Ombrella LED me Arduino: 14 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:35

Ombrella LED me Arduino kombinon një ombrellë, një matricë LED 8x10 dhe një mikrokontrollues Arduino për të krijuar një përvojë LED të kontrollueshme dhe të programueshme në privatësinë e ombrellës tuaj. Ky projekt u frymëzua nga Electric Umbrella nga sockmaster dhe një numër udhëzimesh të matricës LED në këtë faqe, veçanërisht ky shumë i plotë nga barney_1.

Bëhuni gati të Pimp My ombrella! Çdokush që ndërmerr këtë projekt duhet të ketë qasje në mjetet standarde të saldimit - pincë, prerës diagonale, prerës teli dhe shirita, hekur dhe saldim, multimetër - dhe të ketë përvojë duke punuar me Arduino. Konfigurimi i Arduino nuk është i vështirë dhe një program që përfshin disa animacione të ndryshme të LED -ve përfshihet në këtë udhëzues. Video është në rrugë! Kodi shembull (shiko hapin e fundit) është gjithashtu në rrugë, gjithashtu. Kodi që kam nuk përfiton nga çelësi i butonit dhe unë jam duke punuar në këtë tani.

Hapi 1: Pjesët

Ka shumë pak pjesë për këtë projekt dhe ato janë kryesisht të përgjithshme. Ato mund të merren lehtësisht nga çdo numër shitësish online - Adafruit Industries, DigiKey, Jameco dhe All Electronics, ndër shumë të tjera. Zëvendësoni siç duket e arsyeshme. Elektronikë 1 x Mikrokontrollues-Arduino Diecimilia 1 x Umbrella 1 x MIC2981-grup me 8 kanale, tension të lartë, burim me rrymë të lartë-576-1158-ND1 x Protoshield për Arduino me pjatë të vogël-Adafruit Industries 80 x LED - shumë opsione janë të mundshme 8 x rezistorë - varet nga zgjedhja e LED dhe tensionit të burimit Wire Shumë tela nevojiten për këtë projekt. Çdo brinjë e ombrellës ka një tel të zi (për katodat e LED -ve) dhe çdo rreth LED rreth ombrellës kërkon një gjatësi të plotë të telit të kuq (për anodat e LED -ve). Disa janë gjithashtu të nevojshme për t'i kthyer skajet e zinxhirëve përsëri në Arduino. Teli i zi 24 këmbë për zinxhirët katodë (ndiqni brinjët në qendër) 70 metra tela të kuq për unazat anodë (unazat rreth ombrellës) Të ndryshme tituj standardë meshkuj - Tub i tkurrjes së nxehtësisë 1/16 - nevojiten rreth shtatë metra tub Ndërprerësi prekës -Off-MomPatience … dhe aftësitë e saldimit. Matrica e LED-ve duhet të ndërtohet me kujdes dhe anodat dhe katodat të izolohen nga njëra-tjetra me tuba të tkurrjes së nxehtësisë. Kjo mund të zgjasë pak.

Hapi 2: Mendimet e mëvonshme - Paralajmëruar Paraprakisht

Umbrella Mos përdorni ombrellën tuaj më të mirë! Ose edhe ombrellën më të mirë të dikujt tjetër. Çadra është e përkushtuar ndaj projektit dhe, ndërkohë që mund të nxirrni matricën LED jashtë, nuk do ta dëshironi deri sa të keni mbaruar. Vendosja Megjithëse LED -të ofrojnë një përvojë të personalizueshme nën ombrellën, ato nuk janë veçanërisht të dukshme nga jashtë /mbi ombrellë. Konsideroni nëse doni LED në pjesën e jashtme të ombrellës. Ato do të ishin shumë më të dukshme dhe instalimi do të ishte shumë më i lehtë. Ju do të duhet të bëni vrima në pëlhurë për të futur telat poshtë në Arduino. Stili në këtë rast tejkalon hidroizolimin. LEDs Zgjidhni një ngjyrë të bukur para se të kushtoni shumë kohë për ta bërë këtë gjë. LEDs me sa duket janë më të lira në eBay sesa përmes katalogëve, kështu që eksploroni opsionet tuaja. Wire Teli më i vogël ose tela me shumë fije është ndoshta më i mirë se tela e fortë AWG xxx. Kam përdorur tela të ngurta dhe e bën palosjen e ombrellës pothuajse të pamundur. Gjithashtu, unë nuk do të përdor tela të kuq për unazat e anodës. Unë do të kisha zgjedhur një ngjyrë të errët që është më pak e dukshme.

