Pema me tela RGB-LED: 9 hapa (me fotografi)

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

Unë dua të ndaj me ju pemën time të telit RGB-LED. Një mbrëmje m'u kujtua të ndërtoja pemë me tela si fëmijë. Në ditët e sotme më pëlqen shumë të ndërtoj projekte të vogla elektronike me mikrokontrollues të ngjashëm me arduino, veçanërisht me LED. Kështu që mendova me vete, pse të mos i kombinoja të dyja dhe lindi ideja e një peme teli LED. Së pari kontrollova, nëse dikush kishte bërë diçka të tillë më parë, por nuk gjeta atë që po kërkoja. Unë kryesisht mund të gjej pemë me tela LED që tregojnë një ngjyrë. Ndërsa mendoj se LED-të me një ngjyrë janë pak të mërzitshme, doja të kisha një me RGB-LED për të qenë në gjendje të lejoja që pema e telave të shfaqet në të gjitha ngjyrat e ylberit. Kështu fillova të ndërtoj një vetë. Rezultati që mund të shihni në imazhin e mësipërm. Pema e telit në të cilën e bazova këtë udhëzues është e treta ime. Shpresoj që të kënaqeni me udhëzimet e mia dhe unë mund të motivoj disa nga ju që ta bëni vetë.

Furnizimet

Për vetë projektin ju duhen vetëm disa furnizime dhe mjete:

• 10 LED RGB (+ rezervë në rast se njëra është dëmtuar), ose më shumë nëse dëshironi
• tela bakri 0, 14 mm² (ose më e trashë, por jo shumë e trashë pasi do të jetë e vështirë të gërshetosh) me 3 izolime me ngjyra të ndryshme rreth 5 m për ngjyrë (Numri i LED -ve x gjatësi midis 40 dhe 50 cm)
• tela argjendi 0, 6 mm rreth 15 m (2 deri në 3 herë gjatësinë që është e nevojshme për secilën ngjyrë)
• mikrokontrollues, në rastin tim një mini Wemos D1, por në thelb të gjithë do të punojnë për aq kohë sa të përshtatet në tenxhere me lule)
• Burimi i energjisë (në rast të Wemos D1 mini çdo karikues i telefonit mikro-usb do të funksionojë)
• 3 MOSFET ose transistorë (kam përdorur Mosfets me kanal n, por gjithashtu mund të përdorni kanalin p nëse përshtatni qarkun)
• Rezistentë të vlerave të ndryshme
• Tub i tkurrjes së nxehtësisë ose shirit elektrik
• Tenxhere me lule
• Zam i nxehtë
• Gurë
• Shkopinj të vegjël prej druri (për shembull shkopinjtë nga raketat e vitit të ri)
• Tabela e hollë prej druri (për shembull, pjesa e poshtme e kutive prej druri ndonjëherë frutat shiten)

Opsionale

• Koka me kokë (meshkuj dhe/ose femra)
• Breadboard

Mjetet

• Makine per ngjitjen e metalit
• Prerës i telave
• Stërvitje
• Piskatore (sipas dëshirës)
• Dora ndihmëse (opsionale)
• Mjeti i rrotullimit (opsional)

Shumica e gjërave që ju nevojiten janë treguar në njërën nga Fotografitë e mësipërme. Mund t’i blini në dyqane harduerike, dyqane artizanale ose Amazon. Disa gjëra megjithatë mund të vijnë falas: Gurët që mora nga një fushë aty pranë. Dhe dërrasa prej druri ishte mbeturinë derisa unë riciklova kutinë e frutave.

