Kaimynystės platūs sinchronizuoti šviesos diodai: 5 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Turėjau keletą belaidžių LED juostų, kurias, maniau, galėčiau išleisti atostogoms. Bet mano kieme jie taip pat galėjo būti prijungti. Taigi, koks yra šaunesnis iššūkis? LED dekoracijos visuose mano kvartalo namuose su sinchronizuotu ekranu! Šiais beprotiškais metais tai yra būdas mus sujungti.

Tai yra ESP8266 maitinamos LED sruogos ir prijungtos prie „WiFi“tinklo, todėl visos tuo pačiu metu rodo tą patį animacijos sekos žingsnį. Kadangi prisijungimui jie naudoja tinklo kodą, jie gali būti kelių namų atstumu, o pranešimai perduodami iš mazgo į mazgą.

Jie veikia 5 voltais, o aš naudojau maitinimo adapterius, tačiau jie kurį laiką gali veikti ir su USB baterijomis. Taigi jie yra nešiojami, valdo savo „WiFi“tinklą, kuris nėra prijungtas prie interneto, ir gali paleisti tinklą.

Visi mūsų kaimynai džiaugėsi turėdami šią bendrą dekoraciją, ir tikrai malonu matyti, kaip visi jie eidami gatve rodo tą patį ekraną. Turiu keletą nuotraukų, kuriose yra keletas priešais mano namą atliekamų bandymų, tačiau fotografuoti gatvėje buvo tikrai sunku.

1 žingsnis: dalys

ESP8266 D1 Mini - naudojau D1 Mini modulius, nes man tereikia vieno šviesos diodų įvesties/išvesties kaiščio. Šis projektas galėtų būti atliktas be litavimo, naudojant tokį terminalo ekraną ir kitą ESP8266 modulį. Yra „D1 Mini“versija su geresne antena - „D1 Mini Pro“. Jame yra keraminė antena ir U. FL jungtis išorinei antenai, tačiau išorinei antenai reikia perkelti 0 omų paviršiaus tvirtinimo varžą. Daugiau diskusijų vėliau.

WS2811 LED sruogos - naudojau WS2811 sruogas, nes jos yra atsparios vandeniui (išskyrus JST jungtis) ir su jomis lengva dirbti. WS2812b „Neopixel“juostelėms būtų naudojamas tas pats kodas ir tt. Aš naudojau 5 V, bet jūs galite juos gauti 12 V (naudokite mažiau srovės) - tada jums reikės įtampos keitiklio, skirto ESP8266. Jei norite, taip pat galite įsigyti WS2811 LED sruogas su vandeniui atspariomis jungtimis. Mano naudojamų šviesos diodų sruogų abiejuose galuose yra JST SM jungtys - įvestis yra moteriška, nors aš mačiau jas prijungtas kitu būdu (vyriškas kaip įvestis). Kryptis taip pat pažymėta ant pačių šviesos diodų. Taip pat yra elektros įpurškimo laidų - nuplėšiau galus, kad alavuotos dalys negalėtų sutrumpėti. Taip pat galite juos nusipirkti pakuotėse po 10.

330 omų 1/4 vatų rezistorius - jis naudojamas prie ESP8266 duomenų kaiščio, kad būtų išvengta bet kokio šviesos diodų mirgėjimo.

JST SM 3 kontaktų vyriška jungtis - tai jungtis prie LED juostų. Atminkite, kad „vyriška“jungtis turi gaubtą.

2,1 mm CCTV moterų jungtis - jie naudojami maitinimo jungčiai. Jei norite, galite naudoti kitą jungčių sistemą.

5 V maitinimo šaltinis - stiprintuvo galia priklauso nuo to, kiek šviesos diodų turėsite. 2A lemputė tikriausiai tinka 50 ar 100 šviesos diodų, kurie niekada nėra visiškai įjungti (daugiau informacijos rasite laidų prijungimo žingsnyje).

JST SM 3 kontaktų prailginimo laidas arba 2,1 mm prailginimo laidas - kadangi „D1 Mini“JST jungtis yra arti šviesos diodų, paprastai norite, kad ilgintuvas leistų šviesos diodus pastatyti toliau nuo procesoriaus. Mano atveju galiausiai iškėliau procesorių aukščiau, kad gaučiau geresnį „WiFi“diapazoną, todėl laikiau procesorių šalia šviesos diodų ir vietoj to naudoju 2,1 mm prailginimo laidą.