Hapi 3: Konsideratat e Dizajnit

Arduino Zgjodha të përdor Arduino dhe jo një mikrokontrollues tjetër Atmel AVR për ta bërë këtë projekt të arritshëm. Me Arduino, nuk ka nevojë të hartoni një bord të personalizuar dhe programimi dhe personalizimi është shumë më i lehtë me platformën Arduino. Disavantazhi i vetëm i Arduino është se është i madh dhe nuk përshtatet mirë në një ombrellë. Përfitimet, megjithatë, tejkalojnë kostot. Ky projekt bazohet në Arduino Diecimilia, por (mendoj) pinoutet janë të njëjta në versionet më të reja. Në çdo rast, nëse ndërmerrni këtë projekt, sigurohuni që të keni një kuptim të qartë të gjendjeve dhe kunjave të modelit Arduino që po përdorni. Kjo do të bëjë çdo ndryshim midis asaj që përshkruhet këtu dhe asaj që duhet të bëni për tu zbatuar lehtë. MIC2981 Çipi MIC2981 nga Micrel mund të fuqizojë 8 zinxhirë LED. Kjo do të thotë që 8 rreshtave/unazave rrethore të dhjetë LED -ve që shkojnë rreth ombrellës i kanë anodat e tyre të lidhura me MIC2981 (një kunj që fuqizon çdo rresht/unazë) dhe LED -të në zinxhirët përgjatë brinjëve (kolonat) kanë katodat e tyre të lidhura me një kunj në Arduino. Kjo lejon mundësinë që 10 LED në një rresht/unazë të jenë njëkohësisht të ndezura me rrymë të mjaftueshme për t'i ndriçuar në mënyrë uniforme. Ky çip aktualisht nuk përdoret në këtë projekt. Kam në plan ta përdor atë për të fuqizuar dhe ndriçuar unazat LED. Proto Shield për Arduino nga AdaFruit Industries Unë e përdor këtë protoshield me një dërrasë të vogël buke në mënyrë që të mund ta shkëpus Arduino -n nga ombrellë për projekte të tjera. Tabela e vogël e bukës ka hapësirë të mjaftueshme për lidhjet e nevojshme për këtë projekt.

Hapi 4: MockUp

Në mënyrë që të sigurohem se e kam kuptuar se si duhet të fabrikohet grupi LED, bëra një grup 3x3 për të parë nëse bashkimi dhe programimi do të funksiononin. Ata vepruan! Kështu që vendosa të vazhdoj me projektin. Nëse jeni të sigurt që e kuptoni grupin LED, kaloni këtë hap. Përndryshe, investoni disa LED, disa tela, mbështjellës të tkurrur dhe rreth një orë në krijimin e grupit 3x3 dhe testimin e tij. Detajet e krijimit të grupit janë në hapat e mëposhtëm, por janë të zbatueshme për modelin.

Për të krijuar matricën LED 3x3, ndiqni dhe modifikoni hapat Marrja e matricës LED që përshkruajnë matricën e plotë. Kodi i mostrës më poshtë për modelin nuk përfiton nga MIC2981 (e kam shkruar para se të kisha një:-). Çdo LED ndriçohet me radhë. Kjo funksionon për një grup 3x3, por nuk shkallëzohet mirë. [Në fakt, ajo shkallëzohet mirë në matricën e plotë, por LED -të janë pak të zbehtë.]

