Nutikas kristallvalgusti string: 9 sammu (piltidega)

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

Jõulude lähenedes, kui uurin täielikult oma kätega koduautomaatikat ja nutikaid esemeid, otsustasin sel aastal proovida luua nutika, kena välimusega RGB valgusti.

Uurisin veebis palju isetegevuslahenduste kohta, ühest küljest hõlmavad mõned projektid Wifi relee või nutika pistiku lisamist valgusnööri võimsuse juhtimiseks, teisest küljest mõned projektid kasutavad adresseeritavaid LED -ribasid koos WiFi -kontrolleriga LEDide täielikuks juhtimiseks. Mulle meeldis viis, kuidas kontrollerit kasutatakse adresseeritava LED -riba juhtimiseks, kuid minu jaoks ei tundu LED -riba suurepärase jõuluvalgusti jaoks piisavalt hea.

Mul hakkas natuke aega elektroonilise komponendi tellimiseks otsa saama, nii et otsustasin luua oma nutika valgusti, mis oleks kohandatava ja vahetatava hõõglambi hajuti ning maksimaalse võimalusega, kasutades ainult kontoris olevat komponenti.

Üldiselt tuli nutikas valgusnöör väga hästi välja, kasutatav hajuti näeb hea välja ja Wledi püsivara pakutavad funktsioonid on suurepärased. Saate oma tuled tõepoolest oma vajadustele kohandada. Kuid see projekt pole kaugeltki täiuslik, pean seda siiski beetaversiooniks ja seda tuleb veel parandada. Selgitan lähemalt, mida ma teeksin, et järgmisel korral seda ehitada.

Samm: vajalikud osad ja tööriistad

Kasutasin selle projekti jaoks ainult oma kontoris olnud osi, kuna see pole täielikult optimeeritud, annan teile kasutatud osad ja ka mõned osad, mida saaksite valgusriba optimeerimiseks kasutada.

Osad:

Wemos D1mini (ESP8266)

Relee 5v 10A

• WS2812b riba 144LED/m
• 5V toiteallikas
• 1000uF kondensaator
• 470 oomi takisti
• 2 -kontaktiline toitepistik
• 3pin andmesideühendus
• Nupp
• Protoboard
• Jootma
• Juhtmed 22 AWG (luhtunud ja paindlik on parem)
• Kustuta PETG
• Mitte selge PETG (ma kasutasin valget)

Tööriistad:

• 3D printer
• Jootekolb
• Lõiketangid
• Pintsetid
• Multimeeter
• Micro USB kaabel

Valikuline:

• WS2812b koos trükkplaadiga
• Wled Wemose kilp (suurepärane DIY-plaat)
• 3 Juhtme elektrikaabel
• Kuum liim

Samm: 3D -printimine

Lambipirnide loomiseks muutsin asja universiverse'ist leitud 3D -mudelit (siin on allikas). Algne mudel oli mõeldud jõulupallideks. Muutsin seda Fusion 360 abil, et lisada detaili põhja kruvikeere. Kasutasin peamiselt Fusion360 funktsiooni "Thread" ja vähendasin mõlema niidi suurust 0,15 mm võrra igal osal, et veenduda, et tükk oleks üksteise külge mahutatud.

Valgusnööri tegemiseks ja valgusdioodide hoidmiseks konstrueerisin toite- ja andmejuhtme jaoks auguga pistikupesa, ws2812b ribalt LED -i jaoks väikese süvendi ja niidi, et saaks lambipirni LED -pistikupessa keerata. Pistikupesa juhtmestiku augud on veidi lahti, et saaksite 4 juhtme ühendada juhuks, kui vajate riba pikkuse tõttu elektrisüsti. Sel juhul võib teil olla 3 juhet 5 V, andmeside ja maanduse jaoks ning neljas, et tuua riba otsa ühendamiseks veel 5 V.

Tükid on valmistatud nii, et niit klammerdab valgustiga ühendatud juhtmed, kui mõlemad osad on kokku pingutatud, vältides juhtmete maha rebimist valgusnööriga manipuleerimisel.

Kasutatud osade printimiseks tehke järgmist.

Selge PETG hajuti jaoks, 0,12 mm kihi kõrgus, 0% täitematerjal ja 2 seina, et säilitada tugevust

Valge PETG LED -pistikupesa jaoks, 0,12 mm kihi kõrgus, 100% täitmine, et piirata pistikupesa alt läbi tuleva valguse

Olen suutnud printida kogu LED -pesa ühe trükiga, kuna prindikvaliteet pole sellel väljatrükil liiga oluline.

