Bintang Krismas Dengan LED yang Boleh Diprogramkan: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Saya mahukan sesuatu yang berbeza untuk paparan Krismas luaran saya tahun ini, jadi saya memutuskan untuk membeli rangkaian LED yang boleh diprogram RGB (kadang-kadang dipanggil LED neopixel) dan membuat Bintang Krismas. LEDS ini dapat diprogramkan secara individu untuk warna dan kecerahan hanya dengan satu wayar kawalan.

Langkah 1: Bahan

WS2811 rentetan LED RGB digital yang tersebar (5V)

Papan Arduino (terdapat banyak sumber)

Perpustakaan FastLED Arduino

+ 5V Bekalan Daya DC (500 ma atau lebih-mungkin "jenis ketuat dinding")

Kabel pemisah kuasa

Kabel kuasa / kawalan 3-wayar

Pemasangan penyambung lelaki JST SM 3 pin

Tiub penyusutan panas (3 keping diameter 3/16, panjang 1 inci)

Kotak plastik kalis air

Papan lapis 2’x 2’ x ¼”

Sekeping kadbod 2 x 2 (pilihan)

Cat luaran

Pita pembungkusan yang jelas (atau pita GorillaTM yang jelas)

Kayu sekerap untuk rak elektronik (pilihan)

Gam kayu (pilihan)

Br tali jalinan (pilihan)

Parcord (pilihan)

Klip Cahaya Luar CommandTM (pilihan - saya dapati di Walmart)

Taruhan khemah (pilihan)

Langkah 2: Alat

Komputer untuk memprogram Arduino

Power drill atau gerudi tekan

Bit gerudi 12 mm

Gergaji kayu gigi halus (saya menggunakan gergaji jig)

Pistol panas, lebih ringan atau mancis untuk mengecilkan tiub

Awl atau icepick

Kertas pasir

Sander elektrik (pilihan)

Langkah 3: Proses Membangun Bintang

Saya mahukan bintang saya dipasang pada papan lapis seluas 24 inci, jadi saya mahu ukuran selebar tidak lebih besar daripada 24 inci. Sudut atas segitiga hujung ialah 36 °. Dua sudut lain ialah 72 °.

Saya mahukan corak cahaya di bintang seluas mungkin, jadi saya merancang agar titik bintang tidak sampai ke puncak. Setiap kaki bintang sama, jadi saya mengira ukuran satu kaki seperti yang ditunjukkan dalam gambar di sini.

Saya kemudian mencetak lima salinan corak dan terus meletakkan bintang di kadbod.

Oleh kerana tali LED saya mempunyai 50 LED, saya memerlukan lima kaki dengan jarak yang sama rata. Panjang satu kaki (dari gambar) ialah 8.125 inci ÷ 5 = 1.625 inci (1-5 / 8 ). Oleh kerana saya mempunyai titik bintang yang dilukis di Visio, saya menandakan setiap lokasi LED pada corak Visio untuk mengelakkan daripada mengukur susun atur kadbod. Klik pautan di hujung bahagian ini untuk corak titik bintang saiz penuh. CATATAN: Sekiranya corak yang dicetak tidak mengukur seperti yang ditunjukkan, anda mungkin perlu menyesuaikan tetapan margin pencetak anda. Saya menetapkan tambang untuk 0.15 inci di semua sisi.

Seterusnya, saya mengetuk kadbod di atas kepingan papan lapis dan menumbuk sebatang kardus ke papan lapis di setiap lokasi LED. Saya terpaksa menggunakan sedikit tekanan untuk mendapatkan tanda yang cukup dalam di papan lapis untuk dapat melihatnya (mungkin kerana awl saya perlu diasah).

Sudah tentu anda boleh memotong corak kadbod dan membuat susun aturnya secara langsung di papan lapis sekiranya anda selesa dengan prosesnya dan yakin bahawa anda tidak akan menghancurkan sekeping papan lapis yang sangat baik.

Saya mengeluarkan templat kadbod dan mengukur tegak lurus kira-kira ¾-inci dari garis gerudi LED sepanjang bintang untuk mendapatkan garis potongan saya. Catatan: Garis potong dalam foto ditunjukkan di kadbod kerana pada masa saya memutuskan untuk membuat Instructable ini, saya sudah menyelesaikan bintang.

Selepas saya memotong bintang, saya mengemaskan semua permukaan dan menggunakan dua lapisan primer luaran akrilik dan dua lapisan cat rumah eksterior akrilik. Saya melukis sebelum menggerudi lubang untuk mengelakkan cat di dalam lubang.

Saya menggerudi lubang untuk LED di setiap lokasi yang telah saya tandakan dengan menggunakan bit gerudi 12 mm, tetapi lubang sedikit berukuran kecil, jadi saya harus kembali dan "berkubang keluar" setiap lubang dengan memusingkan bit gerudi secara bulat. Mungkin ukuran gerudi ½”adalah ukuran yang sempurna. Saya menasihati anda untuk mencubanya pada sekeping kayu sekerap dan melihat sejauh mana ia berfungsi. LED mestilah cukup pas di papan lapis untuk mengelakkannya jatuh. Selepas menggerudi, saya kembali dengan berus kecil dan cat tempat-tempat di mana gerudi mengoyak papan lapis. Walaupun saya menggunakan cadangan, saya masih terkoyak.

Anda dapat melihat dalam foto pengenalan bahawa titik pada bintang saya tidak sama. Itu disebabkan oleh sedikit kesilapan dalam mengukur dan mengira ukuran bintang, tetapi sebenarnya tidak ada bezanya. Tidak ada yang pernah menyebutnya dan tentu saja ia tidak dapat dilihat pada waktu malam.

