Címzett tejpalackok (LED -es világítás + Arduino): 12 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Készítsen PPE tejesüvegeket jól kinéző LED -lámpákká, és használja őket Arduino segítségével. Ez számos dolgot újrahasznosít, főleg a tejesüvegeket, és nagyon alacsony energiát fogyaszt: a LED -ek látszólag kevesebb, mint 3 wattot szórnak, de elég fényesek ahhoz, hogy lássanak. Többek között azt akartam látni, hogy tudok -e Az elektronikus fény emberbarátabbnak érzi magát, mint a legtöbb, és a talált forgó vezérlők jó módszer erre. A PPE tejpalackok olcsó, mégis esztétikus módot kínálnak a LED -világítás szórására. Különösen, ha szép kerekeket talál:) A tárgyak LED -világítással történő modifikálása nemcsak környezetbarát, hanem sokkal egyszerűbb is, mint a ház építése a semmiből. Mivel a LED -ek apróak, szinte bárhová elhelyezheti őket, és nem termelnek sok hőt, amíg el vannak terítve és a megfelelő feszültségen működnek. Ez az utasítás elsősorban a fizikai tervezéssel és gyártással fog foglalkozni, és én feltételezzük, hogy alapvető ismeretekkel rendelkezik az elektronikus áramkörök és a LED -világítás létrehozásáról. Mivel az Ön által használt pontos LED -ek és tápegység valószínűleg változni fog, csak a specifikációkat tekintem meg az áramkör alapjaiban. Megpróbálok hasznos forrásokra is rámutatni, és többet elmagyarázni az Arduino mikrokontrollerről és a kódról, amely azt mondja, hogy sorban kell működniük. Az alapvető LED -világítás elektronikája nagyon egyszerű, hasonló az általános iskolai elektronikához, így valószínűleg nem fog sokáig tart, amíg felveszed egyáltalán.

1. lépés: Eszközök és anyagok

A lámpák gyártásához szüksége lesz: PPE tejpalackokra 3 mm átlátszó akril 2 magos elektromos kábelből (vagy hangszóróhuzalból) - ez meglehetősen könnyű, mivel csak körülbelül 12 V -ot és nagyon kis áramot vesz igénybe, a tervezéstől függően áramkör). LED -ek EllenállásokLolderHőzsugorcsövekRégi transzformátor (fali szemölcs az amerikaiaknak), valamint aljzat+dugasz hozzá. Fonott rézhuzalTömör csengőhuzal Zip -kötések Eszközök, amelyekre szüksége lesz: 2. lépés: Vegyes apró fúrófejek Ifjúsági fűrészek (attól függően, hogy mit használnak házként) Csavarhúzók Vezeték -lehúzók Oldalsó vágók/Drótvágók Forrasztópáka Multiméter Harmadik kéz (létfontosságú az alkatrészek összeforrasztásához) Forrasztó kanóc (ha más alkatrészeket ment ki más eszközökből) Krokodilcsipeszek tesztelés/prototípus -készítés). Érdemes valamilyen házat is készíteni nekik. Többféle módon is megpróbáltam felfüggeszteni őket, és egy PVC cső hajlított szakaszán telepedtem le, amely a mennyezetről lógott a kábelekhez fúrt lyukakkal. Megpróbáltam a mennyezetre is tűzni őket. A mennyezetre szerelt deszkadarabon keresztül is felakaszthatja őket a csővezetékről, vagy akár lyukakat is készíthet a mennyezeten, hogy elférjenek a vezetékek, és egy padlásról táplálhassa őket. Az 5. lépés bemutatja és beszél néhány ilyen lehetőségről. A fentiekre csak annyit kell tennie, hogy néhány olyan lámpát készítsen, amelyek működnek az alap be- és kikapcsolási kapcsolóval. Annak érdekében, hogy fejlettebb funkciókat biztosítson számukra, mint például az elhalványítás vagy a szekvenálás, számos összetevőre, például tranzitorokra és mikrokontrollerre van szüksége: Arduino miniMini USB adapter a fentiekhez, vagy FTDL USB a fejléchez. az alábbiakban, de többet róluk és arról, hogyan működnek együtt a 6. lépésben. Van egy szekrény a kapcsolószekrényhez, ami bármi lehet. Láttam egy szép kerek szentségládát a British Museum Japán szobájában, de nem engedték, hogy megszerezzem. Végül egy fehér műanyag moo kártya dobozt használtam, mert annyira illik a témához:) Ha ilyen áramkör van a helyén, akkor mindenféle dolgot be lehet programozni egy arduino -val. Szeretem a kinetikus világítást, de a villogó karácsonyi fényeket stb. Gúnyosnak és mechanikusnak találom. Rendszerességük és konzisztenciájuk hideg és kellemetlen (munkát kell igényelnie a jó karácsonyi fények naturalista csillogásának megteremtéséhez). Nem akarok semmi feltűnő (szó szerint). Egyetlen, analóg vezérlőt szeretnék a lámpákhoz, amelyek nagyon emberi működésűek, és amelyek egyszerűen be- és kikapcsolásukat követik. Ennek kódja, egy kellemes érzés tárcsa és egy esztétikus alumínium gomb teszi ezt kellemes játékgá.

