RGB-LED vielos medis: 9 žingsniai (su nuotraukomis)

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

Noriu pasidalinti su jumis savo RGB-LED vielos medžiu. Vieną vakarą prisiminiau, kaip vaikystėje statiau vielinius medžius. Šiais laikais man labai patinka kurti nedidelius elektroninius projektus su mikrovaldikliais, panašiais į arduino, ypač su šviesos diodais. Taigi aš pagalvojau sau, kodėl gi ne sujungti abu ir gimė LED vielos medžio idėja. Pirmiausia patikrinau, ar kas nors jau buvo padaręs kažką panašaus, bet neradau to, ko ieškojau. Daugiausia galėjau rasti LED vielos medžių, kurie rodo vieną spalvą. Kadangi manau, kad vienos spalvos šviesos diodai yra šiek tiek nuobodūs, norėjau turėti vieną su RGB šviesos diodais, kad galėčiau leisti vielos medžiui pasirodyti visomis vaivorykštės spalvomis. Taigi aš pradėjau pats jį kurti. Rezultatas, kurį galite pamatyti aukščiau esančiame paveikslėlyje. Vielos medis, kuriuo grindžiau šį nurodymą, yra mano trečiasis. Tikiuosi, kad jums patiko mano pamokoma pamoka ir aš galiu kai kuriuos iš jūsų paskatinti tai padaryti patys.

Prekės

Pačiam projektui jums reikia tik kelių medžiagų ir įrankių:

• 10 RGB šviesos diodų (+ atsarginės dalys, jei viena yra pažeista) arba daugiau, jei norite
• varinė viela 0, 14 mm² (arba storesnė, bet ne per stora, nes bus sunku pinti) su 3 skirtingų spalvų izoliacijomis, maždaug 5 m kiekvienai spalvai (šviesos diodų skaičius x ilgis nuo 40 iki 50 cm)
• sidabrinė viela 0, 6 mm apie 15 m (2–3 kartus ilgesnis nei reikia kiekvienai spalvai)
• mikrovaldiklis, mano atveju „Wemos D1 mini“, bet iš esmės visi dirbs tol, kol tilps į gėlių vazoną)
• Maitinimo šaltinis („Wemos D1 mini“atveju veiks bet koks „micro-usb“telefono įkroviklis)
• 3 MOSFET arba tranzistoriai (aš naudoju n-kanalų „Mosfets“, bet taip pat galite naudoti p-kanalą, jei pritaikysite grandinę)
• Įvairių vertybių rezistoriai
• Šilumos susitraukiantys vamzdžiai arba elektros juosta
• Gelės vazonas
• Karšti klijai
• Akmenys
• Mažos medinės lazdelės (pavyzdžiui, naujųjų metų raketų lazdos)
• Plona medinė lenta (pavyzdžiui, medinių dėžių apačioje kartais parduodami vaisiai)

Neprivaloma

• Smeigtukų antraštės (vyriškos ir (arba) moteriškos)
• Bandomoji Lenta

Įrankiai

• Lituoklis
• Vielos pjaustytuvas
• Grąžtas
• Pincetai (neprivaloma)
• Pagalbos ranka (neprivaloma)
• Sukimo įrankis (neprivaloma)

Dauguma jums reikalingų dalykų yra parodyta vienoje iš aukščiau pateiktų paveikslėlių. Juos galite įsigyti aparatūros parduotuvėse, amatų parduotuvėse ar „Amazon“. Tačiau kai kurie dalykai gali būti gauti nemokamai: akmenys, kuriuos paėmiau iš netoliese esančio lauko. O medinė lenta buvo atliekos, kol perdirbau vaisių dėžutę.

1 žingsnis: Paruošimas

Pirmiausia įsitikinkite, kad visi RGB šviesos diodai veikia, nes vėliau yra tikrai nemalonu pakeisti šviesos diodą. Norėdami išbandyti šviesos diodus, tiesiog prijunkite juos prie maitinimo šaltinio, kurio įtampa yra nuo 3,3 iki 5 V. Naudojau laboratorinį maitinimo šaltinį, sureguliuotą iki 4 V. Jei jų neturite, galite naudoti mikrovaldiklio plokštės arba baterijų įtampas. Jei naudojamas įprastas anodas RGB-LED, prijunkite anodą (ilgiausią koją), žr. 1 paveikslą, prie įtampos (arba „+“), o vieną iš likusių kojelių prie žemės („-“). Dabar šviesos diodas turėtų užsidegti viena spalva, žr. 2–4 paveikslėlius. Jei turite įprastą RGB-LED katodą, jis yra atvirkščiai. Padarykite tai visoms kojoms ekv. spalvos ir visi šviesos diodai. Galite suprasti, kad esant fiksuotai įtampai, trys skirtingos spalvos bus skirtingo ryškumo. Turime tai apsvarstyti vėliau.

