RGB LED optično drevo (znano tudi kot Project Sparkle): 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Se vam zdi soba preveč dolgočasna? Bi mu radi dodali malce sijaja? Tukaj preberite, kako vzeti LED RGB, dodati nekaj optične žice in jo zasijati!

Osnovni cilj projekta Project Sparkle je, da vzame super svetlo LED in nekaj optičnega kabla s sijočim vlaknom in ga priklopi na arduino, da ustvari lep svetlobni učinek. To je imitacija optičnih vlaken, povezanih s steklenimi vlakni, vendar nameščena navpično, ker mi ne more vrtati v strop, in ne uporablja vnaprej izdelanega osvetljevalnika za osvetlitev optičnih žic. Torej je res način, da dosežete kul optične učinke brez vlaganja v drage osvetljevalce. Priključitev prek LED na arduino prav tako prispeva k kakršni koli prilagoditvi in izpopolnjevanju barv! Najboljše iz obeh svetov! Materiali: 10W LED - 5 USD - eBay. ** Opozorilo, to je zelo svetlo. Ko je vklopljen, tega NE glejte neposredno. Nalepite ga pod škatlo za preskušanje ali drugo primerno oblogo ** Žarljiva žica na koncu optičnih vlaken - ~ 25-30 USD - kupil sem jo na spletu pri TriNorthLighting. Optični kabel se običajno prodaja z različnimi številkami v kablu. Manj pramenov v kablu je na splošno debelejša vsaka posamezna žica, kar na splošno pomeni svetlejšo končno točko. Na tej strani si oglejte priročen grafikon o številu kabla v primerjavi s širino. Napajanje 12V, 2Amp - ~ 10 USD - Eden je ležal naokoli. Tajni materiali: Večina teh delov so stvari, ki jih bodo imeli ljudje okoli sebe in jih je mogoče znova uporabiti za druge projekte Arduino - 25-30 USD - Uporabil sem Arduino Uno R3 Breadboard - ~ Spajkalnik za 5 USD - kjerkoli od 10 USD do višje stopnje komponent vezja - vsaka stane le nekaj centov, težavnejše vprašanje je verjetno, kje jih danes dobiti Žica, odstranjevalci žice, rezalniki itd. Til - 5 USD - kupljen pri obrti trgovina. To je material, ki sem ga uporabil za tkanje optičnih vlaken na steni

1. korak: Pregled komponent vezja

Razen osnovne žice (in LED) ima naše vezje dve glavni komponenti: tranzistorje in upore. Tranzistorji Tako imamo 10 W LED, napajalni kabel in arduino. Cilj je, da LED priklopite na mizo in arduino pritrdite na isto mizo, tako da lahko arduino prikaže vrednost, LED pa se bo prižgala pri določeni svetlosti (kar ustreza vrednosti, ki jo ima arduino). Vprašanje je, da lahko arduino napaja samo 5V, vendar naša LED potrebuje 12V (opomba: to se lahko spremeni, odvisno od tega, katero LED za napajanje uporabljate). Tukaj pride napajanje. "Kako bomo kdaj povezali arduino, LED in napajalnik ?!" se lahko vprašate. Odgovor je čaroben. Čarovnija tranzistorjev! Poenostavljeno je tranzistor ojačevalnik ali stikalo. V tem primeru ga uporabljamo kot stikalo. Na en pin bo priključen na arduino, drugi na napajalnik in tretji na LED. Ko arduino pošlje tok preko določenega praga, se bo tranzistor "vklopil" in pustil, da napetost napajanja teče skozi njega, prižge LED. Ko iz arduina ni dovolj toka, tranzistor ne bo dovolil, da bi napajalnik tekel skozi njega, LED pa bo ugasnila. Preklopni tip tranzistorja je znan kot stikalni ali stični tranzistor. Na voljo je veliko različnih tipov, ki imajo različne lastnosti, kot so napetost, potrebna na njegovih zatičih, dobiček itd. Vse, ki jih zanima, spodbujam, da preberejo več o tranzistorjih, da bi jih bolje razumeli. 10W LED ima skupaj štiri zatiče, na eni strani tla, na drugi strani pa pin za vsako barvo. Če želimo nadzorovati vsako barvo posebej (da bi lahko prikazali katero koli barvno kombinacijo RGB), mora imeti vsaka barva svoj tranzistor, zato potrebujemo skupaj tri tranzistorje. Več podrobnosti o uporabljenih tranzistorjih bo v naslednjem koraku. Upori Zdaj, ko smo ugotovili, kako vklopiti LED, obstaja še ena težava. Vsa ta moč ni nujno dobra stvar! Ne želimo kratkoročno osvetliti LED, zato ji je treba dodati upore. Od štirih zatičev na LED diodi ozemljitveni pin ne potrebuje upora, saj se bo le ozemljil. Toda trije barvni zatiči bodo potrebovali vsaj en upor, in ker različne barve črpajo različne napetosti, niso nujno enake upornosti. "Kako bomo sploh ugotovili te vrednote ?!" se lahko vprašate. No, odgovor je ČAROBEN. ČAR MATEMATIKE! (preberite, obljubim, da je vredno …)

