Božična zvezda s programabilnimi LED diodami: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Letos sem za moj božični prikaz na prostem želel nekaj drugačnega, zato sem se odločil, da kupim niz LED -diod, ki jih je mogoče programirati RGB (včasih jih imenujemo tudi neopixel LED), in ustvariti božično zvezdo. Te LED diode lahko individualno programirate za barvo in svetlost le z eno krmilno žico.

1. korak: Material

WS2811 difuzni digitalni RGB LED niz (5V)

Arduino plošča (obstaja veliko virov)

Knjižnica FastLED Arduino

+5V DC napajanje (500 ma ali več-lahko je "stenske bradavice")

Kabel za razdelilnik moči

3-žilni napajalni/krmilni kabel

3-polni sklop moškega priključka JST SM

Termoskrčljive cevi (3 kosi premera 3/16, dolžine 1 palca)

Vodotesna plastična škatla

2’x 2’ x ¼”vezane plošče

2 x 2 'kos kartona (neobvezno)

Zunanja barva

Prozoren embalažni trak (ali prozoren GorillaTM trak)

Odpadni les za polico z elektroniko (neobvezno)

Lepilo za les (neobvezno)

Bra”pletena vrv (neobvezno)

Parcord (neobvezno)

CommandTM sponke za zunanjo svetlobo (neobvezno - našel sem jih v Walmartu)

Šotorski vložki (neobvezno)

2. korak: Orodja

Računalnik za program Arduino

Električni vrtalnik ali vrtalna stiskalnica

Sveder 12 mm

Žaga za les z drobnimi zobmi (uporabil sem žago)

Toplotna pištola, vžigalnik ali vžigalice za skrčljive cevi

Šilo ali ledena palica

Brusni papir

Električni brusilnik (neobvezno)

3. korak: Postopek izdelave zvezd

Želel sem, da se moja zvezda prilega 24-palčnemu kvadratnemu kosu vezanega lesa, zato sem želel, da najširša dimenzija ne bi bila večja od 24 palcev. Zgornji kot trikotnika konice je 36 °. Druga dva kota sta 72 °.

Želel sem, da je svetlobni vzorec v zvezdi čim večji, zato sem načrtoval, da zvezdne točke ne bodo dosegle popolnega vrha. Vsaka noga zvezde je enaka, zato sem izračunal dimenzije ene noge, kot je prikazano na risbi tukaj.

Nato sem natisnil pet kopij vzorca in nadaljeval z postavitvijo zvezde na karton.

Ker ima moj LED niz 50 LED, sem potreboval pet na enakomerno razporejenih nogah. Dolžina ene noge (iz risbe) je 8,125 palcev ÷ 5 = 1,625 palcev (1-5/8”). Ker sem v Visiou narisal zvezdno točko, sem vsako lokacijo LED označil na vzorcu Visio, da se izognem merjenju na postavitvi kartona. Kliknite povezavo na koncu tega razdelka za vzorec zvezdaste točke v polni velikosti. OPOMBA: Če natisnjeni vzorec ne meri, kot je navedeno, boste morda morali prilagoditi nastavitve robov tiskalnika. Mojega sem nastavil za 0,15 palca na vseh straneh.

Nato sem lepil karton na kos vezanega lesa in skozi karton udaril šilo v vezan les na vsaki lokaciji LED. Moral sem uporabiti precej pritiska, da sem dobil dovolj globoke sledi v vezanem lesu, da sem jih lahko videl (morda zato, ker moje šilo potrebuje ostrenje).

Seveda lahko zaobidete kartonski vzorec in ga postavite neposredno na vezan les, če ste zadovoljni s postopkom in ste prepričani, da ne boste uničili popolnoma dobrega kosa vezanega lesa.

Odstranil sem kartonsko predlogo in meril pravokotno približno ¾ palca od LED vrtalne črte vse do zvezde, da sem dobil linijo izreza. Opomba: Linija reza na fotografiji je prikazana na kartonu, ker sem v času, ko sem se odločil, da bom naredil ta Instructable, zvezdo že dokončal.

Ko sem izrezal zvezdo, sem obrusil vse površine in nanesel dva sloja akrilnega premaza za zunanjost in dva zaključna sloja akrilne barve za zunanjo hišo. Slikal sem pred vrtanjem lukenj, da ne pride do barve v luknje.

Na vsakem mestu, ki sem ga označil z 12 -milimetrskim svedrom, sem izvrtal luknje za LED -diode, vendar so bile luknje nekoliko premajhne, zato sem se moral vrniti in vsako luknjo "izvaliti", tako da sem sveder nagnil v krog. Možno je, da bi bil ½”sveder popolne velikosti. Svetujem vam, da to poskusite na odpadnem kosu lesa in preverite, kako dobro deluje. Svetleče diode morajo biti tesno pritrjene na vezane plošče, da preprečijo njihovo izpadanje. Po vrtanju sem se vrnil z majhno krtačo in pobarval mesta, kjer je sveder raztrgal vezane plošče. Čeprav sem vrtal z rezervo, sem še vedno imel nekaj solz.

Na uvodni fotografiji lahko vidite, da točke na moji zvezdi niso vse enake. To je posledica rahle napake pri merjenju in izračunu velikosti zvezde, vendar res ni razlike. Nihče tega ni omenil in seveda ponoči ni viden.

