Πυγολαμπίδες / Κεραυνοί χωρίς κόλληση: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Wantedθελα να προσθέσω πυγολαμπίδες LED (αστραπές όπου μεγάλωσα) στην αυλή μου για το Halloween και αποφάσισα να φτιάξω μερικά με κορδόνια LED και ένα Arduino. Υπάρχουν πολλά έργα όπως αυτό, αλλά τα περισσότερα απαιτούν συγκόλληση και κύκλωμα. Αυτά είναι υπέροχα, αλλά αποφάσισα να δω αν όλα μπορούν να γίνουν χωρίς συγκόλληση για να γίνουν εξαιρετικά απλά στη δημιουργία τους.

Έγραψα επίσης τον κώδικα για να διαχειρίζομαι εύκολα οποιονδήποτε αριθμό πυγολαμπίδων που μπορούν να αναβοσβήνουν ρεαλιστικά.

Η βασική προσέγγιση είναι η χρήση κλώνων LED WS2811 αφού είναι ήδη αδιάβροχα. Είναι δημοφιλείς για φωτισμό διακοπών και ο συνδυασμός του τσιπ WS2811 και του 5050 LED σε αυτά είναι ουσιαστικά μια πιο χοντρή έκδοση του WS2812b ή "Neopixels" στην ομιλία του Adafruit. Το άλλο πλεονέκτημά τους είναι ότι απαιτείται μόνο μία γραμμή δεδομένων για οποιονδήποτε αριθμό LED.

Η τροφοδοσία τους είναι πολύ απλή - ένα καλώδιο μίνι USB σε οποιοδήποτε μπλοκ τροφοδοσίας USB ή μπαταρία. Δεν χρησιμοποιούν πολύ ενέργεια και μπορούν να διαρκέσουν πολύ καιρό σε μπαταρία USB.

Βήμα 1: Μέρη

Η λίστα με τα μέρη είναι σκόπιμα απλή:

- Ένα Arduino. Χρησιμοποίησα ένα Arduino Nano αφού είναι λιγότερο ακριβά και μικρότερα. Έχουν σχεδόν τις ίδιες προδιαγραφές με το Arduino Uno. Αυτές στον παραπάνω σύνδεσμο έχουν κολλημένες τις καρφίτσες και συνοδεύονται από καλώδια micro USB. Θα χρειαστείτε ένα μίνι καλώδιο USB και μερικά έρχονται με το Nanos που συνδέεται παραπάνω.

- Arduino Nano Terminal Shield. Αυτό είναι το κόλπο για μη κολλήσεις - μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα κατσαβίδι για να συνδέσετε τα καλώδια. Αν θέλετε να κολλήσετε τρία καλώδια, μπορείτε να το παραλείψετε και να παραγγείλετε σανίδες Arduino Nano με τους πείρους να μην είναι προσαρτημένοι, ώστε να μπορείτε να κολλήσετε απευθείας στον πίνακα Nano.

- LED. Χρησιμοποίησα σκέλη WS2811, τα οποία είναι προγραμματισμένα ακριβώς όπως οι λωρίδες LED WS2812b. Είναι αδιάβροχα και πήρα μερικά με μαύρα καλώδια για να είναι λιγότερο ορατά στα φυτά. Έρχονται επίσης με πράσινα καλώδια. Έρχονται με 50 LED ανά κλώνο και έχουν συνδέσμους, ώστε να μπορείτε να τις αλυσοδέσετε. Χρησιμοποιώ 100-200 LED, οπότε 2 έως 4 από αυτά τα σκέλη. Τους τροφοδοτώ από τον ρυθμιστή Arduino 5v για απλότητα.

- Μπαταρία. Τροφοδοτούσα τη δική μου με οποιαδήποτε μπαταρία USB, αλλά μπορείτε επίσης να την συνδέσετε σε οποιαδήποτε πηγή USB. - Βασική μπαταρία - Μεγαλύτερη μπαταρία - Τεράστια μπαταρία - πιθανώς υπερβολική

- Υποδοχή JST - αυτά έρχονται με τα σκέλη LED, αλλά για κάθε περίπτωση, αυτά είναι αυτά που χρειάζονται.

Βήμα 2: Συναρμολόγηση

Η συναρμολόγηση είναι πολύ απλή.

Συνδέστε το Arduino Nano στην ασπίδα τερματικού. Βεβαιωθείτε ότι οι ακίδες είναι σωστές με βάση τις ετικέτες - μπορεί να συνδεθεί προς τα πίσω.

Χρησιμοποιήστε τον εφεδρικό σύνδεσμο JST που συνοδεύει τα LED. Συνδέστε το 5v και το Gnd σε αυτές τις ακίδες στο Arduino. Συνδέστε τη γραμμή δεδομένων στο pin 6 (μπορεί να αλλάξει στον κωδικό αν θέλετε).