Hapi 1: Përgatitjet

Së pari, sigurohuni që të gjitha RGB-LED të funksionojnë, pasi është vërtet e bezdisshme të zëvendësoni një LED më vonë. Për të testuar LED-të thjesht lidhini ato me një burim energjie me Tension nga 3.3 në 5 V. Kam përdorur një furnizim me energji laboratorike të rregulluar në 4 V. Nëse nuk keni ndonjë, mund të përdorni kunjat e tensionit në tabelën e mikrokontrolluesit ose bateritë. Në rast të anodës së zakonshme RGB-LED lidhni anodën (këmbën më të gjatë), shihni figurën 1, me Tensionin (ose "+") dhe një nga këmbët e mbetura me Tokën ("-"). LED tani duhet të ndizet në një ngjyrë, shihni fotot 2 deri në 4. Nëse keni një katodë të zakonshme RGB-LED është anasjelltas. Bëni këtë për të gjitha këmbët ekuivalent. ngjyrat dhe të gjitha LED. Ju mund të kuptoni se me një tension fiks tre ngjyrat e ndryshme do të jenë me shkëlqim të ndryshëm. Duhet ta kemi parasysh më vonë.

Në hapin tjetër ju prerë të gjitha këmbët përveç anodës së zakonshme të RGB-LED në mënyrë që të mbeten vetëm disa milimetra. Kam përdorur gërvishtjen e vogël që mund të shihni në imazhin e parë në të katër këmbët si orientim, shihni figurën 5.

Tani ju duhet të zgjidhni cilat tela bakri me ngjyrë dëshironi të kombinoni për pemën e telit. Ndërsa shkruaj këtë udhëzues, kam bërë tre pemë të ndryshme teli RGB-LED. Në varësi të ngjyrës së tenxhere me lule unë kombinova ngjyra të ndryshme. Për këtë me një tenxhere me lule të zeza kam përdorur ngjyrat kafe, të verdhë dhe të zezë. Kur të keni vendosur se cilat ngjyra të përdorni, mund të filloni të prerë gjatësinë e telave të bakrit, figura 7. Në rastin tim, unë i kam prerë ato në një gjatësi prej 50 cm me pemën që ngrihet disi rreth 30 cm nga tenxhereja me lule. Do të humbisni një gjatësi kur gërshetoni kabllot dhe më e rëndësishmja, keni nevojë për një gjatësi të mbetur për lidhjet elektrike. Pra, si rregull, kabllot duhet të jenë të paktën 15 - 20 cm më të gjata se lartësia që dëshironi për pemën tuaj. Në varësi të madhësisë së tenxhere me lule ju mund të zgjidhni madhësi të ndryshme këtu.

Për t'ju dhënë një ide mbi madhësitë që kam përdorur:

Pema e parë ishte 20 cm e lartë në një tenxhere me lule 10 cm lartësi dhe diametër. Ato të tjera janë rreth 30 cm të larta në një tenxhere me lule me lartësi 12 cm dhe diametër 13 cm.

Hapi 2: Saldimi i telave të bakrit

Për të ngjitur telat e bakrit në RGB-LED, së pari ju duhet të zhvisheni në fund të çdo teli rreth 3-5 mm dhe të vendosni disa saldime mbi të. Nëse përdorni bishtalec si unë, sigurohuni që gërshetat e vetme të jenë të përdredhura së bashku në mënyrë që të mos dalin jashtë. Meqenëse ka pak hapësirë midis këmbëve të LED -ve dhe telat nuk duhet të prekin njëri -tjetrin. Veryshtë shumë e rëndësishme që ngjyrat të ngjiten gjithmonë në të njëjtën mënyrë në LED ose përndryshe lidhja e LED -ve më vonë me mikrokontrolluesin do të bëhet shumë e vështirë.

Tjetra mund të lidhni telat në RGB-LED. Për ta bërë këtë, unë shtrëngova LED me këmbën e gjatë të tmerrshme, anodën ose katodën e zakonshme, në dorën e ndihmës, siç mund ta shihni në foton e dytë. Përsëriteni këtë për të gjitha LED. Sigurohuni që të keni një lidhje të ngushtë duke tundur telat e bakrit.

