Kalėdų žvaigždė su programuojamais šviesos diodais: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šiemet savo lauko Kalėdų ekranui norėjau kažko kitokio, todėl nusprendžiau nusipirkti virtinę RGB programuojamų šviesos diodų (kartais vadinamų neopikseliniais šviesos diodais) ir sukurti Kalėdų žvaigždę. Šiuos šviesos diodus galima individualiai užprogramuoti pagal spalvą ir ryškumą tik vienu valdymo laidu.

1 žingsnis: medžiaga

WS2811 išsklaidyta skaitmeninė RGB LED eilutė (5V)

„Arduino“lenta (yra daug šaltinių)

„FastLED Arduino“biblioteka

+5 V nuolatinės srovės maitinimo šaltinis (500 ma arba didesnis-gali būti „sienelės karpos“)

Maitinimo skirstytuvo kabelis

3 laidų maitinimo/valdymo kabelis

3 kontaktų JST SM kištukinės jungties mazgas

Termiškai susitraukiantys vamzdeliai (3 vnt. 3/16 skersmens, 1 colio ilgio)

Vandeniui atspari plastikinė dėžutė

2 'x 2' x ¼ fanera

2 x 2 colių kartono gabalas (neprivaloma)

Išoriniai dažai

Skaidri pakavimo juosta (arba skaidri GorillaTM juosta)

Medžio laužas elektronikos lentynai (neprivaloma)

Medienos klijai (neprivaloma)

¼ “pinta virvė (neprivaloma)

„Parcord“(neprivaloma)

„CommandTM Outdoor Light Clips“(neprivaloma - radau juos „Walmart“)

Palapinės statymai (neprivaloma)

2 žingsnis: įrankiai

Kompiuteris programuoti „Arduino“

Elektrinis gręžtuvas arba gręžimo presas

12 mm gręžtuvas

Smulkių dantų medžio pjūklas (aš naudoju siaurapjūklį)

Šiluminis pistoletas, žiebtuvėlis arba degtukų vamzdeliai

Pelėda arba ledukas

Švitrinis popierius

Elektrinis šlifuoklis (pasirinktinai)

3 žingsnis: žvaigždės kūrimo procesas

Norėjau, kad mano žvaigždė tilptų ant 24 colių kvadratinės faneros, todėl norėjau, kad plačiausias matmuo būtų ne didesnis kaip 24 coliai. Viršutinis trikampio kampas yra 36 °. Kiti du kampai yra 72 °.

Norėjau, kad žvaigždės šviesos raštas būtų kuo didesnis, todėl planavau, kad žvaigždės taškai nepasiektų visiškos viršūnės. Kiekviena žvaigždės koja yra identiška, todėl apskaičiavau vienos kojos matmenis, kaip parodyta čia esančiame brėžinyje.

Tada atspausdinau penkias modelio kopijas ir pradėjau išdėstyti žvaigždę ant kartono.

Kadangi mano LED eilutėje yra 50 šviesos diodų, man reikėjo penkių vienai kojai tolygiai. Vienos kojos ilgis (iš brėžinio) yra 8,125 colio ÷ 5 = 1,625 colio (1-5/8 ). Kadangi „Visio“nupiešiau žvaigždės tašką, pažymėjau kiekvieną šviesos diodo vietą ant „Visio“modelio, kad nereikėtų matuoti kartono išdėstymo. Spustelėkite šio skyriaus pabaigoje esančią nuorodą, kad pamatytumėte viso dydžio žvaigždės taško modelį. PASTABA: Jei atspausdintas raštas neatitinka nurodytų dydžių, gali tekti koreguoti spausdintuvo paraštės nustatymus. Aš nustatiau savo 0,15 colio iš visų pusių.

Tada aš užklijavau kartoną ant faneros gabalo ir kiekvienoje šviesos diodų vietoje per kartoną įsmeigiau į fanerą. Aš turėjau šiek tiek paspausti, kad gaučiau pakankamai gilias faneros žymes, kad galėčiau jas pamatyti (galbūt todėl, kad mano galandimą reikia galandti).