Kitame žingsnyje nukirpkite visas kojas, išskyrus bendrą RGB-LED anodą, kad liktų tik keli milimetrai. Aš naudoju mažą įlenkimą, kurį galite pamatyti pirmame paveikslėlyje ant visų keturių kojų, kaip orientaciją, žr.

Dabar jūs turite pasirinkti, kokios spalvos varinius laidus norite sujungti vielos medžiui. Rašydamas šį vadovą padariau tris skirtingus RGB-LED vielos medžius. Priklausomai nuo gėlių puodo spalvos, derinau skirtingas spalvas. Šiam su juodu gėlių vazonu naudojau rudos, geltonos ir juodos spalvos. Kai nuspręsite, kokias spalvas naudoti, galite pradėti pjauti varinius laidus iki ilgio, 7 paveikslas. Mano atveju aš juos nukirpau iki 50 cm ilgio, medžiui šiek tiek pakilus maždaug 30 cm nuo gėlių vazono. Pyndami kabelius prarasite tam tikrą ilgį ir, svarbiausia, jums reikės šiek tiek laiko elektros jungtims. Taigi, kaip taisyklė, kabeliai turi būti bent 15-20 cm ilgesni nei jūsų medžiui reikalingas aukštis. Priklausomai nuo gėlių vazono dydžio, čia galite pasirinkti skirtingus dydžius.

Kad suprastumėte mano naudojamus dydžius:

Pirmasis medis buvo 20 cm aukščio 10 cm aukščio ir skersmens vazonėlyje. Kiti yra maždaug 30 cm aukščio 12 cm aukščio ir 13 cm skersmens vazonuose.

2 žingsnis: varinių laidų litavimas

Norėdami lituoti varinius laidus prie RGB šviesos diodų, pirmiausia turite nuimti kiekvieno laido galą maždaug 3-5 mm ir uždėti ant jo litavimo. Jei naudojate pynę kaip ir aš, įsitikinkite, kad pavienės pynės yra susuktos, kad neišsikabintų. Kadangi tarp šviesos diodų kojelių yra mažai vietos ir laidai neturėtų liesti vienas kito. Labai svarbu, kad spalvos visada būtų lituojamos ta pačia tvarka ant šviesos diodo, kitaip bus labai sunku vėliau prijungti šviesos diodus prie mikrovaldiklio.

Tada galite lituoti laidus prie RGB-LED. Norėdami tai padaryti, aš, kaip matote antrame paveikslėlyje, prie pagalbos rankos prispaudžiau šviesos diodą su riaumuojančia ilga koja, bendru anodu ar katodu. Pakartokite tai visiems šviesos diodams. Sukdami varinius laidus, įsitikinkite, kad turite tvirtą ryšį.

3 žingsnis: pynimas iš vario laidų

Lituodami varinius laidus prie šviesos diodų, laikas pinti. Jei nežinote, kaip pinti, „YouTube“yra daug pamokų. Tiesiog ieškokite „3 siūlų pynės“. Norėdami pinti laidus, aš vėl panaudojau pagalbos ranką, kad galėčiau laikyti šviesos diodus. Mano atveju pagalbos ranka pynimo metu dažnai slydo link manęs, todėl prispaudžiau ją prie stalo. Kadangi pynimas užima daug laiko, aš daugiausiai tai padariau žiūrėdamas kai kuriuos televizijos serialus. Turėtumėte palikti apie 8-10 cm vario vielos, kuri nėra pinta. Norėdami tai padaryti, tiesiog sujunkite laidus, kai priartėsite prie 8 cm trumpiausios vielos. Visų dalių likęs ilgis turėtų būti daugmaž vienodas.

