RGB LED -fiiberoptiline puu (aka Project Sparkle): 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Kas leiate, et teie tuba on liiga igav? Kas soovite sellele natuke sära lisada? Siit saate lugeda, kuidas võtta RGB LED, lisada kiudoptilist traati ja muuta see särama!

Projekti Sparkle põhieesmärk on võtta ülitugev LED ja mõni lõpp-kumaga kiudoptiline kaabel ning ühendada see arduino külge, et luua kena valgusefekt. See on fiiberoptiliste täheplaatide/lagede imitatsioon, kuid paigaldatud vertikaalselt, kuna ei saa puurida minu lakke ja ei kasuta kiudoptiliste juhtmete valgustamiseks eelnevalt valmistatud valgustajat. Nii et see on tõesti võimalus saada lahedaid kiudoptilisi efekte ilma kallitesse valgustitesse investeerimata. Selle ühendamine LED -i kaudu arduinoga lisab ka igat tüüpi kohandamist ja värvide täiustamist! Parim mõlemast maailmast! Materjalid: 10W LED - 5 dollarit - eBay. ** Hoiatus, see on väga hele. ÄRGE vaadake seda otse, kui see on sisse lülitatud. Kleepige see testimiseks kasti või mõne muu sobiva katte alla ** Kiudoptilise otsa helendustraat - ~ 25-30 dollarit - ostsin selle veebist TriNorthLightingist. Kiudoptilist kaablit müüakse tavaliselt jala kaudu kaabli erinevatel kiududel. Mida vähem kaablit on, seda paksem on iga traat, mis tähendab heledamat otsa. Sellelt lehelt leiate käepärase diagrammi kaabli numbri ja laiuse kohta. 12V, 2A toiteallikas - ~ 10 dollarit - mul oli üks lamades. Salajased materjalid: Enamik neist osadest on asjad, mis inimestel on, ja neid saab uuesti kasutada teiste projektide jaoks Arduino - 25–30 dollarit - kasutasin Arduino Uno R3 leiba - ~ 5 dollarit jootekolb - kõikjal alates 10 dollarist kuni suurusjärgu võrra kõrgema vooluringi komponentideni - igaüks maksab vaid paar senti, keerulisem küsimus on ilmselt see, kust neid tänapäeval hankida. poodi. See on materjal, mida kasutasin kiudoptiliste kiudude seinale kudumiseks

Samm: ülevaade vooluahela komponentidest

Peale põhijuhtme (ja LED -i) on meie vooluahelal kaks põhikomponenti: transistorid ja takistid. Transistorid Seega on meil 10W LED, toitekaabel ja arduino. Eesmärk on ühendada LED leivaplaadiga ja kinnitada arduino samale leivaplaadile, et arduino saaks väärtust väljastada ja LED süttib teatud heledusel (mis vastab arduino väljundväärtusele). Probleem on selles, et arduino saab toita ainult 5 V, kuid meie LED vajab 12 V (märkus: see võib muutuda sõltuvalt sellest, millist toite LED -i kasutate). Siin tuleb sisse toiteallikas. "Kuidas me kunagi ühendame arduino, LED -i ja toiteallika omavahel ?!" võite küsida. Vastus on maagia. TRANSISTORITE võlu! Lihtsamalt öeldes on transistor võimendi või lüliti. Sel juhul kasutame seda lülitina. See ühendatakse ühe tihvtiga arduinoga, teise toiteallikaga ja kolmanda LED -iga. Kui arduino saadab voolu üle konkreetse läve, lülitub transistor sisse ja laseb toitepingel sellest läbi, süttib LED. Kui arduino voolu pole piisavalt, ei lase transistor toiteplokist läbi ja LED kustub. Transistori lülitustüüpi tuntakse lülitus- või ristumistransistorina. Saadaval on palju erinevaid tüüpe, millel on erinevad omadused, näiteks pinge, mis on vajalik tihvtide vahel, võimendus jne. Julgustan kõiki huvilisi transistorite kohta rohkem lugema, et neist palju paremini aru saada. 10W LED -il on kokku neli tihvti, ühel küljel maapind ja teisel küljel iga värvi jaoks tihvt. Kui tahame iga värvi eraldi juhtida (et kuvada mis tahes RGB värvikombinatsiooni), peab igal värvil olema oma transistor, seega vajame kokku kolme transistorit. Lisateavet kasutatavate transistoride kohta leiate järgmisest sammust. Takistid Nüüd, kui oleme aru saanud, kuidas LED -i sisse lülitada, on veel üks probleem. Kogu see jõud pole tingimata hea! Me ei taha LED -i lühisesse jätta, nii et sellele tuleb lisada takistid. LED -i neljast tihvtist ei vaja maandusnõel takistit, kuna see hakkab lihtsalt maandama. Kuid kolm värvi tihvti vajavad vähemalt ühte takistit ja kuna erinevad värvid tõmbavad erinevaid pingeid, pole need tingimata samad takistused. "Kuidas me need väärtused kunagi välja mõtleme ?!" võite küsida. Noh, vastus on MAGIC. MATEMAATIKA võlu! (loe edasi, see on seda väärt, ma luban …)

