RGB LED száloptikai fa (más néven Project Sparkle): 6 lépés

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

Kicsit unalmasnak találja a szobáját? Szeretne egy kis csillogást adni hozzá? Olvassa el itt, hogyan kell venni egy RGB LED -et, hozzáadni néhány száloptikai vezetéket, és ragyogni!

A Project Sparkle alapvető célja, hogy egy szuper fényes LED-et és néhány végső izzású száloptikai kábelt vegyen fel, és csatlakoztassa egy arduino-hoz, hogy szép fényhatást hozzon létre. Ez a száloptikai csillagcserepek/mennyezetek utánzata, de függőlegesen van felszerelve, mivel nem tudok a mennyezetembe fúrni, és nem használ előre gyártott megvilágítót a száloptikai vezetékek megvilágítására. Tehát valóban ez egy módja annak, hogy hűvös száloptikai effektusokat szerezzen anélkül, hogy drága megvilágítókba fektetne. Ha LED -en keresztül csatlakoztatja az arduino -hoz, ezenkívül bármilyen testreszabási és színjavítási lehetőséget biztosít! Mindkét világ legjobbja! Anyagok: 10W LED - $ 5 - eBay. ** Figyelem, ez nagyon világos. Ne nézze ezt közvetlenül, amikor be van kapcsolva. Ragassza a doboz alá tesztelésre vagy más megfelelő burkolatra ** Szálas optikai végű izzóhuzal - ~ 25-30 dollár - online vásároltam a TriNorthLightingtól. A száloptikai kábelt általában a láb értékesíti a kábel különböző szálain. Minél kevesebb kábel van a kábelben, annál vastagabb minden egyes vezeték, ami összességében világosabb végfoltot jelent. Ezen az oldalon talál egy praktikus táblázatot a kábelek számáról és szélességéről. 12V, 2Amp tápegység - ~ $ 10 - Volt egy fekvőhelyem. Titkos anyagok: Ezeknek az alkatrészeknek a többsége olyan dolgok, amik az emberek körül lesznek, és újra felhasználhatók más projektekhez Arduino - $ 25-30 - Arduino Uno R3 kenyértáblát használtam - ~ $ 5 forrasztópáka - Bárhol 10 dollártól egy nagyságrenddel magasabb áramköri alkatrészekig - mindegyik csak néhány centbe kerül, a trükkösebb kérdés valószínűleg az, hogy hol lehet őket beszerezni manapság Drót, huzalcsupaszító, vágó stb. Tüll - 5 dollár - kézműves vásárolt bolt. Ez az az anyag, amellyel száloptikát szőttem a falra