2. lépés: A Perspex vágása és fúrása

Először is vágunk néhány perspex lemezt, hogy a tejesüvegek kupakjába kerüljünk, majd lyukakat fúrunk, amelyeken keresztül rögzíthetjük a LED -eket és a kábelt. A lyukvágó használatakor fúrjon egy fadarabot. Ha vágás közben az anyagot ilyesmire nyomja, az segít megőrizni a hátsó szélét. A puhafa azt is tudatja veled, hogy mikor mentél végig, hiszen valóban érezheted, ahogy a fúró harap, ahogy eléri a fát. Amint a korongok készen vannak, készíts lyukat az összes tejesüveg tetején, hogy megfeleljen a középpontnak lyukakat a perspexben. Ezenkívül lyukakat kell fúrnia a kábelezéshez és a LED -ekhez. Az, hogy pontosan mit csinál itt, attól függ, hogy milyen tápegységet fog használni, és milyen áramköröket szeretne csatlakoztatni hozzá. Az enyém fényenként három LED -et használ, amelyeket egyenletesen elrendeztem a lemez körül. Szüksége van egy pár lyukra, hogy átjusson az egyes LED -ek lábain, és két lyukra, amely elég nagy ahhoz, hogy átjusson a kábel két szálán. (A magyarázó megjegyzéseket lásd a képen.) Ehhez nem használtam sablont vagy ilyesmit, csak szemmel csináltam egy akkumulátoros fúróval, néhány aprósággal és türelemmel. Előfordulhat, hogy két lyuk kissé túl messze van egymástól vagy közel egymáshoz a LED -lábak számára, de amíg óvatos, egy kis hajlítás lehetővé teszi, hogy illeszkedjenek. Ha ennek még nincs értelme, ne aggódjon, a következő lépésnek egyértelművé kell tennie.

Lépés: Szerelje fel a LED -eket

Most ugorja át a LED -eket a lyukakon, ügyelve a polaritásra. Alapvetően láncolni fogjuk őket, és minden negatív láb egy LED -en csatlakozik a pozitív lábhoz a következőben. Hány ilyen százszázalékos láncot használ, ha egyáltalán, az az Ön által használt tápegység feszültségétől függ. Az enyém 12V, és a LED -eim 3,3 előremenő feszültséggel rendelkeznek, így a három LED 9,9 voltja a maximum, amit a tápom képes kezelni. Szükségük lesz ellenállásra is, hogy az áramkört 12 V -ra emeljék. Minden palackban feltétlenül legyen ellenállás, mert ha nem teszi meg, a LED -ek kiégnek, vagy legalább melegen (és fényesebben) futnak. Kipróbáltam ezt egy korai prototípussal, és ellenállás nélkül elég forróak voltak, hogy megolvaszthassák a palack kupakjának PPE -jét. Ezzel a praktikus LED -számológéppel kitalálhatja, mit tegyen a saját áramkörével: https://led.linear1 A képernyőkép ebben a lépésben pontosan megmutatja azokat az értékeket, amelyekkel dolgoztam, és a kapott áramkört (Az ellenállásokat a következő lépésben adjuk hozzá). Miután a LED -ek átmentek a lyukakon, és biztosak abban, hogy a polaritás megfelelő helyes, kezdje el csavarni a vezetékeket, ahogy ezt a lépést a képsor mutatja. A kábelnyílásokhoz legközelebbi vezetékek csavarozatlanok maradnak, mert nem a kábelhez forrasztják, hanem egymáshoz. Ezt folytassa mindegyikükkel, ügyelve arra, hogy csak pozitív és negatív csatlakozásokat kössön, nem pedig posz-pos vagy neg-neg. Gondoskodtam arról is, hogy ezeket a lámpákat egységesen tartsam. Lenézve rájuk, az áram mindig balra megy be, majd az óramutató járásával megegyező irányba a bal oldali lyukon keresztül földelt LED -ek körül.

