Vargu i dritës së kristaltë inteligjente: 9 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Ndërsa Krishtlindjet po afrohen dhe jam në hulumtime të plota të automatizimit të shtëpisë dhe objekteve të zgjuara, vendosa këtë vit të përpiqem të bëj një varg drite RGB të zgjuar, me pamje të bukur.

Kam bërë shumë kërkime në lidhje me zgjidhjet DIY në internet, nga njëra anë disa projekte konsistojnë në shtimin e një stafete Wifi ose prizë të zgjuar për të kontrolluar fuqinë e vargut të dritës, nga ana tjetër disa projekte përdorin shirita led të adresueshëm me një kontrollues wifi për të kontrolluar plotësisht ledet. Më pëlqeu mënyra se si kontrolluesi përdoret për të kontrolluar shiritin e adresueshëm, por për mua një shirit LED nuk duket mjaft mirë për një varg të shkëlqyeshëm të Krishtlindjeve.

Po më mbaronte pak koha për të porositur ndonjë komponent elektronik, kështu që zgjodha të krijoja vargun tim të dritës inteligjente me difuzor të llambave të personalizueshme dhe të ndryshueshme dhe me veçorinë maksimale që mund të merrja duke përdorur vetëm përbërësin që kisha në zyrën time.

Në përgjithësi vargu i dritës inteligjente doli shumë mirë, difuzori i përdorur duket shumë mirë dhe veçoritë e dhëna nga firmware Wled janë të mrekullueshme. Ju me të vërtetë mund t'i personalizoni plotësisht dritat tuaja që përputhen me nevojat tuaja. Por ky projekt është larg të qenit i përsosur, unë ende e konsideroj atë si një version beta dhe duhet bërë disa përmirësime në të. Unë do të shpjegoj më tej se çfarë do të bëja për ta bërë atë më mirë herën tjetër kur ta ndërtoja.

Hapi 1: Pjesët dhe mjetet e nevojshme

Kam përdorur vetëm pjesët që kisha në zyrën time për këtë projekt pasi nuk është optimizuar plotësisht do t'ju jap pjesët që kam përdorur dhe gjithashtu disa pjesë që mund të përdorni për të optimizuar shiritin e dritës.

Pjesët:

Wemos D1mini (ESP8266)

Stafetë 5v 10A

• Shirit WS2812b 144LED/m
• Furnizimi me energji 5V
• Kondensator 1000uF
• Rezistencë 470 Ohm
• Lidhës i energjisë me 2 kunja
• Lidhës i të dhënave me 3 kunja
• Butoni
• Protoboard
• Saldator
• Telat 22 AWG (të bllokuar dhe fleksibël është më mirë)
• Pastro PETG
• PETG jo e qartë (kam përdorur atë të bardhë)

Mjetet:

• Printer 3D
• Makine per ngjitjen e metalit
• Prerja e pincave
• Piskatore
• Multimetër
• Kabllo mikro USB

Opsionale:

• WS2812b me PCB
• Mburoja Wled Wemos (tabelë e madhe diy)
• 3 Kabllo elektrike me tela
• Zam i nxehtë

Hapi 2: Shtypjet 3D

Për të krijuar llamba, modifikova një model 3D që gjeta në thingiverse (këtu është burimi). Modeli origjinal u krijua për të qenë baubles e Krishtlindjeve. E modifikova duke përdorur Fusion 360 për të shtuar një fije vidhos në pjesën e poshtme të pjesës. Kam përdorur kryesisht funksionin "Thread" nga Fusion360 dhe kam zvogëluar madhësinë e të dy fijeve me 0.15mm në secilën pjesë për t'u siguruar që të ketë hapësirë të mjaftueshme që pjesa të përshtatet njëra në tjetrën.

Për të bërë vargun e dritës dhe për të mbajtur LED -të, unë projektova një prizë me vrimë për telat e energjisë dhe të dhënave, një zgavër të vogël për LED nga shiriti ws2812b dhe një fije për të qenë në gjendje të vidhos llambën në prizën LED. Vrimat për instalime elektrike përmes prizës janë pak të lirshme për t'ju lejuar të vendosni 4 tela në rast se keni nevojë për një injeksion të energjisë për shkak të gjatësisë së shiritit tuaj. Në këtë rast mund të keni 3 tela për 5V, Data dhe Ground dhe e katërta për të sjellë një 5V tjetër për t'u lidhur me fundin e shiritit tuaj.

