Pokok Kawat LED RGB: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Saya ingin berkongsi dengan anda pokok wayar RGB-LED saya. Pada suatu petang saya teringat membina pokok kawat semasa kecil. Pada masa ini saya sangat gemar membina projek elektronik kecil dengan pengawal mikro yang serupa dengan arduino, terutamanya dengan LED. Oleh itu, saya berfikir sendiri, mengapa tidak menggabungkan kedua-duanya dan lahirlah idea pokok wayar LED. Mula-mula saya periksa, jika seseorang telah melakukan perkara seperti ini sebelumnya tetapi saya tidak menemui apa yang saya cari. Saya dapat menjumpai pokok wayar LED yang menunjukkan satu warna. Oleh kerana saya fikir LED warna tunggal agak membosankan, saya mahu mempunyai LED dengan RGB-LED untuk membiarkan pokok wayar muncul dalam semua warna pelangi. Oleh itu, saya mula membina sendiri. Hasilnya anda dapat lihat pada gambar di atas. Pokok kawat yang saya gunakan ini adalah yang ketiga. Saya harap anda menikmati pengajaran saya dan saya dapat memotivasikan sebahagian daripada anda untuk membuatnya sendiri.

Bekalan

Untuk projek itu sendiri, anda hanya memerlukan beberapa bekalan dan alat:

• 10 RGB-LED (+ alat ganti sekiranya salah satu rosak), atau lebih jika anda suka
• dawai tembaga 0, 14 mm² (atau lebih tebal, tetapi tidak terlalu tebal kerana akan sukar dikepang) dengan 3 penebat berwarna berbeza sekitar 5 m setiap warna (Bilangan LED x panjang antara 40 hingga 50 cm)
• dawai perak 0, 6 mm sekitar 15 m (2 hingga 3 kali panjang yang diperlukan setiap warna)
• mikrokontroler, dalam kes saya Wemos D1 mini, tetapi pada dasarnya semua orang akan bekerja selagi sesuai dengan pot bunga)
• Sumber kuasa (sekiranya Wemos D1 mini, pengecas telefon mikro-usb akan berfungsi)
• 3 MOSFET atau transistor (Saya menggunakan Mosfets saluran n tetapi anda juga boleh menggunakan saluran p jika anda menyesuaikan litar)
• Perintang dengan nilai yang berbeza
• Tiub pengecutan panas atau pita elektrik
• Pasu bunga
• Gam panas
• Batu
• Tongkat kayu kecil (contohnya tongkat dari roket tahun baru)
• Papan kayu nipis (contohnya bahagian bawah kotak kayu kadangkala buah dijual)

Pilihan

• Pengepala Pin (lelaki dan / atau wanita)
• Papan roti

Alat

• Besi pematerian
• Pemotong wayar
• Gerudi
• Pinset (pilihan)
• Tangan Bantuan (pilihan)
• Alat putaran (pilihan)

Sebilangan besar perkara yang anda perlukan ditunjukkan dalam salah satu Gambar di atas. Anda boleh mendapatkannya di kedai perkakasan, kedai kraf atau Amazon. Walau bagaimanapun, beberapa perkara boleh didapati secara percuma: Batu-batu yang saya ambil dari ladang berhampiran. Dan papan kayu itu terbuang sehingga saya mengitar semula kotak buahnya.

Langkah 1: Persediaan

Pertama, pastikan semua RGB-LED berfungsi, kerana benar-benar menjengkelkan untuk mengganti LED di kemudian hari. Untuk menguji LED, sambungkannya ke sumber kuasa dengan Voltan dari 3.3 hingga 5 V. Saya menggunakan bekalan kuasa makmal yang disesuaikan dengan 4 V. Sekiranya anda tidak mempunyai apa-apa, anda boleh menggunakan pin voltan pada papan mikrokontroler atau bateri. Sekiranya RGB-LED anod biasa sambungkan anod (kaki terpanjang), lihat gambar 1, ke Voltan (atau "+") dan salah satu kaki yang tersisa ke Ground ("-"). LED sekarang harus menyala dalam satu warna, lihat gambar 2 hingga 4. Jika anda mempunyai katod RGB-LED biasa, sebaliknya. Lakukan ini untuk semua kaki. warna dan semua LED. Anda mungkin sedar, bahawa dengan voltan tetap tiga warna yang berbeza akan mempunyai kecerahan yang berbeza. Kita harus mempertimbangkannya kemudian hari.