4. lépés: Forrasztó alkatrészek

Most mindent a helyére kell forrasztanunk. Először forrasztjuk össze az összes csavart vezetékét, majd vágjuk le a felesleget. Ezután csavarja le az elektromos kábelt, majd fúrja át az egyes lemezekbe fúrt kábelnyílásokon. Tekerje a kábeleket a LED -vezetékek köré, feszültség alatt (barna) a LED -húr hosszú (pozitív) vezetékéhez. Tekerje fel a rézvezetéket a vezetékek körül, forrasztja a helyére, és vágja le ismét a felesleges ólmot. Duplázza vissza a kábelt a középső lyukon, majd csúsztassa le a palack kupakját a vezeték felett és a lemez fölé. A másik végén a megfelelő értékű (esetemben 120 ohmos) ellenállást forrasztjuk a pozitív kábelhez. A kábelek hossza attól függ, hogyan akasztja fel a lámpákat. Amint az a lépés végső képén is látható, úgy döntöttem, hogy meglehetősen rövid hajlításokat használok, mert tudtam, hogy hosszabb hosszaikhoz csatlakozom, és burkolatokat készítek, amelyek elrejtik az ízületeket. Könnyebb 12 rövidebb hosszúsággal dolgozni, nem pedig 12 sokkal hosszabbal.

5. lépés: Kapcsolók és házak

Ezen a ponton van egy lámpakészlete a tejes palack kupakjába szerelve, és egy adott tápegységgel való használatra tervezték. A címkék címkézése és mosása után a PPE palackok visszacsavarodnak a kupakokba, és szép megjelenésű diffúzorokként működnek. Most már csatlakoztathatja a lámpákat egy egyszerű kapcsolószekrényhez, ahogy először tettem, vagy csináljon valami bonyolultabb dolgot, például vezesse őket ugyanazzal a tápegységgel, de egy mikrovezérlővel is, hogy érdekesebb dolgokat tegyen. Időbeli korlátok miatt ezeket a lámpákat prototípusként használtam a fejlesztés különböző szakaszaiban, körülbelül 18 hónapig, és ez idő alatt két különböző módon szereltem fel őket, három különböző kapcsolószekrényben. Ezenkívül néhány jobb LED -et is beépítettem, amelyek kissé kékebb fényt adtak, és diffúz házakkal rendelkeztek. Ahelyett, hogy minden egyes iteráció minden lépését részletezném, ebben a lépésben válogatott képeket tettem fel megjegyzésekkel, amelyek mindegyiküket illusztrálják. ez az oktatóanyag a legújabb (és legmenőbb) móddal fog foglalkozni, amelyet választottam: Műanyag csőbe szerelve és egyedileg vezérelve.

