Řetězec Smart Crystal Light: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Jak se blíží Vánoce a já jsem v plném výzkumu domácí automatizace a chytrých předmětů, rozhodl jsem se letos zkusit vytvořit chytrou, pěkně vypadající světelnou šňůru RGB.

Udělal jsem spoustu průzkumů o kutilských řešeních na webu, na jedné straně některé projekty sestávají z přidání relé Wifi nebo inteligentní zástrčky pro ovládání výkonu světelného řetězce, na druhé straně některé projekty používají adresovatelné LED pásky s ovladačem wifi k plnému ovládání LED diod. Líbil se mi způsob, jakým se ovladač používá k ovládání adresovatelných LED pásů, ale pro mě LED pás nevypadá dost dobře na skvělý vánoční světelný řetězec.

Trochu mi docházel čas na objednání nějaké elektronické součástky, a tak jsem se rozhodl vytvořit svůj vlastní inteligentní světelný řetězec s přizpůsobitelným a vyměnitelným difuzorem žárovky a s maximální funkcí, kterou jsem mohl dostat pomocí jediné komponenty, kterou jsem měl ve své kanceláři.

Celkově inteligentní světelný řetězec vyšel velmi dobře, použitý difuzor vypadá skvěle a funkce dané firmou Wled jsou úžasné. Svítidla si můžete opravdu plně přizpůsobit podle svých potřeb. Tento projekt ale zdaleka není dokonalý, stále ho považuji za beta verzi a je třeba na něm udělat určité vylepšení. Příště, když ho postavím, vysvětlím, co bych udělal, aby to bylo lepší.

Krok 1: Potřebné součásti a nástroje

Na tento projekt jsem použil pouze díly, které jsem měl ve své kanceláři, protože to není plně optimalizováno. Dám vám díly, které jsem použil, a také některé díly, které byste mohli použít k optimalizaci světelného pásu.

Díly:

Wemos D1mini (ESP8266)

Relé 5v 10A

• Pás WS2812b 144LED/m
• 5V napájecí zdroj
• 1000uF kondenzátor
• Odpor 470 ohmů
• 2kolíkový napájecí konektor
• 3pin datový konektor
• Knoflík
• Protoboard
• Pájka
• Vodiče 22 AWG (splétané a pružné je lepší)
• Čistý PETG
• Non Clear PETG (použil jsem bílý)

Nástroje:

• 3D tiskárna
• Páječka
• Stříhací kleště
• Pinzeta
• Multimetr
• Micro USB kabel

Volitelný:

• WS2812b s DPS
• Wled Wemos štít (skvělá hra pro kutily)
• 3 Vodičový elektrický kabel
• Horké lepidlo

Krok 2: 3D výtisky

Abych vytvořil žárovky, upravil jsem 3D model, který jsem našel na thingsiverse (zde je zdroj). Původní model byl navržen jako vánoční ozdoby. Upravil jsem to pomocí Fusion 360, abych přidal šroubový závit na spodní část dílu. Použil jsem hlavně funkci „Thread“z Fusion360 a zmenšil velikost obou nití o 0,15 mm na každé části, abych zajistil dostatečnou vůli pro kus, aby se vešel jeden do druhého.

Aby byl světelný řetězec a držel LED diody, navrhl jsem objímku s otvorem pro napájecí a datový vodič, malé vybrání pro LED z pásu ws2812b a závit, aby bylo možné přišroubovat žárovku do patice LED. Otvory pro kabeláž přes zásuvku jsou trochu volné, aby vám umožnily vložit 4 vodiče pro případ, že byste potřebovali nějaké elektrické napájení kvůli délce vašeho pásu. V tomto případě můžete mít 3 vodiče pro 5V, data a uzemnění a čtvrtý pro připojení dalších 5V pro připojení na konec vašeho pásu.

Kusy jsou vyrobeny tak, že nit sevře dráty připojené ke světlu, když jsou oba kusy utaženy dohromady, aby se zabránilo odtržení drátů při manipulaci se světelným řetězcem.

