Karácsonyi csillag programozható LED -ekkel: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Idén valami mást szerettem volna a szabadtéri karácsonyi kijelzőmhöz, ezért úgy döntöttem, hogy veszek egy sor RGB programozható LED -et (néha neopixel LED -eknek nevezik), és létrehozok egy karácsonyi csillagot. Ezek a LED -ek egyedileg programozhatók a színre és a fényerőre egyetlen vezérlőhuzal segítségével.

1. lépés: Anyag

WS2811 szórt digitális RGB LED -karakterlánc (5V)

Arduino tábla (sok forrás létezik)

FastLED Arduino könyvtár

+5 V egyenáramú tápegység (500 ma vagy nagyobb-lehet „falszemü típus”)

Tápellátó kábel

3 vezetékes táp/vezérlő kábel

3 tűs JST SM dugó

Hőre zsugorodó cső (3 db 3/16 átmérőjű, 1 hüvelyk hosszú)

Vízálló műanyag doboz

2”x 2” x ¼”rétegelt lemez

2 x 2 hüvelykes karton (nem kötelező)

Külső festék

Átlátszó csomagolószalag (vagy átlátszó Gorilla ™ szalag)

Fahulladék elektronikai polchoz (opcionális)

Fa ragasztó (opcionális)

¼”fonott kötél (opcionális)

Parcord (opcionális)

CommandTM Outdoor Light Clips (opcionális - a Walmartnál találtam)

Sátor tét (opcionális)

2. lépés: Eszközök

Számítógép az Arduino programozásához

Erőfúró vagy fúrógép

12 mm -es fúrószár

Finomfogú fűrész (én szúrófűrészt használtam)

Hőpisztoly, öngyújtó vagy gyufa zsugorcsőhöz

Bagoly vagy jégpiszkáló

Csiszolópapír

Elektromos csiszoló (opcionális)

3. lépés: Csillagépítési folyamat

Azt akartam, hogy a csillagom egy 24 hüvelykes négyzet alakú rétegelt lemezre illeszkedjen, ezért azt akartam, hogy a legszélesebb méret ne legyen nagyobb 24 hüvelyknél. A csúcsháromszög felső szöge 36 °. A másik két szög 72 °.

Azt akartam, hogy a csillag fénymintája a lehető legnagyobb legyen, ezért azt terveztem, hogy a csillag pontjai nem kerülnek teljes csúcsra. Egy csillag minden lába azonos, ezért kiszámítottam az egyik láb méretét az itt látható rajz szerint.

Ezután kinyomtattam a minta öt példányát, és elkezdtem elhelyezni a csillagot a kartonon.

Mivel a LED karakterláncom 50 LED -et tartalmaz, lábonként ötre volt szükségem egyenlő távolságra. Az egyik láb hossza (a rajz alapján) 8,125 hüvelyk ÷ 5 = 1,625 hüvelyk (1-5/8”). Mivel a csillagpontot a Visio -ban rajzoltam, minden LED -helyet megjelöltem a Visio mintán, hogy ne kelljen a karton elrendezésen mérni. Kattintson a szakasz végén található linkre a teljes méretű csillagpont mintázat megtekintéséhez. MEGJEGYZÉS: Ha a nyomtatott minta nem a jelzettnek megfelelő, előfordulhat, hogy módosítania kell a nyomtató margóbeállításait. Az enyémet 0,15 hüvelykre állítottam minden oldalra.

Ezután ragasztottam a kartont a rétegelt lemez tetejére, és a kartonon keresztül lyukasztottam a rétegelt lemezre minden LED -helyen. Elég nagy nyomást kellett kifejtenem ahhoz, hogy elég mély nyomokat ejtsek a rétegelt lemezben, hogy láthassam őket (talán azért, mert az éleimet élesíteni kell).

Természetesen megkerülheti a kartonmintát, és az elrendezést közvetlenül a rétegelt lemezre is elvégezheti, ha jól érzi magát a folyamatban, és biztos abban, hogy nem fog tönkretenni egy tökéletesen jó rétegelt lemezt.

Eltávolítottam a karton sablont, és a LED-es fúróvonalra merőlegesen mértem ¾ hüvelyket a csillag körül, hogy megkapjam a kivágási vonalat. Megjegyzés: A fénykép vágási vonala látható a kartonon, mert mire úgy döntöttem, hogy elkészítem ezt az utasítást, már befejeztem a csillagot.

A csillag kivágása után az összes felületet lecsiszoltam, és két réteg akril külső alapozót és két befejező réteg akril külső házfestéket vittem fel. A lyukak fúrása előtt festettem, hogy ne kerüljön festék a lyukakba.

12 mm -es fúróval fúrtam lyukakat a LED -ekhez minden megjelölt helyen, de a lyukak kissé alulméretezettek voltak, ezért vissza kellett mennem, és „ki kell falaznom” az egyes lyukakat a fúró körkörös elforgatásával. Előfordulhat, hogy egy ½”-os fúró lenne a tökéletes méret. Azt tanácsolom, hogy próbálja ki ezt egy fadarabon, és nézze meg, milyen jól működik. A LED -eknek meglehetősen szorosan illeszkedniük kell a rétegelt lemezhez, hogy ne essenek ki. Fúrás után kicsi ecsettel mentem vissza, és olyan helyeket festettem, ahol a fúrószakasz elszakította a rétegelt lemezt. Annak ellenére, hogy tartalékkal fúrtam, mégis szakadtam.

