Viedā kristāla gaismas virkne: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Tuvojoties Ziemassvētkiem un pilnībā pētot pašmāju automatizāciju un viedos objektus, šogad nolēmu mēģināt izveidot gudru, glītu RGB gaismas virkni.

Es veicu daudz pētījumu par DIY risinājumiem tīmeklī, no vienas puses, daži projekti ietver Wifi releja vai viedā spraudņa pievienošanu, lai kontrolētu gaismas virknes jaudu, no otras puses, daži projekti izmanto adresējamas LED sloksnes ar wifi kontrolieri lai pilnībā kontrolētu gaismas diodes. Man patika veids, kā kontrolieri izmanto, lai kontrolētu adresējamu LED sloksni, bet man LED sloksne neizskatās pietiekami laba, lai izveidotu lielisku Ziemassvētku gaismas virkni.

Man mazliet pietrūka laika, lai pasūtītu kādu elektronisku komponentu, tāpēc es izvēlējos izveidot savu viedo gaismas virkni ar pielāgojamu un maināmu spuldzes difuzoru un ar maksimālo iespēju, ko es varētu iegūt, izmantojot tikai to komponentu, kas bija manā birojā.

Kopumā viedā gaismas virkne iznāca ļoti labi, izmantotais difuzors izskatās lieliski, un Wled programmaparatūras sniegtās funkcijas ir lieliskas. Jūs patiešām varat pilnībā pielāgot savas gaismas atbilstoši savām vajadzībām. Bet šis projekts nebūt nav ideāls, es to joprojām uzskatu par beta versiju, un ir jāveic daži uzlabojumi. Tālāk es paskaidrošu, ko es darītu, lai nākamreiz, kad to uzbūvētu, būtu labāk.

1. darbība. Nepieciešamās detaļas un rīki

Šim projektam es izmantoju tikai detaļas, kas man bija birojā, jo tas nav pilnībā optimizēts, es jums sniegšu detaļas, kuras es izmantoju, kā arī dažas detaļas, kuras jūs varētu izmantot, lai optimizētu gaismas joslu.

Daļas:

Wemos D1mini (ESP8266)

Relejs 5v 10A

• WS2812b sloksne 144LED/m
• 5V barošanas avots
• 1000uF kondensators
• 470 omu rezistors
• 2 kontaktu strāvas savienotājs
• 3 kontaktu datu savienotājs
• Poga
• Protoboard
• Lodēt
• Vadi 22 AWG (iesprostoti un elastīgāki ir labāki)
• Notīrīt PETG
• Neskaidrs PETG (es izmantoju baltu)

Rīki:

• 3D printeris
• Lodāmurs
• Griešanas knaibles
• Pincetes
• Multimetrs
• Mikro USB kabelis

Neobligāti:

• WS2812b ar PCB
• Wled Wemos vairogs (diy diy board)
• 3 Vadu elektriskais kabelis
• Karstā līme

2. darbība: 3D izdrukas

Lai izveidotu spuldzes, es modificēju 3D modeli, ko atradu vietnē thingiverse (šeit ir avots). Oriģinālais modelis bija paredzēts Ziemassvētku nūjiņām. Es to modificēju, izmantojot Fusion 360, lai detaļas apakšā pievienotu skrūves vītni. Es galvenokārt izmantoju Fusion360 funkciju "Thread" un samazināju abu pavedienu izmēru par 0,15 mm katrā daļā, lai pārliecinātos, ka ir pietiekami daudz brīvas vietas, lai gabals varētu ievietot vienu otrā.

Lai izveidotu gaismas virkni un turētu gaismas diodes, es izveidoju kontaktligzdu ar caurumu strāvas un datu vadam, nelielu padziļinājumu gaismas diodei no ws2812b sloksnes un vītni, lai spuldzi varētu ieskrūvēt LED kontaktligzdā. Caurumi elektroinstalācijai caur kontaktligzdu ir nedaudz vaļīgi, lai jūs varētu ievietot 4 vadus gadījumam, ja sloksnes garuma dēļ jums nepieciešama strāvas padeve. Šajā gadījumā jums var būt 3 vadi 5 V, datu un zemes un ceturtais, lai pievienotu vēl 5 V, lai izveidotu savienojumu ar sloksnes galu.

