Intelligens kristályfény -karakterlánc: 9 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Karácsony közeledtével, és teljes körűen kutatom az otthoni automatizálást és az intelligens tárgyakat, idén úgy döntöttem, hogy megpróbálok egy okos, szép megjelenésű, RGB fényfüzért készíteni.

Rengeteg kutatást végeztem a barkácsolással kapcsolatos megoldásokról az interneten, egyrészt egyes projektek egy Wifi relé vagy intelligens csatlakozó hozzáadását tartalmazzák a fényfüzér teljesítményének szabályozására, másrészt egyes projektek címzett led csíkokat használnak wifi vezérlővel hogy teljesen irányítsa a ledeket. Tetszett, ahogy a vezérlőt használják a címezhető led szalag vezérlésére, de számomra egy LED szalag nem tűnik elég jónak egy nagy karácsonyi fényfüzérhez.

Kicsit kifogytam az időből, hogy elektronikai alkatrészeket rendeljek, ezért úgy döntöttem, hogy saját intelligens fénysorozatot hozok létre, testreszabható és cserélhető izzó diffúzorral, és a maximális funkcióval, amelyet csak az irodámban lévő komponensekkel tudtam elérni.

Összességében az intelligens fénysorozat nagyon jól jött ki, a használt diffúzor jól néz ki, és a Wled firmware által nyújtott funkciók fantasztikusak. Valóban teljes mértékben testre szabhatja a lámpákat az igényeinek megfelelően. De ez a projekt messze nem tökéletes, még mindig béta verziónak tartom, és némi fejlesztést kell tenni rajta. Elmagyarázom tovább, mit tennék annak érdekében, hogy jobb legyen, ha legközelebb felépítem.

1. lépés: Szükséges alkatrészek és eszközök

Csak az irodámban lévő alkatrészeket használtam ehhez a projekthez, mivel nincs teljesen optimalizálva, megadom azokat a részeket, amelyeket használtam, valamint néhány alkatrészt, amelyeket a fénycsík optimalizálására használhat.

Alkatrészek:

Wemos D1mini (ESP8266)

Relé 5v 10A

• WS2812b szalag 144LED/m
• 5 V -os tápegység
• 1000uF kondenzátor
• 470 Ohm ellenállás
• 2 tűs hálózati csatlakozó
• 3pin adatcsatlakozó
• Gomb
• Protoboard
• Forrasztó
• Vezetékek 22 AWG (sodrott és rugalmasabb, jobb)
• Tiszta PETG
• Nem tiszta PETG (én fehéret használtam)

Eszközök:

• 3d nyomtató
• Forrasztópáka
• Vágófogó
• Csipesz
• Multiméter
• Micro USB kábel

Választható:

• WS2812b PCB -vel
• Wled Wemos pajzs (nagyszerű diy tábla)
• 3 Vezetékes elektromos kábel
• Forró ragasztó

2. lépés: 3D nyomtatás

Az izzók létrehozásához módosítottam a thingiverse -n talált 3D modellt (itt a forrás). Az eredeti modellt karácsonyi golyóknak tervezték. A Fusion 360 segítségével módosítottam, hogy csavarmenetet tegyek az alkatrész aljára. Elsősorban a Fusion360 "Thread" funkcióját használtam, és mindkét szál méretét 0,15 mm -rel csökkentettem minden részen, hogy elegendő szabad hely legyen ahhoz, hogy a darab egymásba illeszkedjen.

A fényfüzér elkészítéséhez és a LED -ek megtartásához terveztem egy aljzatot lyukkal a táp- és adatvezetékhez, egy kis mélyedést a LED -hez a ws2812b szalagból és egy menetet, amellyel be lehet csavarni az izzót a LED foglalatba. Az aljzaton keresztül történő bekötéshez szükséges lyukak kissé lazák, így 4 vezetéket lehet behelyezni, ha a csík hossza miatt áramellátásra van szüksége. Ebben az esetben 3 vezetékkel rendelkezhet 5 V -os, Data and Ground és 4 -es vezetékekkel, hogy további 5 V -ot csatlakoztasson a szalag végéhez.

A darabok úgy vannak kialakítva, hogy a menet rögzítse a fényhez csatlakoztatott vezetékeket, amikor mindkét darab össze van húzva, elkerülve a vezetékek szakadását a fényfüzér manipulálása során.

Az általam használt darabok nyomtatásához:

Átlátszó PETG a diffúzorhoz 0,12 mm rétegmagassággal, 0% betöltéssel és 2 fallal, hogy megőrizze némi szilárdságát

Fehér PETG a LED -foglalathoz, 0,12 mm rétegmagassággal, 100% -os kitöltéssel, hogy korlátozza a foglalat alján keresztül érkező fényt

Sikerült kinyomtatnom az összes LED foglalatot egy nyomtatásban, mivel a nyomtatás minősége nem túl fontos ezen a nyomaton.