Žinoma, galite apeiti kartono modelį ir padaryti išdėstymą tiesiai ant faneros, jei jums patinka šis procesas ir esate tikri, kad nesunaikinsite visiškai geros faneros dalies.

Aš pašalinau kartono šabloną ir išmatavau statmeną maždaug ¾ colio atstumą nuo LED gręžimo linijos iki pat žvaigždės, kad gaučiau iškirptą liniją. Pastaba: pjūvio linija nuotraukoje rodoma ant kartono, nes kai nusprendžiau padaryti šį „Instructable“, aš jau baigiau žvaigždutę.

Po to, kai iškirpau žvaigždę, nušlifavau visus paviršius ir užtepiau du sluoksnius išorinio akrilo grunto ir du apdailos sluoksnius išorinių akrilinių namų dažų. Prieš gręždamas skyles dažiau, kad į skylių vidų nepatektų dažų.

Aš išgręžiau skylutes šviesos diodams kiekvienoje pažymėtoje vietoje, naudodamas 12 mm grąžtą, tačiau skylės buvo šiek tiek per mažos, todėl turėjau grįžti atgal ir „išgręžti“kiekvieną skylę, sukdami grąžtą sukamaisiais judesiais. Gali būti, kad ½ colio grąžtas būtų tinkamo dydžio. Patariu tai išbandyti ant medžio laužo ir pamatyti, kaip tai gerai veikia. Šviesos diodai turi būti gana tvirtai prigludę prie faneros, kad jie nenukristų. Po gręžimo grįžau su nedideliu teptuku ir nudažiau vietas, kuriose grąžtas suplėšė fanerą. Nors gręžiau su atsargine kopija, vis tiek šiek tiek suplyšiau.

Įvadinėje nuotraukoje galite pamatyti, kad taškai ant mano žvaigždės nėra vienodi. Taip yra dėl nedidelės klaidos matuojant ir apskaičiuojant žvaigždės dydį, tačiau tai tikrai neturi jokio skirtumo. Niekas apie tai niekada neužsiminė ir, žinoma, jis nematomas naktį.

Į žvaigždės žemyn nukreiptus taškus pridėjau mažus 3/8 colio storio medžio gabalus, kad galėčiau pridėti keletą varžtų, kad galėčiau pritvirtinti žvaigždę, kad ji nepūstų, nes gyvenu Oklahomoje, kur „vėjas“ateina šluojantis lyguma “.

Pakabinau savo žvaigždę tarp dviejų didelių medžių savo kieme. Prie žvaigždės galo pritvirtinau du 3M CommandTM lauko šviesos spaustukus ir užveržiau juos ant ¼ colio virvės, kurią suverčiau tarp medžių.

Aš pritvirtinau žemyn nukreiptus žvaigždės galiukus prie žemės, naudodamas palapinės kuolus ir paracordą. Svarsčiau žvaigždės montavimą ant dvišlaičio virš savo garažo, tačiau elektronikos dėžutės montavimas toje vietoje man buvo problemiškas.

4 žingsnis: šviesos diodų programavimas

Šviesos diodams valdyti galima naudoti bet kurį mikrovaldiklį, bet aš keletą metų žaidžiau su „Arduino“, todėl nuėjau tuo keliu. Esu pensininkas elektronikos inžinierius, bet nelabai programuotojas, todėl buvau sužavėtas radęs „FastLED“biblioteką, kuri palengvina šviesos diodų programavimą. „AdaFruit“taip pat turi panašią biblioteką, bet aš jau buvau „FastLED“, kol tai atradau. Todėl neturiu nuomonės, kuri biblioteka yra geresnė.

Svarsčiau įvairias šviesos modelio idėjas, bet nusprendžiau pasirinkti paprastą išblukimą/išblukimą su spalvų pakeitimais kiekviename savo žvaigždės cikle. Radau, kad tamsoje šviesos diodai buvo per šviesūs norimam efektui, todėl maksimalų ryškumo lygį nustatiau 36. Tiesiogiai žiūrint, šviesos diodai yra LABAI ryškūs, nes jie yra išdėstyti šiame projekte.