Gabali ir izgatavoti tā, lai pavediens savilktu ar gaismu savienotos vadus, kad abi gabali ir savilkti kopā, izvairoties no vadu noplēšanas, manipulējot ar gaismas virkni.

Lai izdrukātu manis izmantotos gabalus:

Skaidrs PETG difuzoram ar 0,12 mm slāņa augstumu, 0% pildījumu un 2 sienām, lai saglabātu zināmu izturību

Balts PETG LED ligzdai ar 0,12 mm slāņa augstumu, 100% piepildījums, lai ierobežotu gaismu, kas nāk caur kontaktligzdas dibenu

Man ir izdevies izdrukāt visu LED kontaktligzdu vienā drukā, jo šajā izdrukā drukas kvalitāte nav pārāk svarīga.

Attiecībā uz spuldzi es ieteiktu drukāt pa vienam. Tie ir ļoti plāni, un visu to drukāšana vienlaikus var izraisīt sliktu spuldzes apdari un pat dažas vītņotās daļas izturības problēmas.

Šeit ir šim projektam izmantotās 3D drukātās daļas:

www.thingiverse.com/thing:4672612

3. solis: gaismas diožu sagatavošana

Manā gadījumā es izmantoju 5V WS2812b gaismas diodes, taču ievēroju, ka šim projektam derēs visas adresējamās gaismas diodes.

Ja iespējams, šai daļai būtu labāk izmantot iepriekš samontētu atsevišķu ws2812b apaļo PCB. Tas padarītu jūsu gaismas sloksni uzticamāku un atvieglotu LED montāžu LED kontaktligzdā.

Ja jūs izmantojat gaismas sloksni ws2812b tāpat kā es, jums vajadzēs izgriezt gaismas diodi pa vienam no sloksnes, pārliecinoties, ka pieturaties pietiekami daudz no lodēšanas paliktņiem uz sloksnes, lai lodētu vadus nākamajās darbībās.

Ja jums neizdodas saglabāt pietiekami daudz lodēšanas virsmu uz katras gaismas diodes, jūs varat paturēt tikai vienu virs divām gaismas diodēm, upurējot gaismas diodi un sagriežot visu lodēšanas spilventiņu garumu starp divām gaismas diodēm.

Tālāk jums būs jāsagatavo visi vadi. Izvēlieties vajadzīgo garumu starp divām spuldzēm (es izvēlējos aptuveni 30 cm) un virkni vajadzīgo gaismas diodes uz virknes (es izmantoju 20 LED) un nogrieziet visu vadu izvēlētajā garumā. Katrā gaismas diodē jums būs jābūt 3 vadiem. (Manā gadījumā man vajadzēja 3x20LED, tātad 60 vadus pa 30 cm). Jūsu strāvas adapteris būs atkarīgs no sloksnē izmantoto gaismas diožu skaita. Ar pilnu spilgtumu 5 V WS2812b ir nepieciešami 60 mA, jums ir jāreizina šis skaitlis uz LED skaitu, lai jūsu strāvas adapterim būtu vajadzīgās jaudas prasības. Manā gadījumā maksimālā nepieciešamā jauda ir 20LEDs 60mA = 1200mA. Es izmantoju 5V/3A, kas man bija, bet es būtu varējis izmantot mazāk jaudīgu barošanas avotu.

Ja neplānojat izmantot savu gaismas joslu uz vienkrāsaina balta raksta ar pilnu spilgtumu, gaismas joslai nekad nebūs nepieciešama pilna jauda. Kā Ziemassvētku gaisma jūs varat uzskatīt, ka jums ir nepieciešams tikai 1A 40LED.

