LED Lingkungan Luas Kejiranan: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:06

Saya mempunyai beberapa bar LED tanpa wayar yang saya fikir boleh saya pasangkan untuk percutian. Tetapi, di halaman rumah saya, mereka juga dapat menggunakan kabel. Jadi, apakah cabaran yang lebih sejuk? Hiasan LED di semua rumah di blok saya dengan paparan segerak! Pada tahun yang menggila ini, ia adalah cara untuk menghubungkan kita bersama.

Ini adalah helai LED berkuasa ESP8266, dan mereka disambungkan dengan jaringan WiFi, jadi semuanya menunjukkan langkah yang sama dalam urutan animasi pada masa yang sama. Oleh kerana mereka menggunakan kod mesh untuk menyambung, mereka dapat berjauhan dengan beberapa rumah, dan mesej disebarkan dari simpul ke simpul.

Mereka berjalan pada 5 volt, dan saya menggunakan penyesuai kuasa, tetapi mereka juga boleh digunakan untuk bateri USB. Oleh itu, mereka mudah alih, jalankan rangkaian WiFi mereka sendiri yang tidak disambungkan ke Internet, dan boleh lari dari grid.

Semua jiran kami sangat gembira kerana mendapat hiasan bersama ini, dan sungguh menyenangkan bagaimana anda melihat mereka semua menunjukkan paparan yang sama semasa anda berjalan di sepanjang jalan. Saya ada beberapa gambar di sini di depan rumah saya untuk diuji, tetapi sangat sukar untuk memotretnya di jalan.

Langkah 1: Bahagian

ESP8266 D1 Mini - Saya menggunakan modul D1 Mini kerana semua yang saya perlukan adalah satu pin I / O untuk LED. Projek ini dapat dilakukan tanpa pematerian menggunakan perisai terminal seperti ini dan modul ESP8266 yang berbeza. Terdapat versi D1 Mini dengan antena yang lebih baik - D1 Mini Pro. Ia mempunyai antena seramik dan penyambung U. FL untuk antena luaran, tetapi anda perlu memindahkan perintang permukaan 0 ohm permukaan untuk antena luaran. Lebih banyak perbincangan dalam langkah seterusnya.

WS2811 LED Strands - Saya menggunakan helai WS2811 kerana kalis air (kecuali untuk penyambung JST) dan senang digunakan. Jalur WS2812b "Neopixel" akan menggunakan kod yang sama dan lain-lain. Saya menggunakan 5v, tetapi anda boleh mendapatkannya dalam 12v (gunakan kurang arus) - kalau begitu, anda memerlukan penukar voltan untuk ESP8266s. Anda juga boleh mendapatkan helai LED WS2811 dengan penyambung kalis air jika anda mahu. Jalur LED yang saya gunakan mempunyai penyambung JST SM di kedua hujungnya - yang perempuan adalah inputnya, walaupun saya telah melihatnya disambungkan dengan cara lain (lelaki sebagai input). Arahnya juga ditandakan pada LED itu sendiri. Terdapat juga wayar suntikan kuasa - saya memotong hujungnya sehingga bahagian kalengan tidak dapat pendek. Anda juga boleh membelinya dalam bungkusan 10.

330 Ohm 1/4 Watt Resistor - ini digunakan pada pin data pada ESP8266 untuk mengelakkan kerlipan LED.

JST SM 3 Pin Male Connector - Ini untuk menyambung ke jalur LED. Perhatikan bahawa penyambung "lelaki" mempunyai tudung di atasnya.

Penyambung Wanita CCTV 2.1mm - ini digunakan untuk penyambung kuasa. Anda boleh menggunakan beberapa sistem penyambung lain untuk ini jika anda mahu.

Bekalan Kuasa 5V - penilaian amp bergantung kepada berapa banyak LED yang akan anda miliki. Satu 2A mungkin OK untuk 50 atau 100 LED yang tidak pernah menyala sepenuhnya (lihat langkah pendawaian untuk maklumat lanjut).