Pjesët janë bërë në atë mënyrë që fija të kapë telat e lidhur me dritën kur të dyja pjesët shtrëngohen së bashku duke shmangur shqyerjen e telave kur manipuloni me vargun e dritës.

Për të shtypur pjesët që kam përdorur:

Pastroni PETG për difuzorin me lartësi shtrese 0.12mm, mbushje 0% dhe 2 mure për të ruajtur forcën

PETG e bardhë për Folenë LED me lartësi shtrese 0.12mm, 100% Mbushje për të kufizuar dritën që vjen nga fundi i prizës

Unë kam qenë në gjendje të printoj të gjithë prizën LED në një printim pasi cilësia e printimit nuk është shumë e rëndësishme në këtë print.

Për llambën e dritës unë do të rekomandoja të printoni pastaj një nga një. Ato janë shumë të holla dhe printimi i tyre njëherësh mund të ju shkaktojë përfundim të keq të llambës dhe madje edhe disa çështje të forcës në pjesën e filetuar.

Këtu janë pjesët e printuara 3D të përdorura për këtë projekt:

www.thingiverse.com/thing:4672612

Hapi 3: Përgatitja e LED -ve

Në rastin tim kam përdorur LED 5V WS2812b por vërej se çdo LED i adresueshëm do të funksiononte për këtë projekt.

Për këtë pjesë, nëse mundeni, do të ishte më mirë të përdorni PCB të rrumbullakët të pavarur të montuar paraprakisht ws2812b. Kjo do ta bëjë shiritin tuaj të dritës më të besueshëm dhe do ta bëjë më të lehtë montimin e LED në prizën LED.

Nëse përdorni një shirit drite ws2812b ashtu si unë, do t'ju duhet të shkurtoni LED -in tuaj një nga një nga rripi juaj, duke u siguruar që jeni duke mbajtur mjaftueshëm nga pads e saldimit në shirit për të bashkuar telat tuaj në hapat e ardhshëm.

Nëse nuk arrini të mbani sipërfaqe të mjaftueshme për ngjitje në secilën LED, mund të mbani vetëm një mbi dy LED duke sakrifikuar një LED dhe duke prerë gjatësinë e plotë të pads së tij të saldimit midis dy LED.

Tjetra ju do të duhet të përgatitni të gjitha telat tuaj. Zgjidhni një gjatësi që dëshironi midis dy llamba (zgjodha të kem rreth 30 cm) dhe një numër LED që dëshironi në vargun tuaj (kam përdorur 20LED) dhe prerë të gjithë telat tuaj në gjatësinë që zgjidhni. Do t'ju duhet të keni 3 tela për LED. (Në rastin tim më duheshin 3x20LED, kështu që 60 tela 30 cm secila). Përshtatësi juaj i energjisë do të varet nga numri i LED -ve që përdorni në shiritin tuaj. Me shkëlqim të plotë 5V WS2812b kërkojnë 60mA ju duhet të shumëzoni këtë numër për numrin e LED -ve për të pasur kërkesat e energjisë të nevojshme në përshtatësin tuaj të energjisë. Në rastin tim fuqia maksimale e nevojshme është 20LED x 60mA = 1200mA. Kam përdorur një 5V/3A që kisha vendosur, por mund të kisha përdorur një furnizim me energji më pak të fuqishëm.

Nëse nuk planifikoni të përdorni shiritin tuaj të dritës në një model të bardhë të fortë me shkëlqim të plotë, shiriti juaj i dritës nuk do të ketë kurrë nevojë për fuqi të plotë. Si një dritë e Krishtlindjeve ju mund të konsideroni se ju nevojitet vetëm 1A për 40LED.