Az izzóhoz azt javaslom, hogy egyenként nyomtasson. Nagyon vékonyak, és az összes nyomtatása egyszerre rossz fényezést okozhat az izzóban, és még a menetes rész erősségi problémáit is okozhatja.

Íme a projekthez használt 3D nyomtatott alkatrészek:

www.thingiverse.com/thing:4672612

3. lépés: A LED -ek előkészítése

Esetemben 5V WS2812b LED -eket használtam, de észrevettem, hogy minden címezhető LED működne ebben a projektben.

Ha lehetséges, ennél a résznél jobb lenne előre összeszerelt önálló ws2812b kerek NYÁK -t használni. Megbízhatóbbá tenné a fénycsíkot, és megkönnyítené a LED szerelését a LED foglalatba.

Ha ws2812b fénycsíkot használ, mint én, akkor egyenként le kell vágnia a LED -et a csíkról, ügyelve arra, hogy a csík forrasztópadjaiból eleget tartson a vezetékek forrasztásához a következő lépésekben.

Ha nem sikerül elegendő forrasztási felületet tartani minden LED -en, akkor csak egyet tarthat kettő felett, ha feláldoz egy LED -et, és a forrasztópárnák teljes hosszát két LED közé vágja.

Ezután elő kell készítenie az összes vezetéket. Válassza ki a kívánt hosszúságot két izzó között (én úgy döntöttem, hogy körülbelül 30 cm) és számos LED -et szeretne a húron (én 20 LED -et használtam), és vágja le az összes vezetéket a kívánt hosszúságra. LED -enként 3 vezeték kell. (Az én esetemben 3x20LED -re volt szükségem, tehát 60 db 30 cm -es vezetékre). A hálózati adapter a szalagban használt LED -ek számától függ. Teljes fényerő esetén az 5V WS2812b 60 mA -t igényel, ezt a számot meg kell szorozni a LED -ek számával, hogy a tápegységhez szükséges energiaigények rendelkezésre álljanak. Esetemben a maximális szükséges teljesítmény 20LED x 60mA = 1200mA. 5V/3A -t használtam, de én is használtam egy kevésbé erős tápegységet.

Ha nem tervezi, hogy a fénycsíkot szilárd, fehér mintán, teljes fényerővel használja, akkor a fénycsíknak soha nem lesz szüksége teljes teljesítményre. Karácsonyi fényként úgy gondolhatja, hogy csak 1A szükséges 40LED -ekhez.

Miután mindegyiket elvágták, levághatja a vezetékek mindkét oldalát és ónozhatja őket. (Ez elég hosszú lépés…)

Ha szeretné, 3 -szor 3 -osra tekerheti a vezetékeket, hogy szépnek tűnjenek a LED -ek között, és kevésbé valószínű, hogy beakadnak a karácsonyfájába.

Mostantól ónozhatja a LED -ek összes forrasztópárnáját.

Ha minden ónos, helyezze a LED -et a helyére a LED -foglalatba, a LED felfelé nézzen.

4. lépés: huzalozás

Most jön a projekt legnehezebb része. Össze kell láncolnia az összes LED -et a korábban elkészített vezetékek segítségével.

Ehhez illesszen be egy 3 vezetékes kábelt a LED zokni egyik furatába, és a forrasztópáka segítségével forrasztja a kábeleket a LED -es forrasztópadokhoz. (próbáljon nagyon vékony hegyet használni a forrasztópáka számára) Gyorsnak kell lennie, amikor forraszt, hogy ne melegítse fel és ne deformálja a LED foglalatot.

A LED -ek láncba forrasztásához ügyeljen arra, hogy valóban tartsa tiszteletben a LED -ek tájolását !!

Az egyes LED -eken található nyíllal győződjön meg arról, hogy tiszteletben tartja a huzalozás irányát. Ha nem törődik vele, visszafelé vezetékes LED -eket süt.

Azok számára, akik a huzalok becsomagolása mellett döntenek, multimétert kell használnia, hogy megtalálja a vezetékek mindkét végét, amelyeket a következő LED -hez kell csatlakoztatnia. (Mindig jobb előtte ellenőrizni, mint tesztelés után javítani)

Győződjön meg mindenről, ha jól hegesztett a multiméterével a folyamat során, hogy ellenőrizze a forrasztást, hogy elkerülje a hideg vagy rossz forrasztást. A rosszul hegesztett LED az összes LED -et eredményezi, miután ez az egy nem vagy rosszul működik. Ha problémája van a LED nem világításával, először ellenőrizze a forrasztást (ezt tapasztalatból mondom;))

5. lépés: Programozás

A vezérlőhöz egy Wemos D1 mini -t választottam, mert már dolgoztam ezzel a táblával. Elég olcsók, megbízhatóak, könnyen programozhatók és Wifi antennát tartalmaznak.