Hapi 5: Bërja e Matricës LED - Përgatitja e Pjesëve

LED Përgatitni LED -të duke përkulur prizat e tyre. Në vijim orientohen LED me skajet e tyre të sheshta të drejtuara në të njëjtin drejtim. Zgjedhja është arbitrare, por standardizimi i një orientimi zvogëlon rrezikun e gabimit. Mbajeni LED me anën e tij të sheshtë (ana katodike) e kthyer në të djathtë. Përkulni katodën drejt jush. Kjo i tregon katodat në tokë, drejtimi që kërkon të rrjedhë energjia elektrike:-). Krijoni kthesën rreth 1-2 mm nën pjesën e poshtme të LED. Kjo do të lejojë që LED të qëndrojë krenar për tela. Anoda do të përkulet në të majtë pasi katodat të jenë ngjitur në vend. Kjo do të parandalojë konfuzionin kur bashkoni. Të dy kabllot duhet të formojnë një kënd të drejtë me katodën që drejtohet nga ju dhe anodën drejtuar nga e majta juaj. Tubi i shiritit të nxehtësisë Pritini dy tuba 1/2 "të gjatë prej 1/16" të tkurrjes së nxehtësisë për secilën LED. Kjo është njëqind e gjashtëdhjetë copë dhe kërkon rreth shtatë këmbë vetëm për këto. Pritini një tetëmbëdhjetë (18) pjesë shtesë për titujt. Tela Pritini telat e zinj të barabartë në numër me brinjët në ombrellë. Bëni ato mjaft më të gjata se brinjët në mënyrë që të ketë tela të mjaftueshme për të krijuar titujt që lidhen me Arduino. Ka 8 unaza LED që shkojnë rreth ombrellës (ky është numri i kunjave dalës në MIC2981) kështu që çdo zinxhir katodë ose kolonë do të përbëhet nga 8 LED. Vendosni telat dhe shënoni vendet për LED përgjatë brinjëve. Hapësira në këtë pikë përcakton distancën midis unazave koncentrike. Zhveshni një pjesë të vogël izolimi (rreth 3mm) në secilën pikë. Pritini izolimin me shirita teli në dy vende rreth një të katërtën e një inç larg njëra-tjetrës. Pastaj shtypni izolimin me pincë dhe prejeni izolimin me një thikë shërbimi ose tërhiqeni me gishta. Në secilën hapësirë të hapur, vendosni një sasi të vogël të saldimit. Kjo është në përgatitje për bashkimin e katodave LED në këto pika.

Hapi 6: Bërja e Matricës LED - Zinxhirët Katodë

Hapi i parë në krijimin e matricës LED është ndërtimi i zinxhirëve për katodat LED. Në hapin e mëparshëm keni prerë dhjetë (ose numrin e brinjëve në ombrellën tuaj) tela të zeza dhe keni hequr izolimin në pikat ku janë ngjitur LED -et. Në këtë hap ju do të lidhni katodat e LED -ve.

Merrni një pikë të vogël saldimi në majë të hekurit tuaj. Vendoseni LED -in në mënyrë që tela të kalojë midis dy prizave të LED -it dhe aplikoni hekurin e nxehtë për të bashkuar katodën. Lidhësi në hekur dhe tela duhet të rrjedhë për të bërë një lidhje. Ju do të digjni gishtin tuaj dhe ata do t'ju ngacmojnë. Pas bashkimit, shkurtoni anodën në mënyrë që të jetë sa më e shkurtër që të jetë e mundur. Për të parandaluar qarqet e shkurtra, çdo bashkim i saldimit është i mbuluar me një pjesë të tubit të tkurrjes së nxehtësisë. Tubi duhet të aplikohet pasi të jetë bërë një lidhje dhe para se të ngjitet LED-i tjetër (ndonjë konfuzion? Së shpejti do ta kuptoni:-) kështu që rrëshqisni një pjesë tani. Nxehtësia të tkurret në vend. Përsëriteni për LED -të e mbetura në zinxhir dhe zinxhirët e mbetur. Shënim Në këtë udhëzues, zinxhirët e LED -ve që ndjekin brinjët e ombrellës quhen kolona dhe secila përfundon në një kunj të Arduino. Katodat LED janë ngjitur në këto tela (të zeza). Unazat e LED -ve që rrethojnë ombrellën quhen rreshta dhe secila fillon në një nga kunjat e daljes MIC2981. Anodat LED janë ngjitur në këto tela (të kuq).

Hapi 7: Bërja e Matricës LED - Unazat e Anodës

Ky hap është më i gjati dhe më zhgënjyesi. Hapni hapësirën ku punoni për disa ditë, ose për aq kohë sa të mund të merrni përsipër tryezën e dhomës së ngrënies.

