WiFi Mesh συγχρονισμένες μπάρες LED: 3 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Από CarlSTeleToyland Ακολουθήστε περισσότερα από τον συγγραφέα:

Σχετικά με: Ένας δημιουργός από την παιδική ηλικία με όλα τα κλασικά συμπτώματα, ένας κατασκευαστής ρομπότ και ένα λογισμικό Διαδικτύου CTO/Tech Product Manager. Περισσότερα για το CarlS »

Αυτό το έργο είναι μια συλλογή από ράβδους LED με ατομικά ελεγχόμενες ψηφιακές λυχνίες LED (WS2812b "Neopixels"). Επιτρέπουν να γίνονται κινούμενα σχέδια σε όλους τους χώρους χωρίς να τα συνδέετε μεταξύ τους. Χρησιμοποιούν ένα πλέγμα WiFi για να συνδεθούν μεταξύ τους και η κινούμενη εικόνα προσαρμόζεται στο να έχει περισσότερες ή λιγότερες μπάρες στο πλέγμα.

Η έμπνευση ήταν για ένα ζευγάρι ντραμς να έχει διακοσμημένα γάντια/ρόπαλα για μια χριστουγεννιάτικη παρέλαση. Η κινούμενη εικόνα LED μεταξύ τους είναι συγχρονισμένη. Τα LED θα μπορούσαν επίσης να είναι κορδόνια αντί για λωρίδες.

Η άλλη χρήση είναι για μια εγκατάσταση τέχνης LED όπου δεν θέλετε να τρέξετε ένα καλώδιο δεδομένων μεταξύ όλων των LEDS γύρω από ένα δωμάτιο - το μόνο που χρειάζεται να κάνουν είναι να συνδεθούν ξεχωριστά.

Για αυτό το έργο, δεν είναι συνδεδεμένοι στο Διαδίκτυο. Δημιουργούν τα δικά τους ιδιωτικά σημεία πρόσβασης WiFi και διακομιστές ιστού. Έτσι, αυτό το έργο δεν εξαρτάται από εξωτερική δικτύωση και μπορεί να εκτελεστεί σε απομακρυσμένες τοποθεσίες. Λειτουργούν με 5V, έτσι μπορούν εύκολα να τροφοδοτηθούν από εξωτερικές μπαταρίες κινητού τηλεφώνου!

Βήμα 1: Μέρη

Τα ακόλουθα μέρη χρησιμοποιήθηκαν στο έργο για κάθε λωρίδα:

• Μια αδιάβροχη λωρίδα LED WS2812b. Χρησιμοποίησα 30 LED/μετρητή. Τα μη αδιάβροχα συνήθως έχουν ήδη κολλημένη ταινία διπλής όψης, ώστε να τοποθετούνται εύκολα. Θα χρειαστείτε 1 μέτρο ανά κανάλι αφού τα κανάλια έχουν μήκος ένα μέτρο. Περισσότερες λυχνίες LED ανά μέτρο είναι εντάξει - απλώς βεβαιωθείτε ότι έχετε αντίστοιχα μεγάλο τροφοδοτικό. Κάθε (5050) LED σε αυτές τις λωρίδες μπορεί να χρησιμοποιήσει έως 60m όταν είναι πλήρως αναμμένη.
• Πλαστικό ηλεκτρονικό περίβλημα έργου 60x36x25mm - αυτό είναι αρκετά μικρό για να χωρέσει ένα D1 Mini.
• Βάση πάνελ 5,5mm x 2,1mm DC υποδοχή
• Ένα τροφοδοτικό 5v - ένα 2 amp πρέπει να είναι εντάξει με 30 LEDS @ 0,06 amp το καθένα όταν είναι πλήρως ενεργοποιημένο.
• Καλώδιο USB έως 5,5mm x 2,1mm εάν θέλετε να τροφοδοτήσετε αυτό το έργο από μπαταρία USB
• Ένας πίνακας D1 Mini ESP8266 - διατίθεται επίσης για λιγότερα, αλλά με μεγαλύτερη αναμονή.
• Κανάλι αλουμινίου με κάλυμμα και άκρα για λωρίδες LED. Υπάρχουν πολλά προφίλ για να διαλέξετε. Αυτό είναι αρκετά ευρύ για τις λωρίδες LED WS2812b (12mm) και χαμηλού προφίλ.
• Μπάρα αλουμινίου - το κανάλι έχει πλάτος 17mm, οπότε μια ράβδος αλουμινίου πλάτους 1/2 "είναι καλό μέγεθος. Θα πρέπει να έχει πάχος 1/16" και μήκος 6 "για κάθε ράβδο που φτιάχνετε.
• Ταινία αφρού διπλής όψης - πλάτος 1/2 ".
• Πυκνωτής 1000uF - συνιστάται για κάθε λωρίδα, για να αποτρέψετε τις αιχμές τάσης να μην καταστρέψουν τα LED.
• Σύρμα σύνδεσης. Αυτό το σύρμα σιλικόνης 26 μετρητών είναι πολύ εύκαμπτο και βοηθάει το σύρμα να μην τραβάει τα μαξιλάρια συγκόλλησης από τη λωρίδα LED. Επίσης δεν λιώνει όταν το αγγίζετε με το συγκολλητικό σίδερο. Έχω χρησιμοποιήσει επίσης servo σύρμα το οποίο είναι επίσης πολύ εύκαμπτο, αλλά το σύρμα σιλικόνης είναι το νέο μου αγαπημένο σύρμα. Θα χρειαστείτε μόνο abot 6 "κάθε χρώματος (κόκκινο, μαύρο, κίτρινο).
• Καλώδια βραχυκυκλωτήρων - τα θηλυκά κόκκινα, μαύρα και κίτρινα χρησιμοποιούνται για σύνδεση με την CPU. Θα μπορούσατε να τα παραλείψετε και να κολλήσετε το καλώδιο σύνδεσης απευθείας στον πίνακα, αν είστε σίγουροι.
• Αντίσταση 330 ohm για μείωση του θορύβου στη γραμμή δεδομένων της λωρίδας LED.
• Μια δίοδος σήματος 1N4448 ή παρόμοια που επιτρέπει στον επεξεργαστή 3.3v να οδηγεί αξιόπιστα τη λωρίδα LED 5v.
• Σωλήνες συρρίκνωσης 3mm - θα χρειαστείτε μόνο περίπου 5 ".