JST SM 3 Pin Extension Wire atau wayar sambungan 2.1mm - kerana penyambung JST pada D1 Mini dekat dengan LED, anda biasanya mahukan peluasan untuk membolehkan LED diletakkan lebih jauh dari CPU. Dalam kes saya, saya akhirnya meletakkan CPU lebih tinggi dalam hiasan untuk mendapatkan jarak WiFi yang lebih baik, jadi saya menyimpan CPU di dekat LED dan sebaliknya menggunakan wayar sambungan 2.1mm.

Kabel USB hingga 2.1mm - ini adalah pilihan - membolehkan anda mengaktifkan helai dari mana-mana sumber USB atau bateri.

Tiub Pengecutan Panas 3mm - anda hanya memerlukan sekitar 1 dari ini untuk menutup perintang pada D1 Mini.

20mm Clear Heat Shrink Tubing - ini sebahagiannya pilihan untuk melindungi penyambung pada D1 Mini. Pastikan untuk mengelilingi suis tetapan semula setelah menggunakan jika tiub menekan suis.

Kotak Kalis Air - untuk melindungi bekalan kuasa dan CPU di luar. Sebilangan besar jiran saya hanya menggunakan beg plastik.

Saluran EMT 1/2 "- sekeping 29" sesuai dengan bentuk gula-gula - Saya menggunakan 4 ikatan zip untuk menahannya. Saya mencuba 1/2 "PVC, dan sesuai, tetapi menyentuh LED di kedua-dua belah pihak.

Palang 3/8 "x 3 '- setelah EMT dilekatkan pada bentuknya, anda dapat menumbuk palang di tanah dan meletakkan paip EMT di atasnya. Tiang 1/2" akan sesuai, tetapi anda perlu memotong mana-mana bahagian yang bengkok, dan ia hampir - jika ia diratakan atau apa sahaja semasa menumbuknya, ia akan sangat ketat. Jadi, 3/8 "lebih mudah membersihkan diameter dalam paip EMT.

Bentuk Candy Cane - lihat langkahnya, anda boleh membuat bentuk, menggantungnya di atas semak, atau menggunakan bentuk seperti ini.

Langkah 2: Pemasangan Pengawal

Pengawal terdiri daripada D1 Mini (ESP8266), soket kuasa wanita CCTV 2.1mm, perintang 330 ohm, dan penyambung lelaki 3 Pin JST.

Andaian untuk projek ini ialah anda akan menggunakan 50-100 LED. Sekiranya anda ingin menggunakan lebih banyak, anda perlu menggunakan suntikan kuasa untuk menghidupkan semua LED. Lihat ini Instructable yang lain untuk perbincangan yang lebih mendalam mengenai perkara itu.

Dengan 50 LED semuanya berwarna putih penuh, mereka akan menarik 50 x 0.06A = 3amps. Oleh itu, dengan penyesuai 2A, kami menganggap mereka tidak akan dapat dihidupkan sepenuhnya. Untuk 100 LED, maksimum adalah 6A, jadi lebih berhati-hati hanya perlu menyalakannya pada satu masa. Walaupun dengan 100 LED pada setiap 0.02A, kami menggunakan 2 Amps. Oleh itu, bekalan kuasa semasa yang lebih tinggi disyorkan, walaupun saya menyesuaikan paparan untuk tidak menggunakan semua LED atau warna sekaligus, meredupkannya dengan banyak, dan telah memulakan dengan bekalan 2A dengan cadangan yang lebih besar. Ini adalah artikel yang bagus untuk mengurangkan keperluan kuasa.

Perintang 330 ohm sejajar dengan wayar data adalah untuk mengelakkan kerlipan dari deringan elektronik kerana data adalah frekuensi yang cukup tinggi. Ini lebih merupakan faktor dengan banyak LED, tetapi merupakan amalan yang baik untuk menambahkannya.

Saya memateri perintang ke D1 Mini secara langsung, tetapi meninggalkan kira-kira 1/8 "plumbum di atas papan sehingga saya dapat membengkokkannya rata. Saya menggunakan kira-kira 1" haba 3mm menyusut pada perintang untuk mengelakkannya daripada tersendat pada papan.

Saya menggunakan penyusutan haba jernih 20mm untuk melindungi D1 Mini daripada menyentuh logam dan lain-lain. Pastikan untuk memeriksa suis tetapan semula di sebelah - anda mungkin perlu memotong sedikit penyusutan haba untuk memastikannya tidak menekan suis. Saya memerlukannya pada semua saya.