Hõõglambi jaoks soovitaksin printida ükshaaval. Need on väga õhukesed ja nende korraga printimine võib põhjustada pirni halva viimistluse ja isegi keermestatud osa tugevuse probleeme.

Siin on selle projekti jaoks kasutatud 3D -prinditud osad:

www.thingiverse.com/thing:4672612

3. samm: LED -ide ettevalmistamine

Minu puhul kasutasin 5V WS2812b LED -e, kuid pange tähele, et selle aadressiga töötavad kõik adresseeritavad LED -id.

Selle osa puhul, kui saate, oleks parem kasutada eelnevalt kokkupandud eraldiseisvat ümmargust PCB -d. See muudaks teie valgusriba usaldusväärsemaks ja hõlbustaks LED -pistikupesasse LED -i kokkupanekut.

Kui kasutate ws2812b valgusriba nagu mina, peate oma LED -i ükshaaval ribalt välja lõikama, veendudes, et hoiate riba jootmispatjadest piisavalt, et järgmiste toimingute ajal oma juhtmeid joota.

Kui teil ei õnnestu igal LED -il piisavalt jootepindu hoida, saate LED -i ohverdades ja jootepatjade kogu pikkuse kahe LED -i vahel hoida ainult ühe üle kahe LED -i.

Järgmisena peate ette valmistama kõik juhtmed. Valige soovitud pikkus kahe pirni (mina valisin umbes 30 cm) ja mitme LED -i vahel, mida soovite oma nöörile (ma kasutasin 20 LED -i), ja lõigake kogu traat valitud pikkusele. LED -i kohta peab teil olema 3 juhtmest. (Minu puhul oli mul vaja 3x20LED -i, seega 60 juhtmest 30 cm.) Teie toiteadapter sõltub ribas kasutatavate LED -ide arvust. Täieliku heleduse korral vajavad 5 V WS2812b 60 mA, siis peate selle arvu korrutama LED -ide arvu kohta, et toiteadapteril oleks vajalikud toitevajadused. Minu puhul on maksimaalne vajalik võimsus 20LED x 60mA = 1200mA. Ma kasutasin 5V/3A, mis mul oli, kuid oleks võinud kasutada vähem võimsat toiteallikat.

Kui te ei kavatse kasutada oma valgusriba täieliku heledusega valge mustri peal, ei vaja teie valgusriba kunagi täisvõimsust. Jõulutulena võite arvestada, et 40LED -de jaoks on vaja ainult 1A.

Kui need kõik on lõigatud, saate kõik juhtmed mõlemalt küljelt eemaldada ja tinaks võtta. (See on üsna pikk samm …)

Kui soovite, võite oma juhtmed 3–3 sisse keerata, et need LED -ide vahel kenad välja näeksid ja teie jõulupuu vahele jääksid.

Nüüd saate kõik oma LED -de jootmispadjad plekkida.

Kui kõik on tina, pange oma LED LED -pistikupessa, LED ülespoole.

4. samm: juhtmestik

Nüüd tuleb projekti kõige keerulisem osa. Peate kõik LED -id aheldama, kasutades eelnevalt ettevalmistatud juhtmeid.

Selleks sisestage 3 -juhtmeline kaabel läbi ühe teie LED -sokiga ava ja jootke jootekolviga kaablid LED -jootepatjade külge. (proovige jootekolbil kasutada väga õhukest otsa) Jootmisel peate olema kiire, et mitte kuumutada ega deformeerida LED -pistikupesa.

Valgusdioodide ketis jootmiseks olge ettevaatlik, et austada oma LED -ide suunda !!

Võite kasutada iga LED -i noolt, et kindlasti järgida juhtmestiku suunda. Kui te ei hooli sellest, praadite tagurpidi ühendatud LED -e.

Neile, kes otsustavad juhtmed kokku keerata, peate kasutama multimeetrit, et leida juhtmete mõlemad otsad, mille peate järgmise LED -iga ühendama. (Alati on parem enne kontrollida kui pärast katsetamist parandada)

Veenduge, et kõik, kui olete oma multimeetriga keevitatud, protsessi ajal, et kontrollida jootet, et vältida külma või halva jootmist. Halva keevitatud LED -i tulemuseks on kogu LED pärast seda, kui see ei tööta või töötab halvasti. Kui teil on probleem, et LED ei sütti, kontrollige kõigepealt jootet (ma ütlen seda kogemuse järgi;))

Samm: programmeerimine

Valisin kontrolleri jaoks Wemos D1 mini, kuna töötasin juba selle plaadiga. Need on üsna odavad, usaldusväärsed, hõlpsasti programmeeritavad ja sisaldavad Wifi -antenni.