Pada langkah seterusnya anda memotong semua kaki kecuali ke anoda biasa RGB-LED sehingga hanya tinggal beberapa milimeter. Saya menggunakan penyok kecil yang dapat anda lihat pada gambar pertama pada keempat kaki sebagai orientasi, lihat gambar 5.

Sekarang anda harus memilih wayar tembaga berwarna mana yang ingin anda gabungkan untuk pokok dawai. Semasa saya menulis panduan ini, saya telah membuat tiga batang wayar LED RGB yang berbeza. Bergantung pada warna pot bunga saya menggabungkan warna yang berbeza. Untuk ini dengan pot bunga kehitaman saya menggunakan warna coklat, kuning dan hitam. Apabila anda telah memutuskan warna apa yang akan digunakan, anda boleh mula memotong wayar tembaga menjadi panjang, gambar 7. Dalam kes saya, saya memotongnya dengan panjang 50 cm dengan pokok yang naik kira-kira 30 cm dari pot bunga. Anda akan kehilangan beberapa panjang semasa mengepang kabel dan yang lebih penting, anda memerlukan beberapa panjang lagi untuk sambungan elektrik. Oleh itu, sebagai peraturan praktikal, kabel harus sekurang-kurangnya 15 - 20 cm lebih panjang daripada ketinggian yang anda mahukan untuk pokok anda. Bergantung pada ukuran pot bunga anda boleh memilih saiz yang berbeza di sini.

Untuk memberi anda idea mengenai ukuran yang saya gunakan:

Pokok pertama setinggi 20 cm di pot bunga dengan ketinggian dan diameter 10 cm. Yang lain tingginya sekitar 30 cm dalam pasu bunga dengan ketinggian 12 cm dan diameter 13 cm.

Langkah 2: Memateri Kawat Tembaga

Untuk memateri wayar tembaga ke RGB-LED, pertama-tama anda mesti melucutkan hujung setiap wayar sekitar 3-5 mm dan meletakkan beberapa pateri di atasnya. Sekiranya anda menggunakan jalinan seperti saya, pastikan tocang tunggal dipintal sehingga tidak melekat. Oleh kerana terdapat sedikit ruang antara kaki LED dan wayar tidak boleh saling bersentuhan. Sangat penting bahawa warna sentiasa disolder dalam urutan yang sama pada LED atau jika tidak menyambungkan LED kemudian ke mikrokontroler akan menjadi sangat sukar.

Seterusnya anda boleh memasangkan wayar ke RGB-LED. Untuk melakukan ini, saya mengepit LED dengan kaki panjang ramaing, anoda atau katod biasa, ke tangan penolong, seperti yang anda lihat pada gambar kedua. Ulangi ini untuk semua LED. Pastikan anda mempunyai hubungan yang erat dengan menggoyangkan wayar tembaga.

Langkah 3: Jalinan Wayar Tembaga

Selepas anda memasangkan wayar tembaga ke LED masanya untuk mengepang. Sekiranya anda tidak tahu cara menjalin tali terdapat banyak tutorial di youtube. Cari sahaja "braid 3 helai". Untuk mengikat wayar, saya sekali lagi menggunakan tangan penolong untuk memegang LED untuk saya. Dalam keadaan saya, tangan penolong sering meluncur ke arah saya semasa mengepang jadi saya mengepalkannya ke meja. Oleh kerana mengepang memakan masa, saya melakukannya sepanjang merakam beberapa siri TV. Anda harus meninggalkan sekitar 8-10 cm kawat tembaga yang tidak dikepang. Untuk melakukan ini, simpulkan wayar semasa anda mendekati 8 cm pada wayar terpendek. Untuk semua kepingan panjang yang tersisa hendaklah lebih kurang sama.

Langkah 4: Memateri Perak Kawat dan Memusing

Kini anda boleh memasangkan wayar perak ke kaki LED yang tersisa. Untuk melakukan itu, pertama sekali anda harus memotong sekepingnya. Panjang potongan hendaklah dua kali ganda panjang wayar tembaga ditambah 20 cm, bergantung pada seberapa kuat anda memusingkannya di kemudian hari. Sekiranya anda membuat lebih banyak sentuhan per cm daripada tentu anda memerlukan lebih banyak panjang wayar daripada dengan sedikit sentuhan per cm. Dalam kes saya ini bermaksud 120 cm sehelai. Untuk memastikan berapa banyak yang anda perlukan, pertama potong satu bahagian dan ingat panjangnya.