6. lépés: Mikrokontroll, alkatrészek, tisztítás

Oké, nagyszerű. Jelenleg működő tejpalack -világításunk van. De az on-off vezérlés nem túl érdekes. Mi a helyzet a tompítással és a szekvenálással? Ehhez szükségünk van egy mikrokontrollerre, és egy Arduino -t fogok használni. Szükségünk lesz egy csomó komponensre is, amelyekkel együtt dolgozhatunk, néhányat a régi hardverekből fogok eltávolítani és újrahasznosítani. A szabványos Arduino -t használtam a prototípusok elkészítéséhez és annak biztosításához, hogy le tudom kódolni, amit akartam (még mindig nagyon sok újdonság az ilyen dolgokban): Ha még nem hallott róluk, az Arduinos gyönyörű kis prototípus -platform, amely lehetővé teszi, hogy olcsón elkezdjen tanulni a mikrokontrollerekről. A programozási nyelv, amely megmondja nekik, mit kell tenni, szintén meglehetősen hozzáférhető. Nagyszerű hivatkozás található az Arduino webhelyen, és Limor Friedman jó kezdő szintű oktatóanyagokat is tartalmaz: https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePagehttps://www.ladyada.net/learn/arduino/So I újra kell terveznem az áramkört, bonyolultabb, hogy elférjen egy arduino mini. Azt akarom, hogy a forgó potenciométer leolvasása szerint be- és kikapcsolhassa őket, ami azt jelenti, hogy tranzisztorokat kell beépíteni az áramkörbe, hogy az arduino kapcsolóként működjön. Az arduino is 5V -ról üzemel, ezért szabályozott 5V -os tápegységet kell gyártanom a meglévő 12v -osból, hacsak nem használok két fali szemölcsöt. Az LM317T megfelel a célnak; ha csak néhány ellenállást használok vele (később részletezem), elérhetem, hogy a megfelelő mennyiségű feszültséget nyomja ki az arduino számára. Íme néhány hivatkozás az LM317T -re: Mellékeltem néhány fényképet is egy régi erősítőről, amelyet egy helyi piacon kaptam 2 fontért. Gyönyörű alumínium gombokkal rendelkezik, amelyek nagy valószínűséggel több mint 2 fontba kerülnének, és egy csomó szép potenciométer és vaskos kapcsoló a rendszerindításhoz. A régi berendezésekből való kitakarítás igazán szép régi alkatrészeket kínálhat a semmibe. Nézze meg a fotókat néhány tippért.

7. lépés: Tranzisztoros áramkör

Nem tudom csak átkapcsolni a lámpákat az arduino -n keresztül, mert 12V -on, az Arduino pedig 5V -on működik. A tranzisztorok lehetővé teszik, hogy kisebb áramot használjak egy sokkal nagyobb be- és kikapcsolásához, anélkül, hogy megsütném az Arduino -t. Amikor először elválasztottam a fények vezetékeit, minden vezetéket számmal jelöltem, tudva, hogy visszatérek hozzájuk egy Arduino -val egy bizonyos ponton. Mivel NPN tranzisztorokat használok, amelyek az áramkör földi végére kerülnek, szét kell választanom ezeket a kábeleket, és elkezdem összeilleszteni a +12 V -os kábeleket. A hangszóróhuzal segítségével ragaszkodtam ahhoz a megállapodáshoz, hogy minden pár fekete csíkos oldala élő, míg a sima föld lesz. Az ilyen konvenciók elkészítése és betartása fontos, hogy ne veszítsen el később. Miután elválasztotta az összes vezetéket, fűrészeltem egy rongyos lyukat a cső tetején a kábelezéshez. Az volt a szándékom, hogy fehér gaffer szalaggal zárjam vissza, a kábelezéssel és az arduino -val együtt, de ez kissé rosszul esett, mint később látni fogod. Az első dolog az volt, hogy kipróbálom az áramkört. A tranzisztornak három csapja van: kollektor, feszültségkimenet és bázis. A bázis az, amellyel az Arduino 1K ellenálláson keresztül beszél, a kollektor áramot vesz a földelőcsatlakozásból, és a kimeneti feszültség a földre megy. A teszt működik. További információ a tranzisztorok Arduinos használatával történő használatáról:.mayothi.com/transistors.html Tehát alapvetően:

• Forrasztó ellenállások a tranzisztoros alapcsapokhoz
• Külön földelőcsatlakozás minden lámpához és számhoz, hogy érthető sorrendben tartsa őket.
• Hajtsa össze a lámpák összes feszültség alatt álló csatlakozóját, és hevességgel zsugorodjon a kötéseken, amikor elkészült (Ez nagyon fontos, mivel a vezetékeket visszacsomagolják a csőbe, túl valószínű, hogy csomagoláskor rövidre zárják a fényt nem voltak megfelelően szigetelve). Építse össze az illesztéseket egyetlen csatlakozáshoz a +12V -hoz.
• Forrasztja az egyes tranzisztorok kollektorát az egyes lámpák földcsatlakozásához, és hevítsük is.
• Rövid huzalfoszlányokkal kapcsolja össze az összes tranzisztor -kibocsátót, és építse le egyetlen földelésre.

