RGB Pema e Fibrës Optike LED (e njohur si Projektimi Shkëndija): 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:23

E gjeni dhomën tuaj pak të shurdhër? Dëshironi t'i jepni pak shkëlqim asaj? Lexoni këtu se si të merrni një LED RGB, shtoni tela me fibra optike dhe bëjeni të SHKINELQYROJE!

Qëllimi themelor i Project Sparkle është të marrë një LED super të ndritshëm plus një kabllo me fibra optike me shkëlqim dhe ta lidhni atë me një arduino për të krijuar një efekt ndriçimi të këndshëm. Ky është një imitim i pllakave/tavaneve të yjeve me fibra optike, por i montuar vertikalisht për shkak të pamundësisë për të shpuar në tavanin tim dhe nuk përdor një ndriçues të para-prodhuar për të ndezur telat e fibrave optike. Pra, me të vërtetë është një mënyrë për të marrë efekte të ftohta të fibrave optike pa investuar në ndriçues të shtrenjtë. Lidhja e tij përmes LED me një arduino gjithashtu shton për çdo lloj personalizimi dhe përsosje ngjyrash! Më e mira e të dy botëve! Materialet: 10W LED - 5 dollarë - eBay. ** Paralajmërim, kjo është shumë e ndritshme. MOS e shikoni këtë drejtpërdrejt kur jeni ndezur. Ngjiteni atë nën një kuti për testim ose një mbulesë tjetër të përshtatshme ** Teli i shkëlqimit me fibër optike - -30 25-30 dollarë - e bleva në internet nga TriNorthLighting. Kablloja me fibër optike në përgjithësi shitet me këmbë në numra të ndryshëm të fijeve brenda kabllit. Sa më pak fije në një kabllo, në përgjithësi, aq më i trashë është secili tel individual, që do të thotë një vend fundor më i ndritshëm në përgjithësi. Kontrolloni këtë faqe për një tabelë të përshtatshme për numrin e kabllit kundrejt gjerësisë. Furnizimi me energji 12V, 2Amp - 10 dollarë - Unë kisha një të shtrirë përreth. Materialet sekrete: Shumica e këtyre pjesëve janë gjëra që njerëzit do t'i kenë përreth dhe mund të ripërdoren për projekte të tjera Arduino - 25-30 dollarë - Kam përdorur një Arduino Uno R3 Breadboard - ~ 5 dollarë Hekur për saldim - Kudo nga 10 dollarë në një renditje të madhësisë përbërësit e qarkut - secila kushton vetëm disa cent, çështja më e ndërlikuar është ndoshta se ku t’i blini ato në ditët e sotme Tela, shirita teli, prerës, etj. Tulle - 5 dollarë - blerë nga një zanat dyqan. It'sshtë materiali që kam përdorur për të thurur fijet e fibrave optike në mur