Na točke, usmerjene navzdol, sem dodal majhne koščke 3/8”debelega masivnega lesa, da sem lahko dodal nekaj vijačnih očes, ki mi omogočajo, da zvezdo zasidram, da ne bi pihala, saj živim v Oklahomi, kjer“veter” prihaja po ravnini «.

Svojo zvezdo sem obesil med dve veliki drevesi na svojem dvorišču. Na zadnjo stran zvezde sem pritrdila dve zaponki za zunanjo svetlobo 3M CommandTM in jih zavila čez ¼”vrv, ki sem jo nanizala med drevesa.

Nasvete zvezde, usmerjene navzdol, sem pritrdila na tla s pomočjo šotorskih kolov in parakorda. Razmišljal sem, da bi zvezdo namestil v zabat nad svojo garažo, vendar mi je bila namestitev škatle z elektroniko na to mesto problematična.

4. korak: Programiranje LED

Za krmiljenje LED lahko uporabimo kateri koli mikro krmilnik, vendar sem se nekaj let igral z Arduinom, zato sem šel po tej poti. Sem upokojen inženir elektronike, vendar nisem ravno programer, zato sem bil navdušen, da sem našel knjižnico FastLED, zaradi katere je programiranje LED zelo enostavno. Tudi AdaFruit ima podobno knjižnico, vendar sem se že ukvarjal s FastLED -om, preden sem to odkril. Zato nimam mnenja, katera knjižnica je boljša.

Razmišljal sem o različnih idejah svetlobnih vzorcev, vendar sem se odločil za preprosto vpadanje/izginjanje s spremembami barve v vsakem ciklu za mojo zvezdo. Ugotovil sem, da so LED v temi preveč svetle, da bi dosegli želeni učinek, zato sem nastavil največjo stopnjo svetlosti na 36. Svetleče diode so zelo svetle, če jih gledamo neposredno, saj so postavljene v tem projektu.

Če mikrokrmilnika Arduino ne poznate, obstaja nekaj zelo poučnih navodil za začetnike. Svetujem vam, da jih pogledate in se seznanite s programiranjem Arduino, preden poskusite s takšnim projektom. Samo poiščite Arduino na spletnem mestu Instructable.

Kliknite spodnjo povezavo za skico Arduino, ki sem jo napisal za svojo zvezdo.

5. korak: Napajanje Arduina in LED

Imel sem že 10A, +5V DC napajalnik. Za ta projekt je to preveč, toda zakaj bi kupili drugo napajanje? Kabel razdelilnika moči sem uporabil na seznamu delov, da sem dobil napajanje tako na LED niz kot na ploščo Arduino. OPOMBA: LED žice so na voljo v 5V in 12V različicah. Če izberete 12V LED diode, boste morali za ploščo Arduino uporabiti ločeno napajanje ali pa uporabiti DC-DC pretvornik za znižanje napetosti (ali za tiste, ki so bolj izkušeni v elektroniki, linearni regulator), da zmanjšate Arduino napajalna napetost do 5V do 9V DC.

Za napajalno in krmilno napeljavo pri končni namestitvi sem uporabil 3-žilno "termostatsko žico", ki sem jo našel pri Loweju. Dve žici za napajanje in ena žica za krmilni signal. Ali ni presenetljivo, da lahko barvo in svetlost 50 LED diod nadzoruje ena žica ?! Kot inženir elektronike popolnoma razumem, kako deluje, vendar sem še vedno ZELO navdušen.

Napajalno/krmilno žico je treba zaključiti s 3-polnim priključkom JST. Žice terminala sem spajkal na 3-žilne kabelske žice in spoje prekril s toplotno skrčljivo cevjo. Električni trak bi deloval v ščepcu, vendar ne deluje dobro. Izogibam se mu, kadar je to mogoče.

6. korak: Zaščita elektronike

Seveda plošča Arduino in napajalnik nista odporna na vremenske vplive, zato ju je treba zaščititi. Uporabil sem plastično škatlo za shranjevanje hrane za enkratno uporabo. Za podporo škatle sem zgradil majhno polico, ki sem jo tudi naslikal, kot je opisano za zvezdo, in jo privijal na eno od dreves. Na strani škatle blizu dna sem izvrtal luknjo. Nato sem izrezal režo od luknje do vrha škatle, da žice potisnem navzdol do luknje. Ko so bile žice na svojem mestu, sem uporabil prozoren trak znotraj in zunaj škatle za zatesnitev reže. Če upoštevate naslednjo opombo, same luknje ni treba popolnoma zapreti.

OPOMBA: Odprtina za napajalni kabel in napajalno/krmilno žico do LED mora biti nameščena tako, da voda ne bo prišla v škatlo. Vstavite luknjo na dno škatle in oblikujte zanko z žicami, tako da bo voda iz žic kapljala, namesto da bi šla po žici v škatlo.

Napajalno/krmilno žico sem speljal od škatle do zvezde po ¼”vrvi, s katere je bila zvezda obešena, z zadrgami za pritrditev žice na vrv.

7. korak: Oglejte si to v akciji

Tukaj je video moje zvezde, ko je bilo zunaj popolnoma temno. Všeč mi je miren učinek zbledelih barv.