Pasi të jenë prerë të gjitha, mund të hiqni secilën anë të të gjitha telave tuaj dhe t'i kallajoni ato. (Ky është një hap mjaft i gjatë …)

Nëse dëshironi, mund t'i mbështillni telat 3 me 3 për t'i bërë ato të duken bukur midis LED -ve dhe për t'i bërë ato më pak të ngjarë të kapen në pemën tuaj të Krishtlindjes.

Tani mund të kallamarizoni të gjitha jastëkët e saldimit në LED -të tuaj.

Kur gjithçka është e kallajit, vendoseni LED -in tuaj në vend në prizën LED, LED të drejtuar lart.

Hapi 4: Instalimet elektrike

Tani vjen pjesa më e ndërlikuar e projektit. Ju do të duhet të lidhni të gjithë LED së bashku duke përdorur telat që keni përgatitur më parë.

Për këtë futni një kabllo me 3 tela përmes njërës nga vrimat e çelikut tuaj LED, dhe me hekurin tuaj të saldimit, ngjitni kabllot në pllakat e saldimit LED. (përpiquni të përdorni një majë shumë të hollë në hekurin tuaj të saldimit) Duhet të jeni të shpejtë kur lidhni të mos ngrohni dhe deformoni prizën LED.

Për të lidhur LED -et tuaj në zinxhir, kini kujdes që të respektoni vërtet orientimin e LED -ve tuaj !!

Ju mund të përdorni shigjetën në secilën LED për t'u siguruar që të respektoni drejtimin e instalimeve elektrike. Nëse nuk kujdeseni për të, do të skuqni LED -të e lidhur prapa.

Për ata që zgjedhin të mbështjellin telat, do të duhet të përdorni një multimetër për të dalluar çdo skaj të telave që do të duhet të lidheni me LED -in e ardhshëm. (Alwaysshtë gjithmonë më mirë të kontrolloni para se të riparoni pas testimit)

Sigurohuni që gjithçka është ngjitur mirë me multimetrin tuaj gjatë procesit për të verifikuar lidhjen tuaj për të shmangur bashkimin e ftohtë ose të dobët. Një LED i ngjitur keq do të rezultojë në të gjitha LED pas kësaj një pune jo ose të keqe. Nëse keni një problem që LED nuk ndizet, kontrolloni lidhësin në fillim (këtë e them me përvojë;))

Hapi 5: Programimi

Zgjodha një mini Wemos D1 për kontrolluesin sepse tashmë kam punuar me atë bord. Ato janë mjaft të lira, të besueshme, të lehta për tu programuar dhe përfshijnë një antenë Wifi.

Gjeta projektin WLED në github, është një firmware i bërë për kontrollin LED mbi wifi, pikërisht atë që më duhej për projektin tim!

WLED është një firmware vërtet i mrekullueshëm i zhvilluar nga Aircoookie, i pajtueshëm me bordet Esp8266 dhe ESP32 dhe me shumë karakteristika. Për shembull:

• Mbi 100 efekte të veçanta rrufeje
• Segmentet LED për të vendosur efekte dhe ngjyra të ndryshme në pjesë të ndryshme të një shiriti LED
• UI i kontrollit të uebit për të kontrolluar LED tuaj me kompjuterin tuaj
• Aplikacioni Smartphone për të kontrolluar LED tuaj me telefonin tuaj
• Telekomandë me rreze infra të kuqe
• Përputhshmëria e automatizimit të shtëpisë
• Përputhshmëria e asistentit Alexa Voice
• Shtimi i stafetës për të kontrolluar fuqinë tuaj të dritës
• Shtimi i një butoni të jashtëm për të kontrolluar LED tuaj pa Wifi
• Sinkronizoni pajisje të shumta WLED në rrjetin tuaj lokal

Dhe shumë më tepër…

Zbuloni të gjitha mundësitë në Github të projektit:

Ndezja e Wled në një esp8266 nuk është aq e vështirë. Nuk ka nevojë për ndonjë gjë specifike. Ju vetëm duhet të ndiqni këto hapa:

Shkoni në faqen Wled Github për të shkarkuar firmuerin e fundit (https://github.com/Aircoookie/WLED/releases)