K vytištění kusů, které jsem použil:

Čirý PETG pro difuzor s výškou vrstvy 0,12 mm, 0% výplní a 2 stěnami, aby byla zachována určitá pevnost

Bílý PETG pro LED zásuvku s výškou vrstvy 0,12 mm, 100% výplň omezující světlo procházející spodní částí zásuvky

Dokázal jsem vytisknout všechny LED zásuvky na jeden tisk, protože kvalita tisku na tomto tisku není příliš důležitá.

U žárovky doporučuji vytisknout jeden po druhém. Jsou velmi tenké a jejich tisk najednou může způsobit špatnou povrchovou úpravu žárovky a dokonce i problémy se silou na závitové části.

Zde jsou 3D tištěné díly použité pro tento projekt:

www.thingiverse.com/thing:4672612

Krok 3: Příprava LED diod

V mém případě jsem použil 5V LED WS2812b, ale všimněte si, že pro tento projekt budou fungovat všechny adresovatelné LED diody.

Pokud jde o tuto část, bylo by mnohem lepší použít předem smontované samostatné kulaté desky plošných spojů ws2812b. Díky tomu bude váš světelný pás mnohem spolehlivější a usnadní montáž LED v zásuvce LED.

Používáte -li světelný proužek ws2812b stejně jako já, budete muset ze svého proužku jednu po druhé odříznout a ujistit se, že si v dalších krocích ponecháte dostatek pájecích podložek na pásku k pájení vodičů.

Pokud se vám nepodaří udržet dostatek pájecích ploch na každé LED, můžete ponechat pouze jednu přes dvě LED obětováním LED a zkrácením délky jejích pájecích plošek mezi dvěma LED.

Dále budete muset připravit všechny své dráty. Vyberte si požadovanou délku mezi dvěma žárovkami (rozhodl jsem se mít kolem 30 cm) a počtem LED diod, které chcete na svém provázku (použil jsem 20 LED diod) a odstřihněte celý svůj drát na vámi zvolenou délku. Na jednu LED budete potřebovat 3 dráty. (V mém případě jsem potřeboval 3x20 LED diod, takže 60 drátů po 30 cm). Váš napájecí adaptér bude záviset na počtu LED diod, které v pásku používáte. Při plném jasu 5V WS2812b vyžadují 60mA, musíte toto číslo vynásobit počtem LED diod, abyste měli napájecí požadavky potřebné na vašem napájecím adaptéru. V mém případě je maximální potřebný výkon 20 LED diod x 60 mA = 1200 mA. Použil jsem 5V/3A, který jsem měl kolem, ale mohl jsem použít méně výkonný napájecí zdroj.

Pokud neplánujete použít světelný proužek na pevný bílý vzor s plným jasem, váš světelný pás nikdy nebude potřebovat plný výkon. Jako vánoční osvětlení můžete uvažovat o tom, že na 40 LED diod potřebujete pouze 1 A.

Jakmile jsou všechny nařezány, můžete z každé strany odizolovat všechny dráty a pocínovat je. (To je docela dlouhý krok …)

Pokud chcete, můžete omotat vodiče 3 po 3, aby vypadaly hezky mezi LED diodami a aby byla menší pravděpodobnost, že by se zachytily ve vašem vánočním stromku.

Nyní můžete pocínovat všechny pájecí podložky na vašich LED diodách.

Když je vše v cínu, vložte LED na místo do zásuvky LED tak, aby LED směřovala nahoru.

Krok 4: Zapojení

Nyní přichází nejsložitější část projektu. Budete muset spojit všechny LED dohromady pomocí vodičů, které jste si předtím připravili.

K tomu vložte 3vodičový kabel jedním z otvorů v ponožce LED a pomocí páječky přiletujte kabely k pájecím podložkám LED. (zkuste použít velmi tenký hrot na páječku) Musíte být rychlí, když pájíte, abyste nezahřáli a nedeformovali zásuvku LED.

Chcete -li pájet své LED diody v řetězci, dávejte pozor, abyste skutečně respektovali orientaci vašich LED diod !!

Pomocí šipky na každé LED diodě můžete respektovat směr zapojení. Pokud se o to nestaráte, smažíte LED diody zapojené dozadu.