1. lépés: Áramköri alkatrészek áttekintése

Az alapvezetéken (és a LED -en kívül) az áramkörünknek két fő összetevője van: tranzisztorok és ellenállások. Tranzisztorok Tehát van egy 10 W -os LED, tápkábel és arduino. A cél az, hogy a LED -et a kenyértáblához kösse, és az arduino -t ugyanahhoz a kenyérlaphoz csatlakoztassa, hogy az arduino ki tudjon adni egy értéket, és a LED egy bizonyos fényerőn (az arduino által kiadott értéknek megfelelően) bekapcsoljon. A probléma az, hogy az arduino csak 5 V -ot tud táplálni, de a LED -ednek 12 V -ra van szüksége (megjegyzés: ez változhat attól függően, hogy milyen teljesítményű LED -et használ). Itt jön be a tápegység. "Hogyan fogjuk valaha összekapcsolni az arduino -t, a LED -et és a tápegységet ?!" kérdezheted. A válasz varázslat. A TRANSISTORS varázsa! Leegyszerűsítve a tranzisztor erősítő vagy kapcsoló. Ebben az esetben kapcsolóként használjuk. Az egyik tűvel az arduino -hoz, a másik a tápegységhez, a harmadik a LED -hez lesz csatlakoztatva. Amikor az arduino egy meghatározott küszöbérték feletti áramot küld, a tranzisztor "bekapcsol", és hagyja, hogy a tápfeszültség átfusson rajta, megvilágítva a LED -et. Ha nincs elegendő áram az arduino -ból, a tranzisztor nem engedi át a tápegységet, és a LED kialszik. A tranzisztor kapcsolási típusa kapcsoló- vagy csomópont -tranzisztor. Sokféle típus áll rendelkezésre, amelyek különböző tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a feszültség a feszültség alatt, a nyereség stb. Bátorítok minden érdeklődőt, hogy olvasson többet a tranzisztorokról, hogy jobban megértse őket. A 10 W -os LED -nek összesen négy csapja van, az egyik oldalon a talaj, a másik oldalon egy -egy gomb minden színhez. Ha minden színt külön -külön szeretnénk szabályozni (ahhoz, hogy az RGB bármilyen színkombinációját megjeleníthessük), minden színnek saját tranzisztorral kell rendelkeznie, tehát összesen három tranzisztorra van szükségünk. További részletek a használt tranzisztorokról a következő lépésben lesznek. Ellenállások Most, hogy rájöttünk, hogyan lehet bekapcsolni a LED -et, van még egy probléma. Ez az erő nem feltétlenül jó! Nem akarjuk rövidre zárni a LED -et, ezért ellenállásokat kell hozzáadni hozzá. A LED négy érintkezője közül a földelőcsapnak nincs szüksége ellenállásra, mivel csak földelni fog. De a három színű csapnak legalább egy ellenállásra van szüksége, és mivel a különböző színek különböző feszültségeket vonnak be, nem feltétlenül azonosak az ellenállások. "Hogyan fogjuk valaha kitalálni ezeket az értékeket ?!" kérdezheted. Nos, a válasz MÁGIA. A MATEMATIKA varázsa! (Olvass tovább, ígérem …)

