Synchronizované LED pruhy WiFi sítě: 3 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Autor: CarlSTeleToyland Sledovat více od autora:

O: Tvůrce od dětství se všemi klasickými příznaky, stavitel robotů a produktový manažer CTO/Tech pro internetový software. Více o CarlS »

Tento projekt je sbírkou LED tyčí s individuálně ovladatelnými digitálními LED (WS2812b „Neopixels“). Umožňují provádět animace napříč nimi, aniž by je spojovaly dohromady. Pro vzájemné propojení používají WiFi Mesh a animace se přizpůsobuje tomu, že je v síti více či méně pruhů.

Inspirací bylo, aby dvojice velkých bubnů ozdobila palcáty/obušky na vánoční přehlídku. LED animace mezi nimi je synchronizována. LED diody mohou být také pásy místo pásů.

Druhé použití je pro instalaci LED art, kde nechcete vést datový vodič mezi všemi LED diodami v místnosti - vše, co musíte udělat, je zapojit jednotlivě.

U tohoto projektu nejsou připojeni k internetu. Zřídili si vlastní soukromé přístupové body WiFi a webové servery. Tento projekt tedy nezávisí na externích sítích a může běžet na vzdálených místech. Běží na 5 V, takže je lze snadno napájet externími bateriemi mobilního telefonu!

Krok 1: Díly

V projektu byly pro každý pás použity následující části:

• Nevodotěsný LED pás WS2812b. Použil jsem 30 LED/metr. Ty, které nejsou vodotěsné, mají obvykle již připevněnou oboustrannou pásku, takže se snadno montují. Budete potřebovat 1 metr na kanál, protože kanály jsou metr dlouhé. Více LED na metr je v pořádku - stačí zajistit dostatečně velký napájecí zdroj. Každá (5050) LED v těchto pásech může při plném zapnutí používat až 60 mA.
• Plastový kryt elektronického projektu 60x36x25mm - tento je dostatečně malý, aby pojal D1 Mini.
• Panelový DC konektor 5,5 mm x 2,1 mm
• Napájecí zdroj 5 V - 2 A by měl být v pořádku s 30 LED diodami po 0,06 A při plném zapnutí.
• Kabel USB na 5,5 mm x 2,1 mm, pokud chcete napájet tento projekt z baterie USB
• Deska D1 Mini ESP8266 - také k dispozici za méně, ale s delším čekáním.
• Hliníkový kanál s krytem a koncovkami pro LED pásky. Na výběr je mnoho profilů. Ten je dostatečně široký pro LED pásy WS2812b (12 mm) a nízký profil.
• Hliníková lišta - kanál je široký 17 mm, takže hliníková lišta o šířce 1/2 "je dobrá velikost. Měla by být 1/16" tlustá a 6 "dlouhá pro každou tyč, kterou vyrobíte.
• Oboustranná pěnová páska - 1/2 palce široká.
• Kondenzátor 1000 uF - doporučeno pro každý pás, aby se zabránilo poškození špiček napětí diodami LED.
• Propojovací drát. Tento silikonový drát o rozměru 26 je velmi flexibilní a pomáhá zabránit tomu, aby vodič stáhl pájecí podložky z LED pásky. Také se neroztaví, když se ho dotknete páječkou. Také jsem použil servo drát, který je také velmi flexibilní, ale silikonový drát je můj nový oblíbený drát. Budete potřebovat pouze 6 palců z každé barvy (červená, černá, žlutá).
• Propojovací vodiče - samice červený, černý a žlutý se používají k připojení k CPU. Pokud jste sebevědomí, můžete je přeskočit a připájet připojovací vodič přímo k desce.
• Rezistor 330 ohmů ke snížení šumu v datové lince LED pásky.
• Signální dioda 1N4448 nebo podobná, aby procesor 3,3 V mohl spolehlivě řídit 5v LED pásek.
• 3mm smršťovací bužírky - budete na to potřebovat jen asi 5 “.