Leidsin githubist WLED -projekti, see on püsivara, mis on loodud LED -i juhtimiseks wifi üle, täpselt see, mida ma oma projekti jaoks vajasin!

WLED on Aircoookie välja töötatud tõeliselt suurepärane püsivara, mis ühildub Esp8266 ja ESP32 plaatidega ning millel on palju funktsioone. Näiteks:

• Üle 100 välguefekti
• LED -segmendid LED -riba erinevatele osadele erinevate efektide ja värvide määramiseks
• Veebikontrolli kasutajaliides, et juhtida oma LED -e arvutiga
• Nutitelefoni rakendus LED -ide juhtimiseks telefoniga
• Infrapuna kaugjuhtimispult
• Koduautomaatika ühilduvus
• Alexa Voice assistendi ühilduvus
• Relee lisamine valguse juhtimiseks
• Välise nupu lisamine LED -i juhtimiseks ilma WiFi -ühenduseta
• Sünkroonige mitu WLED -seadet oma kohaliku võrgu kaudu

Ja palju muud…

Avastage projekti Github kõik võimalused:

Wledi vilkumine esp8266 -le pole nii raske. Midagi konkreetset pole vaja. Peate järgima ainult neid samme:

Viimase püsivara allalaadimiseks minge lehele Wled Github (https://github.com/Aircoookie/WLED/releases)

Wemos D1 Mini jaoks laadige alla fail, mille lõpp on ESP8266.bin

Minge Pythoni lehele Pytno allalaadimiseks ja installimiseks (https://www.python.org/downloads/)

Installige oma OS -i uusim Pythoni versioon

Avage terminal ja kasutage järgmisi käske:

pip install esptool

Tööriista õigesti installimise kontrollimiseks kasutage järgmist käsku:

esptool.py

Kui teil tekib Esptool.py-ga probleeme, võite proovida esphome-flasheri alla laadida. See installija teeb täpselt sama, kuid kasutab graafilist liidest.

Nüüd saate oma Wemos D1 miniplaadi mikro -USB -kaabli abil arvutiga ühendada.

Kui olete ühendatud, kasutage Wledi tahvlil välkimiseks järgmist käsku:

esptool.py write_flash 0x0./WLED_X. X. X_ESP8266.bin

Peate asendama./WLED_X. X. X_ESP8266.bin ainult varem alla laaditud.bin -faili teega.

Kas teie Wemos -tahvlit tuleks nüüd edukalt vilkuda WLED -iga?

6. samm: plaadi ühendamine WiFi -ga

Nüüd, kui teie plaat vilgub, peaksite selle sisselülitamisel nägema uut WiFi-võrku nimega WLED-AP. Proovige selle WiFi -võrguga ühendust luua ja kasutage seda parooli:

1234

Teid suunatakse veebilehele, peate lihtsalt järgima juhiseid, et ühendada plaat oma kodu WiFi -ga

Kui olete oma plaadi konfigureerinud oma koduseks WiFi -ks, vahetage oma tavalise WiFi -võrgu vastu ja avage uus brauser, et luua ühendus varem seadistatud mDNS -i nimega

Lõpuks peaksite olema ühendatud järgmise veebisaidiga:

Samm: kontrollige PCB -d

See osa ei ole süsteemi toimimise nõue. Toiteploki saate ühendada ainult oma riba ja Wemos D1 miniga ning seejärel ühendada juhtme abil LED -ribalt andmete sisestamine Wemos D1 mini D4 -pistikuga.

Tahtsin proovida relee ja füüsilise nupu funktsiooni, seega võtsin süsteemi prototüübi valmistamiseks protoboardi, et saada tõestus töölahenduse kohta.

Kasutasin peamiselt WLED Wikist leitud juhtmestiku skeemi ja muutsin seda veidi relee ja nupu lisamiseks, kasutades WLED Wiki samal lehel antud GPIO kasutamist.