Τα σκέλη των LED έρχονται με καλώδια τροφοδοσίας που είναι απογυμνωμένα και κονσερβοποιημένα. Αυτά θα μπορούσαν να εξαντλήσουν την μπαταρία σας, οπότε κόψτε τα ή κολλήστε τα (ή χρησιμοποιήστε σωλήνες θερμοσυρρίκνωσης εάν έχετε). Έκοψα τις κονσερβοποιημένες άκρες και έκοψα το ένα πιο κοντό από το άλλο για να μην αγγίξουν.

Τώρα μπορείτε να συνδέσετε το σκέλος στο Arduino.

Αυτό είναι!

Αριθμός LED και ισχύος

Κάθε ένα από τα 5050 LED στο σκέλος μπορεί να χρησιμοποιήσει 60mA όταν είναι πλήρως ενεργοποιημένο. Δεδομένου ότι υπάρχουν τρία LED (Κόκκινο/Πράσινο/Μπλε) και το καθένα μπορεί να έχει τιμή 0-256 (στον κωδικό), η πλήρης ενεργοποίηση θα είναι 256 + 256 + 256 = 768 για την ένταση Κόκκινο, Πράσινο και Μπλε. Στον κωδικό μου, χρησιμοποιώ 50 για το Κόκκινο, 50 για το Πράσινο και 0 για το Μπλε, οπότε το καθένα στο LED θα καταναλώνει περίπου 60mA * 100 /768 = 7.8125mA ανά LED όταν είναι αναμμένο.

Το κλειδί είναι πόσες λυχνίες LED θα είναι αναμμένες ταυτόχρονα. Ο κωδικός μου αυτή τη στιγμή απλώς τα ενεργοποιεί σε πολύ χαμηλές τυχαίες πιθανότητες - 5/10, 000. Στην πράξη έχω δει μόνο μερικά σε κάθε φορά, αλλά θεωρητικά θα μπορούσαν να συνεχίσουν όλα ταυτόχρονα. Θα μπορούσα να προσθέσω κωδικό για να περιορίσω τον αριθμό ταυτόχρονα, αλλά οι πιθανότητες είναι πολύ μακρινές. Ο αριθμός σε εξαρτάται εν μέρει από τον αριθμό των LED και οι πιθανότητες υπολογίζονται για κάθε LED, οπότε καθώς προστίθενται LED, θα ανάψουν περισσότερα LED.

Ο ρυθμιστής Arduino 5v μπορεί να τροφοδοτήσει περίπου 500mA και μερικά χρησιμοποιούνται για το ίδιο το Arduino, οπότε ίσως είναι διαθέσιμα περίπου 450mA. Στα 7,8mA ανά LED, που επιτρέπει περίπου 57 λυχνίες LED ταυτόχρονα, και ακόμη και όταν είναι αναμμένο ένα LED, σβήνει ως επί το πλείστον προς τα πάνω ή προς τα κάτω, χρησιμοποιώντας ακόμη λιγότερη ενέργεια. Έτσι, πρακτικά, ο προσαρμογέας τροφοδοσίας USB Arduino είναι καλός για πολλά LED.

Αριθμός LED και μνήμη Arduino

Κατά την κατάρτιση, το πρόγραμμα με 100 LED, το Arduino IDE ανέφερε ότι το 21% του DRAM χρησιμοποιείται (κυρίως για τον πίνακα κατάστασης LED), για 300 LED, ήταν 60%. Λοιπόν, μερικά σκέλη είναι εντάξει. Εάν χρειάζεστε πολύ περισσότερα LED, μπορείτε απλώς να κρατήσετε μια λίστα με τα LED που είναι πραγματικά ενεργοποιημένα - θα ήταν πολύ πιο αποδοτικά, αλλά με τόσα πολλά σκέλη, θα αντιμετωπίσετε επίσης προβλήματα ισχύος - πτώση τάσης και θα χρειαστείτε τεχνικές όπως έγχυση ισχύος. Το έχω χρησιμοποιήσει σε άλλα Instructables, αλλά είναι πέρα από το πεδίο αυτού του γρήγορου έργου. Στα 100-200 LED, υπάρχει άφθονο DRAM και ισχύς.

Βήμα 3: Προγραμματίστε το Arduino

Το συνημμένο σκίτσο θα αναβοσβήνει τα LED όπως οι πυγολαμπίδες. Ο κώδικας σχολιάζεται λίγο, αλλά το κύριο πράγμα είναι να ρυθμίσετε τον αριθμό των LED σε πόσες χρησιμοποιείτε.

Βήμα 4: Τοποθεσία, Ισχύς, Στεγανοποίηση

Αυτό το έργο τροφοδοτείται από τη θύρα USB στο Arduino, έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιαδήποτε πηγή τροφοδοσίας USB. Για μια πιο μόνιμη οθόνη, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν προσαρμογέα τοίχου USB.

Εάν το έργο πρόκειται να είναι έξω για οποιοδήποτε χρονικό διάστημα, θα πρέπει να είναι αδιάβροχο. Ένα αδιάβροχο ηλεκτρονικό κουτί ή ακόμα και ένα δοχείο τροφίμων είναι μια χαρά.