Niz pametne kristalne svetlobe: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Ko se bliža božič in sem v celoti v raziskavi avtomatizacije doma in pametnih predmetov, sem se letos odločil, da bom poskusil narediti pametno, lepo videti RGB svetlo vrvico.

Veliko sem raziskal o DIY rešitvah po spletu, po eni strani nekateri projekti vključujejo dodajanje releja Wifi ali pametnega vtiča za nadzor moči svetlobnega niza, po drugi strani pa nekateri projekti uporabljajo naslovljive LED trakove z krmilnikom wifi za popoln nadzor LED. Všeč mi je bil način, kako se krmilnik uporablja za krmiljenje naslovljivega LED traku, vendar zame LED trak ne izgleda dovolj dobro za odlično božično svetlobno vrvico.

Malo mi je zmanjkalo časa, da bi naročil kakšno elektronsko komponento, zato sem se odločil ustvariti svoj lasten niz pametnih luči s prilagodljivim in spremenljivim difuzorjem žarnice in z največjo možno funkcijo, ki bi jo lahko dobil z uporabo samo komponente, ki sem jo imel v svoji pisarni.

Na splošno se je pametna svetlobna vrvica izkazala zelo dobro, uporabljeni difuzor je videti odlično, funkcije vdelane programske opreme Wled pa so super. Luči lahko resnično popolnoma prilagodite svojim potrebam. Toda ta projekt še zdaleč ni popoln, še vedno ga imam za beta različico in ga je treba nekaj izboljšati. Nadalje bom razložil, kaj bi naredil, da bi bil naslednjič, ko ga bom zgradil, boljši.

1. korak: potrebni deli in orodja

Za ta projekt sem uporabil samo dele, ki sem jih imel v svoji pisarni, saj ni popolnoma optimiziran. Povedal vam bom dele, ki sem jih uporabil, in tudi nekatere dele, ki jih lahko uporabite za optimizacijo svetlobnega traku.

Deli:

Wemos D1mini (ESP8266)

Rele 5v 10A

• WS2812b trak 144LED/m
• Napajanje 5V
• 1000uF kondenzator
• 470 ohmski upor
• 2 -polni priključek za napajanje
• 3pin podatkovni priključek
• Gumb
• Protoboard
• Spajkanje
• Žice 22 AWG (bolj nasedle in prilagodljive)
• Počisti PETG
• Nejasen PETG (uporabil sem belega)

Orodja:

• 3D tiskalnik
• Spajkalnik
• Rezalne klešče
• Pinceta
• Multimeter
• Kabel mikro USB

Neobvezno:

• WS2812b s tiskanim vezjem
• Wled Wemos ščit (odlična plošča za samostojno izdelavo)
• 3 Žični električni kabel
• Vroče lepilo

2. korak: 3D natisni

Za ustvarjanje žarnic sem spremenil 3D model, ki sem ga našel na thingiverse (tukaj je vir). Prvotni model je bil zasnovan kot božična kroglica. S Fusion 360 sem ga spremenil in dodal navoj vijaka na dnu dela. Uporabil sem predvsem funkcijo "Thread" iz Fusion360 in zmanjšal velikost obeh niti za 0,15 mm na vsakem delu, da sem zagotovil dovolj prostora, da se kos lahko prilega eden v drugega.

Za izdelavo svetlobnega niza in zadrževanje LED sem oblikoval vtičnico z luknjo za napajalno in podatkovno žico, majhno vdolbino za LED iz traku ws2812b in navoj, da lahko žarnico privijem v vtičnico LED. Luknje za ožičenje skozi vtičnico so nekoliko ohlapne, da lahko vstavite 4 žice, če potrebujete nekaj vbrizgavanja energije zaradi dolžine traku. V tem primeru imate lahko 3 žice za 5V, podatke in ozemljitev ter četrto, ki pripelje še 5 V za povezavo s koncem vašega traku.

Kosi so narejeni tako, da bo navoj pritrdil žice, povezane z lučjo, ko bosta oba kosa zategnjena, da se izogneta odtrganju žic pri manipulaciji z lahkim nizom.

