LED lietussargs ar Arduino: 14 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

LED lietussargs ar Arduino apvieno lietussargu, 8x10 LED matricu un Arduino mikrokontrolleri, lai radītu kontrolējamu, programmējamu LED pieredzi jūsu lietussarga privātumā. Šo projektu iedvesmoja elektriskā lietussargs, ko radījis sockmaster, un vairāki šajā vietnē norādāmi LED matricas norādījumi, it īpaši šis ļoti pilnīgais, ko izstrādājis barney_1.

Gatavojieties Pimp My Lietussargam! Ikvienam, kas veic šo projektu, vajadzētu būt pieejamiem standarta lodēšanas rīkiem - knaiblēm, diagonālajiem griezējiem, stiepļu griezējiem un noņēmējiem, lodāmurim un lodēšanai, multimetram -, un viņiem ir pieredze darbā ar Arduino. Arduino iestatīšana nav grūta, un šajā pamācībā ir iekļauta programma, kas ietver vairākas dažādas gaismas diožu animācijas. Video ir ceļā! Arī koda paraugs (skatiet pēdējo soli) ir ceļā. Kods, kas man ir, neizmanto spiedpogas slēdzi, un es pie tā strādāju.

1. darbība: detaļas

Šim projektam ir ļoti maz daļu, un tās galvenokārt ir vispārīgas. Tos var viegli iegūt no jebkura tiešsaistes mazumtirgotāja - Adafruit Industries, DigiKey, Jameco un All Electronics. Aizstāt, kā šķiet saprātīgi. Elektronika 1 x mikrokontrolleris-Arduino Diecimilia 1 x lietussargs 1 x MIC2981-8 kanālu, augstsprieguma, lielas strāvas avota draiveru bloks-576-1158-ND1 x Protoshield Arduino ar mazu maizes dēli-Adafruit Industries 80 x LED - iespējamas daudzas iespējas 8 x rezistori - atkarīgs no gaismas diodes un avota sprieguma izvēles Šim projektam ir nepieciešams daudz vadu. Katrai lietussarga ribai ir melns vads (gaismas diodes katodiem), un katram gaismas diodes aplim ap lietussargu ir nepieciešams pilna garuma sarkans vads (gaismas diožu anodiem). Daži ir nepieciešami arī, lai ķēdes galus atdotu atpakaļ Arduino. 24 pēdu melna stieple katoda ķēdēm (sekojiet ribām līdz centram) -Off-MomPatience… un lodēšanas prasmes. Gaismas diodes matricai jābūt rūpīgi konstruētai un anodiem un katodiem jābūt izolētiem viens no otra ar termiski saraušanās caurulēm. Tas var aizņemt kādu laiku.

2. solis: pēcapziņa - iepriekš brīdināts ir apbruņots

Lietussargs Nelietojiet savu labāko lietussargu! Vai pat kāda cita labākais lietussargs. Lietussargs ir apņēmies īstenot projektu, un, lai gan jūs varētu izņemt LED matricu, jūs to nevēlaties līdz beigām. Izvietojums Lai gan gaismas diodes nodrošina personalizējamu pieredzi zem lietussarga, tās nav īpaši redzamas no ārpuses /virs lietussarga. Apsveriet, vai vēlaties, lai gaismas diodes būtu lietussarga ārpusē. Tie būtu daudz redzamāki, un uzstādīšana būtu daudz vienkāršāka. Lai vadus nogādātu Arduino, audumā vajadzētu iedurt caurumus. Stils šajā gadījumā pārspēj hidroizolāciju. LED Izvēlieties jauku krāsu, pirms veltāt daudz laika šīs lietas izgatavošanai. Gaismas diodes eBay ir acīmredzami lētākas nekā katalogi, tāpēc izpētiet savas iespējas. Vads Mazāks gabarīts vai daudzpavedienu vads, iespējams, ir labāks nekā AWG xxx cietais vads. Es izmantoju cietu stiepli, un tas padara lietussarga salocīšanu gandrīz neiespējamu. Turklāt es neizmantoju sarkano vadu anoda gredzeniem. Es būtu izvēlējies tumšāku krāsu, kas ir mazāk redzama.

3. darbība: dizaina apsvērumi

Arduino Es izvēlējos izmantot Arduino, nevis citu Atmel AVR mikrokontrolleri, lai padarītu šo projektu pieejamu. Izmantojot Arduino, nav jāveido pielāgota tāfele, un programmēšana un pielāgošana ir daudz vienkāršāka, izmantojot Arduino platformu. Vienīgais Arduino mīnuss ir tas, ka tas ir liels un labi neiederas lietussargā. Ieguvumi tomēr atsver izmaksas. Šis projekts ir balstīts uz Arduino Diecimilia, bet (es domāju) jaunākās versijās pinouts ir vienādas. Jebkurā gadījumā, ja uzņematies šo projektu, pārliecinieties, ka jums ir skaidra izpratne par jūsu izmantotā Arduino modeļa stāvokli un tapām. Tādējādi tiks viegli ieviestas izmaiņas starp šeit aprakstīto un to, kas jums jādara. MIC2981 Micrel mikroshēma MIC2981 var darbināt 8 gaismas diožu ķēdes. Tas nozīmē, ka astoņām apļveida rindām/gredzeniem no desmit gaismas diodēm, kas iet ap lietussargu, ir anodi, kas saistīti ar MIC2981 (viena tapa, kas baro katru rindu/gredzenu), un gaismas diodes ķēdēs gar ribām (kolonnām) ir savienotas ar katodiem. tapa uz Arduino. Tas pieļauj iespēju, ka 10 gaismas diodes rindā/gredzenā vienlaicīgi iedegas ar pietiekamu strāvu, lai tās vienmērīgi iedegtos. Šī mikroshēma pašlaik netiek izmantota šajā projektā. Es plānoju to izmantot, lai darbinātu un padarītu gaišāku LED gredzenus. Arduino prototipa vairogs no AdaFruit Industries Es izmantoju šo protoshield ar nelielu maizes dēli, lai es varētu atvienot Arduino no lietussarga citiem projektiem. Mazajā maizes plāksnē ir pietiekami daudz vietas šim projektam nepieciešamajiem savienojumiem.