4 žingsnis: Sidabrinės vielos litavimas ir sukimas

Dabar galite lituoti sidabrinę vielą prie likusios šviesos diodų kojos. Norėdami tai padaryti, pirmiausia turite nupjauti gabalą. Ruošinio ilgis turėtų būti dvigubai ilgesnis nei varinių laidų plius 20 cm, priklausomai nuo to, kaip tvirtai jį vėliau susuksite. Jei sukate daugiau centimetrų, nei žinoma, jums reikia daugiau vielos ilgio, nei sukant mažiau. Mano atveju tai reiškia 120 cm vienetui. Norėdami įsitikinti, kiek jums reikia, pirmiausia nupjaukite tik vieną gabalą ir prisiminkite jo ilgį.

Po to sulenkite sidabrinę vielą per pusę ir sukurkite kilpą viduryje, žr. 1 paveikslą. Tada kilpa stumiama ant likusios šviesos diodo kojelės, bendro anodo (arba katodo). Kad tai būtų lengviau, galite šiek tiek sulenkti koją į viršų, žr. 2 paveikslėlį. Po to ant kilpos užtepkite šlakelį taip, kad koja būtų viduje. Įsitikinkite, kad tarp sidabrinės vielos ir kojelės yra geras ryšys. Po to galite nupjauti išsikišusią kojos dalį ir galbūt nukirpti aštrius kraštus, kurie atsiranda pjaustant.

Lituodami sidabrinę vielą į vietą, galite pradėti ją sukti aplink pintus varinius laidus, kol mazgas iš ankstesnio žingsnio. Sidabrinė viela turi būti ne trumpesnė už varinius laidus, kaip matote 5 paveiksle. Sidabrinės vielos dalis, kuri išlindo už mazgo, vėliau taps vielos medžio šaknimis. Nesvarbu, ar kai kurie sidabriniai laidai yra trumpesni, tačiau dauguma jų turėtų būti variniai. Priklausomai nuo jūsų rezultatų, dabar galite pritaikyti kitų sidabrinių laidų ilgį, kilusius iš pirmosios vielos ilgio, arba palikti jį tokį, koks yra. Dabar pakartokite tai visiems likusiems šviesos diodams. Galų gale jūs turite ryšulį šių „šakų“.

5 žingsnis: vielos medžio surinkimas

Norėdami surinkti vielos medį, pirmiausia sudėkite visas šakas taip, kad mazgai pintos dalies gale būtų vienas šalia kito, kaip matyti pirmoje nuotraukoje. Laikinai juos sutvarkykite ir maždaug suplanuokite savo medį, kaip jums atrodo tinkama. Norėdami sukurti medį, aš padariau įvairių stilių šakas. Kai kuriuos palikau tokius, kokie yra, o kitus suporavau, kad pavaizduotume „branche“šakutes. Aš norėjau šakas poromis su kirpimo mašinėle pažymėti toje vietoje, kur norėjau jas atskirti. Tada aš vėl išardžiau vielos medį ir uždėjau sidabrinę vielą aplink šakas, kurias reikia sudėti poromis. Sidabrinė viela buvo maždaug tokio pat ilgio kaip ir anksčiau, mano atveju - maždaug 120 cm. Paskutinis žingsnis yra sujungti visas šakas, suporuotas ir pavienes, ir vėl susukti sidabrinę vielą, pradedant nuo tos vietos, kur jos visos atskiriamos. Ši paskutinė sidabrinė viela turi būti ilgiausia, nes bagažinės skersmuo yra didelis. Aš nuėjau 140 cm.

6 žingsnis: laidų rūšiavimas ir elektros jungčių litavimas

Dabar, kai baigėte medžio kamieną, laikas rūšiuoti laidus. Pradėkite nuo sidabrinių laidų, nes jie yra mažiausiai judantys. Pirmiausia nuo bagažinės uždėkite 3–4 trumpiausius sidabrinius laidus žemyn ir susukite. Kiti laidai turėtų sulenkti lauke ir vėliau taps šaknimis. Sutrumpinkite iš apačios kyšančius laidus vienodo ilgio, bent 2-3 cm atstumu nuo medžio kamieno. Tada paimkite trumpą (pavyzdžiui, 10 cm) vielos gabalėlį, kuris bus lituojamas prie sidabrinių laidų, kyšančių iš medžio apačios. Sidabriniai laidai vėliau bus prijungti prie teigiamos įtampos. (Paprastai elektronikoje raudona viela atitinka teigiamą įtampą (arba Vin), o juoda - neigiamą (arba GND). Tačiau su RGB šviesos diodais aš paprastai pasilieku raudoną laidą raudonam šviesos diodui, todėl šiuo atveju aš naudoju oranžinę vielą) yra „arčiausiai raudonos“.) Vieną laido pusę nuimkite 1-2 cm ir susukite aplink apačioje esančius sidabrinius laidus, kaip matyti 4 paveiksle, ir prilituokite juos į vietą.