Βήμα 2: Φτιάξτε τις μπάρες

Η κατασκευή για τις ράβδους είναι η ίδια όπως σε αυτό το προηγούμενο Instructable. Υπάρχουν παρόμοιες εικόνες βήμα προς βήμα εδώ από μια πρόσφατη κατασκευή και η συζήτηση μπορεί να βρεθεί σε αυτό το άλλο Instructable.

Μια νέα συμβουλή για την προσκόλληση των LED στο κανάλι αλουμινίου: Μερικές φορές η ταινία διπλής όψης στις λωρίδες LED είναι ελαφρώς μικρότερη από την πλακέτα κυκλωμάτων LED και θα δείτε μια μικρή πόρπη στη λωρίδα LED. Εάν απλά κόψετε την ταινία σε εκείνη τη θέση, θα ξαπλώσει.

Χρησιμοποίησα επίσης μερικές σταγόνες κόλλας UV για να κλειδώσω το καλώδιο τροφοδοσίας και τυχόν μέρη της λωρίδας LED που δεν έμειναν κάτω.

Αντί για τους ελεγκτές Particle Photon, αυτό το έργο χρησιμοποίησε μεταχειρισμένες πλακέτες WeMos D1 Mini, βασισμένες στο σετ τσιπ ESP8266. Αυτά είναι ωραία και μικρά για ένα έργο LED. Χρησιμοποίησα αντρικές κεφαλίδες για να δώσω χώρο στις γυναίκες άλτες. Η αναστροφή των συνδετήρων δεν θα χωρέσει στο περίβλημα. Αυτή η προσέγγιση είναι επίσης εύκολο να κολληθεί. Έχω χρησιμοποιήσει επίσης καλώδιο συμπαγούς πυρήνα 20 μετρητών με πτυχωτά θηλυκά βύσματα, και αυτό λειτουργεί επίσης, αλλά είναι περισσότερη προσπάθεια.

Αυτές οι ράβδοι χρησιμοποιούν την ίδια θυσιαστική προσέγγιση LED για το πρώτο LED. Στην πράξη, δεν είναι πραγματικά αντιληπτό. Επίσης, το μικρό χάσμα μεταξύ των δύο πρώτων είναι επίσης σχεδόν απαρατήρητο

Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε τα κλιπ για να τοποθετήσετε το κανάλι αλουμινίου, η ράβδος αλουμινίου που συνδέει το κανάλι με το κιβώτιο του έργου μπορεί να εμποδίσει την απευθείας στερέωση των συνδετήρων σε έναν τοίχο, οπότε ίσως χρειαστεί να βάλετε μερικές ροδέλες ή ένα χαλαρό παξιμάδι κάτω εκεί για να σταθούν μακριά κατά 1/16.