Kad tie visi ir sagriezti, varat noņemt visu vadu katru pusi un tinēt. (Tas ir diezgan garš solis …)

Ja vēlaties, varat iesaiņot vadus 3 līdz 3, lai tie izskatītos jauki starp gaismas diodēm un mazinātu iespēju iekļūt Ziemassvētku eglītē.

Tagad jūs varat izkausēt visus lodēšanas spilventiņus uz savām gaismas diodēm.

Kad viss ir alva, ievietojiet LED vietā LED kontaktligzdā ar gaismas diodi uz augšu.

4. solis: elektroinstalācija

Tagad nāk vissarežģītākā projekta daļa. Jums būs jāsaved kopā visas gaismas diodes, izmantojot iepriekš sagatavotos vadus.

Šim nolūkam ievietojiet 3 vadu kabeli caur vienu no jūsu LED zeķes caurumiem un ar lodāmuru pielodējiet kabeļus pie LED lodēšanas paliktņiem. (mēģiniet izmantot ļoti plānu galu uz lodāmura) Lodēšanas laikā jums jābūt ātram, lai nesasildītu un nedeformētu LED kontaktligzdu.

Lai lodētu savas gaismas diodes ķēdē, uzmanieties, lai patiesi ievērotu gaismas diožu orientāciju!

Jūs varat izmantot bultiņu uz katras gaismas diodes, lai pārliecinātos, ka ievērojat vadu virzienu. Ja jūs par to nerūpēsities, jūs cepsit atpakaļ pieslēgtas gaismas diodes.

Tiem, kas izvēlas ietīt vadus, jums būs jāizmanto multimetrs, lai atrastu katru vadu galu, kas jums būs jāpievieno nākamajai gaismas diodei. (Vienmēr ir labāk pārbaudīt pirms remonta pēc pārbaudes)

Pārbaudiet, vai viss ir labi metināts ar multimetru procesa laikā, lai pārbaudītu lodmetālu, lai izvairītos no aukstuma vai sliktas lodēšanas. Slikta metināta gaismas diode izraisīs visas gaismas diodes pēc šīs nedarbošanās vai sliktas darbības. Ja rodas problēma, ka LED nedeg, vispirms pārbaudiet lodmetālu (es to saku pēc pieredzes;))

5. solis: programmēšana

Kontrolierim es izvēlējos Wemos D1 mini, jo es jau strādāju ar šo plati. Tie ir diezgan lēti, uzticami, viegli programmējami un ietver Wifi antenu.

Es atradu WLED projektu vietnē github, tā ir programmaparatūra, kas paredzēta LED kontrolei pār wifi, tieši tas, kas man bija vajadzīgs manam projektam!

WLED ir patiešām lieliska programmaparatūra, ko izstrādājusi Aircoookie, kas ir saderīga ar Esp8266 un ESP32 plates un ar daudzām funkcijām. Piemēram:

• Vairāk nekā 100 īpašu zibens efektu
• LED segmenti, lai dažādām LED lentes daļām iestatītu dažādus efektus un krāsas
• Tīmekļa vadības lietotāja saskarne, lai kontrolētu gaismas diodes ar datoru
• Viedtālruņa lietotne, lai kontrolētu gaismas diodes ar tālruni
• Infrasarkanā tālvadības pults
• Saderība ar mājas automatizāciju
• Alexa balss palīga saderība
• Pievienojot releju, lai kontrolētu gaismas jaudu
• Pievienojot ārēju pogu, lai kontrolētu LED bez Wifi
• Sinhronizējiet vairākas WLED ierīces vietējā tīklā

Un vēl vairāk…

Atklājiet visas iespējas projekta Github vietnē:

Mirgot Wled uz esp8266 nav tik grūti. Nekas īpašs nav vajadzīgs. Jums tikai jāveic šādas darbības:

Dodieties uz Wled Github lapu, lai lejupielādētu pēdējo programmaparatūru (https://github.com/Aircoookie/WLED/releases)