A bevezető fotón látható, hogy a csillagom pontjai nem egyformák. Ennek oka a csillagméret mérésének és kiszámításának enyhe hibája, de valójában nincs különbség. Senki sem említette, és természetesen éjszaka sem látható.

Hozzáadtam a 3/8”vastag tömör fából készült apró darabokat a csillag lefelé mutató pontjaihoz, hogy csavaros szemeket tegyek hozzá, hogy rögzítsem a csillagot, hogy ne fújjon, mivel Oklahomában lakom, ahol a„ szél” jön végigsöpörni a síkságon”.

A csillagomat két nagy fa közé függesztettem az udvaron. Két 3M CommandTM kültéri fénycsipeszt rögzítettem a csillag hátuljához, és egy ¼ hüvelykes kötélre hurkoltam, amelyet a fák közé fűztem.

A csillag lefelé mutató hegyeit a földhöz rögzítettem sátorfák és paracord segítségével. Gondoltam, hogy a csillagot az oromzatra szerelem a garázsom fölött, de az elektronika dobozának ezen a helyen történő felszerelése problémás volt számomra.

4. lépés: A LED -ek programozása

Bármilyen mikrovezérlő használható a LED -ek vezérlésére, de pár éve játszottam az Arduino -val, így ezt az utat választottam. Nyugdíjas elektronikai mérnök vagyok, de nem túl programozó, ezért nagy örömmel találtam rá a FastLED könyvtárra, amely a LED -ek programozását teszi egyszerűvé. Az AdaFruitnak is van hasonló könyvtára, de én már a FastLED -ben voltam, mielőtt ezt felfedeztem. Ezért nincs véleményem arról, melyik könyvtár jobb.

Különböző fénymintás ötleteket fontolóra vettem, de úgy döntöttem, hogy egy egyszerű fade-in/fade-out, színváltozással minden ciklusban a csillagom számára. Azt tapasztaltam, hogy sötétben a LED -ek túl fényesek voltak a kívánt hatás eléréséhez, ezért a maximális fényerőt 36 -ra állítottam. A LED -ek NAGYON világosak, ha közvetlenül nézik őket, mivel ebben a projektben vannak elhelyezve.

Ha még nem ismerné az Arduino mikrovezérlőt, van néhány nagyon informatív utasítás a kezdőknek. Azt tanácsolom, hogy nézze meg őket, és ismerkedjen meg az Arduino programozással, mielőtt megpróbál egy ilyen projektet. Csak keressen Arduino -t az Instructable webhelyen.

Kattintson az alábbi linkre a csillagomhoz írt Arduino vázlathoz.

5. lépés: Az Arduino és a LED -ek áramellátása

Volt már 10A, +5V DC tápegységem. Ez túlzás ebben a projektben, de miért kell másik tápegységet vásárolni? Az alkatrészlistában található táposztó kábelt használtam, hogy tápegységet kapjak mind a LED -húrhoz, mind az Arduino kártyához. MEGJEGYZÉS: A LED húrok 5V és 12V változatban is kaphatók. Ha a 12 V-os LED-eket választja, akkor külön tápegységet kell használnia az Arduino kártyához, vagy DC-DC lefelé irányuló feszültségátalakítót (vagy az elektronikában jártasabbak számára lineáris szabályozót) az Arduino csökkentéséhez tápfeszültség 5V - 9V DC.

A végső telepítés táp- és vezérlővezetékezéséhez 3-vezetékes „termosztáthuzalt” használtam, amelyet Lowe-nál találtam. Két vezeték a tápellátáshoz és egy vezeték a vezérlőjelhez. Hát nem elképesztő, hogy 50 LED színét és fényerejét EGY vezetékkel lehet szabályozni ?! Elektronikai mérnökként teljesen megértem a működését, de még mindig nagyon le vagyok nyűgözve.

A táp/vezérlő vezetéket egy 3 tűs JST csatlakozóval kell lezárni. A kapocsszerelvény huzaljait forrasztottam a 3-vezetékes kábelvezetékekhez, és a kötéseket hőre zsugorodó csővel borítottam. Az elektromos szalag csípősen működne, de nem jó az időjárás. Ha lehet kerülöm.

6. lépés: Az elektronika védelme

Természetesen az Arduino kártya és a tápegység nem időjárásálló, ezért védeni kell őket. Én „eldobható” műanyag élelmiszertároló dobozt használtam. A doboz alátámasztására építettem egy kis polcot, amelyet a csillag leírása szerint is lefestettem, és az egyik fához csavarva. Lyukat fúrtam a doboz oldalán, az alja közelében. Ezután vágtam egy rést a lyukból a doboz tetejére, hogy a vezetékeket lejuttassam a lyukhoz. Miután a vezetékek a helyükön voltak, átlátszó szalagot használtam a dobozon belül és kívül a rés lezárásához. Magát a lyukat nem kell teljesen lezárni, ha betartja az alábbi megjegyzést.

MEGJEGYZÉS: A tápkábel és a táp-/vezérlőkábel nyílását a LED -ekhez úgy kell elhelyezni, hogy a víz ne kerüljön a dobozba. Helyezze a lyukat a doboz aljába, és alakítson ki egy hurkot a vezetékekkel, hogy a vezetékről lecsepegjen a víz, és ne kövesse a vezetéket a dobozba.

A táp/vezérlő vezetéket a dobozról a csillaghoz futottam a ¼”kötélen, amelyről a csillagot felfüggesztették, cipzárral rögzítve a vezetéket a kötélhez.

7. lépés: Nézze meg működés közben

Itt egy videó a csillagomról, amikor kint teljesen sötét volt. Szeretem az elhalványuló színek nyugodt hatását.