RGB-LED huzalfa: 9 lépés (képekkel)

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

Szeretném megosztani veletek az RGB-LED drótfámat. Egy este eszembe jutott, hogy gyerekkoromban drótfákat építettem. Manapság nagyon szeretek kis elektronikus projekteket építeni az arduino -hoz hasonló mikrovezérlőkkel, különösen LED -ekkel. Így gondoltam magamban, miért ne kombinálhatnám mindkettőt, és megszületett a LED drótfa ötlete. Először megnéztem, hogy valaki csinált -e már hasonlót, de nem találtam meg, amit keresek. Főleg olyan LED drótfákat találtam, amelyek egy színt mutatnak. Mivel úgy gondolom, hogy az egyszínű LED-ek kissé unalmasak, szerettem volna egy RGB-LED-et, hogy a drótfa megjelenhessen a szivárvány minden színében. Úgyhogy elkezdek egyet építeni. Az eredmény a fenti képen látható. A drótfa, amelyre ezt az utasítást alapítottam, a harmadik. Remélem, élvezni fogja az oktathatóságaimat, és motiválni tudok néhányat, hogy készítsen egyet.

Kellékek

A projekthez csak néhány kellékre és eszközre van szüksége:

• 10 RGB-LED (+ tartalék, ha az egyik megsérül), vagy több, ha úgy tetszik
• rézhuzal 0, 14 mm² (vagy vastagabb, de nem túl vastag, mivel nehéz lesz fonni), 3 különböző színű szigeteléssel, körülbelül 5 m színenként (LED -ek száma x hosszúság 40 és 50 cm között)
• ezüst huzal 0, 6 mm 15 m körül (az egyes színek 2-3 -szorosa)
• mikrokontroller, esetemben Wemos D1 mini, de alapvetően mindenki dolgozni fog, amíg elfér a virágcserépben)
• Áramforrás (Wemos D1 mini esetén bármilyen micro-usb telefon töltő működik)
• 3 MOSFET vagy tranzisztor (én n-csatornás Mosfet-et használtam, de használhat p-csatornát is, ha adaptálja az áramkört)
• Különböző értékű ellenállások
• Hőzsugorodó cső vagy elektromos szalag
• Virágcserép
• Forró ragasztó
• Kövek
• Kis fa botok (például az újévi rakéták botjai)
• Vékony fából készült deszka (például a fadobozok alja néha gyümölcsöket árusít)

Választható

• Tűfejlécek (férfi és/vagy nő)
• Kenyeretábla

Eszközök

• Forrasztópáka
• Drótvágó
• Fúró
• Csipesz (opcionális)
• Segítő kéz (opcionális)
• Forgató eszköz (opcionális)

A legtöbb szükséges dolog látható a fenti képek egyikén. Megszerezheti őket hardverboltokban, kézművesboltokban vagy az Amazon -on. Néhány dolog azonban ingyen jöhet: A kövek, amelyeket egy közeli mezőről vettem. A fatábla pedig hulladék volt, amíg újrahasznosítottam a gyümölcsdobozt.

1. lépés: Előkészületek

Először győződjön meg arról, hogy minden RGB-LED működik, mivel a későbbi LED-ek cseréje nagyon bosszantó. A LED-ek teszteléséhez egyszerűen csatlakoztassa őket egy 3,3 és 5 V közötti feszültségű áramforráshoz. 4-re állított laboratóriumi tápegységet használtam V. Ha nincs ilyen, használhatja a mikrokontroller tábla vagy akkumulátorok feszültségcsapjait. Gyakori anód esetén RGB-LED csatlakoztassa az anódot (a leghosszabb lábat), lásd az 1. ábrát, a feszültséghez (vagy "+"), az egyik többi lábát pedig a földhöz ("-"). A LED-nek most egy színben kell világítania, lásd a 2-4. Tegye ezt az összes lábhoz egyenlő. színek és minden LED. Felismerheti, hogy rögzített feszültség mellett a három különböző szín különböző fényerősségű lesz. Ezt a későbbiekben figyelembe kell vennünk.