Selepas itu anda melipat wayar perak pada separuh membuat gelung di tengahnya, lihat gambar 1. Kemudian gelung tersebut didorong ke atas kaki LED yang tersisa, anoda biasa (atau katod). Untuk menjadikannya lebih mudah, anda dapat membengkokkan kaki sedikit ke atas, lihat gambar 2. Setelah itu sapu soder ke gelung dengan kaki berada di dalam. Pastikan terdapat hubungan yang baik antara wayar perak dan kaki. Selepas itu anda boleh memotong bahagian kaki yang melekat dan mungkin mengikat tepi tajam yang disertakan dengan pemotongan.

Setelah memasang kawat perak di tempatnya, anda boleh mula memutarnya di sekitar wayar tembaga yang dikepang hingga simpulan dari langkah sebelumnya. Kawat perak hendaklah sekurang-kurangnya sepanjang wayar tembaga seperti yang anda lihat dalam gambar 5. Bahagian dawai perak yang melekat di belakang simpul kemudian akan menjadi akar pokok dawai. Tidak kira sama ada sebilangan wayar perak lebih pendek tetapi sebahagian besarnya hendaklah sepanjang wayar tembaga. Bergantung pada hasil anda sekarang anda boleh menyesuaikan panjang wayar perak seterusnya yang berasal dari panjang wayar pertama atau membiarkannya seperti sedia ada. Sekarang ulangi ini untuk semua LED yang tinggal. Pada akhirnya anda mempunyai sekumpulan "cabang" ini.

Langkah 5: Memasang Pokok Kawat

Untuk memasang pokok kawat terlebih dahulu letakkan semua cabang sehingga simpulan di hujung bahagian jalinan terletak bersebelahan seperti yang dapat dilihat pada gambar pertama. Daripada membetulkannya sementara dan merancang secara kasar pokok anda mengikut kesesuaian anda. Untuk merancang pokok, saya membuat pelbagai jenis cabang. Beberapa yang saya tinggalkan seperti sekarang dan beberapa saya berpasangan untuk mewakili garpu bercabang. Saya menandakan cabang-cabang yang saya mahukan berpasangan dengan gunting pada titik di mana saya mahu mereka berpisah. Kemudian saya membuka kembali dawai itu dan meletakkan wayar perak di sekitar dahan untuk dipasangkan. Kawat perak mempunyai panjang yang hampir sama seperti sebelumnya, kira-kira 120 cm dalam beg saya. Langkah terakhir adalah, untuk meletakkan semua cabang, yang berpasangan dan yang satu, bersama-sama dan sekali lagi memutar beberapa wayar perak di sekitar titik di mana mereka semua berpisah. Kawat perak terakhir ini harus terpanjang, kerana batangnya sekarang mempunyai diameter besar. Saya pergi sejauh 140 cm.

Langkah 6: Menyusun wayar dan Memateri Sambungan Elektrik

Sekarang setelah anda menyelesaikan batang pokok waktunya untuk menyusun wayar. Mulakan dengan wayar perak kerana ia adalah kabel yang paling tidak boleh bergerak. Mula-mula letakkan wayar perak terpendek 3 hingga 4 terus dari batang dan putar bersama-sama. Kawat yang lain harus bengkok ke luar dan akan menjadi akar di kemudian hari. Pendekkan wayar berpintal yang melekat keluar dari bahagian bawah hingga panjang yang sama mencapai sekurang-kurangnya 2-3 cm dari batang pokok. Seterusnya, ambil sekeping wayar pendek (misalnya 10 cm) untuk disisipkan pada wayar perak yang melekat keluar dari bahagian bawah pokok. Pendawaian perak kemudiannya akan disambungkan ke Voltan positif. (Biasanya dalam wayar merah elektronik sepadan dengan voltan positif (atau Vin) dan hitam ke negatif (atau GND). Tetapi dengan LED RGB saya biasanya menyimpan wayar merah untuk LED merah, jadi dalam kes ini, saya menggunakan wayar oren kerana adalah "paling dekat" dengan warna merah.) Jalur satu sisi wayar selama 1-2 cm dan putar di sekeliling wayar perak di bahagian bawah seperti yang dapat dilihat pada gambar 4 dan pasangkannya ke tempatnya.

