Kresnice brez spajkanja / strele: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Želel sem dodati LED kresnice (strele, kjer sem odraščal) na svoje dvorišče za noč čarovnic in se odločil, da jih naredim z LED prameni in Arduinom. Takšnih projektov je veliko, vendar večina zahteva spajkanje in vezja. To so super, vendar sem se odločil preveriti, ali je vse mogoče brez spajkanja, da jih naredim zelo preprosto.

Kodo sem napisal tudi za enostavno upravljanje s številnimi kresnicami, ki lahko realno utripajo.

Osnovni pristop je uporaba LED pramenov WS2811, saj so že vodotesne. Priljubljeni so za praznično razsvetljavo, kombinacija čipa WS2811 in 5050 LED v teh pa je v bistvu bolj debela različica WS2812b ali "neopikslov" v jeziku Adafruit. Njihova druga prednost je, da je za poljubno število LED potreben samo en podatkovni vod.

Napajanje je zelo preprosto - mini kabel USB do katerega koli napajalnika USB ali baterije. Ne porabijo veliko energije in lahko zdržijo dolgo na bateriji USB.

1. korak: Deli

Seznam delov je namerno preprost:

- Arduino. Uporabil sem Arduino Nano, ker so cenejši in manjši. Imajo skoraj enake specifikacije kot Arduino Uno. Na zgornji povezavi so zatiči spajkani in imajo žice mikro USB. Potrebovali boste mini USB kabel, nekateri pa so opremljeni z zgoraj navedenim Nanosom.

- Terminalni ščit Arduino Nano. To je zvijača brez spajkanja - za pritrditev žic lahko uporabite izvijač. Če želite namesto tega spajkati tri žice, lahko to preskočite in naročite plošče Arduino Nano s pritrjenimi zatiči, tako da jih lahko spajkate neposredno na ploščo Nano.

- LED diode. Uporabil sem pramene WS2811, ki so programirani tako kot LED trakovi WS2812b. So vodoodporne in nekaj jih imam s črnimi žicami, da so manj vidne v rastlinah. Priložene so tudi zelene žice. Prihajajo s 50 LED diodami na pramen in imajo priključke, tako da jih lahko verižico povežete. Uporabljam 100-200 LED, torej 2 do 4 teh pramenov. Za preprostost jih napajam iz regulatorja Arduino 5v.

- Baterija. Svojo sem napajal s katero koli baterijo USB, lahko pa jo priključite tudi na kateri koli vir USB. - Osnovna baterija - Večja baterija - Ogromna baterija - verjetno pretirano Zadnja dva sta odlična za robote in LED osvetlitev, saj imata tako 5v kot 12v izhode.

- Priključek JST - ti so priloženi z LED -prameni, vendar so za vsak slučaj potrebni.

2. korak: Montaža

Montaža je zelo preprosta.

Priključite Arduino Nano v priključni ščit. Zagotovite, da so zatiči pravilni glede na nalepke - lahko jih priključite nazaj.

Uporabite rezervni priključek JST, ki je priložen LED diodam. Priključite 5v in Gnd na te zatiče na Arduinu. Podatkovno linijo priključite na pin 6 (če želite, jo lahko spremenite v kodi).

LED prameni so opremljeni z napajalnimi žicami, ki so odstranjene in konzervirane. To bi lahko povzročilo kratki stik z baterijo, zato jih odrežite ali prilepite (ali uporabite toplotno skrčljivo cev, če jo imate). Pokositrene konice sem odrezal in enega skrajšal od drugega, da se jih ne dotaknem.

Zdaj lahko pramen priključite v Arduino.

To je to!

Število LED in moč

Vsaka od 5050 LED v verigi lahko uporablja 60 mA, ko je popolnoma vklopljena. Ker obstajajo tri LED (rdeča/zelena/modra) in vsaka ima lahko vrednost 0-256 (v kodi), bi bila v celoti vklopljena 256 + 256 + 256 = 768 za intenzivnost rdeče, zelene in modre barve. V svoji kodi uporabljam 50 za rdečo, 50 za zeleno in 0 za modro, zato bi vsaka LED dioda porabila približno 60 mA * 100 /768 = 7,8125mA na LED, ko so prižgane.

Ključno je, koliko LED diod bi bilo prižganih hkrati. Moja koda jih trenutno samo vklopi pri zelo nizkih naključnih kvotah - 5/10, 000. V praksi sem videl le nekaj vklopljenih hkrati, teoretično pa bi se lahko vse nadaljevalo naenkrat. Lahko bi dodal kodo, da omejim število naenkrat, vendar so možnosti zelo majhne. Število vklopljenih je delno odvisno od števila LED, verjetnost pa se izračuna za vsako LED, zato se z dodajanjem LED prižge več LED.

Regulator Arduino 5v lahko proizvede približno 500 mA, nekateri pa se uporabljajo za sam Arduino, zato je morda na voljo približno 450 mA. Pri 7,8 mA na LED, kar omogoča vklop približno 57 LED naenkrat, in tudi ko je LED vklopljena, večinoma zbledi navzgor ali navzdol, pri čemer porabi še manj energije. Tako je praktično napajalnik USB Arduino v redu za veliko LED.

Število LED in pomnilnik Arduino

Pri sestavljanju programa s 100 LED diodami je Arduino IDE poročal, da se uporablja 21% DRAM -a (večinoma za matriko stanja LED), za 300 LED je bilo 60%. Torej, nekaj pramenov je v redu. Če potrebujete veliko več LED, bi lahko samo vodili seznam svetlečih LED, ki so dejansko vklopljene - bi bilo veliko učinkovitejše, a s toliko prameni boste naleteli tudi na napajanje - padec napetosti in bi potrebovali tehnike, kot je vbrizgavanje energije. To sem uporabil v drugih navodilih, vendar presega obseg tega hitrega projekta. Pri 100-200 LED diodah je veliko DRAM-a in moči.

3. korak: Programirajte Arduino

Priložena skica bo LED utripala kot kresnice. Koda je nekoliko komentirana, glavna stvar pa je, da nastavite število LED, koliko jih uporabljate.

4. korak: Lokacija, moč, vremensko odpornost

Ta projekt poganja vrata USB na Arduinu, zato je mogoče uporabiti kateri koli vir napajanja USB. Za trajnejši prikaz lahko uporabite stenski adapter USB.

Če bo projekt dalj časa zunaj, ga je treba hidroizolirati. Vodotesna škatla za elektroniko ali celo posoda za hrano je v redu.