Ümbruskonna laiad sünkroniseeritud LED -id: 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:45

Mul olid mõned traadita LED -ribad, mida arvasin, et võiksin pühadeks välja panna. Kuid minu hoovis oleks neid samahästi ka juhtmega saanud ühendada. Niisiis, mis on lahedam väljakutse? LED -kaunistused kõikidel minu kvartali majadel sünkroonitud ekraaniga! Sel hullul aastal on see viis meid ühendada.

Need on ESP8266 toitega LED -ahelad ja need on ühendatud WiFi -võrguga, nii et need kõik näitavad samal ajal animatsioonijärjestuses sama sammu. Kuna nad kasutavad ühendamiseks võrgusilma koodi, võivad need asuda mõne maja kaugusel ja sõnumid edastatakse sõlmest sõlme.

Need töötavad 5 voltiga ja ma kasutasin toiteadaptereid, kuid need võivad mõnda aega töötada ka USB -patareidega. Seega on need kaasaskantavad, käitavad oma WiFi -võrku, mis pole Internetiga ühendatud, ja võivad võrgust välja joosta.

Kõik meie naabrid olid põnevil selle ühise kaunistuse saamisest ja on tõesti tore, kui näete, et nad kõik näitavad tänaval kõndides sama ekraani. Mul on siin mõned pildid mõnest maja ees testimiseks, kuid neid oli tõesti raske tänaval pildistada.

Samm: osad

ESP8266 D1 Mini - kasutasin D1 Mini mooduleid, kuna mul on vaja ainult ühte I/O kontakti LED -ide jaoks. Seda projekti saab teha ilma jootmiseta, kasutades sellist terminalikilpi ja erinevat ESP8266 moodulit. D1 Mini versioon on parema antenniga - D1 Mini Pro. Sellel on keraamiline antenn ja U. FL -pistik välisantenni jaoks, kuid välisantenni jaoks peate liigutama 0 -oomise pinnakinnituse takisti. Rohkem arutelu hilisemas etapis.

WS2811 LED -ahelad - kasutasin WS2811 kiude, kuna need on veekindlad (välja arvatud JST -pistikud) ja nendega on lihtne töötada. WS2812b "Neopixel" ribad kasutaksid täpselt sama koodi jne. Ma kasutasin 5v, kuid neid saab 12v (kasutada vähem voolu) - siis vajate ESP8266 -de jaoks pingemuundurit. Soovi korral saate ka veekindlate pistikutega WS2811 LED -kiude. Minu kasutatud LED -kiududel on mõlemas otsas JST SM -pistikud - sisend on naissoost, kuigi olen näinud, et need on ühendatud ka teistpidi (sisendina mees). Suund on märgitud ka valgusdioodidele endile. On ka toite sissepritsejuhtmeid - lõikasin otsad ära, nii et tinatatud osad ei saaks lühisesse jääda. Neid saab osta ka 10 kaupa.

330 oomi 1/4 vatti takisti - seda kasutatakse ESP8266 andmestikul, et vältida valgusdioodide vilkumist.

JST SM 3 -pin isane pistik - need on mõeldud LED -ribadega ühendamiseks. Pange tähele, et "isase" pistiku peal on kapuuts.

2,1 mm CCTV naissoost pistik - neid kasutatakse toitepistiku jaoks. Soovi korral võite kasutada mõnda muud pistikusüsteemi.

5 V toiteallikas - võimendi võimsus sõltub sellest, kui palju LED -e teil on. 2A -ga sobib tõenäoliselt 50 või 100 LED -i jaoks, mis pole kunagi täielikult sisse lülitatud (lisateabe saamiseks vaadake juhtmestiku sammu).

JST SM 3 -pin pikendusjuhe või 2,1 mm pikendusjuhe - kuna D1 Mini JST -pistik on valgusdioodide lähedal, soovite üldiselt laiendit, mis võimaldaks LED -id CPU -st kaugemale paigutada. Minu puhul panin lõpuks protsessori dekoratsiooni kõrgemale, et saada parem WiFi leviala, nii et hoidsin protsessorit LED -de lähedal ja kasutasin selle asemel 2,1 mm pikendusjuhet.

USB - 2,1 mm kaabel - see on valikuline - võimaldab toitejuhtmeid toita mis tahes USB -allikast või patareist.

3 mm termokahanevad torud - D1 Mini takisti katmiseks vajate seda ainult umbes 1 tolli.

20 mm läbipaistev termokahanev toru - see on osaliselt lisavarustus, et kaitsta D1 Mini pistikuid. Veenduge, et klammerdate pärast pealekandmist ümberlülituslüliti ümber, kui torud suruvad lüliti kokku.

Veekindel kast - toiteallika ja protsessori kaitsmiseks väljaspool. Enamik mu naabreid kasutas lihtsalt kilekotte.

1/2 "EMT toru - 29 -tolline tükk sobib kommikarbi kujule - selle hoidmiseks kasutasin 4 tõmblukku. Proovisin 1/2 "PVC -d ja see sobib, kuid puudutab mõlema poole LED -e.

