RGB-LED stieples koks: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Es vēlos dalīties ar jums savā RGB-LED stiepļu kokā. Kādu vakaru es atcerējos, ka bērnībā būvēju stiepļu kokus. Mūsdienās man ļoti patīk veidot mazus elektroniskus projektus ar arduino līdzīgiem mikrokontrolleriem, īpaši ar gaismas diodēm. Tāpēc es pie sevis nodomāju, kāpēc gan neapvienot abus, un radās ideja par LED stiepļu koku. Vispirms es pārbaudīju, vai kāds jau ir darījis kaut ko līdzīgu, bet es neatradu to, ko meklēju. Es galvenokārt varētu atrast LED stiepļu kokus, kas parāda vienu krāsu. Tā kā es domāju, ka vienas krāsas gaismas diodes ir mazliet garlaicīgas, es gribēju, lai būtu viena ar RGB gaismas diodēm, lai varētu ļaut stiepļu kokam parādīties visās varavīksnes krāsās. Tāpēc es pats sāku to veidot. Rezultātu var redzēt attēlā iepriekš. Stiepļu koks, uz kura balstīju šo pamācību, ir mans trešais. Es ceru, ka jums patiks mana pamācība, un es varu motivēt dažus no jums to izveidot pats.

Piegādes

Pašā projektā jums ir nepieciešami tikai daži materiāli un rīki:

• 10 RGB gaismas diodes (+ rezerves daļas, ja viena ir bojāta) vai vairāk, ja vēlaties
• vara stieple 0, 14 mm² (vai biezāka, bet ne pārāk bieza, jo to būs grūti pīt) ar 3 dažādu krāsu izolācijām ap 5 m vienā krāsā (LED skaits x garums no 40 līdz 50 cm)
• sudraba stieple 0, 6 mm ap 15 m (2-3 reizes lielāks par katras krāsas garumu)
• mikrokontrolleris, manā gadījumā Wemos D1 mini, bet principā visi strādās, kamēr tas iederēsies puķu podā)
• Barošanas avots (Wemos D1 mini gadījumā darbosies jebkurš micro-usb tālruņa lādētājs)
• 3 MOSFET vai tranzistori (es izmantoju n-kanālu Mosfets, bet jūs varat arī izmantot p-kanālu, ja pielāgojat ķēdi)
• Dažādu vērtību rezistori
• Siltuma saraušanās caurule vai elektriskā lente
• Puķu pods
• Karstā līme
• Akmeņi
• Mazas koka nūjas (piemēram, jaunā gada raķešu nūjas)
• Plāns koka dēlis (piemēram, koka kastes apakšā dažreiz tiek pārdoti augļi)

Neobligāti

• Piespraudes galvenes (vīriešiem un/vai sievietēm)
• Maizes dēlis

Rīki

• Lodāmurs
• Stiepļu griezējs
• Urbis
• Pincetes (pēc izvēles)
• Palīdzīga roka (pēc izvēles)
• Rotācijas rīks (pēc izvēles)

Lielākā daļa nepieciešamo lietu ir parādītas vienā no attēliem. Jūs varat tos iegādāties datortehnikas veikalos, amatniecības veikalos vai Amazon. Tomēr dažas lietas var nākt bez maksas: akmeņi, ko paņēmu no tuvējā lauka. Un koka dēlis bija atkritumi, līdz es pārstrādāju augļu kasti.

1. solis: Sagatavošana

Pirmkārt, pārliecinieties, vai visas RGB gaismas diodes darbojas, jo vēlāk ir patiešām kaitinoši nomainīt gaismas diodi. Lai pārbaudītu gaismas diodes, vienkārši pievienojiet tos strāvas avotam ar spriegumu no 3,3 līdz 5 V. Es izmantoju laboratorijas barošanas avotu, kas pielāgots 4 V. Ja jums to nav, varat izmantot sprieguma tapas uz mikrokontrollera plates vai baterijām. Parastā anoda RGB-LED gadījumā pievienojiet anodu (garāko kāju), skatiet 1. attēlu, pie sprieguma (vai "+") un vienu no atlikušajām kājām pie zemes ("-"). Gaismas diodei tagad vajadzētu iedegties vienā krāsā, skatiet 2. līdz 4. attēlu. Ja jums ir kopīgs RGB-LED katods, tas ir otrādi. Dariet to visām kājām ekv. krāsas un visas gaismas diodes. Jūs varētu saprast, ka ar fiksētu spriegumu trīs dažādas krāsas būs atšķirīgas spilgtuma. Mums tas ir jāņem vērā vēlāk.