Pro ty, kteří se rozhodnou omotat vodiče, budete muset použít multimetr, abyste zjistili každý konec vodičů, které budete muset připojit k další LED. (Vždy je lepší zkontrolovat před opravou než po testování)

Ujistěte se, že je vše během procesu dobře svařeno multimetrem, abyste ověřili pájku, abyste se vyhnuli studenému nebo špatnému pájení. Špatně přivařená LED dioda bude mít za následek, že všechny LED diody budou po této ne nebo špatné funkci. Pokud máte problém, že LED nesvítí, nejprve zkontrolujte pájku (říkám to ze zkušenosti;))

Krok 5: Programování

Vybral jsem Wemos D1 mini pro ovladač, protože jsem s tou deskou už pracoval. Jsou celkem levné, spolehlivé, snadno programovatelné a obsahují Wifi anténu.

Na github jsem našel projekt WLED, je to firmware vytvořený pro ovládání LED přes wifi, přesně to, co jsem pro svůj projekt potřeboval!

WLED je opravdu skvělý firmware vyvinutý společností Aircoookie, kompatibilní s deskami Esp8266 a ESP32 a se spoustou funkcí. Například:

• Více než 100 speciálních bleskových efektů
• LED segmenty pro nastavení různých efektů a barev pro různé části LED pásku
• Webové uživatelské rozhraní pro ovládání LED diod pomocí počítače
• Smartphone App pro ovládání LED diod pomocí telefonu
• Infračervené dálkové ovládání
• Kompatibilita domácí automatizace
• Kompatibilita hlasového asistenta Alexa
• Přidání relé pro ovládání světelného výkonu
• Přidání externího tlačítka pro ovládání LED bez Wifi
• Synchronizujte více zařízení WLED prostřednictvím místní sítě

A mnohem více…

Objevte všechny možnosti na Githubu projektu:

Blikání Wled na esp8266 není tak těžké. Není potřeba nic konkrétního. Musíte pouze provést následující kroky:

Přejděte na stránku Wled Github a stáhněte si poslední firmware (https://github.com/Aircoookie/WLED/releases)

Pro Wemos D1 Mini stáhněte soubor, který končí ESP8266.bin

Přejděte na stránku Pythonu a stáhněte a nainstalujte Pytno (https://www.python.org/downloads/)

Nainstalujte si nejnovější verzi Pythonu pro svůj OS

Otevřete Terminál a použijte následující příkazy:

pip install esptool

Chcete -li zkontrolovat, zda je nástroj správně nainstalován, použijte následující příkaz:

esptool.py

Pokud máte problémy s Esptool.py, můžete zkusit stáhnout esphome-flasher. Tento instalační program dělá přesně to samé, ale používá grafické rozhraní.

Nyní můžete mini desku Wemos D1 připojit k počítači pomocí kabelu micro USB.

Po připojení použijte následující příkaz k bliknutí Wled na desce:

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

Stačí pouze nahradit soubor./WLED_X. X. X_ESP8266.bin cestou k souboru.bin, který jste si dříve stáhli.

Vaše deska Wemos by nyní měla úspěšně blikat pomocí WLED?

Krok 6: Připojení desky k WiFi

Když vaše deska bliká, po zapnutí byste měli vidět novou síť Wi-Fi s názvem WLED-AP. Zkuste se připojit k této síti Wifi a použít toto heslo:

wled1234

Budete přesměrováni na webovou stránku, stačí postupovat podle pokynů k připojení desky k domácí WiFi

Poté, co jste desku nakonfigurovali na domácí WiFi, přepněte na běžnou síť WiFi a otevřete nový prohlížeč a připojte se k názvu mDNS, který jste nastavili dříve

Měli byste být připojeni k následující webové stránce:

Krok 7: Ovládejte PCB

Tato část není podmínkou pro fungování systému. Napájecí jednotku můžete připojit pouze ke svému pásku a k Wemos D1 mini a poté pomocí kabelu připojit datový vstup z LED pásku ke kolíku D4 na Wemos D1 mini.

Chtěl jsem vyzkoušet funkci relé a fyzických tlačítek, a tak jsem vzal protoboard, abych vytvořil prototyp systému, který bude mít funkční řešení.

Použil jsem hlavně schéma zapojení, které jsem našel na WLED Wiki, a mírně ho upravil tak, aby přidalo relé a tlačítko pomocí využití GPIO uvedeného na stejné stránce WLED Wiki.