A következő lépésben az összes lábat levágja, kivéve az RGB-LED közös anódját, így csak néhány milliméter marad. Tájékozódásként azt a kis horpadást használtam, amelyet az első képen láthatsz, mind a négy lábon, lásd az 5. képet.

Most ki kell választania, hogy milyen színű rézhuzalokat szeretne kombinálni a drótfához. Az útmutató írásakor három különböző RGB-LED drótfát készítettem. A virágcserép színétől függően különböző színeket kombináltam. Ehhez a feketés virágcseréphez a barna, sárga és fekete színeket használtam. Amikor eldöntötte, hogy milyen színeket használjon, elkezdheti a rézhuzalok hosszúságú vágását, 7. kép. Az én esetemben 50 cm hosszúságúra vágtam, és a fa mintegy 30 cm -rel emelkedett ki a virágcserepből. A kábelek befonásakor elveszít egy kis hosszúságot, és ami ennél is fontosabb, meg kell hagynia egy kis hosszúságot az elektromos csatlakozásokhoz. Ezért az alapszabály szerint a kábeleknek legalább 15-20 cm -rel hosszabbnak kell lenniük, mint a fának kívánt magasság. A virágcserép méretétől függően itt különböző méreteket választhat.

Hogy képet adjak az általam használt méretekről:

Az első fa 20 cm magas volt 10 cm magas és átmérőjű virágcserépben. A többi körülbelül 30 cm magas, 12 cm magas és 13 cm átmérőjű virágcserépben.

2. lépés: A rézhuzalok forrasztása

A rézhuzalok RGB-LED-ekhez való forrasztásához először le kell csupaszítani a vezetékek végét 3-5 mm körül, és valamilyen forrasztást kell ráhelyezni. Ha a fonatot úgy használja, mint én, győződjön meg arról, hogy az egyes fonatok össze vannak csavarva, nehogy kilógjanak. Mivel kevés hely van a LED -ek lába között, és a vezetékek ne érjenek egymáshoz. Nagyon fontos, hogy a színek mindig ugyanabban a sorrendben legyenek forrasztva a LED -en, különben a LED -ek későbbi csatlakoztatása a mikrokontrollerhez nagyon nehéz lesz.

Ezután forraszthatja a vezetékeket az RGB-LED-hez. Ehhez a LED -et a ramaing hosszú lábával, a közös anóddal vagy katóddal szorítottam segítő kézhez, amint az a második képen is látható. Ismételje meg ezt az összes LED -hez. A rézhuzalok csavargatásával győződjön meg arról, hogy szoros a kapcsolat.

3. lépés: A rézhuzalok fonása

Miután a rézhuzalokat a LED -ekhez forrasztotta, ideje fonni. Ha nem tudod, hogyan kell fonni, sok oktatóanyag található a youtube -on. Csak keressen rá a "3 szálú fonat" kifejezésre. A vezetékek fonásához ismét segítő kezemmel tartottam a LED -eket. Esetemben a segítő kéz gyakran csúszott felém fonás közben, így az asztalra szorítottam. Mivel a fonás időigényes, a legtöbbet úgy csináltam, hogy közben némi tévésorozatot néztem. Körülbelül 8-10 cm rézhuzalt kell hagyni, amely nem fonott. Ehhez csak kösse össze a vezetékeket, amikor a legrövidebb huzal 8 cm -hez közelít. Minden darab esetében a maradék hosszúságnak nagyjából azonosnak kell lennie.

4. lépés: Az ezüsthuzal forrasztása és csavarása

Most forraszthatja az ezüst vezetéket a LED -ek többi lábához. Ehhez először le kell vágnia egy darabot. A darab hossza kétszerese legyen a rézhuzalok hosszának plusz 20 cm, attól függően, hogy a későbbiekben milyen erősen csavarja körbe. Ha több csavart végez cm -enként, mint természetesen, akkor hosszabb huzalhosszra van szüksége, mint kevesebb csavarás per cm esetén. Az én esetemben ez darabonként 120 cm -t jelent. Annak érdekében, hogy biztosan tudja, mennyi kell, először csak egy darabot vágjon le, és emlékezzen a hosszára.