Hapi 3: Gërshetimi i telave të bakrit

Pasi të keni ngjitur telat e bakrit në LED -të, është koha për të gërshetuar. Nëse nuk dini si të gërshetoni ka shumë mësime në youtube. Thjesht kërkoni "bishtalec me 3 fije". Për të thurur telat, përsëri përdor dorën e ndihmës për të mbajtur LED për mua. Në rastin tim dora e ndihmës shpesh rrëshqiste drejt meje gjatë gërshetimit, kështu që e mbërtheva në tryezë. Meqenëse gërshetimi kërkon shumë kohë, e kam bërë atë gjatë zhurmës së disa serialeve televizive. Duhet të lini rreth 8-10 cm tela bakri që nuk janë të endura. Për ta bërë këtë, thjesht lidhni telat kur të afroheni me 8 cm në tela më të shkurtër. Për të gjitha pjesët e majta mbi gjatësinë duhet të jenë pak a shumë të njëjta.

Hapi 4: Saldimi i telave të argjendtë dhe gjarpërimi

Tani mund të lidhni tela argjendi në këmbën e mbetur të LED -ve. Për ta bërë këtë, së pari duhet të prisni një copë. Gjatësia e copës duhet të jetë dyfishi i gjatësisë së telave të bakrit plus 20 cm, në varësi të asaj se sa fort e ktheni atë më vonë. Nëse bëni më shumë kthesë për cm sesa natyrisht keni nevojë për më shumë gjatësi teli sesa me më pak kthesë për cm. Në rastin tim kjo do të thotë 120 cm për copë. Për të qenë të sigurt se sa keni nevojë, së pari prerë vetëm një pjesë dhe mbani mend gjatësinë e saj.

Pas kësaj ju palosni tela argjendi në gjysmë duke krijuar një lak në mes, shihni figurën 1. Pastaj laku shtyhet mbi këmbën e mbetur të LED, anodës (ose katodës) së zakonshme. Për ta bërë këtë më të lehtë ju mund ta përkulni këmbën pak lart, shihni foton 2. Pas kësaj aplikoni soder në lak me këmbën brenda. Sigurohuni që të ketë një lidhje të mirë midis telave të argjendtë dhe këmbës. Pas kësaj ju mund të shkurtoni pjesën e këmbës që del jashtë dhe mbase skajoni skajet e mprehta që vijnë me prerjen.

Pasi të keni ngjitur tela argjendi në vend, mund të filloni ta ktheni atë rreth telave të bakrit të thurur deri në nyjën nga hapi i mëparshëm. Teli argjendi duhet të jetë po aq i gjatë sa telat e bakrit siç mund ta shihni në figurën 5. Pjesa e telit të argjendit që ngjitet pas nyjës më vonë do të bëhet rrënjë e pemës së telit. Nuk ka rëndësi nëse disa tela argjendi janë më të shkurtër, por shumica duhet të jenë të gjata telat e bakrit. Në varësi të rezultatit tuaj tani mund të përshtatni gjatësinë e telave të ardhshëm argjendi me origjinë nga gjatësia e telit të parë ose ta lini ashtu siç është. Tani përsërisni këtë për të gjitha LED -et e mbetura. Në fund ju keni një pako të këtyre "degëve".

Hapi 5: Montimi i Pemës së Telit

Për të mbledhur pemën e telit së pari vendosni të gjitha degët së bashku në mënyrë që nyjet në fund të pjesës së thurur të qëndrojnë pranë njëra -tjetrës siç mund të shihet në foton e parë. Se sa i fiksoni ato së bashku dhe projektoni përafërsisht pemën tuaj ashtu siç e shihni të arsyeshme. Për të hartuar pemën kam bërë stile të ndryshme të degëve. Disa i lashë ashtu siç janë dhe disa i çiftova për të përfaqësuar pirunët e degëzimit. I shënova degët që doja në çifte me një prerës në pikën ku doja që ato të ndaheshin. Pastaj çmontoj pemën e telit përsëri dhe vendos tela argjendi rreth degëve për t'u vënë në çifte. Teli argjendi kishte të njëjtën gjatësi si më parë, afërsisht 120 cm në rastin tim. Hapi i fundit është, të vendosni të gjitha degët, ato të çiftëzuara dhe ato të vetme, së bashku dhe të ktheni përsëri disa tela argjendi duke filluar në pikën ku të gjitha ato ndahen. Ky tel argjendi i fundit duhet të jetë më i gjati, pasi trungu tani ka një diametër të madh. Unë shkova për 140 cm.