Relee lisamiseks oma projektile peate oma relee oma 5 V toiteliini ja maandusega sisse lülitama ning GPIO12 (D6 pin Wemos D1 minil) ühendama oma relee käsunõelaga. Relee teisel küljel ühendage oma relee oma 5V toiteliini keskel, ühendades 5V sisendi sisendpoldil ja 5V väljundi relee NO (normaalselt avatud) kontaktil. Vaikimisi lülitab WLED -i püsivara LED -ide sisselülitamisel GPIO12 tihvti sisse, ühendades NO -kontakti 5V liini, lülitate relee sisse LED -ide sisselülitamisel ja lülitate relee välja, kui LED -id välja lülitate (see on tahame saavutada).

Samuti saate oma ahelasse lisada nupu, kui te ei kasuta oma LED -ide juhtimiseks kella. Nupu juhtme ühendamiseks ühendage see GPIO 0 (Demos D1 mini D3) ja maapinna vahel. Nuppu saab konfigureerida WLED -i rakenduse liideses, et teha erilisi toiminguid ühest puudutusest, topeltpuudutusest ja hoidmisest (näiteks järgmine efekt, eelseadistatud tsükkel, ON/OFF).

Valgusriba elektriliinile ühendatud kondensaatorit kasutatakse elektriliini silumiseks ja potentsiaalsete toitepiikide absorbeerimiseks. juhtige see pärast releed ja oma LED -riba algusesse võimalikult lähedale, et seda paremini kasutada.

Riba andmeliini sisendi takisti on selleks, et kaitsta teie LED -ribade põletamist selle sisendi eest. Võimalik, et kui teil on andmesideühendus ühendatud, kuid positiivne toiteplokk on lahti ühendatud, on oht, et proovite LED -i toita läbi nööpnõela ja põletada.

Kui teil on kontrolleri ja esimese LED -i vahel pikk traatkaabel, saate taseme nihutajat kasutada, et LED -stringil oleks usaldusväärne andmesisend. Selle töö tegemiseks on loodud komponente, kuid saate kasutada odavat alternatiivi, kasutades oma ribalt ühte LED -i taseme nihutajana. Selle eesmärgi saavutamiseks ühendage üks valgusdioodidest otse protoplaadil kontrolleri väljundi lähedal. Seejärel saate pärast seda LED -i ühendada oma LED -riba pistiku. Ristvalgusdioodi läbimisel mõjutab andmeliini samamoodi nagu taseme nihutajat. (Et vältida seda LED -i koos LED -ribaga heledamaks muutmist, on WLED -LED -i eelistustes võimalus kontrollida, kas esimene LED -i vahele jätta).

Kui kõik on juhtmega ühendatud, võtke aega, et kontrollida kõiki ühendusi ja jootet.

Kui kõik on korras, saate nüüd ühendada oma toiteallika ja LED -riba oma trükkplaadiga.

Samm: lubage valgusdioodil töötada WLED -iga

Selleks, et teie valgusriba Wledis hästi töötaks, peate sisenema veebiliidese seadistustesse, seejärel LED -i eelistustesse ja sisestama oma LED -stringi LED -ide arvu.

Samuti saate piirata maksimaalset voolu, mida soovite, et teie valgusnöör võtaks, et teie toide oleks väga ohutu.

Salvestage seaded ja minge tagasi avalehele, et testida oma valgusriba.

Nüüd saate oma jõulupuu valgustamiseks valida erinevaid värve ja efekte!

WLED projekti Wiki lehelt leiate täieliku wiki, milles on loetletud kõik eelseadistused ja efektide võimalused:

9. samm: tulemused

Ma arvan, et Light Strip tuli alfa -versiooni jaoks väga hästi välja, kristalllamp töötab suurepäraselt selge PETG -ga hajuti ja WLED -tarkvara pakutav juhtimine on hämmastav. Kindlasti pole see viimane kord, kui kasutan WLED -i, et oma majas nutikat valgust lisada.

Järgmine kord, kui proovin kerget riba, kasutan WS2812b trükkplaadina usaldusväärsemat komponenti ja arvan, et proovin Wled Wemos Shieldi, mis pakub parema väljanägemisega trükkplaati koos mõne muu funktsiooniga (näiteks sulavkaitsme jaoks). Proovin ka järgmise versiooni jaoks midagi veekindlat valmistada, et pakkuda võimalusi riba lisamiseks õues.

Täname, et lugesite seda juhendit, loodan, et see on teile kasulik olnud. Uuendan seda artiklit, kui teine versioon valmib, jääge lainel, kui olete huvitatud:)