Ezt követően hajtsa félbe az ezüst drótot, és hozzon létre egy hurkot a közepén, lásd az 1. ábrát. Ezután a hurkot a LED maradék lábára, a közös anódra (vagy katódra) tolja. Ennek megkönnyítése érdekében kissé felfelé hajlíthatja a lábát, lásd a 2. ábrát. Ezután vigyen fel súrlót a hurokra úgy, hogy a lába bent legyen. Győződjön meg arról, hogy jó kapcsolat van az ezüst huzal és a láb között. Ezt követően levághatja a lábak kiálló részét, és esetleg reszelheti a vágással járó éles széleket.

Miután a helyére forrasztotta az ezüstdrótot, elkezdheti csavarni a fonott rézhuzalok körül, amíg az előző lépés csomója nem lesz. Az ezüsthuzalnak legalább olyan hosszúnak kell lennie, mint a rézhuzaloknak, amint az az 5. képen látható. Az ezüsthuzalnak a csomó mögött kiálló része később a drótfa gyökere lesz. Nem számít, ha néhány ezüst huzal rövidebb, de a többségnek olyan hosszúnak kell lennie, mint a rézhuzaloknak. Eredményétől függően módosíthatja a következő ezüsthuzalok hosszát az első huzal hosszából, vagy hagyhatja úgy, ahogy van. Most ismételje meg ezt az összes többi LED esetében. A végén van egy köteg ebből az "ágból".

5. lépés: A huzalfa összeszerelése

A drótfa összeszereléséhez először tegye össze az összes ágat úgy, hogy a fonott rész végén lévő csomók egymás mellett feküdjenek, amint az az első képen látható. Inkább ideiglenesen rögzítse őket, és nagyjából tervezze meg a fát, ahogy jónak látja. A fa tervezéséhez különböző stílusú ágakat készítettem. Néhányat úgy hagytam el, ahogy vannak, és néhányat párosítottam, hogy képviseljem a branche villákat. A kívánt ágakat párban egy vágóval jelöltem meg azon a ponton, ahol el akartam választani egymástól. Ezután ismét szétszedtem a drótfát, és ezüstdrótot tettem az ágakra, amelyeket párosítani akartam. Az ezüst drót körülbelül ugyanolyan hosszú volt, mint korábban, nagyjából 120 cm az én esetemben. Az utolsó lépés az, hogy össze kell rakni az összes ágat, a páros és az egyedülálló ágakat, és újra csavarni valami ezüstdrótot, kezdve attól a ponttól, ahol mindegyik elválik. Ennek az utolsó ezüsthuzalnak kell a leghosszabbnak lennie, mivel a csomagtartó most nagy átmérőjű. 140 cm -re mentem.

6. lépés: A vezetékek rendezése és az elektromos csatlakozók forrasztása

Most, hogy befejezte a fatörzset, ideje rendezni a vezetékeket. Kezdje az ezüst huzalokkal, mivel ezek a legkevésbé mozgathatók. Először tegye a 3-4 legrövidebb ezüst vezetéket egyenesen lefelé a csomagtartóból, és csavarja össze őket. A többi huzalnak kint meg kell hajolnia, és később gyökere lesz. Rövidítse le az aljáról kilógó sodrott huzalokat egyenlő hosszúságúra, legalább 2-3 cm-re a fatörzstől. Ezután vegyen egy rövid (például 10 cm) huzaldarabot, amelyet forrasztani kell a fa aljából kilógó ezüst huzalokhoz. Az ezüst vezetékeket később pozitív feszültségre kapcsolják. (Általában az elektronikában a piros vezeték pozitív feszültségnek (vagy Vin), a fekete pedig negatívnak (vagy GND) felel meg. De az RGB LED -eknél általában a piros vezetéket tartom a piros LED -nek, ezért ebben az esetben ezért narancssárga vezetéket használok a piroshoz "legközelebb" van.) Csavarja le a huzal egyik oldalát 1-2 cm-re, és csavarja körbe az ezüst huzalok alján, amint az a 4. képen látható, és forrasztja a helyére.