Βήμα 3: Κωδικός πλέγματος

Κάθε μπάρα LED εκτελεί τον ίδιο κωδικό. Η βάση αυτού του έργου είναι η ανώδυνη Βιβλιοθήκη Mesh στη διεύθυνση https://gitlab.com/BlackEdder/painlessMesh. Αυτή η βιβλιοθήκη χειρίζεται το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας χαμηλού επιπέδου για τη δημιουργία σημείων πρόσβασης, διακομιστών ιστού κ.λπ. Κάθε γραμμή είναι ένας κόμβος πλέγματος.

Το πλέγμα έχει έναν ελεγκτή και οι ειδοποιήσεις αλλαγής κινούμενης εικόνας μεταδίδονται σε όλους τους κόμβους/γραμμές LED. Για ένα μεγάλο πλέγμα, θα μπορούσε να υπάρχει κάποια καθυστέρηση στα μηνύματα, αλλά για την κλίμακα που δούλευα, δεν ήταν αισθητό.

Κατά την εκκίνηση, ο κόμβος υποθέτει ότι είναι ο ελεγκτής, αλλά στη συνέχεια το μήνυμα αλλαγής κόμβων ενεργοποιεί μια αξιολόγηση. Το χαμηλότερο αναγνωριστικό # τσιπ στο πλέγμα γίνεται ο ελεγκτής. Αυτό συνήθως διαρκεί ένα ή δύο δευτερόλεπτα για να εγκατασταθούν όλοι οι κόμβοι και να αναλάβουν έναν μόνο ελεγκτή. Θα μπορούσατε να καταβάλετε περισσότερη προσπάθεια για να συγχρονίσετε γρηγορότερα (μεσαία κινούμενα σχέδια), αλλά αυτά τα μηνύματα αλλαγής είναι αρκετά φλυαρά, οπότε χρειάζεται λίγο για να κατασταλάξει το δίκτυο ούτως ή άλλως. Στην πράξη, μόλις επανασυγχρονιστούν, παραμένουν πολύ σταθεροί.

Για κινούμενα σχέδια που διασχίζουν γραμμές, ο κώδικας λαμβάνει μια λίστα με τους κόμβους, τον ταξινομεί και στη συνέχεια σχεδιάζει μόνο εάν ο τρέχων κόμβος είναι αυτός που σχεδιάζεται. Ταξινομούν με σειρά αναγνώρισης τσιπ, ώστε να μπορείτε να κάνετε κινούμενα σχέδια που θα είναι συνεπή, ανεξάρτητα από το πότε θα ξεκινήσουν. Επίσης, οι κινούμενες εικόνες θα προσαρμοστούν σε κόμβους που πέφτουν.

Ο κωδικός κίνησης εμφανίζεται σε τρία σημεία. Η πρώτη είναι η λειτουργία ReceedCallback, όπου η γραμμή έχει λάβει μια νέα εντολή κίνησης. Αυτό είναι αρκετά απλό - απλώς ορίζει το μέγεθος του βήματος χρονισμού για την κινούμενη εικόνα και επαναφέρει τους μετρητές. Η δεύτερη θέση είναι στη συνάρτηση βρόχου. Εκεί, ο κώδικας ελέγχει αν έχει ολοκληρωθεί η τρέχουσα κίνηση και μεταβαίνει στο επόμενο βήμα. Το τελευταίο μέρος για τον κώδικα κινούμενης εικόνας είναι η λειτουργία stepAnimation, όπου γίνεται όλο το σχέδιο.

Το σύστημα χρησιμοποιεί το χρονοδιακόπτη millis για ενημέρωση - αποφεύγοντας τη χρήση της λειτουργίας καθυστέρησης, καθώς αποκλείει μερικές από τις βιβλιοθήκες. Ο κωδικός millis πρέπει να αναδιπλωθεί σωστά.

Σημειώστε ότι είχα προβλήματα με τη βιβλιοθήκη NeoPixel και το painlessMesh με περισσότερες από μία λυχνίες LED, οπότε άλλαξα σε FastLED.

Εδώ είναι ο κώδικας στο GitHib και είναι επίσης προσαρτημένος εδώ. Το φορτώνετε σχεδόν σε όλες τις μπάρες και είστε έτοιμοι να συνεχίσετε με την κωδικοποίηση κινούμενων εικόνων LED!