Për Wemos D1 Mini shkarkoni skedarin që përfundon me ESP8266.bin

Shkoni në faqen Python për të shkarkuar dhe instaluar Pytno (https://www.python.org/downloads/)

Instaloni versionin më të ri Python për sistemin tuaj operativ

Hapni një Terminal dhe përdorni komandat e mëposhtme:

pip instaloni esptool

Për të kontrolluar nëse mjeti është instaluar saktë përdorni komandën tjetër:

esptool.py

Nëse keni probleme me Esptool.py, mund të provoni të shkarkoni flakëruesin esphome. Ky instalues bën saktësisht të njëjtën gjë, por përdor një ndërfaqe grafike.

Tani mund ta lidhni mini bordin tuaj Wemos D1 me kompjuterin tuaj me kabllo mikro USB.

Pasi të lidheni përdorni komandën e mëposhtme për të ndezur Wled në tabelë:

esptool.py write_flash 0x0./WLED_X. X. X_ESP8266.bin

Ju vetëm duhet të zëvendësoni./WLED_X. X. X_ESP8266.bin me rrugën e skedarit.bin që keni shkarkuar më parë.

Tabela juaj Wemos tani duhet të ndizet me sukses me WLED?

Hapi 6: Lidhja e bordit me WiFi

Tani që bordi juaj është ndezur, kur e ndizni atë, duhet të shihni një rrjet të ri Wi-Fi të quajtur WLED-AP. Provoni të lidheni me këtë rrjet Wifi dhe përdorni këtë fjalëkalim:

wled1234

Do të ridrejtoheni në një faqe në internet, thjesht duhet të ndiqni hapat për të lidhur bordin me WiFi -në tuaj në shtëpi

Pasi të keni konfiguruar tabelën tuaj në WiFi të shtëpisë tuaj, ndërroni në rrjetin tuaj të rregullt WiFi dhe hapni një shfletues të ri për t'u lidhur me emrin mDNS që keni vendosur më parë

Ju duhet të përfundoni të lidhur me uebfaqen e mëposhtme:

Hapi 7: Kontrolloni PCB

Kjo pjesë nuk është kërkesë që sistemi të funksionojë. Ju mund ta lidhni njësinë e energjisë vetëm me shiritin tuaj dhe me Wemos D1 mini dhe më pas përdorni një tel për të lidhur Data In nga shiriti LED në pin D4 në Wemos D1 mini.

Doja të provoja funksionin e stafetës dhe butonit fizik, kështu që mora një protoboard për të bërë një prototip të sistemit për të pasur një provë të zgjidhjes së punës.

Kam përdorur kryesisht një skemë të instalimeve elektrike që gjeta në WLED Wiki dhe e modifikova pak për të shtuar stafetë dhe butonin duke përdorur përdorimin e GPIO të dhënë në të njëjtën faqe të Wiki WLED.

Për të shtuar stafetën në projektin tuaj, duhet të aktivizoni stafetën tuaj me linjën dhe vijën tuaj të energjisë 5V dhe të lidhni GPIO12 (pin D6 në Wemos D1 mini) me pinin e komandës të stafetës tuaj. Në anën tjetër të stafetës, lidhni stafetën tuaj në mes të linjës tuaj të energjisë 5V duke lidhur hyrjen 5V në kunjin hyrës dhe daljen 5V në kunjin NO (Normaly Open) të stafetës. Si parazgjedhje, firmueri WLED aktivizon pinin GPIO12 kur ndizni LED -të, duke lidhur linjën 5V në kunjin NO ju do të ndizni stafetën kur ndizni LED -të dhe fikni stafetën kur fikni LED -të (kjo është ajo që duam të arrijmë).

Ju gjithashtu mund të shtoni një buton në qarkun tuaj kur nuk përdorni një orë për të kontrolluar LED tuaj. Për ta lidhur butonin whe, lidheni atë midis GPIO 0 (D3 në Wemos D1 mini) dhe tokës. Butoni mund të konfigurohet në ndërfaqen e aplikacionit WLED për të bërë veprime të veçanta nga një prekje, prekje e dyfishtë dhe mbajeni (Efekti tjetër, Cikli i paracaktuar, ON/OFF për shembull).