Hapi 6: Renditja e telave dhe bashkimi i lidhjeve elektrike

Tani që keni mbaruar trungun e pemës është koha për të renditur telat. Filloni me telat prej argjendi pasi ato janë më pak të lëvizshme. Së pari vendosni 3 deri në 4 telat më të shkurtër argjendi direkt nga trungu dhe ktheni ato së bashku. Telat e tjerë duhet të përkulen jashtë dhe do të bëhen rrënjë më vonë. Shkurtoni telat e përdredhur që dalin nga fundi në gjatësi të barabartë duke arritur të paktën 2-3 cm jashtë trungut të pemës. Pastaj merrni një copë teli të shkurtër (për shembull 10 cm) që do të ngjitet në telat prej argjendi që dalin nga fundi i pemës. Instalimet argjendi më vonë do të lidhen me Tensionin pozitiv. (Normalisht në elektronikë teli i kuq korrespondon me Tensionin pozitiv (ose Vin) dhe i zi me negativ (ose GND). Por me LED RGB zakonisht e rezervoj tela të kuq për LED të kuq, kështu që në këtë rast, prandaj përdor tela portokalli ashtu si është "më e afërta" me të kuqen.) Rripni njërën anë të telit për 1-2 cm dhe ktheni atë rreth telave prej argjendi në pjesën e poshtme siç mund të shihet në figurën 4 dhe lidhini ato në vend.

Tjetra, filloni të rendisni ngjyrat e ndryshme të telit së bashku. Zgjatni dhjetë sipas pjesës më të shkurtër dhe zhvisheni të gjithë për 1 - 2 cm dhe ktheni përfundimin e zhveshur së bashku. Tani provoni përsëri LED -të duke aplikuar tension pozitiv në telat e argjendtë dhe pjesët e zbrazëta të telit të bakrit. Mos harroni se cila nga ngjyra juaj korrespondon me cilën dritë të kuqe, jeshile ose blu. Tani lidhni tela të gjelbër në telat që kontrollojnë LED -të e gjelbër dhe kështu me radhë, në të njëjtën mënyrë si për telat e argjendtë në paragrafin e mësipërm. Në hapin e fundit vendosni disa tuba ose kaseta elektrike që zvogëlojnë nxehtësinë mbi telat e zhveshur të bakrit për t'i izoluar ata nga prekja dhe për këtë arsye shkurtimi i njëri -tjetrit.

Për të kontrolluar më vonë pemën e telit RGB-LED, kam përdorur një ndërprerës standard të butonave. Kam prerë këmbën e panevojshme të çelësit të butonave dhe jam ngjitur në tela në ato që kanë mbetur. Sigurohuni që të përdorni ato të duhurat pasi 2 këmbët "lidhen" nga "shiriti plastik" në pjesën e poshtme të ndërprerësit janë të lidhura së bashku.

Hapi 7: Mbjellja e Pemës

Siç mund ta shihni në fotografi, pema është mbjellë brenda tenxhere me lule në një copë dërrasë druri dhe e rrethuar me gurë.