Perhatikan bahawa saya sepertinya tidak memerlukan pergeseran level dari output 3.3V ESP8266 dan LED berjalan pada 5V (kerana spesifikasi cip LED mempunyai garis data tidak kurang dari 70% dari bekalan). Saya memang memerlukan LED diod / pengorbanan dalam projek sebelumnya (Langkah 3) dengan jalur WS2812b, tetapi cip WS2811 langsung di LED kelihatan OK setakat ini.

Anda boleh melakukan ini tanpa pematerian! Perisai terminal ESP8266 dengan CPU yang berbeza akan berfungsi juga. Faktor bentuk D1 Mini bagus dan kecil, tetapi semuanya berfungsi sama.

Langkah 3: Bentuk

Jalur LED boleh berbentuk bebas, atau anda boleh menjadikannya bentuk - baik DIY, atau dari kedai dalam talian. Saya memesan beberapa bentuk dari HolidayCoro - beberapa pokok LED kecil, stoking, dan gula-gula tebu. Stoking mengambil 50 LED dengan baik - panjang satu helai. Pokok kecil itu memerlukan 100 LED, tetapi anda boleh melakukannya separuh sahaja jika anda mahu - menghadap ke jalan. Pada akhirnya gula-gula tebu adalah kegemaran jiran kerana agak besar. 99 LED, dan saya meninggalkan yang terakhir di belakang dengan idea ia boleh digunakan untuk debug.

Oleh kerana bentuknya berwarna putih, kami memutuskan untuk melukis garis-garis merah di atasnya sehingga kelihatan lebih baik pada waktu siang. Saya menutupnya, melakukan pasir halus, lap dengan aseton (penghilang cat kuku kekuatan penuh), dan menggunakan dua lapisan cat semburan yang berfungsi pada plastik. Tampaknya mematuhi dengan baik. Kami melakukan kebanyakan di satu sisi, dan beberapa di seberang untuk beberapa rumah yang mempunyai 2 daripadanya.

Langkah 4: Kod & WiFi

D1 Mini menggunakan modul Espressif ESP8266. Saya memprogramkannya dengan menggunakan Arduino IDE, jadi terasa seperti Arduino yang kuat dengan WiFi terpasang. Terdapat banyak arahan di Internet mengenai cara mengkonfigurasi Arduino IDE untuk ESP8266 dan D1 Mini jadi saya tidak akan mengulanginya di sini.

Kod tersebut berdasarkan Instructable sebelumnya. Ia menggunakan perpustakaan Mesh tanpa rasa sakit untuk meminta semua CPU bercakap antara satu sama lain. Saya menggunakan perpustakaan FastLED kerana sebelum ini saya mempunyai masalah dengan perpustakaan mesh dan perpustakaan Neopixel, dan kali ini saya tidak menguji semula.

Saya tidak pasti berapa maksimum bilangan nod. Beberapa catatan menunjukkan bahawa ia akan dibatasi oleh jumlah mesej dan jenis CPU dan mungkin hadnya sekitar 30-60 nod. Aplikasi ini tidak banyak menghantar mesej - hanya perubahan animasi, walaupun ada beberapa yang automatik seperti perubahan jala dan mesej sinkronisasi waktu.

Anda boleh menyambungkan LED ke D1 Mini semasa pengekodan, tetapi anda mungkin memerlukan bekalan luaran jika anda mempunyai lebih dari 50 kerana anda mungkin akan melebihi bekalan dari port USB komputer dan pengatur kuasa pada D1 Mini. Yang dikatakan, dengan kod saya tidak menyalakan LED sepenuhnya, saya dapat memprogram 100 LED pada sambungan USB tanpa masalah.

Modul ESP8266 mempunyai WiFi onboard. Oleh kerana kod mesh (PirelessMesh) yang kita gunakan membuat Titik Akses pada setiap modul, jarak jangkauan untuk kejiranan adalah penting. Saya menggunakan bentuk gula-gula tebu, dan meletakkan CPU di bahagian atas untuk mendapatkan jarak terbaik, dan jaraknya sekitar 50-100 kaki - satu atau dua halaman di kawasan kejiranan saya. Penglihatan yang lebih tinggi dan lebih baik (LOS) memperbaiki keadaan. Jangkauan tersebut memang melintasi jalan dalam beberapa kes (lebih bergantung pada kereta yang menghalang LOS).