Matrica LED plotësohet duke bashkuar anodat e LED -ve në zinxhirët katodë në rreshtat/unazat rrethore të telave të kuq. Matja në këtë fazë është disi më e komplikuar sesa për zinxhirët katodë sepse secila unazë është një rreze e ndryshme dhe hapësira LED është e ndryshme për secilën unazë. Llogaritni gjatësinë e saktë duke gjetur vendin ku secila unazë bie mbi ombrellë dhe matni distancën midis brinjëve të ombrellës. Ju gjithashtu do të përdorni këtë matje për të përcaktuar distancën në unazë. Shumëzoni këtë distancë me numrin e brinjëve dhe më pas llogaritni gjatësinë e kthimit. Çdo unazë duhet të ketë një kthim në Arduino. Unaza më e jashtme ka kthimin më të gjatë, dhe kthimet bëhen gradualisht më të shkurtra ndërsa unazat bëhen më të vogla. Pritini tetë (8) pjesë të telit të kuq me gjatësinë e duhur. Ashtu si në hapin e mëparshëm, shënoni telat në distancat e duhura, shtypni dhe hiqni izolimin dhe vendosni pak saldim në secilën hapje. Zinxhirët katodë ulen në majë të telave të kuq (kjo është arsyeja pse kthesa në prizën LED është pak më e ulët). Saldoni si më parë dhe vendosni tubat e tkurrjes së nxehtësisë mbi secilën nyje para se të kaloni në zinxhirin tjetër. Ngjitini nxehtësisht telat në këto kryqëzime për të siguruar lidhjet LED nga stresi dhe prishja. Kjo është jashtëzakonisht e rëndësishme pasi punimi i matricës në ombrellë vë një sasi të konsiderueshme stresi në nyje. Në fund të këtij hapi duhet të keni një grup rrethor të LED -ve me dy grupe telash (një e zezë, një e kuqe) që kthehen në mes të rrethit. Në hapin tjetër, ju do të bëni tituj pin për t'i bashkangjitur këto tela në Arduino dhe drejtuesin.

Hapi 8: Bërja e matricës LED - Matricë e përfunduar

Në këtë pikë ju duhet të keni një matricë LED të kompletuar. Katodat u ngjitën në telat e zeza, anodat në të kuqe. Duhet të ketë formën e një ombrellë. Gishtat tuaj ndoshta janë djegur. Familja juaj mendon se jeni të çmendur.

Versioni imitues është treguar më poshtë. Versioni i plotë është i mundimshëm në rastin më të mirë dhe unë nuk u ndal për të bërë fotografi. Shikoni fotot e ombrellës me matricën e instaluar për të parë matricën LED të përfunduar.

Hapi 9: Bërja e Matricës LED - Koka dhe Rezistorë të Pin -it

Para se të shkurtoni telat kuq e zi në gjatësi, përcaktoni se ku dhe si do ta lidhni Arduino në ombrellë. Duhet të përshtatet në hapësirën e hapur në krye. Pasi të përcaktohet, prerë telat në gjatësi dhe ngjitini ato në kokë.

Rrëshqisni pjesët e tubit të tkurrjes së nxehtësisë mbi tetë telat e kuq, ngjitini ato në një kokë me 8 kunja dhe zvogëloni tubin me nxehtësi. Sigurohuni që t'i bëni lidhjet në një mënyrë logjike. Unë e konsideroj unazën më të vogël të brendshme të jetë rreshti 1 në mënyrë që të lidhet me kunjin 1 në kokë dhe kunjin e duhur në MIC2981. Nëse bëni një gabim, ose mund të rishitni telat ose të korrigjoni kodin. Mos bëni gabim. [I grumbullova telat e anodës së bashku dhe isha shumë dembel për të zgjidhur rendin logjik. Rezulton të jetë po aq e lehtë për tu kontrolluar në kod. Shih shënimet në pjesën e programimit.] Në mënyrë të ngjashme bëni tituj për zinxhirët katodë. Këtë herë, megjithatë, vendndodhjet e kunjave në Arduino diktojnë që të bëni dy tituj. Ju gjithashtu duhet të lidhni një rezistencë të vetme në linjë. Rezistori varet nga LED dhe tensioni-konsultohuni me një llogaritës online të rezistencës LED për vlerën e duhur. Çdo kokë duhet të ketë pesë (5) kunja. Sigurohuni që t'i bëni lidhjet në një mënyrë logjike. Ngjitini nxehtë lidhjet pasi këto do të pësojnë përkulje dhe stres. Fotografia më poshtë është e modelit.

Hapi 10: Kaloni butonin për ndryshimin e programeve

Çelësi i butonit përdoret për të kaluar midis programeve. Shkakton një ndërprerje në Arduino e cila përparon numrin e programit. Arduino Diecimilia (dhe të tjerët; kontrolloni për versionin tuaj) kanë dy ndërprerje të jashtme që mund të aktivizohen në kunjat dixhitale 2 dhe 3 duke përdorur funksionin attachInterrupt (ndërprerje, funksionim, modalitet). Rezervoni pinin dixhital 3 për ndërprerësin e butonit. Kjo lë kunjat dixhitale 0, 1, dhe 2 dhe 4, 5, 6, 7, 8 si blloqe për kunjat e anodës.