A githubon találtam a WLED projektet, ez egy firmware a wifi feletti LED vezérléshez, pontosan ez kellett a projektemhez!

A WLED egy igazán nagyszerű firmware, amelyet az Aircoookie fejlesztett ki, kompatibilis az Esp8266 és ESP32 táblákkal, és sok funkcióval rendelkezik. Például:

• Több mint 100 speciális villámhatás
• LED szegmensek különböző hatások és színek beállításához a LED szalag különböző részein
• Webes kezelőfelület a LED -ek vezérléséhez a számítógéppel
• Okostelefonos alkalmazás a LED -ek vezérlésére a telefonnal
• Infravörös távirányító
• Az otthoni automatizálás kompatibilitása
• Alexa Voice Assistant kompatibilitás
• Relé hozzáadása a fényerő szabályozásához
• Külső gomb hozzáadása a LED vezérléséhez Wifi nélkül
• Szinkronizáljon több WLED -eszközt a helyi hálózaton keresztül

És még sok más…

Fedezze fel az összes lehetőséget a projekt Githubján:

A Wled villogása esp8266 -ra nem olyan nehéz. Nincs szükség semmi konkrétra. Csak az alábbi lépéseket kell követnie:

Lépjen a Wled Github oldalra az utolsó firmware letöltéséhez (https://github.com/Aircoookie/WLED/releases)

A Wemos D1 Mini esetében töltse le az ESP8266.bin végű fájlt

Lépjen a Python oldalra a Pytno letöltéséhez és telepítéséhez (https://www.python.org/downloads/)

Telepítse a legújabb Python verziót az operációs rendszeréhez

Nyisson meg egy terminált, és használja a következő parancsokat:

pip install esptool

A következő paranccsal ellenőrizheti, hogy az eszköz helyesen van -e telepítve:

esptool.py

Ha gondjai vannak az Esptool.py-vel, megpróbálhatja letölteni az esphome-flasher-t. Ez a telepítő pontosan ugyanezt teszi, de grafikus felületet használ.

Mostantól a mikro -USB -kábellel csatlakoztathatja a Wemos D1 mini kártyát a számítógéphez.

Csatlakozás után használja a következő parancsot a Wled villogásához a táblán:

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

Csak a./WLED_X. X. X_ESP8266.bin fájlt kell lecserélnie a korábban letöltött.bin fájl elérési útjára.

A Wemos táblát most sikeresen villogni kell WLED -el?

6. lépés: A kártya csatlakoztatása a WiFi -hez

Most, hogy a tábla villog, a bekapcsoláskor egy új Wi-Fi hálózatot kell látnia, WLED-AP néven. Próbáljon csatlakozni ehhez a Wifi -hálózathoz, és használja ezt a jelszót:

wled1234

Átirányítunk egy weboldalra, csak kövesse a lépéseket, hogy csatlakoztassa a táblát az otthoni WiFi -hez

Miután konfigurálta a táblát az otthoni WiFi -hez, váltson a szokásos WiFi -hálózatra, és nyisson meg egy új böngészőt, hogy csatlakozzon az előzőleg beállított mDNS -névhez

Végül csatlakoznia kell az alábbi weboldalhoz:

7. lépés: A NYÁK ellenőrzése

Ez a rész nem szükséges a rendszer működéséhez. A tápegységet csak a szalaghoz és a Wemos D1 mini -hez csatlakoztathatja, majd egy vezetékkel csatlakoztathatja az adatokat a LED -szalagból a Wemos D1 mini D4 -es csatlakozójához.

Ki akartam próbálni a relét és a fizikai gomb funkciót, ezért vettem egy protoboardot, hogy elkészítsem a rendszer prototípusát, hogy bizonyíték legyen a munkára.

Elsősorban a WLED Wikiben talált kapcsolási rajzot használtam, és kissé módosítottam, hogy hozzáadjam a relét és a gombot a WLED Wiki ugyanazon oldalán megadott GPIO használatával.