Nākamajā solī jūs nogriežat visas kājas, izņemot RGB-LED parasto anodu, lai paliek tikai daži milimetri. Kā orientāciju es izmantoju mazo iespiedumu, ko varat redzēt pirmajā attēlā uz visām četrām kājām, skatiet 5. attēlu.

Tagad jums jāizvēlas, kuras krāsas vara stieples vēlaties kombinēt stiepļu kokam. Rakstot šo rokasgrāmatu, esmu izveidojis trīs dažādus RGB-LED stiepļu kokus. Atkarībā no puķu poda krāsas es apvienoju dažādas krāsas. Šim ar melnbaltu puķu podu es izmantoju brūnas, dzeltenas un melnas krāsas. Kad esat izlēmis, kādas krāsas izmantot, varat sākt griezt vara stieples garumā, 7. attēls. Manā gadījumā es tos nogriezu 50 cm garumā, kokam nedaudz paceļoties ap 30 cm no puķu poda. Pinot kabeļus, jūs zaudēsit kādu garumu, un vēl svarīgāk ir tas, ka elektriskajiem savienojumiem ir jāatstāj zināms garums. Tātad īkšķa noteikumam kabeļiem jābūt vismaz par 15 - 20 cm garākiem, nekā vēlaties savam kokam. Atkarībā no puķu poda lieluma šeit varat izvēlēties dažādus izmērus.

Lai sniegtu priekšstatu par manis izmantotajiem izmēriem:

Pirmais koks bija 20 cm augsts puķu podā, kura augstums un diametrs bija 10 cm. Pārējie ir apmēram 30 cm augsti puķu podā, kura augstums ir 12 cm un diametrs 13 cm.

2. solis: Vara vadu lodēšana

Lai pielodētu vara vadus pie RGB gaismas diodēm, vispirms katra stieples gals ir jānoņem ap 3-5 mm un jāuzliek tam lodēt. Ja jūs izmantojat pinumu tāpat kā es, pārliecinieties, ka atsevišķās bizītes ir savītas kopā, lai tās neizceļas. Tā kā starp gaismas diodēm ir maz vietas un vadiem nevajadzētu pieskarties viens otram. Ir ļoti svarīgi, lai krāsas vienmēr būtu pielodētas tādā pašā secībā uz gaismas diodes, pretējā gadījumā būs ļoti grūti vēlāk savienot gaismas diodes ar mikrokontrolleri.

Tālāk jūs varat pielodēt vadus pie RGB-LED. Lai to izdarītu, es piespiedu gaismas diodi ar graujošo garo kāju, parasto anodu vai katodu, pie palīdzīgas rokas, kā redzams otrajā attēlā. Atkārtojiet to visām gaismas diodēm. Pārliecinieties, ka savienojums ir saspringts, raustot vara vadus.

3. solis: Vara vadu pīšana

Pēc tam, kad pielodējāt vara vadus pie gaismas diodēm, ir laiks pīt. Ja jūs nezināt, kā pīt, vietnē YouTube ir daudz pamācību. Vienkārši meklējiet "3 pavedienu pinums". Lai pītu vadus, es atkal izmantoju palīdzīgo roku, lai noturētu gaismas diodes. Manā gadījumā pīšanas laikā palīdzīgā roka bieži slīdēja pret mani, tāpēc es to piespiedu pie galda. Tā kā pīšana ir laikietilpīga, es to darīju visvairāk, skatoties dažus seriālus. Jums vajadzētu atstāt apmēram 8-10 cm vara stieples, kas nav pīts. Lai to izdarītu, vienkārši sasieniet vadus, kad esat sasniedzis 8 cm īsāko vadu. Visiem gabaliem atlikušajam garumam jābūt vairāk vai mazāk vienādam.

4. solis: sudraba stieples lodēšana un pagriešana

Tagad jūs varat pielodēt sudraba vadu pie atlikušās gaismas diodes kājas. Lai to izdarītu, vispirms ir jāapgriež gabals. Gabaliņa garumam vajadzētu būt divreiz lielākam par vara stieplēm plus 20 cm, atkarībā no tā, cik stingri to vēlāk savērpsiet. Ja jūs veicat lielāku vērpjot uz cm, protams, jums ir nepieciešams vairāk stieples garuma nekā ar mazāk vērpjot uz cm. Manā gadījumā tas nozīmē 120 cm gabalā. Lai pārliecinātos, cik daudz jums nepieciešams, vispirms izgrieziet tikai vienu gabalu un atcerieties tā garumu.