Ndërprerja është vendosur të aktivizohet kur kunja 3 të ulet. Prandaj duhet të mbahet lart derisa të shtypet butoni, në të cilin kunja zbret poshtë. Kjo kërkon një rezistencë tërheqëse 10K për ta mbajtur pinin lart. Shikoni imazhin e tabelës së bukës dhe lexoni rreth rezistencave tërheqëse dhe tërheqëse.

Hapi 11: Breadboarding

Ky projekt përdor Protoshield nga Adafruit Industries me një tabelë të vogël buke (edhe pse çdo konfigurim që përshtatet në ombrellë duhet të funksionojë). Tabela e vogël e bukës ka shtatëmbëdhjetë (17) rreshta dhe ky projekt i përdor të gjitha! Vini re se bordi i bukës i treguar nuk përfshin MIC2981. Unë nuk kam një. Ende. Çadra funksionon mjaft mirë pa të, kështu që vendosa ta shkruaj këtë udhëzues para se ta marr një të tillë.

Konfigurime të ndryshme janë të mundshme, prandaj përdorni këtë si udhëzues. Vini re, megjithatë, vendndodhjen e ndërprerësit të butonit. Dy kunja në Arduino mund të konfigurohen (lehtë) si ndërprerje, dhe çelësi i butonit duhet të lidhet me njërën prej tyre. Fotografia më poshtë është pa çipin MIC2981. Unë do të ngarkoj një imazh kur të marr pjesën dhe të modifikoj bukën në përputhje me rrethanat.

Hapi 12: Testimi i Matricës LED

Kjo ndoshta është vonë në lojë për të marrë në konsideratë testimin, por më mirë vonë se sa vonë. Para se të instaloni matricën LED në ombrellë (hapi tjetër), lidhni matricën me Arduino dhe ekzekutoni kodin e testit të përfshirë më poshtë. Kodi thjesht kalon nëpër secilën LED dhe e teston atë. Nëse ndonjë lidhje është e keqe ose LED janë prishur, rregulloni ato tani, ndërsa gjithçka është e arritshme.

Kjo është gjithashtu koha për të përcaktuar se cila pin i përgjigjet cilës rreshti ose kolone. Nëse keni qenë të kujdesshëm kur bëni titujt e kunjave, tashmë e dini. Përndryshe, do t'ju duhet ta kuptoni duke ngadalësuar animacionin dhe duke përcaktuar se cila pin kontrollon cilën rresht ose kolonë. Ju vendosni një grup në kod i cili përmban numrat e pin në rendin e duhur.

Hapi 13: Montimi i LED -ve në ombrellë

Me matricën LED të kompletuar dhe titujt e pinit dhe rezistorët në vend, është koha për të përfunduar montimin. Matrica LED duhet të pozicionohet midis pëlhurës së ombrellës dhe brinjëve. Pëlhura e një ombrellë shtrihet mbi brinjët dhe zakonisht qepet në një vend për secilën brinjë. Kjo do të duhet të pritet para se e gjithë matrica LED të rrëshqasë lart midis brinjëve dhe pëlhurës. Pasi të poziciononi matricën LED, qepni përsëri atë që keni prerë. Kjo do të sigurojë matricën në ombrellë. Mos qepni përsëri nëse mendoni se mund të dëshironi të hiqni LED-të. Nuk mund ta imagjinoj pse.

Ky është një proces që kërkon shumë kohë. Nëse nuk i keni ngjitur nxehtësisht prizat LED, bëjeni tani. Nëse jo, sigurisht që do të thyeni disa LED gjatë instalimit. Kam punuar me ombrellën e varur në një shkop fshesë të varur midis dy karrigeve (pa foto:-). Çadra u mbajt e hapur nga graviteti dhe pëlhura nuk u shtrëngua fort. Mund të lëvizja. Filloni duke rrëshqitur një kolonë të plotë nën njërën nga brinjët. Përparoni atë dhe kolonën tjetër. Përsëriteni. Shtë një proces i lodhshëm. Kur të vendosni më në fund LED -të sigurohuni që brinjët të qëndrojnë në tubin e tkurrjes së nxehtësisë. Kjo do të minimizojë mundësinë e gërryerjes. Çadra nuk do të mbyllet mirë. Unë mendoj se duhet ta kisha përmendur këtë më herët. Edhe pse nuk e kam bërë ende këtë, do të qep disa sythe rreth LED -ve dhe në tegelin e pëlhurës për t'i mbajtur ato në vend. Shikoni me kujdes qepjet e paneleve dhe do të shihni pak material në të cilin mund të qepni.