Saya menambah kepingan kecil dari kayu pejal tebal 3/8 "ke titik-titik bawah bintang sehingga saya dapat menambah mata skru untuk membolehkan saya melabuhkan bintang agar tidak bertiup sejak saya tinggal di Oklahoma di mana" angin datang menyapu dataran”.

Saya menggantung bintang saya di antara dua pokok besar di halaman depan saya. Saya melekatkan dua Klip Cahaya Luar Komando 3M di bahagian belakang bintang dan menggulungnya di atas tali I”yang saya pasangkan di antara pokok.

Saya menambat hujung bintang ke tanah dengan menggunakan tiang khemah dan paracord. Saya menganggap pemasangan bintang di gerbang di garaj saya, tetapi memasang kotak elektronik di lokasi itu menjadi masalah bagi saya.

Langkah 4: Memprogram LED

Mana-mana pengawal mikro boleh digunakan untuk mengawal LED, tetapi saya telah bermain-main dengan Arduino selama beberapa tahun jadi saya menempuh jalan itu. Saya seorang jurutera elektronik yang telah bersara, tetapi tidak banyak pengaturcara, jadi saya sangat gembira dapat menemukan perpustakaan FastLED, yang menjadikan pengaturcaraan LED menjadi mudah. AdaFruit juga mempunyai perpustakaan yang serupa, tetapi saya sudah memasuki FastLED sebelum saya menjumpainya. Oleh itu, saya tidak mempunyai pendapat mengenai perpustakaan mana yang lebih baik.

Saya mempertimbangkan pelbagai idea corak cahaya, tetapi memutuskan untuk pudar / pudar sederhana dengan perubahan warna pada setiap kitaran untuk bintang saya. Saya dapati bahawa dalam gelap, LED terlalu terang untuk kesan yang saya mahukan, jadi saya menetapkan tahap kecerahan maksimum pada 36. LED sangat terang apabila dilihat secara langsung, kerana diposisikan dalam projek ini.

Sekiranya anda tidak biasa dengan pengawal mikro Arduino, terdapat beberapa Instruksional yang sangat bermaklumat untuk pemula. Saya menasihatkan agar anda memeriksanya dan membiasakan diri dengan pengaturcaraan Arduino sebelum mencuba projek seperti ini. Cukup cari di laman web Instructable untuk Arduino.

Klik pautan di bawah untuk lakaran Arduino yang saya tulis untuk bintang saya.

Langkah 5: Menghidupkan Arduino dan LED

Saya sudah mempunyai bekalan kuasa DC 10A, + 5V. Itu terlalu banyak untuk projek ini, tetapi mengapa perlu membeli bekalan kuasa yang lain? Saya menggunakan kabel pemisah kuasa dalam senarai bahagian untuk mendapatkan kuasa pada tali LED dan papan Arduino dari bekalan. CATATAN: Rentetan LED terdapat dalam varieti 5V dan 12V. Sekiranya anda memilih LED 12V, anda perlu menggunakan bekalan kuasa yang terpisah untuk papan Arduino, atau menggunakan penukar voltan turun-DC-DC (atau bagi mereka yang lebih berpengalaman dalam elektronik, pengatur linier) untuk mengurangkan Arduino voltan bekalan ke 5V hingga 9V DC.

Untuk pendawaian kuasa dan kawalan pada pemasangan terakhir, saya menggunakan "wayar termostat" 3 konduktor yang saya dapati di Lowe's. Dua wayar untuk kuasa dan satu wayar untuk isyarat kawalan. Bukankah menakjubkan bahawa warna dan kecerahan 50 LED dapat dikawal dengan SATU wayar ?! Sebagai jurutera elektronik, saya memahami sepenuhnya cara kerjanya, tetapi saya masih sangat kagum.

Kawat kuasa / kawalan mesti ditamatkan dengan terminal JST 3 pin. Saya menyisipkan kabel pemasangan terminal ke wayar kabel 3-konduktor dan menutup sambungan dengan tiub pengecutan panas. Pita elektrik akan berfungsi dalam keadaan mencubit, tetapi cuaca tidak baik. Saya mengelakkannya jika boleh.

Langkah 6: Melindungi Elektronik

Sudah tentu papan Arduino dan bekalan kuasa tidak tahan cuaca, jadi mereka mesti dilindungi. Saya menggunakan kotak simpanan makanan plastik "sekali pakai". Untuk menyokong kotak itu, saya membina rak kecil, yang juga saya lukis seperti yang dijelaskan untuk bintang itu, dan mengikatnya ke salah satu pokok. Saya menggerudi lubang di sisi kotak berhampiran bahagian bawah. Saya kemudian memotong celah dari lubang ke bahagian atas kotak untuk memasukkan wayar ke lubang. Setelah wayar dipasang, saya menggunakan pita yang jelas di dalam dan di luar kotak untuk menutup celah. Lubang itu sendiri tidak perlu ditutup sepenuhnya jika anda perhatikan catatan berikut.

CATATAN: Bukaan untuk kabel kuasa dan wayar kuasa / kawalan ke LED mesti diletakkan supaya air tidak dapat masuk ke dalam kotak. Letakkan lubang di bahagian bawah kotak dan bentuk gelung dengan wayar sehingga air di wayar akan menetes daripada mengikuti wayar ke dalam kotak.

Saya mengalihkan wayar kuasa / kawalan dari kotak ke bintang di sepanjang tali ¼ dari mana bintang itu digantung, menggunakan ikatan zip untuk mengikat wayar ke tali.

Langkah 7: Lihatnya dalam Tindakan

Inilah video bintang saya ketika gelap di luar. Saya suka kesan tenang dari warna yang pudar.