2. lépés: Az áramkör összetevőinek kiszámítása

Tranzisztorok típusa Amint azt az előző lépésben említettük, az itt használt tranzisztorok kapcsolási típusok. Az, hogy milyen típusú tranzisztorra van szükség az áramkörben, attól függ, hogy mit igényel az áramkör, de ebben az áramkörben 2N2219 tranzisztor alkalmas. Ne feledje, hogy a 2N2219 -től eltérő tranzisztorokat is használhat, feltéve, hogy megfelelő specifikációkkal rendelkezik az áramkör számára, amelyen dolgozik. (A gyakoribb 2N2222 tranzisztornak is alkalmasnak kell lennie) A tranzisztor típusától függően a tranzisztoron lévő három érintkező vagy "emitter, bázis, kollektor" vagy "kapu, forrás, leeresztés" lesz. A 2N2219 típus az előbbi. Sok tranzisztoros testtípus létezik, ezért annak meghatározásához, hogy melyik tű felel meg az emitternek, az alapnak és a kollektornak, itt az ideje, hogy konzultáljon a specifikációs lappal! A tranzisztornak két ellenállásra is szüksége van. Az egyik csatlakoztatja a tranzisztor bázisát az arduino -hoz - ez bármilyen érték lehet, általában 1 kΩ körül. Ezt úgy használják, hogy az arduino esetleges hamis árama ne okozza a tranzisztor bekapcsolását és véletlenül a világítást. A második szükséges ellenállás összeköti az alapot a földdel, és általában nagy értékű, mint a 10 kΩ. A LED -ek mindegyik színének eltérő feszültségbemenete van. A konkrét értékek a használt LED -től függenek, de egy szabványos 10 W -os LED esetén ezek valószínűleg a megfelelő tartományban lesznek: Piros - 6-8 V Zöld - 9-12 V Kék - 9-11 V A LED által igényelt áram: 3 milliAmp (mA) Tápfeszültség: 12 V Tehát a helyzet: 12 V -os tápegységet használunk a LED bekapcsolására, és minden színnek ennél kisebb feszültséget kell kapnia. Ellenállásokat kell használnunk, hogy csökkentsük a feszültséget, amelyet a LED -ek ténylegesen látnak. A szükséges ellenállás értékének meghatározásához itt az ideje, hogy tanulmányozza az Ohm -törvényt. Például a piros színhez: Feszültség = áram * ellenállás…. Átírás ellenállásra = Feszültség (csökkenés) / Áramellenállás = 4 V / 0,3 A = 13,3Ω (A 4 V értéke 12 V -tól (tápegység) - a piros tartomány maximális értéke (8 V)) Még nem végeztünk. Az ellenállás típusától (azaz méretétől) függően csak bizonyos mennyiségű energiát tud eloszlatni. Ha olyan ellenállásokat használunk, amelyek nem képesek elegendő energiát eloszlatni, akkor kiégünk. Az ellenállás teljesítményének kiszámítására szolgáló képlet az Ohm törvényéből származik: ez a teljesítmény = feszültség * áram. Teljesítmény = 4 V * 0,3 A = 1,2 W Ez azt jelenti, hogy szükségünk van egy 13,3 Ω, 1,2 W (legalább) ellenállásra, hogy meggyőződhessünk arról, hogy a LED biztonságos. A probléma az, hogy a leggyakoribb ellenállások 1/4 W vagy kisebb teljesítményűek. Mit kell tenni?! Az ellenállások párhuzamos beállításának varázslatával megoldhatjuk a problémát. Ha négy (1/4 W) ellenállást párhuzamosan kombinál, a teljes teljesítményeloszlás 1 W -ot tesz ki. (Ideális esetben öt ellenállást adnánk párhuzamosan, de mivel az 1,2 W csak akkor látható, ha a világítás maximális.) kicsit kevesebbet használunk). Az ellenállások párhuzamos hozzáadásával az ellenállásuk arányosan csökken (vagyis ha négy 13,3 Ω -os ellenállást párhuzamosan kombinálunk, a teljes ellenállás csak ~ 3 Ω lesz) A megfelelő ellenállás és teljesítményveszteség eléréséhez négy 68 Ω 1/4W ellenállást kombinálhatunk párhuzamos. Ezt a számot úgy kapjuk meg, hogy megszorozzuk a 13,3Ω -ot négyel, ami ~ 53Ω, majd az ellenállás következő legmagasabb standard értékét vesszük. Összességében: a piros szín táplálásához vagy egy 13,3Ω 1W ellenállást vagy négy 68Ω 1/4W ellenállást kell használnunk párhuzamosan. A többi színhez szükséges ellenállás kiszámításához használja ugyanazt a folyamatot. A szükséges áramköri összetevők összefoglalása: 3 x 2N2219 tranzisztorok 3 x 1 kΩ ellenállások 3 x 10 kΩ ellenállások Piros: 4 x 68Ω 1/4 W ellenállások Kék: 4 x 27Ω 1/ 4W ellenállások Zöld: 4 x 27 Ω 1/4W ellenállások

3. lépés: Az áramkör vázlata / Az áramkör felépítése

Miután átment a matematikán, és összegyűjtötte az összes szükséges darabot, itt az ideje, hogy összeállítsa őket!

Először vegye le a tápegységet, és szakítsa meg a végén lévő csatlakozást, és válassza le a táp- és földelővezetékeket. Adja hozzá a földelő vezetéket az egyik kenyérsütő sínekhez. Forrasztja a tápkábelt a forrasztáshoz a szükséges ellenállásokat a LED -re. Ezután építse fel az áramkört a kapcsolási rajzon látható módon. Vegye figyelembe, hogy az áramkör összes földelését (arduino föld, tranzisztor földelés, tápellátás földelése) valamilyen módon össze kell kötni.