Za tiskanje kosov, ki sem jih uporabil:

Čist PETG za difuzor z višino sloja 0,12 mm, 0% polnilom in 2 stenama, da ohranite trdnost

Beli PETG za LED vtičnico z višino sloja 0,12 mm, 100% polnilom, da omeji svetlobo, ki prihaja skozi dno vtičnice

Vse LED vtičnice sem lahko natisnil v enem tisku, saj kakovost tiskanja pri tem tisku ni preveč pomembna.

Za žarnico priporočam tiskanje enega po enega. So zelo tanki in tiskanje naenkrat lahko povzroči slab zaključek žarnice in celo nekaj trdnosti na navojnem delu.

Tu so 3D natisnjeni deli, uporabljeni za ta projekt:

www.thingiverse.com/thing:4672612

3. korak: Priprava LED

V mojem primeru sem uporabil 5V LED WS2812b LED, vendar opazim, da bi za ta projekt delovale vse naslovljive LED.

Za ta del, če lahko, bi bilo bolje uporabiti vnaprej sestavljeno samostojno okroglo tiskano vezje ws2812b. Tako bi vaš svetlobni trak postal bolj zanesljiv in olajšalo montažo LED v vtičnico LED.

Če uporabljate svetlobni trak ws2812b, tako kot jaz, boste morali LED enega za drugim izrezati s svojega traku, pri tem pa pazite, da dovolj ostanete na spajkalnih blazinicah na traku, da spajkate svoje žice v naslednjih korakih.

Če vam na vsaki LED ne uspe ohraniti dovolj spajkalnih površin, lahko obdržite le eno in dve LED, tako da žrtvujete LED in razrežete polno dolžino njegovih spajkalnih ploščic med dvema LED.

Nato morate pripraviti vse svoje žice. Izberite želeno dolžino med dvema žarnicama (jaz sem imel okoli 30 cm) in številnimi LED diodami, ki jih želite na svojem nizu (uporabil sem 20 LED), in prerežite vso svojo žico na dolžino, ki jo izberete. Za LED morate imeti 3 žice. (V mojem primeru sem potreboval 3 x 20 LED, torej 60 žic po 30 cm). Vaš napajalnik bo odvisen od števila LED, ki jih uporabljate na svojem traku. Pri polni svetlosti 5V WS2812b potrebujejo 60 mA. To število morate pomnožiti s številom LED, da bodo potrebne zahteve za napajanje vašega napajalnika. V mojem primeru je največja potrebna moč 20 LED x 60 mA = 1200 mA. Uporabil sem 5V/3A, ki sem ga imel naokoli, vendar bi lahko uporabil manj zmogljiv napajalnik.

Če svojega svetlobnega traku ne nameravate uporabljati na trdnem belem vzorcu s polno svetlostjo, vaš svetlobni trak nikoli ne bo potreboval polne moči. Kot božično luč lahko upoštevate, da potrebujete le 1A za 40 LED.

Ko so vse prerezane, lahko z vseh strani odstranite vse žice in jih pokosite. (To je precej dolg korak …)

Če želite, lahko ovijete žice 3 na 3, da bodo videti lepo med LED diodami in da bo manj verjetno, da se bodo zataknile v vaše božično drevo.

Zdaj lahko kosite vse spajkalne blazinice na LED diodah.

Ko je vse kositrno, vstavite LED v vtičnico LED, obrnjeno navzgor.

4. korak: Ožičenje

Zdaj prihaja najtežji del projekta. Vse LED diode boste morali povezati skupaj z že pripravljenimi žicami.

Za to vstavite 3 -žilni kabel skozi eno od odprtin LED -nogavic in s spajkalnikom spajkajte kable na LED -spajkalne blazinice. (na spajkalniku poskusite uporabiti zelo tanko konico) Pri spajkanju morate biti hitri, da se LED vtičnica ne segreje in ne deformira.

Za spajkanje LED v verigo pazite, da resnično spoštujete usmerjenost LED diod !!

Uporabite puščico na vsaki LED, da upoštevate smer ožičenja. Če ne skrbite za to, boste LED -diode prežgali nazaj.