Chcete -li přidat relé do svého projektu, musíte relé zapnout pomocí 5V napájecího vedení a uzemnění a připojit GPIO12 (pin D6 na Wemos D1 mini) k příkazovému pinu vašeho relé. Na druhé straně relé připojte relé uprostřed 5V elektrického vedení připojením 5V vstupu na vstupní kolík a 5V výstupu na pin NO (Normálně otevřený) relé. Firmware WLED ve výchozím nastavení při zapnutí LED zapne pin GPIO12, připojením 5V linky na pin NO sepne relé při zapnutí LED a vypne relé při vypnutí LED (to je to chceme dosáhnout).

Pokud do svých LED diod nepoužíváte hodiny, můžete také přidat tlačítko do svého obvodu. Chcete -li propojit tlačítko, připojte jej mezi GPIO 0 (D3 na Wemos D1 mini) a zem. Tlačítko lze v rozhraní aplikace WLED nakonfigurovat tak, aby provádělo speciální akce jedním klepnutím, dvojitým klepnutím a podržením (například další efekt, přednastavený cyklus, ON/OFF).

Kondenzátor připojený k elektrickému vedení světelného pásu slouží k vyhlazení elektrického vedení a absorbování potenciálních napájecích špiček. zapojte jej za relé a co nejblíže začátku LED pásku pro lepší využití.

Rezistor na vstupu datové linky na pásku slouží k ochraně pásku LED před vypálením z tohoto vstupu. Potenciálně, pokud máte připojenou datovou linku, ale odpojenou kladnou napájecí lištu, existuje riziko pokusu o napájení LED diodou a vypálení.

Pokud máte dlouhý drátový kabel od ovladače k vaší první LED diodě, můžete použít Level Shifter, abyste měli spolehlivý datový vstup na vaší LED diodě. Pro tuto práci existují komponenty, ale můžete použít levnou alternativu pomocí jedné LED diody z pásku jako řadiče úrovně. Abyste toho dosáhli, připojte jednu z LED diod přímo na protoboard poblíž výstupu vašeho ovladače. Poté můžete připojit konektor LED pásku po této LED. Průchodem první LED diodou bude datová linka ovlivněna stejným způsobem, jako když používáte řadič úrovně. (Abyste se vyhnuli tomu, že se tato LED dioda rozsvítí spolu s LED páskem, je v předvolbách WLED LED možnost zaškrtnout a přeskočit první LED).

Jakmile je vše zapojeno, zkontrolujte si všechna připojení a pájku.

Pokud je vše v pořádku, můžete nyní připojit napájecí zdroj a LED pásek k desce s obvody.

Krok 8: Zapněte LED pro práci s WLED

Aby váš světelný pás mohl ve Wledu dobře fungovat, musíte jít do nastavení webového rozhraní, poté do předvoleb LED a zadat počet LED, které máte na svém LED řetězci.

Můžete také omezit maximální proud, který má váš světelný řetězec odebírat, aby byl váš napájecí zdroj velmi bezpečný.

Uložte svá nastavení a vraťte se na hlavní stránku, kde můžete otestovat svůj světelný pás.

Nyní si můžete vybrat různé barvy a efekty a rozsvítit svůj vánoční strom!

Úplnou wiki se seznamem všech předvoleb a možností efektů najdete na stránce Wiki projektu WLED:

Krok 9: Výsledky

Myslím, že Light Strip vyšel velmi dobře pro alfa verzi, křišťálová žárovka funguje skvěle jako difuzor s čistým PETG a ovládání nabízené softwarem WLED je úžasné. Určitě to není naposledy, co ve svém domě použiji WLED k přidání chytrého světla.

Příště se pokusím přejít na světelný pás a použiji spolehlivější součástku jako desku WS2812b a myslím, že vyzkouším štít Wled Wemos, který nabízí lépe vypadající desku plošných spojů s některými dalšími funkcemi (například pojistka pro ještě větší bezpečnost). Pokusím se také vyrobit něco vodotěsného pro další verzi, abych nabídl možnosti přidání pásu venku.

Děkujeme, že jste si přečetli tento návod, doufám, že to pro vás bylo užitečné. Tento článek aktualizuji, až bude hotová druhá verze, pokud máte zájem, sledujte nás:)