Seterusnya, mulailah menyusun warna dawai yang berbeza. Panjangkan sepuluh mengikut yang terpendek dan lepaskan semuanya selama 1 - 2 cm dan putar hujung yang dilucutkan bersama. Sekarang uji semula LED dengan menerapkan voltan positif pada pendawaian perak pada bahagian dawai tembaga kosong. Ingat warna mana yang sesuai dengan cahaya merah, hijau atau biru mana. Sekarang pateri wayar hijau ke wayar yang mengawal LED hijau dan seterusnya, dengan cara yang sama seperti untuk pendawaian perak pada perenggan di atas. Pada langkah terakhir, letakkan tiub penyusutan haba atau pita elektrik di atas wayar tembaga yang telanjang untuk melindungi mereka daripada bersentuhan dan dengan itu memendekkan satu sama lain.

Untuk kemudian mengawal dawai RGB-LED, saya menggunakan suis butang standard. Saya memotong suis butang yang tidak diperlukan dan dipateri ke wayar pada yang masih ada. Pastikan untuk menggunakan yang betul kerana 2 kaki "menyambung" oleh "bar plastik" di bahagian bawah suis disambungkan bersama.

Langkah 7: Menanam Pokok

Seperti yang anda lihat dalam gambar, pokok itu ditanam di dalam pasu bunga di atas sebatang papan kayu dan dikelilingi oleh batu.

Untuk membuat papan kayu, saya mula-mula mengukur diameter dalaman pasu bunga. Kemudian saya melukis bulatan pada sekeping kadbod dan memotongnya. Kemudian saya periksa, jika bulatan kadbod sesuai dengan kedalaman pot bunga yang diinginkan dan jika tidak, potong sedikit lebih kecil. Setelah saya berpuas hati, saya memindahkan bentuk carboard di papan kayu dan memotongnya. Untuk papan kayu saya menggunakan bahagian bawah kotak oren kayu dari pasar raya tempatan. Papan kayu memerlukan lubang di tengah dengan diameter 10 mm. Untuk memegang papan kayu pada ketinggian yang diingini, saya melihat 3 batang kecil dari kayu sekerap yang saya terbaring. Dalam kes saya panjang 7 cm.

Seterusnya saya menggerudi lubang di bahagian bawah pasu bunga untuk mengalirkan kabel kuasa dan menggiling saluran untuk kabel dengan multitool berputar cukup dalam untuk kabel saya membiarkan pasu bunga duduk rata di tanah. Seterusnya saya meletakkan beberapa gam panas di kedua hujung batang kayu yang saya gergaji tadi dan memasukkannya ke dalam pasu bunga, membentuk tripod untuk papan kayu duduk.

Sekarang pokok itu boleh dimasukkan ke dalam pasu bunga, saya mula menyusun batu di sekitar batang pokok. Tidak penting untuk menutup papan kayu dengan pokok sepenuhnya, walaupun ketika anda hanya berjarak setengah meter, anda tidak dapat melihatnya jauh ke dalam pasu bunga. Pastikan anda membiarkan tempat kecil terbuka di mana anda boleh meletakkan dan mencapai tombol butang untuk mengawal LED. Ketika saya berpuas hati dengan penampilan, saya menempelkan batu di tempatnya, menggunakan gam panas. Selepas itu saya menggerudi dua lubang kecil di sebelah satu sama lain untuk menjalankan kabel yang dipateri ke tombol suis melalui dan menempelkan suis butang di tempatnya.

Langkah terakhir adalah merancang akar. Untuk itu saya memutar 2 atau lebih wayar perak yang melekat bersama-sama dengan mereka berpisah pada jarak yang berbeza seperti yang dapat dilihat pada gambar 11. Kemudian saya membengkokkan akar di sekeliling papan kayu seperti pada gambar 12. Selepas itu saya membentuk bulatan dengan dawai perak bahawa saya meletakkannya di atas dan membengkokkan akar di sekeliling cincin, seperti yang dapat dilihat pada gambar 13 dan mengetatkannya satu demi satu sedikit demi sedikit. Langkah terakhir adalah memotong hujung wayar perak yang melekat.