4. lépés: Arduino kód

Majdnem ott vagyunk! Ideje csatlakoztatni az áramkört az arduino -hoz.

Az itt található kód csak az RGB LED -et hajtja végre egy színcikluson keresztül (azaz ellenőrzi a teljes szivárványt). Ha ismeri az arduino -t, akkor ez nem túl bonyolult. Ezt a kódot eredetileg nem én írtam, de őszintén nem emlékszem, honnan töltöttem le; nyílt forráskódú volt. Ha emlékszem, vagy ha valaki tudja a forrást, szívesen idézem. A vázlatot alább illesztjük be. Csak győződjön meg arról, hogy a vázlatban szereplő tűértékek megegyeznek a LED -hez való csatlakoztatáshoz használt arduino csapjaival. A kód mindössze annyit tesz, hogy elküld egy egyedi értéket (0 -tól 255 -ig) a LED -es színes tűk mindegyikéhez. Ha azt szeretné, hogy egy meghatározott szín kerüljön elő, nézze meg az RGB színskálát // RGB LED -et futtat egy színkör cikluson belül int brightness = 0; // milyen fényes a LED. A maximális érték 255 int rad = 0; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup () {// deklarálja a csapokat kimenetnek: pinMode (RED, OUTPUT); pinMode (ZÖLD, KIMENET); pinMode (KÉK, KIMENET); } // 0 és 127 között void displayColor (uint16_t WheelPos) {byte r, g, b; kapcsoló (WheelPos / 128) {eset 0: r = 127 - WheelPos % 128; // Piros le g = WheelPos % 128; // Zöld fel b = 0; // blue off break; 1. eset: g = 127 - WheelPos % 128; // zöld lefelé b = WheelPos % 128; // kék fel r = 0; // red off break; 2. eset: b = 127 - WheelPos % 128; // kék le r = WheelPos % 128; // piros fel g = 0; // green off break; } analogWrite (PIROS, r*2); analogWrite (ZÖLD, g*2); analogWrite (KÉK, b*2); } void loop () {displayColor (rad); késleltetés (40); rad = (rad+1) % 384; }

5. lépés: A száloptikai vezetékek hozzáadása

Még ha nem is fejezi be ezt a lépést, a szép dolog az, hogy most egy fantasztikus, fényes, teljesen testreszabható RGB LED -del rendelkezünk. Úgy döntöttem, hogy száloptikával kombinálom, de valójában bármit megtehetsz! Édes reflektorfényt készíteni? Meggyújtani egy diszkógolyót? Annyi lehetőség!

Eredetileg öt láb 50 szálat, 10 láb 12 szálat és 5 láb 25 szálat vásároltam. Végül félbevágtam a hosszúságot, hogy több foltom legyen, annak ellenére, hogy maguk a vezetékek rövidebbek voltak. Úgy döntöttem, hogy fát készítek, mivel nem tudtam falra szerelni őket. A tüll gumi cementtel volt ragasztva a falra (a tüll meglehetősen könnyű, ezért a szalag elegendő lehet). A szálakat a tüllön keresztül egy fához hasonló mintává fonják. Egy üres/kiszáradt szóda segítségével a LED alulra kerül, és a szálakat a tetejéhez kell hozzáadni. A legnagyobb probléma ezen a ponton az, hogy megpróbáljuk biztosítani, hogy a fény áthaladjon a szálakon, és ne csak a szóda doboz tetején. A szálak szoros fóliába csomagolása segíthet, de azt javaslom, hogy próbálja ki azt a beállítást, amelyről úgy gondolja, hogy működhet. Tegye össze ezeket a darabokat, és megvan a fánk!

6. lépés: Buliidő

Nincs más hátra, mint elhalványítani a fényeket, bekapcsolni az arduino -t, és sütkérezni az új száloptikai beállítás ragyogásában!

Csatoltam egy videót is a beállításról. Személy szerint jobban néz ki, de látható, hogy lassan mozog egy színkörön.