RGB-LED žično drevo: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Želim z vami deliti svoje drevo RGB-LED. Nekega večera sem se spomnil, da sem kot otrok gradil žična drevesa. Danes zelo rad gradim majhne elektronske projekte z mikrokrmilniki, podobnimi arduinu, zlasti z LED. Zato sem pomislil, zakaj ne bi združil obojega in rodila se je ideja o LED žici. Najprej sem preveril, če je že kdo naredil kaj takega, vendar nisem našel, kar iščem. Največ sem lahko našel drevesne LED -žice, ki prikazujejo eno barvo. Ker se mi zdijo enobarvne LED diode nekoliko dolgočasne, sem želel imeti eno z RGB-LED, da bi lahko žično drevo prikazalo v vseh barvah mavrice. Zato sem sam začel graditi enega. Rezultat lahko vidite na zgornji sliki. Žično drevo, na katerem sem zasnoval to navodilo, je moje tretje. Upam, da boste uživali v mojih navodilih in da bom nekatere od vas motiviral, da si jih sami izdelajo.

Zaloge

Za sam projekt potrebujete le nekaj pripomočkov in orodij:

• 10 LED-diod RGB (+ rezervni deli, če je ena poškodovana) ali več, če želite
• bakrena žica 0, 14 mm² (ali debelejša, vendar ne preveč debela, saj bo težko pletenje) s 3 različnimi barvnimi izolacijami okoli 5 m na barvo (število LED x dolžina med 40 in 50 cm)
• srebrna žica 0, 6 mm okoli 15 m (2 do 3 -kratna dolžina, ki jo potrebuje vsaka barva)
• mikrokrmilnik, v mojem primeru Wemos D1 mini, v osnovi pa bodo vsi delali, dokler se prilega v cvetlični lonec)
• Vir napajanja (v primeru Wemos D1 mini bo deloval kateri koli polnilec za mikro USB-telefon)
• 3 MOSFET-i ali tranzistorji (uporabil sem n-kanalne mosfete, lahko pa uporabite tudi p-kanal, če prilagodite vezje)
• Upori različnih vrednosti
• Termoskrčljive cevi ali električni trak
• Cvetlični lonec
• Vroče lepilo
• Kamni
• Majhne lesene palice (na primer palice iz novoletnih raket)
• Tanka lesena deska (na primer na dnu lesenih škatel se včasih prodaja sadje)

Neobvezno

• Pin glave (moški in/ali ženski)
• Ogledna plošča

Orodja

• Spajkalnik
• Rezalnik žice
• Vrtalnik
• Pinceta (neobvezno)
• Roka za pomoč (neobvezno)
• Orodje za vrtenje (neobvezno)

Večina stvari, ki jih potrebujete, je prikazanih na eni od zgornjih slik. Dobite jih v trgovinah s strojno opremo, obrtniških trgovinah ali Amazonu. Nekatere stvari pa lahko pridejo zastonj: kamni, ki sem jih vzel z bližnjega polja. In lesena plošča je bila odpadna, dokler nisem recikliral škatle s sadjem.

1. korak: Priprave

Najprej se prepričajte, da vse LED-diode RGB delujejo, saj je pozneje zamenjati LED-diodo zelo nadležno. V. Če ga nimate, lahko uporabite napetostne zatiče na plošči mikrokrmilnika ali baterije. V primeru skupne anode RGB-LED priključite anodo (najdaljšo nogo), glejte sliko 1, na napetost (ali "+") in eno od preostalih nog na ozemljitev ("-"). LED naj bi zdaj zasvetila v eni barvi, glejte slike 2 do 4. Če imate skupno katodo RGB-LED, je obratno. Naredite to za vse noge enačbe. barve in vse LED. Morda se zavedate, da bodo pri fiksni napetosti tri različne barve različne svetlosti. To moramo upoštevati kasneje.

V naslednjem koraku izrežete vse noge, razen skupne anode RGB-LED, tako da ostane le nekaj milimetrov. Za orientacijo sem uporabil majhno vdolbino, ki jo vidite na prvi sliki na vseh štirih nogah, glej sliko 5.

Zdaj morate izbrati, katere barvne bakrene žice želite združiti za žično drevo. Ko sem pisal ta priročnik, sem naredil tri različna drevesa RGB-LED. Glede na barvo cvetličnega lonca sem kombinirala različne barve. Za to s črnastim cvetličnim loncem sem uporabila barve rjava, rumena in črna. Ko se odločite, katere barve boste uporabili, lahko začnete rezati bakrene žice po dolžini, slika 7. V mojem primeru sem jih prerezal na dolžino 50 cm, pri čemer se drevo dvigne približno 30 cm iz cvetličnega lonca. Pri pletenju kablov boste izgubili nekaj dolžine in še pomembneje je, da za električne povezave potrebujete nekaj dolžine. Zato morajo biti kabli vsaj 15 - 20 cm daljši od višine, ki jo želite za svoje drevo. Odvisno od velikosti cvetličnega lonca lahko tukaj izberete različne velikosti.