3/8 "x 3 'armatuur - kui EMT on kujule kinnitatud, saate armatuuri maasse lüüa ja EMT toru selle peale panna. 1/2" armatuur sobib, kuid peate selle katkestama painutatud osad ja see on lähedal - kui see sisse lüües lameneb või midagi, on see väga tihe. Niisiis, 3/8 "puhastab tõenäolisemalt EMT toru siseläbimõõdu.

Candy Cane'i kuju - vaadake nende sammu, saate kujundi ise teha, neid põõsa peale tõmmata või kasutada sellist kuju.

2. samm: kontrolleri kokkupanek

Kontroller koosneb D1 Mini -st (ESP8266), 2,1 mm CCTV naissoost pistikust, 330 oomi takistist ja 3 -kontaktilisest JST -pistikust.

Selle projekti eelduseks on, et kasutate 50–100 LED-i. Kui soovite rohkem kasutada, peate kõigi valgusdioodide toiteks kasutama sissepritse. Vaadake seda teist Instructable'i, et selle üle põhjalikumalt arutleda.

Kui 50 LED -i on täisvalged, tõmbavad nad 50 x 0,06A = 3 amprit. Seega eeldame, et 2A adapteriga ei lülitu nad kunagi täielikult sisse. 100 LED -i puhul on maksimum 6A, seega tuleks veelgi rohkem hoolitseda selle eest, et neid oleks korraga sisse lülitatud. Isegi 100 LED -i puhul, igaüks 0,02A, kasutatakse 2 amprit. Seega on soovitatav kasutada suuremat vooluallikat, kuigi häälestasin kuvarid nii, et nad ei kasutaks korraga kõiki LED -e ega värve, hämardasin neid palju ja alustasin 2A toitega, mille varud on suuremad. See on suurepärane artikkel võimsusnõuete vähendamise kohta.

Andmetraadiga ühendatud 330 oomi takisti eesmärk on vältida virvendamist elektroonilise helina tõttu, kuna andmed on üsna kõrge sagedusega. See on rohkem paljude LED -ide tegur, kuid selle lisamine on hea tava.

Jootsin takisti otse D1 Mini külge, kuid jätsin umbes 1/8 "juhtmest plaadi kohale, et saaksin neid lamedaks painutada. Kasutasin takistil umbes 1" 3 mm termokahanemist, et takistus ei tekiks lühist pardal.

Kasutasin 20 mm läbipaistvat termokahanemist, et kaitsta D1 Mini metalli puudutamise eest jne. Kontrollige kindlasti küljel olevat lähtestuslülitit - peate võib -olla pisut vähendama, et veenduda, et see lülitit ei vajuta. Ma vajasin seda kõigil.

Pange tähele, et mul ei tundunud olevat vaja taseme nihutajat 3,3 V ESP8266 väljunditest ja 5 V pingel töötavatest valgusdioodidest (kuna LED -kiibi spetsifikatsioon peab andmeside olema vähemalt 70% toiteallikast). Vajasin eelmistes projektides (samm 3) dioodi/ohverdatavat LED -i koos WS2812b ribadega, kuid LED -ide otsesed WS2811 kiibid tunduvad siiani korras.

Saate seda teha ilma jootmiseta! Teise protsessoriga ESP8266 terminalikilp töötaks sama hästi. D1 Mini vormitegur on kena ja väike, kuid kõik töötavad umbes samamoodi.

3. samm: kujundid

LED -kiud võivad olla vabas vormis või kujundada need - kas ise või ise veebipoest. Tellisin HolidayCorost mõned kujundid - mõned väikesed LED -puud, sukad ja kommid. Sukk võttis kenasti 50 LED -i - ühe ahela pikkune. Väike puu võtab 100 valgusdioodi, kuid soovi korral saate lihtsalt poole sellest teha - näoga tänava poole. Lõpuks oli kommipulk naabrite lemmik, kuna see oli natuke suurem. 99 LED -i ja jätsin viimase tagaküljele mõttega, et seda saaks silumiseks kasutada.

Kuna kujundid olid valged, otsustasime neile värvida punased triibud, et need päeva jooksul paremini välja näeksid. Maskeerisin need välja, tegin kiire peene liiva, pühkisin atsetooniga (täis tugevusega küünelakieemaldaja) ja kasutasin kahte kihti pihustusvärvi, mis toimib plastiku peal. Tundus, et see haakus hästi. Tegime enamasti ühel pool ja mõned teisel pool paari maja jaoks, kus neid oli 2.

Samm: kood ja WiFi

D1 Mini kasutab Espressif ESP8266 moodulit. Programmeerisin selle Arduino IDE abil, nii et see tundub võimas Arduino, millel on sisseehitatud WiFi. Internetis on arvukalt juhiseid Arduino IDE seadistamiseks ESP8266 ja D1 Mini jaoks, nii et ma ei hakka neid siin kordama.

Kood põhineb eelmisel juhendil. See kasutab Painless Mesh raamatukogu, et kõik protsessorid omavahel rääkida saaksid. Kasutasin FastLED-i raamatukogu, kuna mul oli varem probleeme võrguraamatu ja Neopixeli raamatukoguga ning ma ei testinud seda seekord uuesti.