2. samm: vooluahela komponentide arvutamine

Transistoride tüüp Nagu eelmises etapis öeldud, on siin kasutatavad transistorid erinevat tüüpi lülitid. Millist konkreetset tüüpi transistorit on ahelas vaja, sõltub vooluahela nõudmistest, kuid selles vooluringis sobib 2N2219 transistor. Pange tähele, et võite kasutada muud transistorit kui 2N2219, kui sellel on töötava vooluahela jaoks õiged spetsifikatsioonid. (Sobiks ka tavalisem 2N2222 transistor) Sõltuvalt transistori tüübist on transistori kolm tihvti kas "emitter, alus, kollektor" või "värav, allikas, äravool". Tüüp 2N2219 on esimene. Transistorikere tüüpe on palju, nii et selleks, et teha kindlaks, milline tihvt vastab kiirgurile, alusele ja kollektorile, on aeg tutvuda oma spetsifikatsioonilehega! Transistor vajab ka kahte takistit. Üks ühendab transistori aluse arduinoga - see võib olla mis tahes väärtus, tavaliselt umbes 1 kΩ. Seda kasutatakse selleks, et arduino mis tahes valevool ei põhjustaks transistori käivitamist ja kogemata tule sisselülitamist. Teine vajalik takisti ühendab aluse maaga ja on üldiselt suur väärtus, näiteks 10 kΩ Takistite tüübid Toiteallika ühendamiseks LED -iga peame kasutama mõnda takistit. Igal LED -i värvil on erinev nõutav pingesisend. Konkreetsed väärtused sõltuvad teie kasutatavast LED -st, kuid tavalise 10 W LED -i puhul on need tõenäoliselt õiges vahemikus: punane - 6-8 V roheline - 9-12 V sinine - 9-11 V LED -i nõutav vool: 3 milliAmp (mA) Toitepinge: 12 V Seega on olukord järgmine: me kasutame LED -i toiteks 12 V toiteallikat ja iga värv peaks saama sellest väiksema pinge. Peame takistite abil vähendama pinget, mida iga LED -i värv tegelikult näeb. Vajaliku resistentsuse väärtuse määramiseks on aeg tutvuda Ohmi seadusega. Näiteks punase värvi puhul: pinge = vool * takistus…. Kirjutage ümber resistentsuseks = Pinge (langus) / Voolutakistus = 4 V / 0,3 A = 13,3Ω (4 V väärtus on 12 V (toide) - punase vahemiku maksimum (8 V)) Me pole veel valmis. Sõltuvalt teie takisti tüübist (st selle suurusest) saab see hajutada ainult teatud hulga energiat. Kui kasutame takistit, mis ei suuda piisavalt energiat hajutada, põletame need läbi. Takisti võimsuse arvutamise valem pärineb Ohmi seadusest: see on võimsus = pinge * vool. Võimsus = 4V * 0,3 A = 1,2 W See tähendab, et meie LED -i ohutuse tagamiseks vajame 13,3Ω, vähemalt 1,2 W (vähemalt) takistit. Probleem on selles, et enamiku tavaliste takistite võimsus on 1/4 W või vähem. Mida teha?! Kasutades takistite paralleelselt seadistamise võlu, saame probleemi lahendada. Kombineerides paralleelselt nelja (1/4 W) takistit, annab kogu võimsuse hajumine kuni 1 W. (Ideaalis lisame paralleelselt viis takistit, kuid kuna 1,2 W on nähtav ainult siis, kui see on maksimaalselt valgustatud, ja gen. kasutame natuke vähem). Takistite paralleelne lisamine vähendab nende takistust proportsionaalselt (st kui ühendame paralleelselt neli 13,3 Ω takisti, on kogu takistus ainult ~ 3 Ω) Õige takistuse ja võimsuse hajumise saamiseks saame ühendada neli 68 Ω 1/4W takistit paralleelne. Selle arvu saame, korrutades 13,3Ω neljaga, mis on ~ 53Ω, ja võtame seejärel takistuse jaoks järgmise kõrgeima standardväärtuse. Üldiselt: punase värvi toiteks peame kasutama kas ühte 13,3Ω 1W takistit või nelja 68Ω 1/4W takistit paralleelselt. Teiste värvide jaoks vajaliku takistuse arvutamiseks kasutage sama protsessi. Kokkuvõte vajalikest vooluahela komponentidest: 3 x 2N2219 transistorid 3 x 1 kΩ takistid 3 x 10 kΩ takistid Punane: 4 x 68Ω 1/4 W takistid Sinine: 4 x 27Ω 1/ 4W takistid rohelised: 4 x 27 Ω 1/4W takistid

3. etapp: ahela skeem / vooluahela ehitamine

Olles läbinud matemaatika ja kogunud kõik vajalikud tükid, on aeg need kokku panna!