Ezután kezdje el válogatni a különböző huzalszíneket. Hosszabbítsa meg a tízet a legrövidebb felhúzásnak megfelelően, és csíkozza le mindegyiket 1-2 cm -re, és csavarja össze a lecsupaszított végét. Most tesztelje újra a LED -eket pozitív feszültség alá helyezésével az ezüst huzalozáshoz és az üres rézhuzal -alkatrészekhez. Ne feledje, melyik szín felel meg a piros, zöld vagy kék fénynek. Most forrasztja a zöld vezetéket a zöld LED -eket vezérlő vezetékekhez és így tovább, ugyanúgy, mint a fenti bekezdésben szereplő ezüst huzalozáshoz. Az utolsó lépésben tegyen egy hőre zsugorodó csövet vagy elektromos szalagot a meztelen rézvezetékek fölé, hogy szigetelje őket az érintéstől és ezáltal a rövidzárlattól.

Az RGB-LED huzalfa későbbi vezérléséhez szabványos gombos kapcsolót használtam. Elvágtam a gombkapcsoló nem szükséges lábát, és a maradéknál huzalokhoz forrasztottam. Ügyeljen arra, hogy a megfelelőket használja, mivel a kapcsoló alján található "műanyag rúd" 2 lábát "összeköti".

7. lépés: A fa ültetése

Amint a képeken is látszik, a fát a virágcserép belsejébe ültetik egy fadeszkára, és kövekkel veszi körül.

A fatábla elkészítéséhez először megmértem a virágcserép belső átmérőjét. Ezután egy kartont rajzolok egy kört, és kivágom. Aztán megnéztem, hogy a kartonkarika belefér -e a virágcserép kívánt mélységébe, és ha nem, akkor vágjuk egy kicsit kisebbre. Miután elégedett voltam, átvittem a kartondobozt a falapra, és kivágtam. A fatáblához a helyi szupermarketből származó, narancssárga fa doboz alját használtam. A fatáblának közepén 10 mm átmérőjű lyukra van szüksége. Ahhoz, hogy a fadeszkát a kívánt magasságban tartsam, 3 kis rudat fűrészeltem a heverő fából. Az én esetemben 7 cm hosszúak voltak.

Ezt követően lyukat fúrtam a virágcserép aljába, hogy átvezessem a tápkábelt, és csiszoltam egy csatornát a kábelhez egy olyan forgó multitool segítségével, amely elég mély ahhoz, hogy a kábel lehetővé tegye a virágcserép síkját a földön. Ezután forró ragasztót tettem a korábban fűrészelt rudak két végére, és betettem őket a virágcserépbe, és háromlábú állványt képeztem a fából készült deszkára.

Most, hogy a fát be lehet tenni a virágcserépbe, elkezdtem rendezni a köveket a fatörzs körül. Nem fontos, hogy a fadeszkát teljesen fákkal borítsuk be, hiszen még akkor is, ha csak fél méterre van, nem igazán látja ezt a virágcserép mélyén. Ügyeljen arra, hogy hagyjon nyitva egy kis helyet, ahol elhelyezheti és elérheti a gombkapcsolót a LED -ek vezérléséhez. Amikor elégedett voltam a külsővel, forró ragasztóval ragasztottam a helyére a köveket. Ezt követően két kis lyukat fúrtam egymás mellé, hogy átvezessem a gombkapcsolóhoz forrasztott kábeleket, és a helyére ragasztottam a gombkapcsolót.

Az utolsó lépés a gyökerek tervezése. Ebből kifolyólag két vagy több, egymással kilógó ezüstdrótot megcsavartam, amelyek különböző távolságokban elváltak egymástól, amint az a 11. képen is látható. Ezután a gyökereket a fa deszka köré hajlítom, mint a 12. képen. hogy ráteszem őket, és a gyökereket a gyűrű köré hajlítom, amint az a 13. képen is látszik, és apránként meghúzom őket. Az utolsó lépés az, hogy vágja le az ezüst huzal végét, amely sokat kilóg.