Jei nesate susipažinę su „Arduino“mikrovaldikliu, pradedantiesiems yra keletas labai informatyvių instrukcijų. Patarčiau juos patikrinti ir susipažinti su „Arduino“programavimu prieš bandant įgyvendinti tokį projektą. Tiesiog ieškokite „Arduino“svetainėje „Instructable“.

Spustelėkite žemiau esančią nuorodą, kad gautumėte „Arduino“eskizą, kurį parašiau savo žvaigždei.

5 veiksmas: įjunkite „Arduino“ir šviesos diodus

Aš jau turėjau 10A, +5V DC maitinimo šaltinį. Tai yra per daug šiam projektui, bet kodėl pirkti kitą maitinimo šaltinį? Dalių sąraše naudoju maitinimo skirstytuvo kabelį, kad iš maitinimo šaltinio gaučiau tiek LED eilutę, tiek „Arduino“plokštę. PASTABA: LED stygos yra tiek 5V, tiek 12V. Jei pasirinksite 12 V šviesos diodus, turėsite arba naudoti atskirą „Arduino“plokštės maitinimo šaltinį, arba naudoti nuolatinės srovės nuolatinės srovės įtampos keitiklį (arba labiau patyrusiems elektronikos srityje linijinį reguliatorių), kad sumažintumėte „Arduino“maitinimo įtampa nuo 5V iki 9V DC.

Maitinimo ir valdymo laidams galutiniame įrenginyje naudojau 3 laidų „termostato laidą“, kurį radau Lowe. Du laidai maitinimui ir vienas laidas valdymo signalui. Ar ne nuostabu, kad 50 šviesos diodų spalvą ir ryškumą galima valdyti vienu laidu ?! Kaip elektronikos inžinierius, aš puikiai suprantu, kaip tai veikia, bet vis tiek esu LABAI sužavėtas.

Maitinimo/valdymo laidas turi būti baigtas 3 kontaktų JST gnybtu. Gnybtų surinkimo laidus lituojau prie 3 laidų kabelių laidų ir sujungimus uždengiau termiškai susitraukiančiais vamzdeliais. Elektrinė juosta veiktų žvilgsniu, tačiau blogai veikia. Kai įmanoma, vengiu.

6 žingsnis: Elektronikos apsauga

Žinoma, „Arduino“plokštė ir maitinimo šaltinis nėra atsparūs oro sąlygoms, todėl jie turi būti apsaugoti. Naudojau „vienkartinę“plastikinę maisto laikymo dėžutę. Norėdami paremti dėžutę, aš pastatiau nedidelę lentyną, kurią taip pat nudažiau, kaip aprašyta žvaigždei, ir prisukiau prie vieno iš medžių. Aš išgręžiau skylę dėžutės šone šalia dugno. Tada aš išpjoviau plyšį nuo skylės iki dėžutės viršaus, kad laidai nuslystų iki skylės. Po to, kai buvo pritvirtinti laidai, aš naudoju skaidrią juostą dėžutės viduje ir išorėje, kad uždarytų plyšį. Pati skylė neturi būti visiškai užsandarinta, jei laikysitės šios pastabos.

PASTABA: maitinimo laido ir maitinimo/valdymo laido angos prie šviesos diodų turi būti išdėstytos taip, kad vanduo nepatektų į dėžę. Įdėkite skylę į dėžutės apačią ir suformuokite kilpą su laidais, kad vanduo ant laidų nuvarvėtų, o ne paskui laidą į dėžę.

Maitinimo/valdymo laidą nuo dėžutės iki žvaigždės nuvedžiau ¼ colio virve, nuo kurios buvo pakabinta žvaigždė, užtrauktukais pritvirtindama laidą prie virvės.

7 žingsnis: pamatykite tai veikdami

Štai mano žvaigždės vaizdo įrašas, kai lauke buvo visiškai tamsu. Man patinka ramus išblukusių spalvų efektas.