Për të bërë dërrasën prej druri, së pari mata diametrin e brendshëm të tenxhere me lule. Pastaj vizatoj një rreth në një copë kartoni dhe e pres atë. Pastaj kontrollova, nëse rrethi i kartonit përshtatet në thellësinë e dëshiruar të tenxhere me lule dhe nëse jo, priteni atë pak më të vogël. Pasi u kënaqa, transferova formën e dërrasës në dërrasën prej druri dhe e preva. Për dërrasën prej druri kam përdorur pjesën e poshtme të një kutie prej druri portokalli nga supermarketi vendas. Bordi prej druri ka nevojë për një vrimë në mes me një diametër prej 10 mm. Për ta mbajtur dërrasën prej druri në lartësinë e dëshiruar, unë pashë 3 shkopinj të vegjël nga druri i mbeturinave që kisha shtrirë përreth. Në rastin tim ata ishin 7 cm të gjatë.

Tjetra, unë shpova një vrimë në pjesën e poshtme të tenxhere me lule për të kaluar kabllon dhe bluaj një kanal për kabllon me një mjet shumë rrotullues aq të thellë sa kablli im të lejojë tenxheren me lule të ulet e sheshtë në tokë. Më pas vendosa një zam të nxehtë në dy skajet e shkopinjve që pashë më herët dhe i vendosa në tenxhere me lule, duke formuar një trekëmbësh për të ulur dërrasën prej druri.

Tani që pema mund të futet në tenxhere me lule, fillova të sistemoj gurët rreth trungut të pemës. Nuk është e rëndësishme të mbuloni plotësisht dërrasën prej druri me pemë, pasi edhe kur jeni vetëm gjysmë metër larg nuk mund ta shihni vërtet thellë në tenxhere me lule. Sigurohuni që të lini një vend të vogël të hapur ku mund të vendosni dhe të arrini çelësin e butonit për të kontrolluar LED -të. Kur u kënaqa me pamjen, i ngjita gurët në vend, duke përdorur zam të nxehtë. Pas kësaj unë shpova dy vrima të vogla pranë njëra -tjetrës për të hapur kabllot e ngjitur në çelësin e butonave dhe ngjita çelësin e butonit në vend.

Hapi i fundit është të hartoni rrënjët. Për këtë unë shtrembërova 2 ose më shumë tela argjendi që dilnin së bashku me to duke u ndarë në distanca të ndryshme siç shihet në figurën 11. Pastaj i përkul rrënjët rreth dërrasës prej druri si në figurën 12. Më pas formova një rreth me tela argjendi që i vendos mbi to dhe i përkul rrënjët rreth unazës, siç shihet në figurën 13 dhe i shtrëngoj ato njëra pas tjetrës pak nga pak. Hapi i fundit është prerja e përfundimeve të telave prej argjendi që ngjiten shumë.

Hapi 8: Qarku Elektrik dhe Mikrokontrolluesi

Në hapin e fundit unë bashkova qarkun elektrik. Mikrokontrolluesi kontrollon LED-të RGB. Meqenëse GPI -të e mikrokontrolluesit furnizojnë vetëm 3.3 V, e cila nuk është e mjaftueshme që disa LED të shkëlqejnë shkëlqyeshëm, unë lidha mikronkontrolluesin me MOSFET që mund të ndërrojnë LED me tensionin e hyrjes së mikrokontrolluesit, i cili është 5 V. (Në vend të kësaj të MOSFET mund të përdorni edhe tranzistor, por unë kisha MOSFETS të shtrirë nga një projekt i jashtëm kështu që i përdor.) Megjithatë disa LED nuk mund të qëndrojnë 5 V dhe ngjyrat e ndryshme do të shkëlqejnë në shkëlqim të ndryshëm kur aplikohen në të njëjtin tension prej 5 V. Këtu hyjnë rezistorët. Vlerat e rezistorëve duhet të llogariten për çdo ngjyrë të RGB-LED sipas Fletës së të dhënave dhe mund të ndryshojnë nga prodhuesi në prodhues. Ose thjesht mund të përdorni vlerat e dhëna në diagramin e qarkut dhe të provoni nëse vlerat funksionojnë për ju. Nëse jo, mund të kaloni pak me vlerat e rezistencës duke rritur dhe ulur vlerat e rezistencës derisa të gjitha ngjyrat të shkëlqejnë njësoj të ndritshme. Që butoni të funksionojë, duhet të ketë një rezistencë tërheqëse ose butoni mund të zbulohet si shtypje përgjithmonë. Në këtë rast Wemos D1 mini ka rezistorë tërheqës të brendshëm që mund të aktivizohen brenda kodit. Nëse mikronrolli i përdorur nuk e mbështet atë, nevojitet një rezistencë e jashtme tërheqëse.