Kabelis nuo USB iki 2,1 mm - tai neprivaloma - leidžia maitinti grandinę iš bet kurio USB šaltinio ar baterijos.

3 mm termiškai susitraukiantis vamzdelis - jums reikia tik apie 1 colio, kad padengtumėte „D1 Mini“rezistorių.

20 mm skaidrus termiškai susitraukiantis vamzdelis - tai iš dalies neprivaloma, norint apsaugoti „D1 Mini“jungtis. Įsitikinkite, kad uždėję aplink atstatymo jungiklį, jei vamzdelis suspaudžia jungiklį.

Neperšlampama dėžutė - apsaugoti maitinimo šaltinį ir procesorių lauke. Dauguma mano kaimynų tiesiog naudojo plastikinius maišelius.

1/2 EMT vamzdis - 29 colių gabalas tinka saldainių lazdelės formai - aš jį naudoju 4 užtrauktukais. Aš bandžiau 1/2 colio PVC, ir jis tinka, bet liečia abiejų pusių šviesos diodus.

3/8 colio x 3 colių armatūra - kai EMT pritvirtinama prie formos, galite įmušti armatūrą į žemę ir uždėti ant jos EMT vamzdį. 1/2 colio armatūra tiks, bet reikės nupjauti sulenktos dalys ir jis yra arti - jei jis bus suplotas ar kažkas panašaus į jį, jis bus labai įtemptas. Taigi, 3/8 greičiausiai lengvai išvalys vidinį EMT vamzdžio skersmenį.

„Candy Cane“forma - žr. Žingsnį, galite pasidaryti figūrą, apklijuoti ją ant krūmo arba naudoti tokią formą.

2 žingsnis: valdiklio surinkimas

Valdiklį sudaro „D1 Mini“(ESP8266), 2,1 mm CCTV maitinimo lizdas, 330 omų rezistorius ir 3 kontaktų JST jungtis.

Šio projekto prielaida yra ta, kad naudosite 50–100 šviesos diodų. Jei norite naudoti daugiau, visiems šviesos diodams maitinti turėsite naudoti energijos įpurškimą. Norėdami pamatyti gilesnę diskusiją šiuo klausimu, žiūrėkite šį kitą „Instructable“.

Su 50 šviesos diodų, kurie yra visiškai balti, jie pritrauktų 50 x 0,06A = 3 amperus. Taigi, naudojant 2A adapterį, darome prielaidą, kad jie niekada nebus visiškai įjungti. 100 šviesos diodų maksimali vertė yra 6A, todėl dar labiau reikia pasirūpinti, kad vienu metu būtų įjungti tik keli. Net su 100 šviesos diodų, kurių kiekvienas yra 0,02 A, mes naudojame 2 amperus. Taigi, rekomenduojamas didesnės srovės maitinimo šaltinis, nors ekranus sureguliavau taip, kad jie nenaudotų visų šviesos diodų ar spalvų vienu metu, juos labai pritemdžiau ir pradėjau nuo 2A maitinimo šaltinių su didesniais. Tai puikus straipsnis apie energijos poreikių mažinimą.

330 omų rezistorius su duomenų laidu yra skirtas apsaugoti nuo mirgėjimo nuo elektroninio skambėjimo, nes duomenys yra gana aukšto dažnio. Tai daugiau veiksnys, turintis daug šviesos diodų, tačiau gera praktika jį pridėti.

Aš tiesiogiai lituojau rezistorių prie „D1 Mini“, bet palikau maždaug 1/8 colio laido virš plokštės, kad galėčiau juos sulenkti. Aš panaudojau maždaug 1 colio 3 mm šilumos susitraukimą ant rezistoriaus, kad jis netrumpėtų lenta.

Aš naudoju 20 mm skaidrų susitraukimą, kad apsaugočiau D1 Mini nuo prisilietimo prie metalo ir pan. Būtinai patikrinkite šoninį atstatymo jungiklį - gali tekti šiek tiek sumažinti šilumos susitraukimą, kad įsitikintumėte, jog jis nespaudžia jungiklio. Man to reikėjo visiems.