Kondensatori i lidhur në linjën e energjisë të shiritit të dritës përdoret për të zbutur linjën e energjisë dhe për të absorbuar goditjet e mundshme të energjisë. lidheni atë pas stafetës dhe sa më afër fillimit të shiritit tuaj LED për një përdorim më të mirë.

Rezistenca në hyrjen e Data Line të shiritit është atje për të mbrojtur shiritin tuaj LED që të digjet nga kjo hyrje. Potencialisht nëse e keni linjën e të dhënave të lidhur por hekurudhën e energjisë pozitive të shkëputur, ekziston rreziku i përpjekjes për të ndezur LED përmes pinit të të dhënave dhe për ta djegur atë.

Nëse keni një kabllo të gjatë me tela nga kontrolluesi juaj në LED -in tuaj të parë, mund të përdorni një Ndërrues Niveli për të pasur një hyrje të besueshme të të dhënave në vargun tuaj LED. Ka komponentë të bërë për të bërë këtë punë, por ju mund të përdorni një alternativë të lirë duke përdorur një LED nga shiriti juaj si një ndërrues niveli. Për të arritur këtë qëllim, lidhni një nga LED direkt në protoboard tuaj afër daljes së kontrolluesit tuaj. Pastaj mund të lidhni lidhësin tuaj të shiritit LED pas kësaj LED. Duke kaluar përmes dritës LED, Linja e të Dhënave do të ndikohet në të njëjtën mënyrë sesa duke përdorur një ndërrues niveli. (Për të shmangur që kjo LED të ndriçohet me ju me shiritin LED, ekziston një opsion në preferencat WLED LED për të kontrolluar për të kapërcyer LED -in e parë).

Pasi të jetë lidhur gjithçka, merrni pak kohë për të kontrolluar të gjitha lidhjet dhe lidhjen tuaj.

Nëse gjithçka është në rregull, tani mund të lidhni furnizimin me energji elektrike dhe shiritin LED në tabelën tuaj të qarkut.

Hapi 8: Aktivizoni LED për të punuar me WLED

Për të mundësuar që shiriti juaj i dritës të funksionojë mirë në Wled ju do të duhet të shkoni në cilësimet e ndërfaqes në internet, pastaj në preferencat LED dhe të futni numërimin LED që keni në vargun tuaj LED.

Ju gjithashtu mund të kufizoni rrymën maksimale që dëshironi që vargu juaj i dritës të tërheqë që furnizimi juaj me energji të jetë shumë i sigurt.

Ruani cilësimet tuaja dhe kthehuni në faqen kryesore për të provuar shiritin tuaj të dritës.

Tani mund të zgjidhni ngjyra dhe efekte të ndryshme për të ndriçuar pemën tuaj të Krishtlindjes!

Gjeni një wiki të plotë duke renditur të gjitha paravendosjet dhe mundësitë e efekteve në faqen Wiki të projektit WLED:

Hapi 9: Rezultatet

Unë mendoj se Light Strip doli shumë mirë për një version alfa, llamba kristal funksionon shkëlqyeshëm si një shpërndarës me PETG të qartë dhe kontrolli i ofruar nga programi WLED është i mahnitshëm. Me siguri kjo nuk është hera e fundit që do të përdor WLED për të shtuar dritë të zgjuar në shtëpinë time.

Herën tjetër do të përpiqem për një shirit të lehtë do të përdor përbërës më të besueshëm si PCB WS2812b dhe mendoj se do të provoj Wled Wemos Shield që ofrojnë një PCB me pamje më të mirë me disa veçori të tjera (Një siguresë për më shumë siguri për shembull) Me Unë gjithashtu do të përpiqem të bëj diçka të papërshkueshme nga uji për versionin tjetër për të ofruar mundësitë për të shtuar rripin në natyrë.

Faleminderit që lexuat këtë udhëzues, shpresoj se ka qenë i dobishëm për ju, do ta azhurnoj këtë artikull kur të bëhet versioni i dytë, qëndroni të sintonizuar nëse jeni të interesuar:)