligados nos seus pinos negativos em mesma porta GND do arduino. Para a concretização deste projecto foi necessário utilizar oitenta e quatro (84) LEDs de variadas cores. Os LEDs foram de uma tensão entre 2.5 a 5V por isso as de 2.5V liguei em série dois a dois. E os de 5V liguei em paralelos ao mesmo número de pares. Para quem conhece a electrónica sabe dizer que quando se ligam duas cargas em paralelo à mesma fonte, a tensão de alimentação é a mesma e divide-se a corrente. Então ligação de duas cargas em série a tensão irá se dividir entre as duas cargas e manter assim a corrente.

Já que tinha 42 LEDs para acender duas a duas usando uma sequência lógica, era necessário que tenha uma controlador que suporte pelo menos a metade dos LEDs instalados, já que estavam ligados a pares de dois. O arduino Mega foi o adequado para a concretização deste projecto. Este controlador possui 54 Portas digitais (as que nos interessa). E nós só precisávamos de um número de portas equivalente a metade no número de LEDS em questão.

Foi preciso soldar fios nos pinos positivos de cada um dos oitenta e quatro LEDs da árvore. Esses fios foram conectados de forma ascendente começando do pino 0 digital até ao pino 42 digital do arduíno. Não foi necessário utilizar resistências para criar uma queda de tensão nos LEDs devido as associações que fiz aos LEDs (Ligação dois a dois). Já o LED branco que se encontrava no top da Pirâmide, tive que associar a uma resistência de 220Ω, uma vez que este esteve ligado sozinho.

Após todas ligações, o protótipo ficou como demonstra a figura abaixo.

 

Programação do Arduino para acender e apagar os LEDs

Como sabemos, qualquer controlador lógico para efectuar as suas funções precisa de uma lógica de funcionamento pré-programada. Para este caso não foi diferente. Tive que fazer um algorítmico de funcionamento (O que aconselho que vocês façam antes de começar com um projecto). O algoritmo me abre a mente e me direccionou como o protótipo teve que funcionar. Assim já me foi fácil escrever o código fonte.

A linguagem em uso foi e sempre será o processing C do arduino. E a lógica seguida foi a de liga, desliga para ** segundo, etc.

Ao clicar o botão de Download, terá acesso ao código fonte usado para o funcionamento deste projecto.

 

 

 

 

O vídeo a seguir mostra o teste e funcionamento do projecto da árvore do natal.

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