Tada pradėkite rūšiuoti skirtingas vielos spalvas. Pailginkite dešimt pagal trumpiausią ir nuimkite juos 1–2 cm ir susukite nuimamą galą. Dabar dar kartą išbandykite šviesos diodus, įtempdami teigiamą įtampą į sidabro laidus ir tuščias varines vielos dalis. Prisiminkite, kuri iš jūsų spalvų atitinka raudoną, žalią ar mėlyną šviesą. Dabar lituokite žalią laidą prie laidų, valdančių žalius šviesos diodus ir pan., Taip pat, kaip ir sidabro laidams aukščiau esančioje pastraipoje. Paskutiniame etape virš nuogų varinių laidų uždėkite termiškai susitraukiančius vamzdelius arba elektros juostą, kad jie nesiliestų ir netrumpėtų.

Norėdami vėliau valdyti RGB-LED laidų medį, naudoju standartinį mygtuko jungiklį. Nupjoviau nereikalingą mygtuko jungiklio kojelę ir lituodavau prie laidų prie likusių. Būtinai naudokite tinkamus, nes 2 kojos „jungiasi“jungiklio apačioje esančia „plastikine juosta“.

7 žingsnis: medžio sodinimas

Kaip matote paveikslėliuose, medis yra pasodintas gėlių puodo viduje ant medinės lentos gabalo ir apsuptas akmenų.

Norėdami pagaminti medinę lentą, pirmiausia išmatavau gėlių vazono vidinį skersmenį. Tada ant kartono nupiešiu apskritimą ir iškirpiu. Tada patikrinau, ar kartoninis apskritimas telpa į norimą gėlių vazono gylį, o jei ne, supjaustykite jį šiek tiek mažesnį. Kai buvau patenkinta, perkėliau kartono formą ant medinės lentos ir iškirpiau. Medinei lentai naudoti vietinės prekybos centro medinės oranžinės dėžutės dugną. Medinės lentos viduryje reikia 10 mm skersmens skylės. Norėdami laikyti medinę lentą norimame aukštyje, aš pjoviau 3 mažas lazdeles iš medžio laužo, kurį turėjau gulėti. Mano atveju jie buvo 7 cm ilgio.

Tada aš išgręžiau skylę gėlių vazono apačioje, kad praeitų maitinimo kabelis, ir šlifavau kabelio kanalą sukamuoju daugiafunkciniu įrankiu, kad mano kabelis leistų gėlių vazonui atsigulti ant žemės. Toliau ant abiejų anksčiau pjautų lazdelių galų uždėjau šiek tiek karštų klijų ir įdėjau į gėlių vazoną, suformuodamas trikojį medinei lentai.

Dabar, kai medį galima įdėti į gėlių vazoną, pradėjau tvarkyti akmenis aplink medžio kamieną. Nėra svarbu visiškai uždengti medinę lentą medžiais, nes net būdami vos už pusės metro to tikrai nematote giliai į gėlių vazoną. Būtinai palikite atvirą nedidelę vietą, kurioje galite įdėti ir pasiekti mygtuko jungiklį, kad galėtumėte valdyti šviesos diodus. Kai buvau patenkinta išvaizda, klijavau akmenis vietoje, naudodami karštus klijus. Po to aš išgręžiau dvi mažas skylutes greta viena kitos, kad būtų pravesti kabeliai, prilituoti prie mygtuko jungiklio, ir priklijavau mygtuką.

Paskutinis žingsnis yra sukurti šaknis. Dėl to aš susukau 2 ar daugiau sidabrinių laidų, kylančių kartu su jais, atsiskiriančius skirtingais atstumais, kaip matyti 11 paveiksle. Tada sulenku šaknis aplink medinę lentą, kaip parodyta 12 paveiksle. Vėliau suformavau apskritimą sidabrine viela kad uždėčiau juos ir sulenkčiau šaknis aplink žiedą, kaip matyti 13 paveiksle, ir po truputį priveržkite. Paskutinis žingsnis yra nupjauti sidabrinės vielos galus, kurie išlieka daug.