Za lažjo predstavo o velikostih, ki sem jih uporabil:

Prvo drevo je bilo v cvetličnem lončku višine 10 cm in premera 20 cm visoko. Drugi so visoki približno 30 cm v cvetličnem lončku višine 12 cm in premera 13 cm.

2. korak: Spajkanje bakrenih žic

Če želite spajkati bakrene žice na RGB-LED, morate najprej na koncu vsake žice odstraniti približno 3-5 mm in nanjo položiti nekaj spajkanja. Če uporabljate pletenico kot jaz, se prepričajte, da so posamezne pletenice zvite skupaj, da ne štrlijo. Ker je med nogami LED in žicami malo prostora, se žice ne smejo dotikati. Zelo pomembno je, da so barve vedno spajkane v istem vrstnem redu na LED ali pa bo pozneje priklop LED na mikrokrmilnik zelo težak.

Nato lahko spajkate žice na RGB-LED. V ta namen sem LED -diodo z ramaing dolgo nogo, skupno anodo ali katodo pritrdila na roko za pomoč, kot lahko vidite na drugi sliki. To ponovite za vse LED. Prepričajte se, da imate tesno povezavo, tako da premikate bakrene žice.

3. korak: Prepletanje bakrenih žic

Ko ste spajkali bakrene žice na LED diode, je čas za pletenje. Če ne veste, kako pleteti, je na youtubu veliko vaj. Samo poiščite "pletenica s 3 prameni". Za pletenje žic sem znova pomagal z roko za pomoč in mi držal LED. V mojem primeru je roka za pomoč pogosto plezala proti meni med pletenjem, zato sem jo pritrdila na mizo. Ker je pletenje dolgotrajno, sem to naredil največ, ko sem strgal nekaj televizijskih serij. Pustiti morate približno 8-10 cm bakrene žice, ki ni spletena. Če želite to narediti, samo vozlajte žice, ko se približate 8 cm na najkrajši žici. Pri vseh kosih mora biti leva dolžina bolj ali manj enaka.

4. korak: Spajkanje srebrne žice in zvijanje

Zdaj lahko spajkate srebrno žico na preostali krak LED. Če želite to narediti, morate najprej odrezati kos. Dolžina kosa mora biti dvakrat večja od dolžine bakrenih žic plus 20 cm, odvisno od tega, kako močno ga pozneje zavrtite. Če naredite več zvijanja na cm, kot seveda potrebujete več dolžine žice kot z manj zvijanja na cm. V mojem primeru to pomeni 120 cm na kos. Če želite vedeti, koliko potrebujete, najprej izrežite samo en kos in se spomnite njegove dolžine.

Nato srebrno žico prepognete na polovico, tako da na sredini ustvarite zanko, glejte sliko 1. Nato se zanka potisne čez preostali krak LED, skupno anodo (ali katodo). Če želite to olajšati, lahko nogo nekoliko upognete navzgor, glejte sliko 2. Nato nanesite soder na zanko z nogo znotraj. Prepričajte se, da je med srebrno žico in nogo dobra povezava. Po tem lahko odrežete tisti del noge, ki štrli, in morda napišete ostre robove, ki so priloženi rezanju.

Ko ste spajkali srebrno žico, jo lahko začnete zvijati okoli pletenih bakrenih žic do vozla s prejšnjega koraka. Srebrna žica mora biti dolga vsaj toliko kot bakrene žice, kot jih lahko vidite na sliki 5. Del srebrne žice, ki štrli za vozlom, bo kasneje postal korenine žičnega drevesa. Ni važno, če so nekatere srebrne žice krajše, vendar mora biti večina dolgih bakrenih žic. Glede na vaš rezultat lahko zdaj prilagodite dolžino naslednjih srebrnih žic, ki izvirajo iz dolžine prve žice, ali pa pustite, kot je. Zdaj ponovite to za vse preostale LED. Na koncu imate sveženj teh "vej".

5. korak: Sestavljanje žičnega drevesa

Če želite sestaviti žično drevo, najprej sestavite vse veje skupaj, tako da vozli na koncu pletenega dela ležijo drug poleg drugega, kot je prikazano na prvi sliki. Nato jih začasno pritrdite skupaj in okvirno oblikujte svoje drevo, kot se vam zdi primerno. Za oblikovanje drevesa sem naredil različne sloge vej. Nekatere sem pustil takšne kot so, nekatere pa sem seznanil, da predstavljajo razcepe. Veje, ki sem jih želel, sem v parih označil s ščipalko na mestu, kjer sem želel, da se ločijo. Potem sem spet razstavil žično drevo in okoli vej postavil srebrno žico, ki jo je treba postaviti v parih. Srebrna žica je imela približno enako dolžino kot prej, v mojem primeru približno 120 cm. Zadnji korak je, da vse veje, seznanjene in posamezne, združimo skupaj in spet zavrtimo nekaj srebrne žice okoli začetka na mestu, kjer se vse ločijo. Ta zadnja srebrna žica mora biti najdaljša, saj ima deblo zdaj velik premer. Šel sem za 140 cm.