Terdapat beberapa rumah yang tidak diselaraskan kerana halangan WiFi, tetapi lampu kelihatan bagus walaupun tidak diselaraskan. Saya membuat simpul "repeater" dengan hanya D1 Mini pada tongkat yang dikuasakan oleh bateri USB. Apabila diletakkan di antara rumah, rumah-rumah tersebut diselaraskan dengan betul. Untuk pengulang yang lebih jauh, anda mungkin boleh menggunakan bateri USB solar, walaupun ia tidak cepat dicas.

Saya masih melihat masalah penyegerakan sekejap, kemudian mendapati nota ini mempunyai terlalu banyak nod atau menyebarkannya:

gitlab.com/pirelessMesh/pirelessMesh/-/wik…

Menggunakan persediaan itu, ia mula berfungsi dengan lebih baik! Ini menetapkan satu node tertentu sebagai yang utama, jadi kod saya untuk merundingkan node kawalan tidak diperlukan, yang dapat memecah belah. Saya telah melampirkan contoh kod yang dikemas kini / ganti. Pendekatan ini menghendaki agar simpul utama dihidupkan agar mereka disegerakkan, jadi jaringnya tidak bertoleransi kesalahan, tetapi berfungsi lebih baik ketika menyebarkan cara saya. Pastikan untuk mengedit kod untuk versi itu - hanya satu node yang harus ditetapkan ke root - lihat komen dalam kod tersebut.

Saya juga menambahkan satu lagi kemas kini ke varian SetRoot: Saya menambahkan kod untuk menetapkan semula ESP8266 jika tidak ada arahan selama 10 minit. Ini memberi simpul peluang untuk menemui semula simpul akar. Ini nampaknya dapat membantu beberapa nod yang lebih jauh.

Pada akhir musim, saya dapat menguji beberapa modul D1 Mini Pro. Mereka mempunyai antena seramik di papan, dan anda juga boleh menggunakan penyambung U. FL dan antena luaran jika anda menggerakkan perintang nol ohm. Saya mencuba pasangan yang mempunyai masalah sinkronisasi dengan D1 Mini Pros dengan antena seramik, dan mereka berfungsi dengan lebih baik. Saya melakukan beberapa ujian seterusnya dengan satu simpul di seluruh rumah saya. Berdasarkan hasilnya, kami akan beralih ke modul D1 Mini Pro dengan antena seramik tahun depan.

Dengan D1 Mini jarak jauh: Hanya D1 Mini Pro dengan antena luaran yang melihatnya, dan kekuatan isyaratnya rendah

Dengan D1 Mini Pro jarak jauh dengan antena seramik: D1 Mini, D1 Mini Pro dengan antena seramik, dan D1 Mini Pro dengan antena luaran semuanya melihatnya dengan kekuatan isyarat yang hampir sama, jadi itu adalah peningkatan. Orientasi papan (antena) mempunyai tahap yang penting

Dengan D1 Mini Pro jarak jauh dengan antena luaran: Semua papan lain melihatnya, tetapi kekuatan isyaratnya tidak jauh lebih baik daripada ujian dengan antena seramik onboard, jadi saya tidak akan mengganggu menggerakkan perintang nol ohm itu dan meletakkan antena pada tong gula-gula

Langkah 5: Perhimpunan Akhir

Setelah pengawal siap dan diprogramkan, semua yang perlu anda lakukan ialah menyambungkan LED ke pengawal dengan wayar JST, dan bekalan kuasa 5v pada bicu 2.1mm.

Sambungan JST harus membantu menjaga pengawal dan penyesuai kuasa sentiasa dari LED. Atau, untuk menaikkan CPU, saya meletakkan beg plastik kecil di atasnya yang diikat dengan tali putar, dan menggunakan kabel sambungan 2.1mm ke catu daya.

Kotak kalis air akan membantu melindungi penyesuai dan CPU, tetapi kebanyakan jiran saya menggunakan beg plastik sederhana.

Hadiah Kedua dalam Cabaran Kelajuan Hiasan Percutian