Ma pole kindel, milline on sõlmede arvu maksimum. Mõned postitused näitavad, et seda piirab sõnumite arv ja protsessoritüübid ning võib-olla on ülempiir umbes 30–60 sõlme. See rakendus ei saada palju sõnumeid - ainult animatsioon muutub, kuigi on ka automaatseid, näiteks võrgusilma muutmine ja aja sünkroonimise teated.

Saate kodeerimise ajal ühendada valgusdioodid D1 Mini -ga, kuid kui teil on neid rohkem kui 50, võite soovida välist toiteallikat, kuna võite ületada arvuti USB -pordi ja D1 Mini toiteregulaatori toite. Nagu öeldud, kuna minu kood ei lülitanud LED -e täies ulatuses sisse, suutsin USB -ühendusele ilma probleemideta programmeerida 100 LED -i.

ESP8266 moodulil on sisseehitatud WiFi. Kuna meie kasutatav võrgukood (PainlessMesh) loob igale moodulile juurdepääsupunkti, on naabruskonna ulatuse ulatus oluline. Ma kasutasin kristalliseerunud suhkruroo kujundeid ja panin protsessori ülaossa, et saada parim valik, ja see oli umbes 50–100 jalga - minu naabruses õue või kaks. Kõrgem ja parem nägemisulatus (LOS) parandab asju. Vahemik ületas mõnel juhul tänavat (sõltus rohkem LOS -i blokeerivatest autodest).

Seal oli paar maja, mis ei olnud WiFi takistuste tõttu sünkroonitud, kuid tuled näevad kenad välja isegi siis, kui neid ei sünkroonita. Tegin "kordaja" sõlme ainult D1 Mini abil USB -patareiga toidetavale pulgale. Majade vahele paigutades olid need korralikult sünkroonitud. Kaugema repiiterina võite kasutada päikeseenergia USB -akut, kuigi need ei lae väga kiiresti.

Nägin ikka veel vahelduvaid sünkroonimisprobleeme, kuid leidsin selle märkuse liiga paljude sõlmede kohta või nende jaotamise kohta:

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

Seda seadistust kasutades hakkas see palju paremini tööle! See määrab ühe konkreetse sõlme peamiseks, nii et minu kood juhtimissõlme läbirääkimiseks pole vajalik, mis võib võrgu jagada. Lisasin uuendatud/alternatiivse koodinäite. See lähenemine eeldab, et nende sünkroonimiseks peab põhisõlm olema sisse lülitatud, nii et võrk pole veakindel, kuid töötab paremini, kui see on minu oma. Muutke kindlasti selle versiooni koodi - ainult üks sõlme tuleks seada juure - vaadake koodi kommentaare.

Lisasin ka SetRooti variandile veel ühe värskenduse: lisasin koodi ESP8266 lähtestamiseks, kui 10 minuti jooksul pole käske olnud. See annab sõlmele võimaluse juursõlm uuesti avastada. See tundus olevat abiks mõne kaugema sõlme puhul.

Hooaja lõpus sain katsetada mõnda D1 Mini Pro moodulit. Neil on plaadil keraamiline antenn, samuti võite kasutada U. FL -pistikut ja välist antenni, kui liigutate null -oomi takistit. Proovisin paari, kellel olid sünkroonimisprobleemid keraamiliste antennidega D1 Mini Pros ja need toimisid paremini. Tegin hilisemaid katseid ühe sõlmega üle maja. Tulemuste põhjal läheme järgmisel aastal üle keraamiliste antennidega D1 Mini Pro moodulitele.

Kaugjuhtimispuldiga D1 Mini: seda nägi ainult välise antenniga D1 Mini Pro ja signaali tugevus oli madal

Kaugjuhtimispuldiga D1 Mini Pro koos keraamilise antenniga: D1 Mini, D1 Mini Pro keraamilise antenniga ja D1 Mini Pro koos välise antenniga nägid seda peaaegu sama signaalitugevusega, nii et see oli paranemine. Plaatide (antennide) orientatsioon on teatud määral oluline

Kaugjuhtimispuldiga D1 Mini Pro koos välise antenniga: kõik teised tahvlid nägid seda, kuid signaali tugevus ei olnud palju parem kui pardal oleva keraamilise antenniga tehtud testid, nii et ma ei viitsi neid null -oomi takistite liigutamist ja antennide paigaldamist kommid

Samm: lõplik kokkupanek

Kui olete kontrolleri valmis ja programmeerinud, peate vaid ühendama LED -id JST -juhtmetega kontrolleriga ja 2,1 mm pistikupesaga 5 -voldise toiteallika.

JST -laiendus peaks aitama hoida kontrollerit ja toiteadapterit alati LED -ide eest. Või selleks, et protsessorit kõrgemale tõsta, panin nende peale väikese kilekoti, mis on kinnitatud keerdudega, ja kasutasin toiteallika külge 2,1 mm pikendusjuhet.

Veekindel kast aitab kaitsta adapterit ja protsessorit, kuid enamik mu naabreid kasutas lihtsaid kilekotte.

Pühadekaunistuste kiirvõistluse teine auhind