Wemos D1 Mini lejupielādējiet failu, kas beidzas ar ESP8266.bin

Dodieties uz Python lapu, lai lejupielādētu un instalētu Pytno (https://www.python.org/downloads/)

Instalējiet jaunāko Python versiju savai OS

Atveriet termināli un izmantojiet šādas komandas:

pip instalēt esptool

Lai pārbaudītu, vai rīks ir pareizi instalēts, izmantojiet šādu komandu:

esptool.py

Ja rodas problēmas ar Esptool.py, varat mēģināt lejupielādēt esphome-flasher. Šis instalētājs dara to pašu, bet izmanto grafisko interfeisu.

Tagad jūs varat savienot savu Wemos D1 mini plati ar datoru, izmantojot mikro USB kabeli.

Kad savienojums ir izveidots, izmantojiet šo komandu, lai uz tāfeles mirgo Wled:

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

Jums tikai jāaizstāj./WLED_X. X. X_ESP8266.bin ar iepriekš lejupielādētā.bin faila ceļu.

Tagad jūsu Wemos dēlis būtu veiksmīgi jāpārklāj ar WLED?

6. darbība: dēļa pievienošana WiFi

Tagad, kad jūsu dēlis ir mirgojošs, ieslēdzot to, jums vajadzētu redzēt jaunu Wi-Fi tīklu ar nosaukumu WLED-AP. Mēģiniet izveidot savienojumu ar šo Wifi tīklu un izmantot šo paroli:

1234

Jūs tiksit novirzīts uz tīmekļa lapu, jums vienkārši jāizpilda darbības, lai savienotu dēli ar mājas WiFi

Kad esat konfigurējis tāfeli mājas WiFi, pārslēdzieties uz parasto WiFi tīklu un atveriet jaunu pārlūkprogrammu, lai izveidotu savienojumu ar iepriekš iestatīto mDNS nosaukumu.

Jums vajadzētu izveidot savienojumu ar šo tīmekļa lapu:

7. darbība: kontrolējiet PCB

Šī daļa nav prasības sistēmas darbībai. Barošanas bloku var pieslēgt tikai strēmelei un Wemos D1 mini, un pēc tam ar vadu savienot datus no LED sloksnes ar W4 D1 mini D4 tapu.

Es gribēju izmēģināt releja un fiziskās pogas funkciju, tāpēc es paņēmu prototipu, lai izveidotu sistēmas prototipu, lai iegūtu darba risinājuma pierādījumu.

Es galvenokārt izmantoju elektroinstalācijas shēmu, kuru atradu WLED Wiki, un nedaudz pārveidoju to, lai pievienotu releju un pogu, izmantojot GPIO lietojumu, kas norādīts tajā pašā WLED Wiki lapā.

Lai savam projektam pievienotu releju, jums jāpieslēdz relejs ar 5 V strāvas līniju un zemējumu un jāpievieno GPIO12 (D6 spraudnis uz Wemos D1 mini) ar sava releja komandtapu. Releja otrā pusē pievienojiet savu releju 5V strāvas līnijas vidū, pievienojot 5V ieeju ieejas tapā un 5V izeju releja NO (normāli atvērtajā) tapā. Pēc noklusējuma WLED programmaparatūra, ieslēdzot gaismas diodes, ieslēdz GPIO12 tapu, pievienojot 5V līniju uz NO tapas, jūs ieslēgsiet releju, ieslēdzot gaismas diodes, un izslēgsiet releju, izslēdzot gaismas diodes (tas ir tas, mēs vēlamies sasniegt).

Varat arī pievienot savai ķēdei pogu, ja neizmantojat pulksteni, lai kontrolētu savas gaismas diodes. Lai pieslēgtu pogu, pievienojiet to starp GPIO 0 (D3 uz Wemos D1 mini) un zemi. Šo pogu var konfigurēt lietotnes WLED saskarnē, lai veiktu īpašas darbības no viena pieskāriena, divreiz pieskarieties un turiet (piemēram, Nākamais efekts, Iepriekš iestatīts cikls, IESLĒGTS/IZSLĒGTS).