Pēc tam salieciet sudraba stiepli uz pusēm, izveidojot cilpu vidū, skatiet 1. attēlu. Pēc tam cilpa tiek stumta virs atlikušās gaismas diodes kājas, kopējā anoda (vai katoda). Lai to atvieglotu, jūs varat nedaudz saliekt kāju uz augšu, skatiet 2. attēlu. Pēc tam uz cilpas uzklājiet smidzinātāju ar kāju iekšpusē. Pārliecinieties, ka starp sudraba stiepli un kāju ir labs savienojums. Pēc tam jūs varat nogriezt izliekto kājas daļu un, iespējams, nogriezt griešanas asās malas.

Kad esat pielodējis sudraba stiepli vietā, varat sākt to savīt ap pītajiem vara vadiem, līdz mezgls no iepriekšējā soļa. Sudraba stieplei jābūt vismaz tikpat garai kā vara stieples, kā redzams 5. attēlā. Sudraba stieples daļa, kas izvirzīta aiz mezgla, vēlāk kļūs par stiepļu koka saknēm. Nav svarīgi, vai dažas sudraba stieples ir īsākas, bet lielākajai daļai jābūt tikpat garām kā vara stieples. Atkarībā no rezultāta tagad varat pielāgot nākamo sudraba vadu garumu, kas izriet no pirmā stieples garuma, vai atstāt to tādu, kāds tas ir. Tagad atkārtojiet to visām atlikušajām gaismas diodēm. Galu galā jums ir saišķis šo "filiāļu".

5. solis: stieples koka salikšana

Lai saliktu stiepļu koku, vispirms salieciet visus zarus tā, lai mezgli pītās daļas galā atrastos blakus, kā redzams pirmajā attēlā. Nekā īslaicīgi salieciet tos kopā un aptuveni noformējiet savu koku pēc saviem ieskatiem. Lai projektētu koku, es izveidoju dažādu stilu zarus. Dažus es atstāju tādus, kādi tie ir, un dažus savienoju pārī, lai pārstāvētu branche dakšas. Es atzīmēju zarus, kurus vēlējos pa pāriem ar griezēju vietā, kur vēlējos, lai tie atdalās. Tad es atkal demontēju stiepļu koku un ap zariem, kas jāliek pa pāriem, uzliku sudraba stiepli. Sudraba stieples garums bija aptuveni tāds pats kā iepriekš, manā gadījumā aptuveni 120 cm. Pēdējais solis ir salikt kopā visas filiāles, pārī savienotās un vienīgās, un atkal savīt kādu sudraba stiepli, sākot no vietas, kur tās visas atdala. Šim pēdējam sudraba vadam jābūt garākajam, jo stumbram tagad ir liels diametrs. Es gāju 140 cm.

6. darbība: vadu šķirošana un elektrisko savienojumu lodēšana

Tagad, kad esat pabeidzis koka stumbru, ir pienācis laiks sakārtot vadus. Sāciet ar sudraba stieplēm, jo tās ir vismazāk kustamās. Vispirms novietojiet 3 līdz 4 īsākos sudraba vadus taisni uz leju no bagāžnieka un savijiet tos kopā. Pārējiem vadiem vajadzētu saliekties ārā un vēlāk kļūt par saknēm. Saīsiniet no apakšas izvirzītos vadus vienādā garumā, sasniedzot vismaz 2-3 cm no koka stumbra. Pēc tam paņemiet īsu (piemēram, 10 cm) stieples gabalu, kas jāpielodē pie sudraba stieplēm, kas izvirzās no koka apakšas. Sudraba vadi vēlāk tiks pievienoti pozitīvam spriegumam. (Parasti elektronikā sarkanais vads atbilst pozitīvam spriegumam (vai Vin) un melns - negatīvam (vai GND). Bet ar RGB gaismas diodēm es parasti rezervēju sarkano vadu sarkanajai gaismas diodei, tāpēc šajā gadījumā es tāpēc izmantoju oranžu vadu) ir "vistuvāk" sarkanai.) Noņemiet vienu stieples pusi 1-2 cm un pagrieziet to ap sudraba stieplēm apakšā, kā redzams 4. attēlā, un pielodējiet tās vietā.