Atkreipkite dėmesį, kad, regis, man nereikėjo lygio perjungiklio iš 3,3 V ESP8266 išėjimų ir šviesos diodų, veikiančių 5 V įtampa (nes LED mikroschemų specifikacija turi turėti ne mažiau kaip 70% tiekimo duomenų linijos). Man reikėjo diodo/aukojimo šviesos diodo ankstesniuose projektuose (3 žingsnis) su WS2812b juostelėmis, tačiau tiesioginiai WS2811 lustai šviesos dioduose kol kas atrodo gerai.

Tai galite padaryti be litavimo! ESP8266 terminalo skydas su kitu procesoriumi veiktų taip pat gerai. „D1 Mini“formos faktorius yra gražus ir mažas, tačiau jie visi veikia maždaug vienodai.

3 žingsnis: formos

Šviesos diodų sruogos gali būti laisvos formos arba galite jas formuoti - pasidaryk pats arba iš internetinės parduotuvės. Aš užsisakiau keletą formų iš „HolidayCoro“- keletą mažų LED medžių, kojinių ir saldainių. Į kojinę gražiai paėmė 50 šviesos diodų - vienos sruogos ilgio. Mažas medis užima 100 šviesos diodų, tačiau, jei norite, galite padaryti tik pusę - į gatvę. Galų gale saldainiai buvo kaimynų mėgstamiausi, nes jie buvo šiek tiek didesni. 99 šviesos diodai, o paskutinį palikau gale su mintimi, kad jis galėtų būti naudojamas derinimui.

Kadangi formos buvo baltos, nusprendėme ant jų nupiešti raudonas juosteles, kad dienos metu jos atrodytų geriau. Aš juos užmaskavau, greitai padariau smulkų smėlį, nuvalyčiau acetonu (viso stiprumo nagų lako valiklis) ir panaudojau du sluoksnius purškiamų dažų, kurie veikia ant plastiko. Atrodė, kad gerai laikosi. Mes daugiausiai tai darėme vienoje pusėje, o keli - kitoje pusėje porai namų, kuriuose buvo 2 iš jų.

4 žingsnis: kodas ir „WiFi“

„D1 Mini“naudoja „Espressif ESP8266“modulį. Aš jį užprogramavau naudodamas „Arduino IDE“, todėl jis atrodo kaip galingas „Arduino“su įmontuotu „WiFi“. Internete yra daugybė instrukcijų, kaip sukonfigūruoti „Arduino IDE“ESP8266 ir D1 Mini, todėl jų čia nekartosiu.

Kodas pagrįstas ankstesne instrukcija. Ji naudoja „Painless Mesh“biblioteką, kad visi procesoriai kalbėtų tarpusavyje. Aš naudoju „FastLED“biblioteką, nes anksčiau turėjau problemų su tinkline biblioteka ir „Neopixel“biblioteka, ir šį kartą to nebandžiau.

Nesu tikras, koks yra didžiausias mazgų skaičius. Kai kurie pranešimai rodo, kad jį ribos pranešimų skaičius ir procesoriaus tipai, o gal riba yra apie 30–60 mazgų. Ši programa nesiunčia daug pranešimų - keičiasi tik animacija, nors yra keletas automatinių, tokių kaip akių keitimas ir laiko sinchronizavimo pranešimai.

Kodavimo metu galite prijungti šviesos diodus prie „D1 Mini“, tačiau galbūt norėsite išorinio maitinimo šaltinio, jei turite daugiau nei 50, nes galbūt viršysite tiekimą iš kompiuterio USB prievado ir „D1 Mini“maitinimo reguliatoriaus. Be to, mano kodui visiškai neįjungus šviesos diodų, galėjau be problemų užprogramuoti 100 šviesos diodų USB jungtyje.

ESP8266 modulis turi „WiFi“. Kadangi mūsų naudojamas tinklo kodas („PainlessMesh“) sukuria prieigos tašką kiekviename modulyje, svarbu, kad apylinkės būtų plačiai pasiekiamos. Aš naudoju saldainių cukranendrių formas ir įdėjau CPU į viršų, kad gaučiau geriausią diapazoną, ir tai buvo apie 50–100 pėdų - kiemas ar du mano kaimynystėje. Aukštesnė ir geresnė matymo linija (LOS) pagerina dalykus. Diapazonas kai kuriais atvejais kirto gatvę (labiau priklausė nuo automobilių, blokuojančių LOS).

