Nepájivé světlušky / Bleskové chyby: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Chtěl jsem na Halloween na svůj dvůr přidat světlušky LED (chyby blesků, kde jsem vyrůstal), a rozhodl jsem se udělat nějaké s LED vlákny a Arduinem. Existuje mnoho podobných projektů, ale většina vyžaduje pájení a obvody. Jsou skvělé, ale rozhodl jsem se zjistit, zda je možné vše provést bez pájení, aby bylo jejich vytváření velmi jednoduché.

Také jsem napsal kód pro snadnou správu libovolného počtu světlušek, které mohou realisticky blikat.

Základním přístupem je použití LED vláken WS2811, protože jsou již vodotěsné. Jsou oblíbené pro sváteční osvětlení a kombinace čipu WS2811 a 5050 LED v nich je v podstatě kusovou verzí WS2812b nebo „Neopixels“v řeči Adafruit. Jejich další výhodou je, že pro libovolný počet LED je potřeba pouze jedna datová linka.

Napájení je velmi jednoduché - mini USB kabel k jakémukoli napájecímu bloku nebo baterii USB. Nepotřebují mnoho energie a na baterii USB vydrží dlouho.

Krok 1: Díly

Seznam dílů je záměrně jednoduchý:

- Arduino. Použil jsem Arduino Nano, protože jsou levnější a menší. Mají téměř stejné specifikace jako Arduino Uno. Ty na výše uvedeném odkazu mají pájky připájené a jsou dodávány s vodiči micro USB. Budete potřebovat mini USB kabel a některé se dodávají s propojením Nanos výše.

- Arduino Nano Terminal Shield. Toto je trik pro nepájení - k připevnění vodičů můžete použít šroubovák. Pokud chcete místo toho pájet tři vodiče, můžete to přeskočit a objednat desky Arduino Nano bez připojených kolíků, abyste mohli pájet přímo na desku Nano.

- LED diody. Použil jsem vlákna WS2811, která jsou naprogramována stejně jako LED pásy WS2812b. Jsou vodotěsné a některé jsem dostal s černými dráty, aby byly v rostlinách méně viditelné. Dodávají se také se zelenými dráty. Dodávají se s 50 LED diodami na vlákno a mají konektory, takže je můžete řetězit. Používám 100-200 LED, takže 2 až 4 z těchto vláken. Pro jednoduchost je napájím z regulátoru Arduino 5v.

- Baterie. Napájel jsem svoji libovolnou USB baterií, ale můžete ji také zapojit do jakéhokoli zdroje USB. - Základní baterie - Větší baterie - Obrovská baterie - pravděpodobně přehnané Tyto dva poslední jsou skvělé pro roboty a LED osvětlení, protože mají výstup 5 V i 12 V.

- Konektor JST - tyto jsou dodávány s vlákny LED, ale jen pro případ, že jsou to ty, které jsou potřeba.

Krok 2: Sestavení

Montáž je velmi jednoduchá.

Zapojte Arduino Nano do krytu terminálu. Podle štítků zkontrolujte, zda jsou kolíky správné - lze je zasunout zpět.

Použijte náhradní konektor JST, který je součástí LED diod. Připojte 5v a Gnd k těm pinům na Arduinu. Připojte datový řádek na pin 6 (lze v kódu změnit, pokud chcete).

LED prameny jsou dodávány s napájecími vodiči, které jsou odizolovány a pocínovány. Mohlo by dojít ke zkratu baterie, proto je odřízněte nebo přelepte páskou (nebo použijte smršťovací bužírku, pokud ji máte). Pocínované špičky jsem odřízl a jednu jsem zkrátil kratší než druhou, abych se nedotkl.

Nyní můžete pramen zapojit do Arduina.

A je to!

Počet LED a napájení

Každá z 5050 LED diod v řetězci může při plném zapnutí využívat 60 mA. Protože existují tři LED diody (červená/zelená/modrá) a každá může mít hodnotu 0-256 (v kódu), plné rozsvícení by bylo 256 + 256 + 256 = 768 pro červenou, zelenou a modrou intenzitu. V mém kódu používám 50 pro červenou, 50 pro zelenou a 0 pro modrou, takže každá na LED by spotřebovala přibližně 60mA * 100 /768 = 7,8125mA na LED, když jsou zapnuté.

Klíčem je, kolik LED diod by současně svítilo. Můj kód je právě zapíná při velmi nízkých náhodných kurzech - 5/10 000 000. V praxi jsem viděl jen několik zapnutých najednou, ale teoreticky by mohly všechny pokračovat najednou. Mohl bych přidat kód k omezení počtu najednou, ale šance jsou velmi vzdálené. Číslo zapnutí je částečně závislé na počtu LED diod a šance jsou vypočítány pro každou LED, takže když se přidají LED diody, rozsvítí se více LED diod.

Regulátor Arduino 5v může napájet asi 500mA a některé se používají pro samotné Arduino, takže je k dispozici asi 450mA. Při 7,8 mA na LED, což umožňuje zapnutí přibližně 57 LED diod, a dokonce i když LED svítí, většinou slábne nahoru nebo dolů a využívá ještě méně energie. Prakticky je napájecí adaptér Arduino USB vhodný pro mnoho LED diod.

Počet LED diod a paměť Arduino

Při kompilaci programu se 100 LED diodami Arduino IDE hlásilo, že bylo použito 21% DRAM (většinou pro stavové pole LED), u 300 LED to bylo 60%. Několik pramenů je tedy v pořádku. Pokud potřebujete mnohem více LED diod, můžete si nechat vést seznam LED, které ve skutečnosti svítí - bude mnohem efektivnější, ale s tolika vlákny narazíte také na problémy s napájením - pokles napětí a budete potřebovat techniky jako vstřikování energie. Použil jsem to v jiných Instructables, ale je to mimo rozsah tohoto rychlého projektu. Na 100-200 LED je spousta DRAM a napájení.

Krok 3: Naprogramujte Arduino

Přiložený náčrt bude blikat LED jako světlušky. Kód je trochu komentován, ale hlavní věcí je nastavit počet LED diod na počet, který používáte.

Krok 4: Umístění, výkon, odolnost proti povětrnostním vlivům

Tento projekt je napájen portem USB na Arduinu, takže lze použít jakýkoli zdroj napájení USB. Pro trvalejší zobrazení můžete použít nástěnný adaptér USB.

Pokud bude projekt nějakou dobu venku, měl by být vodotěsný. Voděodolný box na elektroniku nebo dokonce nádoba na jídlo je v pořádku.