Hapi 1: Pasqyrë e Komponentëve të Qarkut

Përveç telit bazë (dhe LED) qarku ynë ka dy përbërës kryesorë: transistorë dhe rezistorë. Transistorët Pra kemi një LED 10W, kabllo të energjisë dhe arduino. Qëllimi është të lidhni LED -in në dërrasën e bukës dhe ta bashkoni arduino -n në të njëjtën dërrasë, në mënyrë që arduino të nxjerrë një vlerë dhe LED të ndizet me një shkëlqim të caktuar (që korrespondon me vlerën e dalur të arduino -s). Çështja është, arduino mund të furnizojë vetëm 5V, por LED -i ynë ka nevojë për 12V (shënim: kjo mund të ndryshojë në varësi të fuqisë LED që po përdorni). Këtu vjen furnizimi me energji elektrike. "Si do ta lidhim ndonjëherë arduino, LED dhe furnizimin me energji elektrike së bashku ?!" mund te pyesni. Përgjigja është magjike. Magjia e TRANSISTORVE! Në mënyrë të thjeshtë, një tranzistor është një përforcues ose ndërprerës. Në këtë rast ne e përdorim atë si ndërprerës. Do të lidhet në një kunj me arduino, një kunj tjetër në furnizimin me energji elektrike dhe një të tretë në LED. Kur arduino dërgon një rrymë mbi një prag të caktuar, tranzistori do të "ndizet" dhe do të lejojë që tensioni i furnizimit me energji të kalojë nëpër të, duke ndezur LED. Kur nuk ka rrymë të mjaftueshme nga arduino, transistori nuk do të lejojë që furnizimi me energji të kalojë nëpër të dhe LED do të fiket. Lloji kalues i tranzistorit njihet si një tranzistor komutues ose kryqëzues. Ka shumë lloje të ndryshme në dispozicion të cilat kanë veti të ndryshme si tensioni i nevojshëm në kunjat e tij, fitimi, etj. Unë inkurajoj këdo që është i interesuar të lexojë më shumë rreth transistorëve për të kuptuar më mirë ato. LED 10W ka gjithsej katër kunja, në njërën anë tokën dhe në anën tjetër një kunj për secilën ngjyrë. Nëse duam të jemi në gjendje të kontrollojmë secilën ngjyrë veç e veç (në mënyrë që të jemi në gjendje të shfaqim çdo kombinim ngjyrash të RGB), secila ngjyrë duhet të ketë transistorin e vet, kështu që na duhen gjithsej tre transistorë. Më shumë detaje mbi transistorët e përdorur do të jenë në hapin tjetër. Rezistorët Tani që kemi kuptuar se si të ndezim LED -in, ka një problem tjetër. E gjithë kjo fuqi nuk është domosdoshmërisht një gjë e mirë! Ne nuk duam të shkurtojmë LED -in, kështu që rezistencat duhet t'i shtohen atij. Nga katër kunjat në LED, kunja e tokëzimit nuk ka nevojë për një rezistencë pasi ajo thjesht do të tokëzohet. Por tre kunjat me ngjyra do të kenë nevojë për të paktën një rezistencë, dhe meqenëse ngjyra të ndryshme tërheqin tensione të ndryshme, ato nuk janë domosdoshmërisht të njëjtat rezistenca. "Si do t'i kuptojmë ndonjëherë këto vlera ?!" mund te pyesni. Epo përgjigja është MAGJIKE. Magjia e MATEMATIKS! (lexoni se ia vlen, ju premtoj …)