Langkah 8: Litar Elektrik dan Pengawal Mikro

Pada langkah terakhir saya menyusun litar elektrik. Mikrokontroler mengawal RGB-LED. Oleh kerana GPIO mikrokontroler hanya membekalkan 3.3 V, yang tidak mencukupi untuk sebilangan LED untuk bersinar terang, saya menyambungkan mikrokontroler ke MOSFET yang boleh menukar LED dengan voltan input mikrokontroler, iaitu 5 V. (Sebaliknya MOSFET mungkin anda menggunakan transistor tetapi saya mempunyai MOSFETS yang terbaring dari projek futer jadi saya menggunakannya.) Walau bagaimanapun, beberapa LED tidak tahan 5 V dan warna yang berbeza akan bersinar dalam kecerahan yang berbeza apabila mereka digunakan pada voltan yang sama 5 V. Di sinilah perintang masuk. Nilai perintang harus dikira untuk setiap warna LED RGB mengikut Lembaran Data dan boleh berbeza dari pengeluar ke pengeluar. Atau anda hanya boleh menggunakan nilai yang diberikan dalam diagram litar dan menguji apakah nilai tersebut sesuai untuk anda. Sekiranya tidak, anda boleh bermain sedikit dengan nilai perintang dengan menaikkan dan menurunkan nilai resitor sehingga semua warna bersinar sama terang. Agar butang berfungsi, perlu ada perintang penarik atau butang mungkin dikesan sebagai penekan selama-lamanya. Dalam kes ini Wemos D1 mini mempunyai perintang penarik dalaman yang dapat diaktifkan dalam kod. Sekiranya pengawal mikro yang digunakan tidak menyokongnya, perintang penarik luaran diperlukan.

Setelah memilih nilai perintang saya menyolder semua bahagian elektronik bersama-sama di papan roti. Untuk menyambungkan wayar yang berasal dari pokok, saya menggunakan pinheader lelaki di papan dan perempuan di wayar, tetapi anda mungkin juga memasangkannya terus ke papan. Sebelum menyambungkan semuanya dan memasukkannya ke dalam pasu bunga, anda harus memasukkan program ke mikrokontroler. Saya melampirkan fail kod. Saya harap saya memberikan komen yang cukup dalam kod tersebut sehingga semua orang dapat memahami apa yang berlaku. Buat masa ini, kodnya sangat asas dan saya mungkin akan menambah ciri-cirinya pada masa akan datang. Sekiranya saya melakukannya, saya akan menghantar kemas kini di sini dan mungkin akan memindahkan kod ke github. Apabila anda memasukkan pokok itu, ia akan berkedip dengan warna hijau merah, biru dan putih, kemudian akan mula berpusing melalui spektrum warna rona. Anda boleh menukar colormode dengan menekan butang.

Setakat ini, kod tersebut mengandungi 3 mod:

• 0: Mati
• 1: Mod pelangi: Berbasikal melalui spektrum warna rona
• 2: Mod warna tetap

Anda boleh beralih antara colormode dengan menahan butang selama lebih dari setengah saat. Sekiranya berjaya, pokok akan berkedip putih sebilangan kali dinyatakan sebelum mod di atas. Dalam mod warna tetap, tekan butang pendek (kurang dari setengah saat) akan mengitar 7 warna berbeza yang ditentukan dalam kod. Sekiranya penekanan butang tidak diterima (penekanan butang pendek hanya berfungsi dalam mod warna tetap) pohon akan berkedip seperti ketika pertama kali dipasang. Jangan ubah kod yang anda fikirkan sesuai.

Langkah 9: Nikmati

Apa yang masih perlu dilakukan ialah mencari tempat manis untuk pokok wayar LED RGB yang baru anda buat dan nikmatilah. Keseluruhan pembuatan pokok ini memakan masa selama 8-10 jam selama beberapa hari. Beberapa perkara yang lebih memakan masa seperti mengepang dan memutar wayar perak di sekitar dahan yang saya lakukan ketika menonton TV.

Anda mungkin tertanya-tanya mengapa tidak ada gambar pokok itu berwarna merah. Ini kerana semasa saya menulis arahan ini, saya sedang menunggu penghantaran elektronik yang saya perlukan untuk memasang alat kawalan. Kerana itu saya menggunakan alat kawalan dari pokok RGB-LED pertama saya untuk gambar. Walau bagaimanapun, LED di pokok RGB-LED berdasarkan instruksi ini memerlukan nilai perintang yang lebih rendah untuk merah dan oleh itu lampu merah sangat redup.