2. korak: Izračun komponent vezja

Vrsta tranzistorjev Kot je navedeno v prejšnjem koraku, so tukaj uporabljeni tranzistorji različnih stikal. Kakšen poseben tip tranzistorja je potreben v vezju, je odvisno od tega, kaj vezje zahteva, vendar je v tem vezju primeren tranzistor 2N2219. Upoštevajte, da lahko uporabite tranzistor, ki ni 2N2219, če ima ustrezne specifikacije za vezje, na katerem delate. (Primernejši mora biti tudi pogostejši tranzistor 2N2222) Odvisno od vrste tranzistorja bodo trije zatiči na tranzistorju "oddajnik, osnova, zbiralnik" ali "vrata, vir, odtok". Tip 2N2219 je prvi. Obstaja veliko tipov ohišja tranzistorjev, zato bo čas, da ugotovite, kateri pin ustreza oddajniku, podstavku in zbiralniku, čas za posvetovanje s specifikacijo! Tranzistor potrebuje tudi dva upora. Eden poveže osnovo tranzistorja z arduinom - to je lahko katera koli vrednost, običajno okoli 1 kΩ. To se uporablja tako, da lažni tok iz arduina ne povzroči sprožitve tranzistorja in po naključju prižge luč. Drugi potrebni upor povezuje osnovo z maso in je na splošno velika vrednost, na primer 10 kΩ Vrste uporov Za priključitev napajanja na LED moramo uporabiti nekaj uporov. Vsaka barva na LED ima drugačen zahtevani vhod napetosti. Posebne vrednosti so odvisne od uporabljene LED diode, vendar bodo za standardno 10W LED verjetno v pravem območju: rdeča - 6-8 V zelena - 9-12 V modra - 9-11 V Tok, ki ga zahteva LED: 3 miliAmps (mA) Napajalna napetost: 12 V Torej je situacija: za napajanje LED uporabljamo 12 V napajalnik in vsaka barva bi morala prejeti napetost manjšo od te. Za zmanjšanje napetosti, ki jo vidi vsaka barva na LED, moramo uporabiti upore. Za določitev vrednosti upora je potreben čas, da se posvetujete z Ohmovim zakonom. Na primer za rdečo barvo: Napetost = Tok * Odpornost…. Prepišite na upor = napetost (padec) / trenutni upor = 4 V / 0,3 A = 13,3 Ω (vrednost 4 V je iz 12 V (napajanje) - največ rdečega območja (8 V)) Čeprav še nismo končali. Odvisno od vrste upora (tj. Njegove velikosti) se lahko razprši le določena moč. Če uporabljamo upore, ki ne morejo razpršiti dovolj energije, jih bomo izgoreli. Formula za izračun moči na uporu izhaja iz Ohmovega zakona: to je moč = napetost * tok. Moč = 4V * 0,3 A = 1,2 W To pomeni, da potrebujemo 13,3Ω, 1,2 W (vsaj) upor, da zagotovimo, da je naša LED varna. Težava je v tem, da so najpogostejši upori 1/4 W ali manj. Kaj storiti?! Z magijo vzporedne nastavitve uporov lahko odpravimo težavo. Z združevanjem štirih (1/4 W) uporov vzporedno se skupna izguba moči poveča na 1 W. (V idealnem primeru bi dodali pet uporov vzporedno, ker pa bo 1,2 W vidno le, če je osvetljeno do maksimuma, in gen uporabljamo malo manj). Vzporedno dodajanje uporov povzroči, da se njihov upor sorazmerno zmanjša (kar pomeni, če vzporedno združimo štiri 13,3 Ω upori, bo skupni upor le ~ 3 Ω) Da bi dobili pravi upor in razpršitev moči, lahko združimo štiri 68 Ω 1/4 W upori vzporedno. To številko dobimo tako, da pomnožimo 13,3 Ω s štirimi, kar je ~ 53 Ω in nato vzamemo naslednjo najvišjo standardno vrednost za upor. Na splošno: za napajanje rdeče barve moramo uporabiti en 13,3Ω 1W upor ali štiri vzporedno 68Ω 1/4W upor. Za izračun upora, ki je potreben za druge barve, uporabite isti postopek. Povzetek potrebnih komponent vezja: 3 x 2N2219 tranzistorji 3 x 1kΩ upori 3 x 10 kΩ upori Rdeči: 4 x 68Ω 1/4 W upori Modri: 4 x 27Ω 1/ 4W upori Zeleni: 4 x 27 Ω 1/4 W upori

3. korak: Shema vezja / Konstruiranje vezja

Ko ste prebrali matematiko in zbrali vse potrebne kose, je čas, da jih sestavite!

