Programmeeritavate valgusdioodidega jõulutäht: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Tahtsin sel aastal oma jõuluväljakul olevale väljapanekule midagi muud, seega otsustasin osta RGB programmeeritavate LED -ide (mõnikord ka neopiksel -LED -ide) ja luua jõulutähe. Neid valgusdioode saab individuaalselt programmeerida värvi ja heleduse jaoks ainult ühe juhttraadiga.

Samm: materjal

WS2811 hajutatud digitaalne RGB LED -string (5V)

Arduino plaat (allikaid on palju)

FastLED Arduino raamatukogu

+5 V alalisvoolu toide (500 ma või rohkem-võib olla „seina tüügas”)

Toitejaoturi kaabel

3-juhtmeline toite-/juhtkaabel

3-kontaktiline JST SM isane pistik

Termokahanev toru (3 tükki 3/16 läbimõõduga, 1 tolli pikk)

Veekindel plastkarp

2 'x 2' x ¼ vineer

2 x 2 tolli papp (valikuline)

Välisvärv

Selge pakenditeip (või selge GorillaTM lint)

Puidujäägid elektroonikariiuli jaoks (valikuline)

Puiduliim (valikuline)

¼”punutud köis (valikuline)

Parcord (valikuline)

CommandTM Outdoor Light Clips (valikuline - leidsin need Walmartist)

Telgi panused (valikuline)

Samm: tööriistad

Arvuti Arduino programmeerimiseks

Jõupuur või puuripress

12 mm puur

Peenhambaline puusaag (kasutasin jigisaega)

Kuumuspüstol, välgumihklid või tikud kahaneb torude jaoks

Awl või jääpulk

Liivapaber

Elektriline lihvmasin (valikuline)

3. samm: täheehitusprotsess

Ma tahtsin, et mu täht sobiks 24-tollisele ruudukujulisele vineeritükile, nii et ma tahtsin, et kõige laiem mõõde ei oleks suurem kui 24 tolli. Otsakolmnurga ülemine nurk on 36 °. Ülejäänud kaks nurka on 72 °.

Tahtsin, et tähe valgusmuster oleks võimalikult suur, nii et plaanisin, et tähe punktid ei tuleks täielikult tippu. Iga tähe jalg on identne, seega arvutasin ühe jala mõõtmed, nagu on näidatud siin joonisel.

Seejärel printisin mustrist välja viis eksemplari ja asusin tähte kartongile paigutama.

Kuna minu LED -stringil on 50 LED -i, vajasin viit jala kohta ühtlaselt. Ühe jala pikkus (jooniselt) on 8,125 tolli ÷ 5 = 1,625 tolli (1-5/8 tolli). Kuna lasin Visios tähepunkti joonistada, märkisin iga LED -i koha Visio mustrile, et vältida kartongipaigutuse mõõtmist. Täissuuruses tähepunkti mustri vaatamiseks klõpsake selle jaotise lõpus olevat linki. MÄRKUS. Kui prinditud mustri mõõtmed ei vasta näidatule, peate võib -olla printeri veeriseadeid kohandama. Ma seadsin oma 0,15 tolli igast küljest.

Järgmisena teipisin papi vineeritüki peale ja lõikasin papi läbi papi vineeri sisse igas LED -kohas. Pidin kasutama üsna palju survet, et saada vineerisse piisavalt sügavaid jälgi, et neid näha (võib -olla sellepärast, et mu põld vajab teritamist).

Loomulikult võite pappmustrist mööda minna ja paigutuse otse vineerile teha, kui olete protsessiga rahul ja kindel, et te ei hävita täiesti head vineeritükki.

Eemaldasin papist malli ja mõõtsin risti umbes ¾ tolli LED-puurimisjoonest tähe ümber, et saada oma väljalõikejoon. Märkus: fotol olev lõikejoon on papil näidatud, sest selleks ajaks, kui otsustasin selle juhendi muuta, olin tähe juba valmis saanud.

Pärast tähe väljalõikamist lihvisin kõik pinnad ja kandsin kaks kihti akrüülist väliskruntvärvi ja kaks viimistluskihti akrüülist välismajavärvi. Värvisin enne aukude puurimist, et vältida värvi sattumist aukude sisse.

Puurisin LED -de jaoks augud igasse märgistatud kohta 12 mm puurvarda abil, kuid augud olid veidi alamõõdulised, nii et pidin tagasi minema ja iga augu “ümmardama”, puurvarda ringikujulise nurga all. Võib juhtuda, et ½”puur oleks ideaalse suurusega. Soovitan teil seda puidutükil proovida ja vaadata, kui hästi see töötab. Valgusdioodid peavad vineerisse üsna tihedalt sobima, et vältida nende väljakukkumist. Pärast puurimist läksin väikese pintsliga tagasi ja värvisin kohad, kus puuriba vineeri rebis. Kuigi ma puurisin varukoopiaga, sain siiski natuke rebida.

Sissejuhatusfotolt näete, et minu tähe punktid pole kõik identsed. Selle põhjuseks on väike viga tähe suuruse mõõtmisel ja arvutamisel, kuid sellel pole tegelikult vahet. Keegi pole seda kunagi maininud ja loomulikult pole see öösel nähtav.