Ezután összekötik őket a kommunikációval.

8. lépés: Kommunikációs kábelek

Vágja le és csupaszítsa el a 12 kábelt a forrasztáshoz az ellenállásokhoz a tranzisztorok alapcsapjain. Ezeket a kábeleket fogja használni az arduino a tranzisztorokkal való beszélgetéshez. Ne felejtsük el a hőre zsugorodást. Miután a kábelek a helyükön vannak, forrasztják őket a tűcsatlakozókhoz, hogy illeszkedjenek az Arduino Mini csapfejéhez. A tranzisztorok kapcsolásához a 4 - 13 és az AD0 (14) és az AD1 (15) csapokat használtam 12 kimeneti csapként. Az Arduino Mini érintkezőjét itt találja: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMiniHa a megfelelő sorrendben forrasztja a comms vezetékeket a tűcsatlakozókhoz, akkor azokat egyenesen az arduino -hoz kell csatlakoztatni, és szánt… az enyém megtette. Fú. Ha az aljzatok elkészültek, futtassa őket egyelőre a cső végére, valamint a korábban összekapcsolt feszültség- és földelőcsatlakozásokat. Ha van tartalék csapfej, akkor megkönnyíti a krokodilcsipeszek használatát annak ellenőrzésére, hogy még mindig működik -e. Mondhatod az arduino -nak, hogy mindig egyetlen tűt állítson magasra, majd használjon belőle egy vezetéket, hogy megérintse a csapokat minden lámpához.

9. lépés: Feszültségszabályozás

Mivel a lámpák 12 V -os tápegységről működnek, szükség van egy feszültségszabályozóra, amely 5 V -ra csökkenti az arduino számára. Adja meg az LM317T -t, amely kimeneti feszültséget ad az ellenállásoktól függően, amelyekkel növeli. A bemenet és a kimenet közötti különbség hőként oszlik meg, ezért néha ezeknek az IC-knek hűtőbordára van szükségük. Itt van egy oktatóanyag az LM317-ről: https://www.sash.bgplus.com/lm_317/tutorial-full.htmland itt egy praktikus számológép: https://www.electronics-lab.com/articles/LM317/Amikor megtaláltam a megfelelő értékeket, hogy 5 V-os övet kapjon az Arduino-hoz, forrasztom, hőtömítem és tesztem. 5.07v jön ki, nem rossz. Most már tudom, hogy működik, be tudom forrasztani a vezetékek fő kötegébe, 12V -ot veszek, földre megyek, és van egy harmadik kimenetem, ami az arduino -hoz kerül. Elindítok egy másik fejléc foglalatot, ráhelyezem az 5v -os vonalat az arduino 5v -os tűjének megfelelően. Az arduino földjét is ugyanarra a foglalatra csatlakoztatom. Majdnem ideje tesztelni.

10. lépés: Programozás

Először meg kell írnom egy kódot, amellyel tesztelni kell, és az Arduino -ba való feltöltéshez be kell vezetnem egy kenyértáblát az USB -adapter és az Arduino Mini csatlakoztatásához. Lásd az Arduino mini útmutatóját itt: https:// arduino. cc/hu/Guide/ArduinoMiniand az USB -adapter kivezetése itt: https://arduino.cc/en/Main/MiniUSBA Miután kipróbáltam a kóddal villogó sorozatokat, stb. ennek vége tanulságos. Figyelje meg azt is, hogy a krokodilcsipeszes tesztek egyre finomabbak lesznek, minél több forrasztást végeznek. Ez elég kielégítő, és nagyon érdemes tesztelni azt is, hogy minden lámpa még mindig működik minden szakaszban. Ha csak a végén teszteket végez, zavarba ejt, és nem tudja, hol kezdje, ha problémája van.