Ha hozzá szeretné adni a relét a projekthez, be kell kapcsolnia a relét az 5 V -os tápvezetékkel és a földeléssel, és csatlakoztatnia kell a GPIO12 -t (D6 tű a Wemos D1 mini -n) a relé parancssorához. A relé másik oldalán csatlakoztassa a relét az 5V -os tápvezeték közepére úgy, hogy az 5V -os bemenetet a bemeneti tűn és az 5V -os kimenetet a relé NO (normálisan nyitott) érintkezőjén csatlakoztatja. A WLED firmware alapértelmezés szerint kapcsolja BE a GPIO12 érintkezőt, amikor bekapcsolja a LED -eket, az 5 V -os vezeték csatlakoztatásával a NO -tűn bekapcsolja a relét, amikor bekapcsolja a LED -eket, és kikapcsolja a relét, amikor kikapcsolja a LED -eket (ez az, ami szeretnénk elérni).

Gombot is hozzáadhat az áramkörhöz, ha nem órát használ a LED -ek vezérlésére. A gomb vezetékezéséhez csatlakoztassa a GPIO 0 (D3 a Wemos D1 mini -n) és a föld közé. A gomb konfigurálható a WLED alkalmazás felületén, hogy különleges műveleteket végezzen egyetlen érintéssel, dupla koppintással és lenyomva tartással (például Next Effect, Preset Cycle, ON/OFF).

A fényszalag tápvezetékére csatlakoztatott kondenzátort az áramvezeték simítására és az esetleges áramcsúcsok elnyelésére használják. vezetéket a relé után és a lehető legközelebb a LED szalag elejéhez a jobb használat érdekében.

A szalag Data Line bemenetén lévő ellenállás arra szolgál, hogy megvédje a LED -szalagot, hogy égesse ezt a bemenetet. Lehetséges, hogy ha az adatvezeték csatlakoztatva van, de a pozitív tápcsatlakozó le van választva, fennáll annak a veszélye, hogy megpróbálja a LED -et az adattüskén keresztül táplálni és kiégni.

Ha hosszú vezetékes kábele van a vezérlőtől az első LED -ig, akkor a szintváltó segítségével megbízható adatbevitelt biztosíthat a LED -húrra. Vannak olyan alkatrészek, amelyek erre a feladatra készültek, de használhat olcsó alternatívát is, ha a csík egyik LED -jét szintváltóként használja. E cél eléréséhez csatlakoztassa az egyik LED -et közvetlenül a protoboardra, a vezérlő kimenete közelében. Ezután a LED után csatlakoztathatja a LED szalagcsatlakozót. Ha átmegy az első LED -en, az adatvonal ugyanúgy lesz hatással, mint a szintváltó használata. (Annak elkerülése érdekében, hogy ez a LED felvillanjon a LED -szalaggal együtt, a WLED LED -beállításokban lehetőség van az első LED kihagyására.)

Miután minden be van kötve, tartson egy ideig, hogy ellenőrizze az összes csatlakozást és a forrasztást.

Ha minden rendben van, akkor most csatlakoztathatja a tápegységet és a LED szalagot az áramköri laphoz.

8. lépés: Engedélyezze a LED működését a WLED -el

Annak érdekében, hogy a fénycsík jól működjön Wledben, be kell lépnie a webes felület beállításaiba, majd a LED -beállításokba, és be kell írnia a LED -számot.

Korlátozhatja azt a maximális áramot is, amelyet a fényfüzér le akar vonni, hogy a tápegység nagyon biztonságos legyen.

Mentse el a beállításokat, és menjen vissza a főoldalra a fénycsík teszteléséhez.

Mostantól különböző színeket és hatásokat választhat a karácsonyfa megvilágításához!

Keresse meg a teljes wikit, amely felsorolja az összes előre beállított beállítást és az effektusok lehetőségeit a WLED projekt Wiki oldalán:

9. lépés: Eredmények

Azt hiszem, a Light Strip nagyon jól jött ki az alfa verzióhoz, a kristály izzó nagyszerűen működik diffúzorként, tiszta PETG -vel, és a WLED szoftver által kínált vezérlés fantasztikus. Biztosan nem ez az utolsó alkalom, hogy a WLED segítségével intelligens fényt adok a házamhoz.

Legközelebb megpróbálok egy könnyű csíkot használni, és megbízhatóbb alkatrészt fogok használni, mint a WS2812b PCB -t, és azt hiszem, kipróbálom a Wled Wemos Shield -et, amely jobb megjelenésű NYÁK -t kínál néhány további funkcióval (például biztosíték a még nagyobb biztonság érdekében). Megpróbálok valami vízzárót is készíteni a következő verzióhoz, hogy felkínáljam a lehetőséget a csík kültéri hozzáadására.

Köszönöm, hogy elolvasta ezt az oktatóanyagot, remélem, hogy hasznos volt az Ön számára, frissítem ezt a cikket, amikor elkészül a második verzió, maradjon velünk, ha érdekli:)