Najprej vzemite napajalnik in prekinite vse povezave, ki jih ima na koncu, ter izolirajte napajalne in ozemljitvene žice. Ozemljitveno žico dodajte na eno od tirnic. Napajajte napajalni kabel s spajkanjem potrebnih uporov na LED. Nato zgradite vezje, kot je prikazano na diagramu vezja. Upoštevajte, da morajo biti vse ozemljitve v tokokrogu (ozemljitev arduino, ozemljitve tranzistorjev, ozemljitve) na nek način povezane skupaj.

4. korak: Arduino koda

Skoraj smo že prišli! Čas je, da naše vezje povežemo z arduinom.

Koda tukaj samo vodi RGB LED skozi barvni cikel (tj. Preveri celotno mavrico). Če poznate arduino, potem to ni preveč zapleteno. Te kode nisem prvotno napisal jaz, vendar se iskreno ne spomnim, od kod sem jo prenesel; je bil odprtokoden. Če se spomnim ali če kdo pozna vir, ga bom z veseljem navedel. Skica je prilepljena spodaj. Prepričajte se, da vrednosti pin na skici ustrezajo zatičem na arduinu, ki se uporabljajo za povezavo z LED. Vse kode pošljejo posamezno vrednost (od 0 do 255) vsakemu od barvnih zatičev LED. Če želite, da se prikaže določena barva, si oglejte RGB barvno karto // Požene LED RGB skozi cikel barvnega kroga int svetlost = 0; // kako svetleča je LED. Največja vrednost je 255 int rad = 0; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup () {// razglasimo zatiče kot izhod: pinMode (RED, OUTPUT); pinMode (ZELENO, IZHOD); pinMode (MODRA, IZHOD); } // od 0 do 127 void displayColor (uint16_t WheelPos) {bajt r, g, b; stikalo (WheelPos / 128) {primer 0: r = 127 - WheelPos % 128; // Rdeče navzdol g = WheelPos % 128; // zeleno b = 0; // blue off break; primer 1: g = 127 - WheelPos % 128; // zeleno navzdol b = WheelPos % 128; // modro gor r = 0; // rdeč prelom; primer 2: b = 127 - WheelPos % 128; // modro navzdol r = WheelPos % 128; // rdeče gor g = 0; // green off break; } analogWrite (RDEČA, r*2); analogWrite (ZELENO, g*2); analogWrite (MODRA, b*2); } void loop () {displayColor (rad); zamuda (40); rad = (rad+1) % 384; }

5. korak: Dodajanje optičnih žic

Tudi če tega koraka ne dokončate, je lepo, da imamo zdaj super, svetlo, popolnoma prilagodljivo LED RGB. Odločil sem se, da ga kombiniram z optičnimi vlakni, a res lahko narediš kar hočeš! Naredite sladko pozornost? Prižgati disko kroglo? Toliko možnosti!

Prvotno sem kupil pet čevljev 50 -nitnih vlaken, 10 čevljev 12 -nitnih vlaken in 5 čevljev 25 -nitnih vlaken. Na koncu sem dolžino prepolovil, da sem imel več pik, čeprav so bile same žice krajše. Odločil sem se narediti drevo, ker jih nisem mogel postaviti skozi zid. Til je bil lepljen na steno z gumijastim cementom (til je dokaj lahek, zato lahko zadostuje lepilni trak). Vlakna se skozi til prepletajo v drevesni vzorec. Z uporabo prazne/posušene pločevinke sode se LED postavi na dno, na vrh pa se dodajo vlakna. Največji problem na tej točki je poskušati zagotoviti, da svetloba gre skozi vlakna, namesto da bi šla skozi zgornji del pločevinke sode. Tesno zavijanje vlaken v folijo lahko pomaga, vendar predlagam, da preizkusite vse nastavitve, za katere menite, da bi lahko delovale. Združite vse te kose in mi imamo svoje drevo!

Korak 6: Čas za zabavo

Ničesar drugega ne morete storiti, kot zatemniti luči, vklopiti arduino in uživati v sijaju naše nove nastavitve optičnih vlaken!

Priložil sem tudi video posnetek namestitve. Osebno je videti bolje, lahko pa vidite, kako se počasi premika skozi barvno kolo.