Korak 6: Razvrščanje žic in spajkanje električnih povezav

Zdaj, ko ste končali deblo drevesa, je čas, da razvrstite žice. Začnite s srebrnimi žicami, saj so najmanj premične. Najprej postavite 3 do 4 najkrajše srebrne žice naravnost iz prtljažnika in jih zvijte skupaj. Druge žice se morajo upogniti zunaj in bodo kasneje postale korenine. Zvite žice, ki štrlijo iz dna, skrajšajte na enako dolžino in segajo vsaj 2-3 cm od debla drevesa. Nato vzemite kratek (na primer 10 cm) kos žice, ki ga spajkate na srebrne žice, ki štrlijo z dna drevesa. Srebrno ožičenje bo kasneje priključeno na pozitivno napetost. (Običajno v elektroniki rdeča žica ustreza pozitivni napetosti (ali Vin), črna pa negativni (ali GND). Toda pri LED RGB običajno rdečo žico rezerviram za rdečo LED, zato v tem primeru zato uporabljam oranžno žico) je "najbližje" rdeči.) Odstranite eno stran žice za 1-2 cm in jo zavrtite okoli srebrnih žic na dnu, kot je prikazano na sliki 4, in jih spajkajte na svoje mesto.

Nato začnite skupaj razvrščati različne barve žic. Podaljšajte deset v skladu z najkrajšo dolžino in jih slecite za 1 - 2 cm ter zvijte slečeni konec skupaj. Zdaj znova preizkusite LED diode tako, da na srebrno ožičenje in prazne dele bakrene žice dodate pozitivno napetost. Ne pozabite, katera od vaših barv ustreza kateri od rdeče, zelene ali modre svetlobe. Zdaj spajkajte zeleno žico na žice, ki nadzorujejo zelene LED in tako naprej, na enak način kot pri srebrnem ožičenju v zgornjem odstavku. V zadnjem koraku položite toplotno skrčljivo cev ali električni trak nad gole bakrene žice, da se izolirate pred dotikom in s tem medsebojno kratkim stikom.

Za poznejši nadzor žice RGB-LED sem uporabil standardno stikalo. Prerezala sem nepotrebno nogo stikalnega gumba in pri preostalih spajkala na žice. Uporabite prave, saj sta dve nogi "povezani" s "plastično palico" na dnu stikala povezani.

7. korak: Sajenje drevesa

Kot lahko vidite na slikah, je drevo posajeno v cvetlični lonec na kos lesene deske in obdano s kamenjem.

Za izdelavo lesene deske sem najprej izmeril notranji premer cvetličnega lonca. Nato na kos kartona narišem krog in ga izrežem. Nato sem preveril, ali se kartonski krog prilega želeni globini cvetličnega lonca, in če ne, ga je nekoliko manjši. Ko sem bil zadovoljen, sem kartonsko obliko prenesel na leseno desko in jo izrezal. Za leseno desko sem uporabil dno lesene oranžne škatle iz lokalnega supermarketa. Lesena plošča potrebuje luknjo na sredini s premerom 10 mm. Da bi leseno desko držali na želeni višini, sem iz odpadnega lesa, ki sem jo imel naokoli, žagal 3 palčke. V mojem primeru so bile dolge 7 cm.

Nato sem izvrtal luknjo na dnu cvetličnega lonca, da sem speljal napajalni kabel, in z vrtljivim večnamenskim orodjem zmešal kanal za kabel dovolj globoko, da je moj kabel pustil cvetlični lonec sedeti na tleh. Nato sem na dva konca palic, ki sem jih prej žagal, položil nekaj vročega lepila in jih položil v cvetlični lonec, tako da sem oblikoval stojalo za leseno desko.

Zdaj, ko je drevo mogoče dati v cvetlični lonec, sem začel razporejati kamne okoli debla. Ni pomembno, da leseno desko popolnoma pokrijete z drevesi, saj tudi ko ste le pol metra stran, ne vidite tako globoko v cvetlični lonec. Prepričajte se, da pustite majhno mesto odprto, kamor lahko postavite in dosežete stikalo za upravljanje LED. Ko sem bil zadovoljen z videzom, sem z vročim lepilom lepil kamne. Po tem sem izvrtal dve majhni luknji drug poleg drugega, da sem napeljal kable, spajkane na stikalo, in prilepil gumbno stikalo.