Krok 2: Postavte tyče

Konstrukce tyčí je stejná jako v tomto předchozím Instructable. Zde jsou podobné podrobné obrázky z nedávné verze a diskusi lze nalézt na tomto jiném Instructable.

Jeden nový tip na přilepení LED diod k hliníkovému kanálu: Někdy je oboustranná páska na pásech LED o něco kratší než deska s obvody LED a v LED pásku uvidíte mírnou přezku. Pokud pásku v tomto místě jednoduše přestřihnete, položí se naplocho.

Také jsem použil několik kapek UV lepidla k zablokování napájecího drátu a všech částí LED pásku, které nezůstaly dole.

Místo řadičů Particle Photon tento projekt použil použité desky WeMos D1 Mini, založené na čipové sadě ESP8266. Ty jsou pro projekt LED pěkné a malé. Použil jsem mužské záhlaví, abych nechal místo pro ženské propojky. Obrácení konektorů se nevejde do skříně. Tento přístup je také snadno pájitelný. Také jsem použil drát s plným jádrem o rozměru 20 s krimpovanými zásuvkami a funguje to také, ale je to větší úsilí.

Tyto pruhy používají stejný obětavý přístup LED pro první LED. V praxi to opravdu není patrné. Také malá mezera mezi prvními dvěma je také téměř nepostřehnutelná

Pokud máte v úmyslu použít klipy k montáži hliníkového kanálu, hliníková lišta spojující kanál s projektovým boxem může překážet přímé montáži klipů na zeď, takže možná budete muset dát nějaké podložky nebo volnou matici pod aby je od sebe oddělili o 1/16.

Krok 3: Síťový kód

Na každé z LED lišt běží stejný kód. Základem tohoto projektu je bezbolestná knihovna Mesh na adrese https://gitlab.com/BlackEdder/painlessMesh. Tato knihovna zvládá většinu práce na nízké úrovni při vytváření přístupových bodů, webových serverů atd. Každý pruh je síťový uzel.

Síť má jeden řadič a oznámení o změně animace jsou vysílána do všech uzlů/pruhů LED. U velkých sítí mohlo dojít ke zpoždění zpráv, ale pro rozsah, ve kterém jsem pracoval, to nebylo patrné.

Při spuštění uzel předpokládá, že je to řadič, ale pak zpráva changedNodes spustí vyhodnocení. Nejnižší # čip ID v síti se stane ovladačem. To obvykle trvá sekundu nebo dvě, než se všechny uzly usadí a převezmou jeden ovladač. Mohli byste vynaložit více úsilí na rychlejší synchronizaci (mid-animation), ale tyto zprávy o změnách jsou poměrně chatrné, takže síť potřebuje trochu času, aby se usadila. V praxi, jakmile se znovu synchronizují, zůstanou velmi solidní.

U animací, které překračují pruhy, kód získá seznam uzlů, roztřídí je a poté kreslí pouze v případě, že je nakreslen aktuální uzel. Řadí se v pořadí ID čipů, takže můžete dělat animace, které budou konzistentní, bez ohledu na to, kdy se spustí. Animace se také přizpůsobí zrušeným uzlům.

Kód animace se zobrazí na třech místech. První je funkce receiveCallback, kde lišta obdržela nový animační příkaz. To je docela jednoduché - stačí nastavit velikost kroku časování pro animaci a resetovat čítače. Druhé místo je ve funkci smyčky. Tam kód zkontroluje, zda je aktuální animace hotová, a přesune se na další krok. Konečným místem pro kód animace je funkce stepAnimation, kde se provádí kreslení.

Systém používá k aktualizaci milis časovač - vyhýbá se použití funkce zpoždění, protože blokuje některé knihovny. Milis kód by se měl správně převrátit.

Všimněte si, že jsem měl problémy s knihovnou NeoPixel a bezbolestnou sítí s více než jednou LED, takže jsem přešel na FastLED.

Zde je kód na GitHib a je zde také připojen. Do značné míry ho načtete na všechny pruhy a jste připraveni začít s kódováním LED animací!