Lisasin tähe allapoole suunatud punktidele väikesed tükid 3/8”paksusest täispuidust, et saaksin lisada mõned kruvisilmad, et saaksin tähe ankurdada, et see ei puhuks, kuna elan Oklahomas, kus“tuul” tuleb tasandikku pühkides”.

Riputasin oma tähe oma koduhoovis kahe suure puu vahele. Kinnitasin tähe tagaküljele kaks 3M CommandTM Outdoor Light klambrit ja kinnitasin need üle ¼”köie, mille puude vahele üles lõin.

Ankurdasin tähe allapoole suunatud näpunäited telgi vaiade ja paracordi abil maapinnale. Kaalusin tähe paigaldamist oma garaaži viilkatusesse, kuid elektroonikakasti paigaldamine sellesse kohta oli minu jaoks problemaatiline.

4. samm: LEDide programmeerimine

Valgusdioodide juhtimiseks võib kasutada mis tahes mikrokontrollerit, kuid olen paar aastat Arduinoga mänginud, nii et läksin seda teed. Olen pensionil elektroonikainsener, kuid mitte eriti programmeerija, nii et mul oli hea meel leida FastLED -i raamatukogu, mis muudab LED -ide programmeerimise imelihtsaks. AdaFruitil on ka sarnane teek, kuid ma olin juba enne selle avastamist FastLED -iga. Seetõttu pole mul arvamust, milline raamatukogu on parem.

Kaalusin erinevaid heledamustrilisi ideid, kuid otsustasin oma tähe jaoks iga tsükli puhul lihtsa fade-in/fade-out koos värvimuutustega. Leidsin, et pimedas olid LED -id soovitud efekti jaoks liiga heledad, seega seadsin maksimaalseks heledustasemeks 36. LEDid on otse vaadates VÄGA heledad, kuna need on selles projektis paigutatud.

Kui te pole Arduino mikrokontrolleriga tuttav, on algajatele väga informatiivsed juhendid. Soovitan teil enne sellise projekti proovimist need läbi vaadata ja tutvuda Arduino programmeerimisega. Otsige lihtsalt Arduino veebisaidilt Instructable.

Arduino visandi jaoks, mille ma oma tähe jaoks kirjutasin, klõpsake alloleval lingil.

Samm: Arduino ja LED -de toide

Mul oli juba 10A, +5V alalisvoolu toide. See on selle projekti jaoks üleliigne, kuid miks osta teine toiteallikas? Kasutasin osade loendis olevat toitejaguri kaablit, et toiteallikast toita nii LED -stringi kui ka Arduino plaati. MÄRKUS. LED -stringe on saadaval nii 5V kui ka 12V. Kui valite 12 V valgusdioodid, peate Arduino plaadi jaoks kasutama eraldi toiteallikat või kasutama alalisvoolu alalispingemuundurit (või elektroonikaga kogenumatele lineaarset regulaatorit), et vähendada Arduino toitepinge 5V kuni 9V DC.

Toite- ja juhtmestiku jaoks kasutasin lõpppaigalduses 3-juhtmelist termostaadijuhet, mille leidsin Lowe's. Kaks juhtmest toiteallikaks ja üks juhtimissignaali jaoks. Kas pole hämmastav, et 50 LED -i värvi ja heledust saab juhtida ÜHE juhtmega ?! Elektroonikainsenerina saan ma täielikult aru, kuidas see töötab, kuid olen siiski VÄGA muljet avaldanud.

Toite-/juhttraat tuleb lõpetada 3-kontaktilise JST-klemmiga. Jootsin klemmikomplekti juhtmed 3-juhtmeliste kaablijuhtmete külge ja katsin liitekohad termokahaneva toruga. Elektriline lint toimiks näpuotsaga, kuid see ei sobi hästi. Võimalusel väldin seda.

6. samm: elektroonika kaitsmine

Muidugi pole Arduino plaat ja toiteallikas ilmastikukindlad, seega tuleb neid kaitsta. Kasutasin “ühekordselt kasutatavat” plastikust toiduainete hoiukasti. Karbi toetamiseks ehitasin väikese riiuli, mille ka tähe jaoks kirjeldatud viisil ära värvisin ja kruvisin selle ühe puu külge. Puurisin karbi küljele põhja lähedale augu. Seejärel lõikasin august pilu kasti ülaossa, et juhtmed auku alla libistada. Kui juhtmed olid paigas, kasutasin pilu tihendamiseks kasti sees ja väljas läbipaistvat linti. Auk ise ei pea olema täielikult suletud, kui järgite järgmist märkust.

MÄRKUS. Toitejuhtme ja toite-/juhttraadi ava LED -de jaoks tuleb paigutada nii, et vesi ei satuks kasti. Pange auk karbi põhja ja moodustage juhtmetega silmus, nii et vesi juhtmetelt tilgub maha, mitte ei jälgi traati kasti.

Jooksin toite-/juhttraadi karbist täheni mööda ¼”köit, millelt täht riputati, kasutades tõmblukke, et traat trossi külge kinnitada.

Samm: vaadake seda tegevuses

Siin on video minu tähest, kui väljas oli täiesti pime. Mulle meeldib tuhmuvate värvide rahulik mõju.