Kondensators, kas pievienots gaismas strāvas elektrolīnijai, tiek izmantots, lai izlīdzinātu elektropārvades līniju un absorbētu potenciālos strāvas pīķus. vadu pēc releja un pēc iespējas tuvāk LED sloksnes sākumam, lai to labāk izmantotu.

Līnijas datu līnijas ieejas rezistors ir paredzēts, lai aizsargātu jūsu gaismas diodes joslu, lai tā sadedzinātu no šīs ievades. Ja datu līnija ir pievienota, bet pozitīvā barošanas sliede ir atvienota, pastāv risks, ka gaismas diode tiks ieslēgta caur datu tapu un nodegs.

Ja no jūsu kontrollera līdz pirmajam LED ir garš vadu kabelis, varat izmantot līmeņa pārslēgu, lai LED virknē būtu uzticama datu ievade. Šim darbam ir izgatavotas sastāvdaļas, taču jūs varat izmantot lētu alternatīvu, izmantojot vienu gaismas diodi no sloksnes kā līmeņa pārslēdzēju. Lai sasniegtu šo mērķi, pievienojiet vienu no gaismas diodēm tieši savā protoboardā tuvu kontroliera izejai. Pēc šīs gaismas diodes jūs varat pievienot LED sloksnes savienotāju. Izejot caur priekšējo gaismas diodi, datu līnija tiks ietekmēta tāpat kā izmantojot līmeņa pārslēdzēju. (Lai izvairītos no šī gaismas diodes spilgtuma kopā ar jums LED sloksni, WLED LED preferencēs ir iespēja pārbaudīt, vai izlaist pirmo LED).

Kad viss ir pieslēgts vadam, nepieciešams laiks, lai pārbaudītu visus savienojumus un lodēt.

Ja viss ir kārtībā, tagad varat pievienot strāvas padevi un LED sloksni pie shēmas plates.

8. solis: iespējojiet gaismas diodi darbam ar WLED

Lai jūsu gaismas josla labi darbotos Wled, jums būs jāiet uz tīmekļa saskarnes iestatījumiem, pēc tam LED preferencēs un jāievada LED virkne.

Varat arī ierobežot maksimālo strāvu, ko vēlaties, lai jūsu gaismas virkne ņemtu, lai jūsu barošanas avots būtu ļoti drošs.

Saglabājiet iestatījumus un atgriezieties galvenajā lapā, lai pārbaudītu gaismas joslu.

Tagad jūs varat izvēlēties dažādas krāsas un efektu, lai izgaismotu Ziemassvētku eglīti!

Atrodiet pilnu wiki sarakstu ar visiem iepriekš iestatītajiem efektiem WLED projekta Wiki lapā:

9. darbība. Rezultāti

Es domāju, ka Light Strip iznāca ļoti labi alfa versijai, kristāla spuldze lieliski darbojas kā difuzors ar skaidru PETG, un WLED programmatūras piedāvātā vadība ir satriecoša. Protams, šī nav pēdējā reize, kad es izmantošu WLED, lai savā mājā pievienotu gudru gaismu.

Nākamreiz, kad mēģināšu uz vieglu sloksni, es izmantošu uzticamāku komponentu kā WS2812b PCB, un es domāju, ka es izmēģināšu Wled Wemos Shield, kas piedāvā labāk izskatīgu PCB ar dažām vairākām funkcijām (piemēram, drošinātājs). Es arī mēģināšu izveidot kaut ko ūdensnecaurlaidīgu nākamajai versijai, lai piedāvātu iespējas pievienot sloksni ārā.

Paldies, ka izlasījāt šo pamācību, es ceru, ka tas jums bija noderīgs. Es atjaunināšu šo rakstu, kad tiks pabeigta otrā versija, sekojiet līdzi, ja jūs interesē:)