Pēc tam sāciet kopā šķirot dažādas stieples krāsas. Pagariniet desmit atbilstoši īsākajam uzvilkumam un noņemiet tos 1 - 2 cm un salieciet atdalīto galu kopā. Tagad vēlreiz pārbaudiet gaismas diodes, pielietojot pozitīvu spriegumu sudraba vadiem un tukšajām vara stieples daļām. Atcerieties, kura no jūsu krāsām atbilst sarkanai, zaļai vai zilai gaismai. Tagad pielodējiet zaļo vadu pie vadiem, kas kontrolē zaļās gaismas diodes un tā tālāk, tāpat kā sudraba vadiem iepriekšējā punktā. Pēdējā solī virs kailiem vara vadiem novietojiet termiski saraušanās caurules vai elektrisko lenti, lai izolētu tās no pieskaršanās un līdz ar to īssavienojuma.

Lai vēlāk kontrolētu RGB-LED vadu koku, es izmantoju standarta pogas slēdzi. Es nogriezu pogas slēdža nevajadzīgo kāju un pie pārējiem pielodēju pie vadiem. Noteikti izmantojiet pareizos, jo 2 kājas "savienojas" ar "plastmasas stieni" slēdža apakšā ir savienotas kopā.

7. solis: koka stādīšana

Kā redzams attēlos, koks ir iestādīts puķu poda iekšpusē uz koka dēļa gabala un to ieskauj akmeņi.

Lai izgatavotu koka dēli, es vispirms izmērīju puķu poda iekšējo diametru. Tad es uzzīmēju apli uz kartona gabala un izgriezu to. Tad es pārbaudīju, vai kartona aplis iederas vēlamajā puķu poda dziļumā un, ja nē, sagrieziet to nedaudz mazāku. Kad biju apmierināts, es pārnesu kartona formu uz koka dēļa un izgriezu to. Koka dēlim es izmantoju koka oranžas kastes dibenu no vietējā lielveikala. Koka plāksnei vidū ir nepieciešams caurums ar diametru 10 mm. Lai koka dēli turētu vēlamajā augstumā, es no zāģēta koka malkas zāģēju 3 mazas nūjas. Manā gadījumā tie bija 7 cm gari.

Tālāk es puķu poda apakšā izurbju caurumu, lai izvadītu strāvas kabeli, un sasmalcināju kabeļa kanālu ar rotējošu daudzfunkcionālu instrumentu, kas ir pietiekami dziļš, lai mans kabelis ļautu puķu podam apsēsties zemē. Tālāk es uzlieku karstu līmi uz abiem iepriekš zāģēto nūju galiem un ievietoju puķu podiņā, veidojot statīvu koka dēlim, uz kura sēdēt.

Tagad, kad koku var ievietot puķu podā, es sāku kārtot akmeņus ap koka stumbru. Nav svarīgi pilnībā pārklāt koka dēli ar kokiem, jo pat tad, kad atrodaties tikai pusmetra attālumā, jūs to īsti neredzat puķu podā. Noteikti atstājiet atvērtu nelielu vietu, kur varat ievietot un sasniegt pogas slēdzi, lai kontrolētu gaismas diodes. Kad biju apmierināts ar izskatu, līmēju akmeņus vietā, izmantojot karstu līmi. Pēc tam es izurbju divus mazus caurumus blakus, lai izvadītu kabeļus, kas pielodēti pie pogas slēdža, un pielīmēju pogas slēdzi vietā.

Pēdējais solis ir sakņu projektēšana. Šim nolūkam es savērpu 2 vai vairākas sudraba stieples, kas izlīda kopā ar tām, atdaloties dažādos attālumos, kā redzams 11. attēlā. Tad es saliecu saknes ap koka dēli tāpat kā 12. attēlā. Pēc tam izveidoju apli ar sudraba stiepli ka es uzlieku tiem pāri un salieku saknes ap gredzenu, kā redzams 13. attēlā, un pamazām savelku tās vienu pēc otras. Pēdējais solis ir nogriezt sudraba stieples galus, kas daudz izceļas.