Za tiste, ki se odločijo zaviti žice, boste morali z multimetrom zaznati vsak konec žic, ki jih boste morali povezati z naslednjo LED. (Vedno je bolje preveriti prej kot popraviti po testiranju)

Prepričajte se, če je med postopkom dobro zvarjeno z multimetrom, da preverite spajkanje, da se izognete hladnemu ali slabemu spajkanju. Slabo varjena LED bo povzročila, da vsa LED dioda po tem ne deluje ali slabo deluje. Če imate težavo, da LED ne sveti, najprej preverite spajkanje (to povem po izkušnjah;))

5. korak: Programiranje

Za krmilnik sem izbral Wemos D1 mini, ker sem s to ploščo že delal. So precej poceni, zanesljivi, enostavni za programiranje in vključujejo anteno Wifi.

Projekt WLED sem našel na githubu, to je vdelana programska oprema za LED nadzor nad wifi, točno tisto, kar sem potreboval za svoj projekt!

WLED je res odlična vdelana programska oprema, ki jo je razvil Aircoookie, združljiva s ploščami Esp8266 in ESP32 ter z veliko funkcijami. Na primer:

• Več kot 100 posebnih svetlobnih učinkov
• LED segmenti za nastavitev različnih učinkov in barv na različne dele LED traku
• Spletni uporabniški vmesnik za upravljanje vaših LED z računalnikom
• Aplikacija za pametni telefon za upravljanje LED diod s telefonom
• Infrardeči daljinski upravljalnik
• Združljivost z avtomatizacijo doma
• Združljivost Alexa Voice pomočnika
• Dodajanje releja za nadzor moči svetlobe
• Dodajanje zunanjega gumba za nadzor LED brez Wi -Fi -ja
• Sinhronizirajte več naprav WLED v svojem lokalnem omrežju

In še veliko več…

Odkrijte vse možnosti na Githubu projekta:

Utripanje Wleda na esp8266 ni tako težko. Nič posebnega ni potrebno. Slediti morate le tem korakom:

Pojdite na stran Wled Github, da prenesete zadnjo vdelano programsko opremo (https://github.com/Aircoookie/WLED/releases)

Za Wemos D1 Mini prenesite datoteko, ki se konča z ESP8266.bin

Pojdite na stran Python, da prenesete in namestite Pytno (https://www.python.org/downloads/)

Namestite najnovejšo različico Pythona za vaš OS

Odprite terminal in uporabite naslednje ukaze:

pip install esptool

Če želite preveriti, ali je orodje pravilno nameščeno, uporabite naslednji ukaz:

esptool.py

Če imate težave z Esptool.py, lahko poskusite prenesti bliskavico esphome. Ta namestitveni program dela popolnoma enako, vendar uporablja grafični vmesnik.

Sedaj lahko svojo mini ploščo Wemos D1 povežete z računalnikom s kablom mikro USB.

Ko ste povezani, uporabite naslednji ukaz za utripanje Wleda na plošči:

esptool.py write_flash 0x0./WLED_X. X. X_ESP8266.bin

Zamenjati morate samo./WLED_X. X. X_ESP8266.bin s potjo datoteke.bin, ki ste jo že prenesli.

Vaša plošča Wemos bi morala biti zdaj uspešno označena z WLED?

6. korak: Priključitev plošče na WiFi

Zdaj, ko je vaša plošča utripala, bi morali ob vklopu videti novo omrežje Wi-Fi, imenovano WLED-AP. Poskusite se povezati s tem omrežjem Wifi in uporabite to geslo:

wled1234

Preusmerjeni boste na spletno stran, slediti morate le korakom za povezavo plošče z domačim WiFi

Ko ste svojo ploščo konfigurirali za domači WiFi, preklopite na običajno omrežje WiFi in odprite nov brskalnik, da se povežete z imenom mDNS, ki ste ga nastavili pred

Na koncu bi morali biti povezani z naslednjo spletno stranjo:

7. korak: Nadzirajte tiskano vezje

Ta del ni pogoj za delovanje sistema. Napajalno enoto lahko priključite samo na svoj trak in na Wemos D1 mini ter nato z žico povežete Data In iz LED traku z zatičem D4 na Wemos D1 mini.

Želel sem preizkusiti funkcijo releja in fizičnega gumba, zato sem vzel protoboard, da bi naredil prototip sistema, ki bi imel dokaz o delu.

V glavnem sem uporabil shemo ožičenja, ki sem jo našel na WLED Wiki in jo nekoliko spremenil, da sem dodal rele in gumb z uporabo GPIO, ki je navedena na isti strani WLED Wiki.