Hapi 2: Llogaritja e Komponentëve të Qarkut

Lloji i tranzistorëve Siç u tha në hapin e mëparshëm, transistorët e përdorur këtu janë të llojit kalues. Çfarë lloji specifik i tranzistorit nevojitet në një qark varet nga ajo që kërkon qarku, por në këtë qark një transistor 2N2219 është i përshtatshëm. Shënim, mund të përdorni një tranzistor të ndryshëm nga 2N2219, për sa kohë që ai ka specifikimet e duhura për qarkun në të cilin po punoni. (Transistori më i zakonshëm 2N2222 gjithashtu duhet të jetë i përshtatshëm) Në varësi të llojit të tranzistorit, tre kunjat në transistor do të jenë ose "emetues, bazë, kolektor" ose "portë, burim, kullim". Lloji 2N2219 është i mëparshmi. Ka shumë lloje të trupave të tranzistorit, kështu që për të përcaktuar se cila kunjë korrespondon me emetuesin, bazën dhe kolektorin, do të jetë koha të konsultoheni me fletën tuaj të specifikimeve! Transistorit gjithashtu i duhen dy rezistorë. Njëri lidh bazën e tranzistorit me arduino - kjo mund të jetë çdo vlerë, përgjithësisht rreth 1kΩ. Kjo përdoret në mënyrë që çdo rrymë e rreme nga arduino të mos shkaktojë që tranzistori të shkaktojë dhe ndezë aksidentalisht dritën. Rezistori i dytë i nevojshëm lidh bazën me tokën dhe në përgjithësi është një vlerë e madhe si llojet e rezistencës 10kΩ Për të lidhur furnizimin me energji elektrike në LED duhet të përdorim disa rezistorë. Çdo ngjyrë në LED ka një hyrje të ndryshme të tensionit të kërkuar. Vlerat specifike varen nga LED -i juaj i përdorur, por për një LED standard 10W këto ka të ngjarë të jenë në intervalin e duhur: E kuqe - 6-8 V e Gjelbër - 9-12 V Blu - 9-11 V Rryma e kërkuar nga LED: 3 miliAmps (mA) Tensioni i furnizimit me energji elektrike: 12 V Pra, situata është: ne po përdorim një furnizim me energji 12 V për të ndezur LED -in dhe çdo ngjyrë duhet të marrë një tension më të vogël se ai. Ne duhet të përdorim rezistorë për të ulur tensionin që çdo ngjyrë në LED në të vërtetë sheh. Për të përcaktuar vlerën e rezistencës së nevojshme është koha për të konsultuar Ligjin e Ohmit. Për shembull për ngjyrën e kuqe: Tensioni = Rryma * Rezistenca…. Rishkruaj në Rezistencë = Tensioni (rënie) / Rezistenca aktuale = 4 V / 0.3 A = 13.3Ω (Vlera e 4 V është nga 12V (furnizimi me energji elektrike) - maksimumi i intervalit të kuq (8 V)) Ende nuk kemi mbaruar Me Në varësi të llojit të rezistencës tuaj (domethënë madhësisë së saj) vetëm një sasi e caktuar fuqie mund të shpërndahet prej tij. Nëse përdorim rezistorë që nuk mund të shpërndajnë energji të mjaftueshme, ne do t'i djegim ato. Formula për të llogaritur fuqinë në rezistencë vjen nga ligji i Ohmit: është Fuqia = Tensioni * Rryma. Fuqia = 4V * 0.3 A = 1.2 W Kjo do të thotë që ne kemi nevojë për një rezistencë 13.3Ω, 1.2 W (të paktën) për t'u siguruar që LED -i ynë është i sigurt. Problemi është se rezistorët më të zakonshëm vijnë në 1/4 W ose më pak. Çfarë të bëni ?! Duke përdorur magjinë e vendosjes së rezistencave paralelisht, ne mund ta rregullojmë çështjen. Duke kombinuar katër rezistenca (1/4 W) paralelisht, shpërndarja totale e energjisë shtohet në 1 W. (Idealisht ne do të shtonim pesë rezistencë paralelisht, por meqenëse 1.2W do të shihet vetëm kur ndizet në maksimum, dhe gjen ne po përdorim pak më pak). Shtimi i rezistencave paralelisht bën që rezistenca e tyre të ulet në mënyrë proporcionale (do të thotë nëse kombinojmë katër rezistenca 13.3 Ω paralelisht rezistenca totale do të jetë vetëm ~ 3 Ω) Për të marrë rezistencën e duhur dhe shpërndarjen e fuqisë mund të kombinojmë katër rezistorë 68 Ω 1/4W në paralele. Ne e marrim këtë numër duke shumëzuar 13.3Ω me katër, që është Ω 53Ω dhe pastaj duke marrë vlerën tjetër standarde më të lartë për një rezistencë. Në përgjithësi: për të fuqizuar ngjyrën e kuqe ne duhet të përdorim ose një rezistencë 13.3Ω 1W, ose katër rezistorë 68Ω 1/4W paralelisht. Për të llogaritur rezistencën e nevojshme për ngjyrat e tjera përdorni të njëjtin proces. Përmbledhje e komponentëve të kërkuar të qarkut: 3 x tranzistorë 2N2219 3 rezistorë 1 x 1kΩ 3 rezistorë 10 x 10 kΩ E kuqe: 4 x 68Ω 1/4 W rezistorë Blu: 4 x 27Ω 1/ Rezistenca 4W E gjelbër: 4 x 27 Ω 1/4W rezistorë

Hapi 3: Skema e Qarkut / Ndërtimi i Qarkut

Pasi të keni kaluar matematikën dhe të keni mbledhur të gjitha pjesët e kërkuara, është koha t'i bashkoni ato!

Së pari merrni furnizimin me energji elektrike dhe ndërprisni çdo lidhje që ka në fund dhe izoloni telat e energjisë dhe tokëzimit. Shtoni tela të bluar në një nga binarët e dërrasës së bukës. Ngjitni tela të rrymës në saldimin e rezistorëve të nevojshëm në LED. Pastaj ndërtoni qarkun siç tregohet në diagramin e qarkut. Vini re se të gjitha bazat në qark (toka arduino, bazat e tranzistorit, bazat e furnizimit me energji elektrike), duhet të lidhen së bashku në një farë mënyre.

Hapi 4: Kodi Arduino

Ne jemi gati atje! Koha për të lidhur qarkun tonë me arduino.