8. solis: elektriskā ķēde un mikrokontrolleris

Pēdējā posmā es saliku elektrisko ķēdi. Mikrokontrolleris kontrolē RGB gaismas diodes. Tā kā mikrokontrollera GPIO nodrošina tikai 3,3 V spriegumu, ar ko nepietiek, lai dažas gaismas diodes spīdētu spoži, es savienoju mikrokontrolleri ar MOSFET, kas var pārslēgt gaismas diodes ar mikrokontrollera ieejas spriegumu, kas ir 5 V. no MOSFETs jūs varētu arī izmantot tranzistoru, bet man bija MOSFETS, kas atradās no futer projekta, tāpēc es tos izmantoju.) Tomēr dažas gaismas diodes nevar izturēt 5 V, un dažādas krāsas spīdēs dažādos spilgtumos, kad tās tiek pielietotas vienam spriegumam no 5 V. Šeit nāk rezistori. Rezistoru vērtības ir jāaprēķina katrai RGB gaismas diodes krāsai saskaņā ar datu lapu un var atšķirties atkarībā no ražotāja. Vai arī jūs varat vienkārši izmantot shēmā norādītās vērtības un pārbaudīt, vai vērtības jums palīdz. Ja nē, jūs varat nedaudz paātrināt rezistora vērtības, paaugstinot un pazeminot rezidenta vērtības, līdz visas krāsas spīd vienādi spilgti. Lai poga darbotos, ir nepieciešams pievilkšanas rezistors, pretējā gadījumā poga var tikt atklāta kā nospiesta uz visiem laikiem. Šajā gadījumā Wemos D1 mini ir iekšēji pievilkšanas rezistori, kurus var aktivizēt koda ietvaros. Ja izmantotais mikrokontrolleris to neatbalsta, ir nepieciešams ārējs pievilkšanas rezistors.

Pēc rezistoru vērtību izvēles es pielodēju visas elektroniskās detaļas uz maizes dēļa. Lai savienotu vadus, kas nāk no koka, es uz tāfeles izmantoju tēviņu galviņas un uz vadiem - sievišķās, bet jūs varētu arī pielodēt tos tieši pie tāfeles. Pirms visu savienojumu pievienošanas un ievietošanas puķu podā, programma jāatspīd uz mikrokontrollera. Pievienoju koda failu. Es ceru, ka es pietiekami daudz komentēju kodu, lai ikviens varētu saprast, kas notiek. Pašlaik kods ir ļoti vienkāršs, un nākotnē es varētu tam pievienot funkcijas. Ja es to darīšu, es ievietošu šeit atjauninājumu un, iespējams, pārvietosim kodu uz github. Pievienojot koku kontaktligzdai, tas mirgos sarkanā, zaļā, zilā un baltā krāsā, pēc tam sāks riņķot pa toņu krāsu spektru. Jūs varat mainīt krāsu modeļus, nospiežot pogas.

Šobrīd kodā ir 3 režīmi:

• 0: izslēgts
• 1: varavīksnes režīms: riteņbraukšana pa toņu krāsu spektru
• 2: fiksēts krāsu režīms

Jūs varat pārslēgties starp kolorodiem, turot nospiestu pogu ilgāk par pussekundi. Ja tas izdosies, koks mirgos baltā krāsā tik reižu, cik norādīts pirms iepriekš minētā režīma. Fiksēto krāsu režīmā īsi nospiežot pogu (mazāk nekā pussekundi), tiks pārvietotas 7 dažādas kodā definētās krāsas. Ja pogas nospiešana netiek pieņemta (īsa pogas nospiešana darbojas tikai fiksētu krāsu režīmā), koks mirgos tāpat kā tad, kad tas pirmo reizi tika pievienots. Jūtieties brīvi mainīt kodu pēc saviem ieskatiem.

9. solis: izbaudiet

Atliek atrast saldo vietu jaunizveidotajam RGB-LED stiepļu kokam un izbaudīt to. Kopumā šī koka izgatavošana man prasīja apmēram 8-10 stundas, sadalot dažas dienas. Dažas no laikietilpīgākajām lietām, piemēram, bizes pīšanu un savīšanu ap zariem, es darīju, skatoties televizoru.

Jūs varētu brīnīties, kāpēc nav attēlu, kur koks spīd sarkanā krāsā. Tas ir vienkārši tāpēc, ka, kamēr es rakstu šo pamācību, es gaidu elektronikas sūtījumu, kas nepieciešams, lai saliktu kontrolieri. Tāpēc attēliem es izmantoju kontrolieri no sava pirmā RGB-LED koka. Tomēr RGB-LED koka I gaismas diodes, pamatojoties uz šīm instrukcijām, ir nepieciešamas zemākas rezistoru vērtības sarkanai krāsai, un tāpēc sarkanā gaisma ir ļoti blāva.