Če želite rele dodati v svoj projekt, morate vklopiti rele s svojim 5V daljnovodom in maso ter priključiti GPIO12 (pin D6 na Wemos D1 mini) na ukazni pin vašega releja. Na drugi strani releja priključite rele sredi 5 -voltnega daljnovoda tako, da priključite 5V vhod na vhodnem zatiču in 5V izhod na NO (normalno odprti) zatič releja. Privzeto vdelana programska oprema WLED vklopi zatič GPIO12, ko vklopite LED -diode, s priključitvijo 5 -voltnega voda na nožici NO boste rele vklopili ob vklopu LED -diod in izklopili rele pri izklopu LED -jev (to je tisto, kar želimo doseči).

V vezje lahko dodate tudi gumb, če za upravljanje LED ne uporabljate ure. Če želite ožičiti gumb, ga priključite med GPIO 0 (D3 na Wemos D1 mini) in maso. Gumb lahko v vmesniku aplikacije WLED konfigurirate za izvajanje posebnih dejanj z enim dotikom, dvakratnim dotikom in držanjem (naslednji učinek, prednastavljeni cikel, na primer VKLOP/IZKLOP).

Kondenzator, priključen na daljnovod svetlobnega traku, se uporablja za glajenje daljnovoda in absorpcijo potencialnih konic moči. priključite ga po releju in čim bližje začetku LED traku za boljšo uporabo.

Upor na vhodu podatkovne linije na traku je tam, da zaščiti vaš LED diode, da gorijo od tega vhoda. Potencialno, če imate podatkovni vod priključen, pozitivna napajalna tirnica pa odklopljena, obstaja nevarnost, da LED poskusite napajati preko podatkovnega zatiča in ga izgoreti.

Če imate od vašega krmilnika do prve LED diode dolg kabel, lahko uporabite Level Shifter za zanesljiv vnos podatkov na LED nizu. Za to delo obstajajo sestavni deli, vendar lahko uporabite poceni alternativo, tako da uporabite eno LED z vašega traku kot preklopnik nivoja. Če želite doseči ta cilj, priključite eno od LED neposredno na protoboard, blizu izhoda vašega krmilnika. Nato lahko za to LED priklopite priključek LED traku. S prehodom skozi prvo LED diodo bo na podatkovno linijo vplivalo enako kot z uporabo menjalnika nivoja. (Da se izognete, da bi ta LED osvetlila vaš LED trak, obstaja možnost v nastavitvah WLED LED, da preverite, ali preskočite prvo LED).

Ko je vse povezano, vzemite nekaj časa, da preverite vse povezave in spajkanje.

Če je vse v redu, lahko priključite napajanje in LED trak na vezje.

8. korak: Omogočite LED, da deluje z WLED

Če želite, da vaš svetlobni trak dobro deluje v Wledu, morate iti v nastavitve spletnega vmesnika, nato v nastavitve LED in vnesti število LED, ki jih imate na svojem nizu LED.

Prav tako lahko omejite največji tok, ki ga želite potegniti, da bo vaš napajalnik zelo varen.

Shranite nastavitve in se vrnite na glavno stran, da preizkusite svetlobni trak.

Zdaj lahko izberete različne barve in učinek, da osvetlite božično drevo!

Celoten wiki, ki navaja vse prednastavitve in možnosti učinkov na strani Wiki projekta WLED:

9. korak: Rezultati

Mislim, da je Light Strip zelo dobro nastopil za alfa različico, kristalna žarnica se odlično obnese kot difuzor z jasnim PETG -om in nadzor, ki ga ponuja programska oprema WLED, je neverjeten. Zagotovo to ni zadnjič, da bom uporabil WLED za dodajanje pametne svetlobe v svojo hišo.

Naslednjič, ko bom poskušal na svetlobni trak, bom uporabil bolj zanesljivo komponento kot tiskalnik WS2812b in mislim, da bom preizkusil Wled Wemos Shield, ki ponuja lepše tiskano vezje z nekaj več funkcijami (na primer varovalka za še večjo varnost). Poskusil bom narediti tudi nekaj nepremočljivega za naslednjo različico, ki bo ponujal možnosti za dodajanje traku na prostem.

Hvala, ker ste prebrali ta navodila, upam, da vam je bil koristen. Ta članek bom posodobil, ko bo končana druga različica, če vas zanima, spremljajte nas:)