Zadnji korak je oblikovanje korenin. Za to sem zvil 2 ali več srebrnih žic, ki štrlijo skupaj in se ločijo na različnih razdaljah, kot je prikazano na sliki 11. Nato korenine upognem okoli lesene deske, kot je na sliki 12. Nato sem s srebrno žico oblikoval krog da jih položim in upognem korenine okoli obroča, kot je razvidno iz slike 13, in jih za sabo zategujem malo po malo. Zadnji korak je, da izrežete konce srebrne žice, ki se preveč štrlijo.

8. korak: Električno vezje in mikrokrmilnik

V zadnji fazi sem sestavil električno vezje. Mikrokrmilnik krmili LED RGB. Ker GPIO mikrokontrolerja napajajo le 3,3 V, kar ni dovolj, da nekatere LED svetijo, sem mikrokrmilnik priključil na MOSFET -e, ki lahko preklopijo LED z vhodno napetostjo mikrokrmilnika, ki je 5 V. (Namesto tega od MOSFET -ov bi lahko uporabili tudi tranzistor, vendar sem imel MOSFET -e, ki so ležali od projekta futer, zato sem jih uporabil.) Vendar nekatere LED ne zdržijo 5 V in različne barve bodo svetile v različni svetlosti, če jih uporabimo na isti napetosti 5 V. Tukaj pridejo upori. Vrednosti uporov je treba izračunati za vsako barvo LED RGB v skladu s podatkovnim listom in se lahko razlikujejo od proizvajalca do proizvajalca. Lahko pa uporabite vrednosti, ki so navedene v shemi vezja, in preizkusite, ali vam vrednosti delujejo. Če ne, se lahko malo poigrate z vrednostmi upora tako, da dvignete in znižate vrednosti upora, dokler vse barve ne zasijejo enako svetlo. Če želite, da gumb deluje, mora biti vlečni upor ali pa bo gumb za vedno zaznan kot pritisk. V tem primeru ima Wemos D1 mini notranje uporne upore, ki jih je mogoče aktivirati znotraj kode. Če uporabljeni mikrokrmilnik tega ne podpira, je potreben zunanji upogibni upor.

Po izbiri vrednosti upora sem vse elektronske dele spajkal skupaj na ploščo. Za povezovanje žic, ki prihajajo z drevesa, sem uporabil moške zatiče na deski in ženske na žicah, lahko pa jih tudi spajkate neposredno na ploščo. Preden vse povežete in položite v cvetlični lonec, morate program prestaviti na mikrokrmilnik. Priložil sem kodno datoteko. Upam, da sem dovolj komentiral kodo, da bo vsak razumel, kaj se dogaja. Trenutno je koda zelo osnovna in v prihodnosti bi ji lahko dodal funkcije. Če to storim, bom tukaj objavil posodobitev in kodo bom verjetno premaknil v github. Ko drevo priključite, bo utripalo rdeče zeleno, modro in belo, nato pa bo začelo krožiti skozi barvni spekter odtenkov. Barvne načine lahko spremenite s pritiskom na gumb.

Zaenkrat koda vsebuje 3 načine:

• 0: Izklopljeno
• 1: Mavrični način: Kolesarjenje skozi barvni spekter odtenkov
• 2: Fiksni barvni način

Med barvnimi načini lahko preklapljate tako, da gumb držite več kot pol sekunde. Če je uspelo, bo drevo belo utripalo tolikokrat, kot je navedeno pred zgornjim načinom. V fiksnem barvnem načinu bo kratek pritisk gumba (manj kot pol sekunde) premikal med 7 različnimi barvami, opredeljenimi v kodi. Če pritisk na gumb ni sprejet (kratek pritisk na gumb deluje le v fiksnem barvnem načinu), bo drevo utripalo, ko je prvič priključeno. Po potrebi spremenite kodo, kot se vam zdi primerno.

9. korak: Uživajte

Preostane le še to, da poiščete sladko mesto za novo narejeno RGB-LED žično drevo in uživate. Skratka, izdelava tega drevesa mi je vzela približno 8-10 ur, razporejenih v nekaj dneh. Nekatere bolj zamudne stvari, kot so pletenje in zvijanje srebrne žice okoli vej, ki sem jih naredil med gledanjem televizije.

Morda se sprašujete, zakaj ni nobenih slik drevesa, ki sveti rdeče. Preprosto zato, ker medtem ko pišem ta navodila, čakam na pošiljko elektronike, ki jo potrebujem za sestavljanje krmilnika. Zaradi tega sem za slike uporabil krmilnik iz prvega drevesa RGB-LED. Vendar LED v drevesu RGB-LED I, ki temelji na teh navodilih, potrebuje nižje vrednosti upora za rdečo in je zato rdeča luč zelo zatemnjena.