Buvo keli namai, kurie nebuvo sinchronizuoti dėl „WiFi“trukdžių, tačiau žibintai atrodo gražiai net ir nesinchronizavus. Aš padariau „kartotuvo“mazgą tik su „D1 Mini“ant lazdelės, maitinamos USB baterija. Padėję tarp namų, jie buvo tinkamai sinchronizuoti. Jei norite naudoti nuotolinį kartotuvą, galite naudoti saulės bateriją USB, nors jos neįkraunamos labai greitai.

Vis dar mačiau protarpines sinchronizavimo problemas, tada radau šią pastabą apie tai, kad yra per daug mazgų arba jie yra išskleisti:

gitlab.com/painlessMesh/painlessMesh/-/wik…

Naudojant šią sąranką, ji pradėjo veikti daug geriau! Tai nurodo vieną konkretų mazgą kaip pagrindinį, todėl mano kodas derėtis dėl valdymo mazgo nereikalingas, o tai gali suskaidyti tinklelį. Pridėjau atnaujintą/alternatyvų kodo pavyzdį. Šis požiūris reikalauja, kad pagrindinis mazgas būtų įjungtas, kad jie būtų sinchronizuojami, todėl tinklelis nėra toks atsparus gedimams, bet geriau veikia, kai yra išdėstytas taip, kaip mano. Būtinai redaguokite tos versijos kodą - tik vienas mazgas turi būti nustatytas kaip šaknis - žr. Kodo komentarus.

Taip pat pridėjau dar vieną „SetRoot“varianto atnaujinimą: pridėjau kodą, kad iš naujo nustatyčiau ESP8266, jei 10 minučių nebuvo jokių komandų. Tai suteikia mazgui galimybę iš naujo atrasti šakninį mazgą. Atrodo, kad tai padėjo kai kuriems tolimesniems mazgams.

Sezono pabaigoje galėjau išbandyti kai kuriuos „D1 Mini Pro“modulius. Juose yra keraminė antena, taip pat galite naudoti U. FL jungtį ir išorinę anteną, jei perkelsite nulinio omo rezistorių. Aš išbandžiau porą, kuri turėjo sinchronizavimo problemų su „D1 Mini Pros“su keraminėmis antenomis, ir jie veikė geriau. Vėlesnius bandymus atlikiau su vienu mano namo mazgu. Remdamiesi rezultatais, kitais metais pereisime prie „D1 Mini Pro“modulių su keraminėmis antenomis.

Naudojant nuotolinį „D1 Mini“: jį matė tik „D1 Mini Pro“su išorine antena, o signalo stiprumas buvo mažas

Naudojant nuotolinį „D1 Mini Pro“su keramine antena: „D1 Mini“, „D1 Mini Pro“su keramine antena ir „D1 Mini Pro“su išorine antena matė, kad signalo stiprumas yra beveik vienodas, todėl tai buvo pagerėjimas. Lentų (antenų) orientacija tam tikru mastu yra svarbi

Su nuotoliniu „D1 Mini Pro“su išorine antena: visos kitos plokštės tai matė, tačiau signalo stiprumas nebuvo daug geresnis už bandymus su įmontuota keramine antena, todėl nesivarginsiu perkelti tų nulio omų rezistorių ir uždėti antenas ant saldainių lazdelės

5 žingsnis: galutinis surinkimas

Kai valdiklis bus paruoštas ir užprogramuotas, viskas, ką jums reikia padaryti, tai prijungti šviesos diodus prie valdiklio su JST laidais ir 5 V maitinimo šaltiniu 2.1 mm lizde.

JST plėtinys turėtų padėti išlaikyti valdiklį ir maitinimo adapterį visada nuo šviesos diodų. Arba, norėdamas pakelti procesorių aukščiau, uždėjau ant jų mažą plastikinį maišelį, pritvirtintą sukimo kaklaraiščiu, ir prie maitinimo šaltinio prijungiau 2,1 mm prailginimo laidą.

Neperšlampama dėžutė padės apsaugoti adapterį ir procesorių, tačiau dauguma mano kaimynų naudojo paprastus plastikinius maišelius.

Antrasis prizas atostogų dekoracijų greičio iššūkyje