Pasi përzgjodha vlerat e rezistencës bashkova të gjitha pjesët elektronike së bashku në një dërrasë buke. Për të lidhur telat që vijnë nga pema, kam përdorur kapëse mashkullore në tabelë dhe ato femra në tela, por gjithashtu mund t'i lidhni ato drejtpërdrejt në tabelë. Para se të lidhni gjithçka së bashku dhe ta vendosni në tenxhere me lule, duhet ta ndizni programin në mikrokontrollues. Unë bashkangjita skedarin e kodit. Shpresoj se kam komentuar mjaftueshëm në kod në mënyrë që çdokush të kuptojë se çfarë po ndodh. Tani për tani, kodi është shumë themelor dhe mund t'i shtoj veçori në të ardhmen. Nëse e bëj këtë, unë do të postoj një përditësim këtu dhe ndoshta do ta zhvendos kodin në github. Kur lidhni pemën, ajo do të vezullojë në jeshile të kuqe, blu dhe të bardhë dhe pastaj do të fillojë të qarkullojë nëpër spektrin e ngjyrave të ngjyrave. Ju mund të ndryshoni kolormodet me shtypjet e butonave.

Deri më tani, kodi përmban 3 mënyra:

• 0: Joaktiv
• 1: Mënyra Rainbow: Ecni me biçikletë përmes spektrit të ngjyrave të ngjyrave
• 2: Mënyra e fiksimit të ngjyrave

Mund të kaloni midis koloreve duke mbajtur butonin për më shumë se gjysmë sekonde. Nëse ka sukses, pema do të ndizet e bardhë numrin e herëve të deklaruara para modalitetit të mësipërm. Në modalitetin e ngjyrave fikse, një shtypje e shkurtër e butonit (më pak se gjysmë sekonde) do të kalojë nëpër 7 ngjyra të ndryshme të përcaktuara në kod. Nëse shtypja e butonit nuk pranohet (shtypja e shkurtër e butonit funksionon vetëm në modalitetin e ngjyrave fikse) pema do të ndizet si kur lidhet për herë të parë. Ndjehuni të lirë të ndryshoni kodin sipas gjykimit tuaj.

Hapi 9: Shijoni

Ajo që mbetet për të bërë është të gjeni një vend të ëmbël për pemën tuaj të telit RGB-LED të sapokrijuar dhe ta shijoni atë. Në tërësi, krijimi i kësaj peme më mori rreth 8-10 orë të shpërndarë në disa ditë. Disa nga gjërat më konsumuese të kohës si gërshetimi dhe përdredhja e telit të argjendtë rreth degëve që bëra kur shikoja TV.

Ju mund të pyesni veten pse nuk ka fotografi të pemës që shkëlqen me ngjyrë të kuqe. Simplyshtë thjesht sepse ndërsa jam duke shkruar këtë udhëzues unë jam duke pritur për një dërgesë elektronike që më duhet për të montuar kontrolluesin. Për shkak të kësaj, unë përdor kontrolluesin nga pema ime e parë RGB-LED për fotografitë. Sidoqoftë, LED-të në pemën RGB-LED i bazova këto udhëzime në nevoja për vlera më të ulëta të rezistencës për të kuqen dhe prandaj drita e kuqe është shumë e zbehtë.