8. lépés: Elektromos áramkör és a mikrokontroller

Az utolsó lépésben összeállítottam az elektromos áramkört. A mikrokontroller vezérli az RGB-LED-eket. Mivel a mikrokontroller GPIO -i csak 3,3 V feszültséget szolgáltatnak, ami nem elegendő ahhoz, hogy egyes LED -ek fényesen ragyogjanak, a mikrovezérlőt olyan MOSFET -ekhez kötöttem, amelyek a LED -eket a mikrovezérlő bemeneti feszültségével kapcsolhatják, ami 5 V. A MOSFET -ek közül Ön is használhat tranzisztorokat, de volt egy MOSFETS, amely egy futer projektből hevert, ezért használtam őket.) Néhány LED azonban nem bírja az 5 V -ot, és a különböző színek különböző fényerőben fognak ragyogni, ha ugyanazon feszültségre alkalmazzák Az ellenállások értékei itt jelennek meg. Az ellenállások értékeit az RGB-LED minden színére vonatkozóan ki kell számítani az adatlap szerint, és ezek gyártónként eltérhetnek. Vagy használhatja az áramköri diagramban megadott értékeket, és ellenőrizheti, hogy az értékek megfelelnek -e Önnek. Ha nem, akkor az ellenállás értékeivel kicsit bütykölhet, ha növeli és csökkenti a rezitor értékeket, amíg minden szín egyformán fényes nem lesz. Ahhoz, hogy a gomb működjön, szükség van egy felhúzó ellenállásra, különben a gomb örökre megnyomható lesz. Ebben az esetben a Wemos D1 mini belső felhúzó ellenállásokkal rendelkezik, amelyek a kódon belül aktiválhatók. Ha a használt mikrovezérlő ezt nem támogatja, akkor külső felhúzó ellenállás szükséges.

Az ellenállás értékeinek kiválasztása után az összes elektronikai alkatrészt összeforrasztottam egy kenyérsütő táblára. A fáról érkező vezetékek összekötéséhez a táblán hím tűhegyeket használtam, a vezetékeken pedig a hüvelyeket, de akár közvetlenül a táblához is forraszthatod őket. Mielőtt mindent összekapcsolna, és a virágcserépbe tenné, fel kell villannia a programot a mikrokontrollerre. Csatoltam a kódfájlt. Remélem, elég megjegyzést fűztem a kódhoz, hogy bárki megérthesse, mi történik. Jelenleg a kód nagyon alapvető, és a jövőben további funkciókat adhatok hozzá. Ha így teszek, közzéteszek itt egy frissítést, és valószínűleg áthelyezem a kódot a githubba. Amikor bekapcsolja a fát, piros, zöld és kék színben villog, majd elkezd körbemenni a színárnyalatban. A gombnyomással megváltoztathatja a színmódokat.

Jelenleg a kód 3 módot tartalmaz:

• 0: Ki
• 1: Szivárvány mód: Váltás a színárnyalatban
• 2: Rögzített színmód

A gombok több mint fél másodpercig tartó lenyomásával válthat a színmódok között. Ha sikeres, a fa fehéren villog a fenti mód előtt megadott számú alkalommal. Rögzített színmódban a gomb rövid (fél másodpercnél rövidebb) megnyomásával a kódban definiált 7 különböző szín között lépkedhet. Ha a gombnyomást nem fogadják el (a gomb rövid megnyomása csak rögzített színmódban működik), a fa ugyanúgy villog, mint amikor először csatlakoztatta. Nyugodtan módosítsa a kódot, ahogy jónak látja.

9. lépés: Élvezze

Nincs más hátra, mint találni egy édes helyet az újonnan készített RGB-LED drótfának, és élvezni. Összességében ennek a fának az elkészítése körülbelül 8-10 órát vett igénybe néhány nap alatt. Néhány időigényesebb dolog, mint például az ezüsthuzal fonása és csavarása az ágak körül, tévézés közben.

Elgondolkodhat azon, hogy miért nincsenek képek arról, hogy a fa pirosan csillog. Ez egyszerűen azért van így, mert miközben ezt az útmutatót írom, egy elektronikai szállítmányra várok, és össze kell szerelnem a vezérlőt. Ezért a képekhez az első RGB-LED fám vezérlőjét használtam. Azonban az I. RGB-LED-fában lévő LED-ek ezen utasításokat arra alapozták, hogy alacsonyabb ellenállási értékekre van szükségük a pirosnál, ezért a vörös fény nagyon halvány.