8 žingsnis: elektros grandinė ir mikrovaldiklis

Paskutiniame etape aš sudedu elektros grandinę. Mikrovaldiklis valdo RGB šviesos diodus. Kadangi mikrovaldiklio GPIO tiekia tik 3,3 V įtampą, o to nepakanka, kad kai kurie šviesos diodai šviestų ryškiai, prijungiau mikrovaldiklį prie MOSFET, kurie gali perjungti šviesos diodus su įvesties įtampa, kuri yra 5 V. iš MOSFET taip pat galite naudoti tranzistorių, bet aš turėjau MOSFETS, esančius aplink patobulintą projektą, todėl juos naudojau.) Tačiau kai kurie šviesos diodai negali pakęsti 5 V, o skirtingos spalvos spindės skirtingu ryškumu, kai jos bus naudojamos vienai įtampai iš 5 V. Čia atsiranda rezistoriai. Rezistorių vertės turi būti apskaičiuotos kiekvienai RGB šviesos diodo spalvai pagal duomenų lapą ir gali skirtis priklausomai nuo gamintojo. Arba galite tiesiog naudoti grandinės schemoje pateiktas vertes ir patikrinti, ar vertės jums tinka. Jei ne, galite šiek tiek susitvarkyti su rezistorių vertėmis, padidindami ir sumažindami rezidento vertes, kol visos spalvos bus vienodai ryškios. Kad mygtukas veiktų, turi būti prisitraukimo rezistorius, kitaip mygtukas gali būti aptiktas kaip paspaudimas amžinai. Šiuo atveju „Wemos D1 mini“turi vidinius traukimo rezistorius, kuriuos galima įjungti pagal kodą. Jei naudojamas mikrovaldiklis to nepalaiko, reikalingas išorinis traukimo rezistorius.

Pasirinkęs rezistorių reikšmes, visas elektronines dalis lituodavau ant duonos lentos. Norėdami prijungti laidus, einančius iš medžio, aš naudoju vyriškus kaiščius ant plokštės ir moteriškus ant laidų, bet taip pat galite juos lituoti tiesiai prie lentos. Prieš sujungdami viską ir įdėdami į gėlių vazoną, turite įjungti programą į mikrovaldiklį. Pridėjau kodo failą. Tikiuosi, kad pakankamai komentuojau kodą, kad kiekvienas galėtų suprasti, kas vyksta. Šiuo metu kodas yra labai paprastas ir galbūt ateityje į jį pridėsiu funkcijų. Jei tai padarysiu, paskelbsiu atnaujinimą čia ir tikriausiai perkelsiu kodą į „github“. Kai prijungsite medį, jis mirksės raudonai žaliai, mėlynai ir baltai, tada pradės cikluoti per atspalvių spalvų spektrą. Spalvų režimus galite pakeisti paspausdami mygtukus.

Šiuo metu kode yra 3 režimai:

• 0: Išjungta
• 1: vaivorykštės režimas: važiavimas per atspalvių spalvų spektrą
• 2: fiksuotas spalvų režimas

Galite perjungti spalvų režimus, laikydami mygtuką ilgiau nei pusę sekundės. Jei tai pavyks, medis mirksės baltai tiek kartų, kiek buvo nurodyta prieš aukščiau nurodytą režimą. Fiksuoto spalvų režimu trumpas mygtuko paspaudimas (mažiau nei pusę sekundės) perjungs 7 skirtingas kodo spalvas. Jei mygtuko paspaudimas nepriimtinas (trumpas mygtuko paspaudimas veikia tik fiksuotos spalvos režimu), medis mirksės taip pat, kaip pirmą kartą prijungus. Nedvejodami pakeiskite kodą, kaip jums atrodo tinkama.

9 žingsnis: mėgaukitės

Belieka susirasti mielą vietą naujai pagamintam RGB-LED vielos medžiui ir juo mėgautis. Apskritai šio medžio gamyba užtruko apie 8-10 valandų per kelias dienas. Kai kuriuos daug laiko reikalaujančius dalykus, tokius kaip pynimas ir sidabrinės vielos sukimas aplink šakas, padariau žiūrėdamas televizorių.

Jums gali kilti klausimas, kodėl nėra raudonai šviečiančio medžio nuotraukų. Tiesiog todėl, kad rašydama šią instrukciją laukiu elektronikos siuntos, kurią reikia surinkti valdikliui. Dėl to nuotraukoms naudoju valdiklį iš pirmojo RGB-LED medžio. Tačiau RGB-LED medžio I šviesos diodams, remiantis šia instrukcija, reikia mažesnių raudonų rezistorių verčių, todėl raudona šviesa yra labai silpna.