11. lépés: Kábelezés és kapcsolószekrény

Most a kezelőszervekről. Mivel azt akarom, hogy a kezelőszervek külön legyenek a lámpától, szükségem lesz egy kábelre. Az áramkörnek feszültség- és földcsatlakozásra van szüksége, a potenciométernek három csatlakozóra van szüksége. Ezek egyike az Arduino -ból lesz élő, az egyik pedig az analóg tűvel való kapcsolat, amelyet az arduino fog használni a pot olvasásához. A másik a föld, tehát azt jelenti, hogy csak négy mag kell felmenni a fénybe. Mivel nincs négymagos kábelem, két hosszú hangszóróhuzalt csavarok össze. Nem tökéletes, de nem is rossz. Ezt könnyedén megteheti, ahogy az alábbi fényképeken is látható, ha két hosszú kábel végét zipzárasan köti össze, az egyik végét valami elég nehéz tárgy alá helyezi, hogy megtartsa, majd maga fonja be a kábeleket. A vezérlődobozt egy üres fehér műanyag moo kártya doboz, ami már jó ideje nálam van. Egyes alkatrészek, például a konnektor is újrahasznosítható a korábbi projektekből. Egy zárósapka és néhány cipzáras kötés szolgál feszültségmentesítésként a kábel könnyű végén. Elkezdem jelölni az edény dobozát, majd beállítom a kábelek csatlakoztatását a fény végén. Ha az egyik párt eltávolítja, de a másikat nem, amikor összefonódnak, megkönnyíti azok azonosítását. Az egyik lecsupaszított a földre kerül a kapcsolószekrényben lévő potenciométeren, az egyik +12V -ra a hálózati aljzaton. A másik kettő jelzővezeték lesz az edény többi csapjához csatlakoztatva. A másik végén az egyik az analóg érintkezőhöz kerül, amelyről a kód azt mondja az arduino -nak, hogy olvasson le, és egy +5v -ig. Ismét minden heves zsugorodott, amikor a helyén volt. A képeknek jobban meg kell mutatniuk, hogyan készítettem el a kapcsolószekrényemet, ami majdnem katasztrofálisan elromlott. Először a ragasztással próbáltam ragasztani, és úgy tűnik, hogy a műanyag nem engedi a szuperragasztást … végül úgy rendeztem el, hogy pár gumi betétet használtam a doboz belsejében, majd behelyeztem néhány PC -tok csavart, a doboz minden rétegében együtt, és tartsa az edényt a helyén. A konnektorhoz cipzárra is szükség volt, mivel nem volt anyám a menethez.

12. lépés: Szekvenált fény

Befejezett! További fotók és videók érkeznek, és a kódot az alábbiakban csatoljuk. Kiderült, hogy a vezetékek túl nagyok ahhoz, hogy mindenki visszamenjen a csőbe, ami sajnálatos. Ez azt jelenti, hogy az LM317 és az arduino is kilóg a cső tetejéről, mert tele van vezetékekkel és alkatrészekkel. Ha tovább rágta őket, elkezdett hibásan viselkedni, ezért kint hagyom őket. Mivel a mennyezetről lóg, kétlem, hogy különösen észrevehetőek lennének. Mindazonáltal szerettem volna olyan megoldást találni, amely jól néz ki, miközben befogadja az összes áramkört. Mindazonáltal mindegy, ez úgy működik, ahogy szeretném. Az egyszerű analóg vezérlés kellemesnek érzi az embert. Észreveszi a kódban, hogy a számok, amelyeken a dolgokat be- és kikapcsolják, nincsenek egyenlő különbségekben? Ennek az az oka, hogy az általam használt edény Log helyett lineárisnak bizonyult, így a küszöbök egyenletes elosztása azt eredményezte, hogy az összes tevékenység a pot útjának egyik végén összezúzódott.

Első díj az Epilog Challenge -ben