Kodi këtu thjesht kalon LED RGB përmes një cikli ngjyrash (dmth. Kontrollon të gjithë ylberin). Nëse jeni njohur me arduino, atëherë kjo nuk është shumë e komplikuar. Ky kod nuk ishte shkruar fillimisht nga unë, por sinqerisht nuk mbaj mend nga e kam shkarkuar; ishte burim i hapur. Nëse më kujtohet ose nëse dikush e di burimin, do ta citoj me kënaqësi. Skica është ngjitur më poshtë. Vetëm sigurohuni që vlerat e kunjave në skicë të korrespondojnë me kunjat në arduino të përdorur për t'u lidhur me LED. E tëra që kodi bën është të dërgojë një vlerë individuale (nga 0 në 255) në secilën prej kunjave të ngjyrave LED. Nëse dëshironi që të shfaqet një ngjyrë specifike, shikoni një tabelë ngjyrash RGB // Drejton një LED RGB përmes një cikli të rrotave të ngjyrave me ndriçim int = 0; // sa e ndritshme është LED. Vlera maksimale është 255 int rad = 0; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup () {// deklaroni kunjat të jenë një dalje: pinMode (E KUQ, OUTPUT); pinMode (E gjelbër, e dalë); pinMode (BLUE, OUTPUT); } // nga 0 në 127 void displayColor (uint16_t WheelPos) {byte r, g, b; kaloni (WheelPos / 128) {rasti 0: r = 127 - WheelPos % 128; // Kuq poshtë g = WheelPos % 128; // Gjelbërimi b = 0; // blu pushim pushim; rasti 1: g = 127 - WheelPos % 128; // jeshile poshtë b = WheelPos % 128; // blu lart r = 0; // pushim i kuq jashtë pushimit; rasti 2: b = 127 - WheelPos % 128; // blu poshtë r = WheelPos % 128; // e kuqe g = 0; // pushim jeshil; } analogWrite (KUQ, r*2); analogWrite (GREEN, g*2); analogWrite (BLUE, b*2); } void loop () {displayColor (rad); vonesa (40); rad = (rad+1) % 384; }

Hapi 5: Shtimi i telave me fibër optike

Edhe nëse nuk e përfundoni këtë hap, gjëja e bukur është se tani kemi një LED të mrekullueshëm, të ndritshëm, plotësisht të personalizueshëm RGB. Zgjodha ta kombinoja me fibër optike, por me të vërtetë ju mund të bëni gjithçka që dëshironi! Bëni një qendër të vëmendjes së ëmbël? Ndizni një top disko? Kaq shumë mundësi!

Fillimisht bleva pesë këmbë me fibra 50 fije, 10 këmbë me fije 12 fije dhe 5 këmbë me fije 25 fije. Përfundova duke e përgjysmuar gjatësinë në mënyrë që të kisha më shumë pika edhe pse vetë telat ishin më të shkurtër. Zgjodha të bëj një pemë pasi nuk mund t'i montoja ato përmes një muri. Tulle ishte ngjitur në mur me çimento gome (tyl është mjaft i lehtë, kështu që shiriti mund të jetë i mjaftueshëm). Fijet janë fije përmes tylit në një model të ngjashëm me pemën. Duke përdorur një sodë të zbrazët/të tharë, LED vendoset në fund, dhe fijet shtohen në pjesën e sipërme të saj. Çështja më e madhe në këtë pikë është të përpiqesh të sigurohesh që drita të kalojë nëpër fibra në vend që të dalë përmes majës së kutisë së sodës. Mbështjellja e fibrave fort në fletë metalike mund të ndihmojë, por unë sugjeroj të provoni çfarëdo konfigurimi që mendoni se mund të funksionojë. Vendosini të gjitha këto pjesë së bashku dhe ne kemi pemën tonë!

Hapi 6: Koha e festës

Asgjë nuk mbetet për të bërë, përveçse zbeh dritat, fuqizoni arduinon dhe kënaquni me shkëlqimin e konfigurimit tonë të ri të fibrave optike!

Kam bashkangjitur edhe një video të konfigurimit. Duket më mirë personalisht, por mund ta shihni që lëviz ngadalë nëpër një rrotë me ngjyra.