Võtke kõigepealt toide ja katkestage selle lõpus olev ühendus ning eraldage toite- ja maandusjuhtmed. Lisage maandusjuhe ühele leivaplaadi rööbastele. Jootke toitejuhe vajalike takistite jootmiseks LED -i külge. Seejärel ehitage vooluahel skeemil näidatud viisil. Pange tähele, et kõik vooluahela maandused (arduino maandus, transistori maandus, toiteallikad) peavad olema mingil viisil ühendatud.

Samm: Arduino kood

Oleme peaaegu kohal! Aeg ühendada meie vooluring arduinoga.

Siin olev kood lihtsalt viib RGB LED -i läbi värvitsükli (st kontrollib kogu vikerkaart). Kui olete arduinoga tuttav, pole see liiga keeruline. See kood ei olnud algselt minu kirjutatud, kuid ma ausalt ei mäleta, kust ma selle alla laadisin; see oli avatud lähtekoodiga. Kui mäletan või kui keegi teab allikat, tsiteerin seda hea meelega. Visand on kleebitud allpool. Lihtsalt veenduge, et visandil olevad tihvtide väärtused vastavad LED -iga ühendamiseks kasutatud arduino tihvtidele. Kõik koodid saadavad igale LED -värvi tihvtile individuaalse väärtuse (0–255). Kui soovite, et ilmuks konkreetne värv, vaadake RGB värvikaarti // Käivitab RGB LED -i läbi värviratta tsükli int heledus = 0; // kui hele LED on. Maksimaalne väärtus on 255 int rad = 0; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup () {// kuulutage nööpnõelad väljundiks: pinMode (RED, OUTPUT); pinMode (ROHELINE, VÄLJUND); pinMode (SININE, VÄLJUND); } // 0 kuni 127 void displayColor (uint16_t WheelPos) {bait r, g, b; lüliti (WheelPos / 128) {juht 0: r = 127 - WheelPos % 128; // Punane alla g = WheelPos % 128; // Roheline kuni b = 0; // blue off break; juhtum 1: g = 127 - WheelPos % 128; // roheline alla b = WheelPos % 128; // sinine üles r = 0; // red off break; juhtum 2: b = 127 - WheelPos % 128; // sinine alla r = WheelPos % 128; // punane üles g = 0; // green off break; } analogWrite (PUNANE, r*2); analogWrite (GREEN, g*2); analogWrite (SININE, b*2); } void loop () {displayColor (rad); viivitus (40); rad = (rad+1) % 384; }

Samm: fiiberoptiliste juhtmete lisamine

Isegi kui te seda sammu ei lõpeta, on tore, et nüüd on meil suurepärane, särav, täielikult kohandatav RGB LED. Valisin selle kombineerida fiiberoptikaga, kuid tegelikult saate teha kõike, mida soovite! Kas teha magusat prožektorit? Süüta diskopall? Nii palju võimalusi!

Ostsin algselt viis jalga 50 kiudu, 10 jalga 12 ahelat ja 5 jalga 25 kiudu. Lõikasin pikkuse pooleks, et mul oleks rohkem kohti, kuigi juhtmed ise olid lühemad. Valisin puu tegemise, kuna ma ei suutnud neid läbi seina paigaldada. Tüll liimiti seinale kummist tsemendi kaudu (tüll on üsna kerge, nii et teip võib olla piisav). Kiud on niidid läbi tülli puu sarnaseks mustriks. Tühja/kuivatatud soodapurgi abil asetatakse valgusdiood põhja ja kiud lisatakse selle ülaossa. Suurim probleem on praegu proovida tagada, et valgus läbiks kiude, mitte ainult sooda purgi ülaosa. Kiudude tihedalt fooliumisse pakkimine võib aidata, kuid soovitan proovida mis tahes seadistust, mis teie arvates võiks toimida. Pange kõik need tükid kokku ja meil on oma puu!

6. samm: peoaeg

Ei jää muud üle, kui tuled summutada, arduino sisse lülitada ja meie uue fiiberoptilise seadistuse sära nautida!

Lisasin ka video seadistusest. See näeb isiklikult parem välja, kuid näete seda aeglaselt värviratta kaudu liikumas.