4. solis: maketēšana

Lai pārliecinātos, ka es sapratu, kā jāizgatavo LED masīvs, es izveidoju 3x3 masīvu, lai redzētu, vai lodēšana un programmēšana darbosies. Viņi darīja! Tāpēc es nolēmu turpināt projektu. Ja esat pārliecināts, ka saprotat LED bloku, izlaidiet šo darbību. Pretējā gadījumā ieguldiet pāris gaismas diodes, dažus vadus, saraušanās aptinumu un apmēram stundu, lai izveidotu 3x3 masīvu un pārbaudītu to. Sīkāka informācija par masīva izveidi ir sniegta šādās darbībās, bet ir piemērojama maketam.

Lai izveidotu 3x3 LED matricu, izpildiet un mainiet darbības LED matricas izveide, kas apraksta pilnu matricu. Tālāk redzamajā maketa parauga kodā netiek izmantotas MIC2981 priekšrocības (es to uzrakstīju, pirms man nebija tāda:-). Katra gaismas diode iedegas pēc kārtas. Tas darbojas 3x3 masīvā, bet nav labi mērogojams. [Patiesībā tas samērā labi mērogojas līdz pilnai matricai, bet gaismas diodes ir nedaudz vājas.]

5. solis: LED matricas izgatavošana - detaļu sagatavošana

Gaismas diodes Sagatavojiet gaismas diodes, saliekot to vadus. Tālāk ir norādītas gaismas diodes, kuru plakanās malas ir vērstas vienā virzienā. Izvēle ir patvaļīga, bet orientācijas standartizēšana samazina kļūdu risku. Turiet gaismas diodi ar plakano pusi (katoda pusi) pagrieztu pa labi. Noliec katodu pret sevi. Tas norāda katodus uz zemi, elektrības plūsmas virzienu:-). Izveidojiet līkumu apmēram 1-2 mm zem gaismas diodes apakšas. Tas ļaus gaismas diodei lepoties ar vadu. Pēc katodu pielodēšanas anods būs saliekts pa kreisi. Tas novērsīs neskaidrības lodējot. Abiem vadiem jāveido taisns leņķis ar katodu, kas vērsts pret jums, un anodu pret jūsu kreiso pusi. Siltuma šķelšanas caurule Katrai gaismas diodei sagrieziet divus 1/2 collu garus 1/16 collu termosarukuma caurules. Tas ir simts sešdesmit gabali, un tiem ir vajadzīgas apmēram septiņas pēdas. Izgrieziet galvenēm vēl astoņpadsmit (18) gabalus. Vads Izgrieziet melnos vadus, kas ir vienādi ar lietussarga ribām. Padariet tos pietiekami garus par ribām, lai būtu pietiekami daudz stieples, lai izveidotu galvenes, kas savienojas ar Arduino. Ir 8 gaismas diodes, kas iet ap lietussargu (tas ir MIC2981 izejas tapu skaits), tāpēc katra katoda ķēde vai kolonna sastāvēs no 8 gaismas diodēm. Izklājiet vadus un atzīmējiet gaismas diožu atrašanās vietas gar ribām. Atstarpe šajā vietā nosaka attālumu starp koncentriskiem gredzeniem. Katrā vietā noņemiet nelielu izolācijas gabalu (apmēram 3 mm). Izgrieziet izolāciju ar stiepļu noņēmējiem divās vietās apmēram ceturtdaļas collu attālumā viens no otra. Pēc tam saspiediet izolāciju ar knaiblēm un izgrieziet izolāciju ar nazi vai izvelciet to ar pirkstiem. Katrā atvērtā vietā ielieciet nelielu daudzumu lodēšanas. Tas tiek sagatavots LED katodu lodēšanai uz šiem punktiem.

6. solis: LED matricas izveide - katoda ķēdes

Pirmais solis, lai izveidotu LED matricu, ir izveidot LED katodu ķēdes. Iepriekšējā solī jūs nogriezāt desmit melnās stieples (vai ribu skaitu) un noņemāt izolāciju vietās, kur gaismas diodes ir pielodētas. Šajā solī jūs lodēsiet gaismas diožu katodus.

Iegūstiet nelielu lodēšanas lāpstiņu uz dzelzs gala. Novietojiet gaismas diodi tā, lai vads iet starp abiem gaismas diodes vadiem, un uzklājiet karstu dzelzi katoda lodēšanai. Lodēšanai uz dzelzs un stieples vajadzētu plūst, lai izveidotu savienojumu. Jūs sadedzināsit pirkstu, un viņi jūs apmulsinās. Pēc lodēšanas sagrieziet anodu, lai tas būtu pēc iespējas īsāks. Lai novērstu īssavienojumus, katrs lodēšanas savienojums ir pārklāts ar termiski saraušanās caurules gabalu. Caurules ir jāpiemēro pēc savienojuma izveides un pirms nākamās gaismas diodes pievienošanas (rodas neskaidrības? Jūs drīz sapratīsit:-), tāpēc tagad uzvelciet gabalu. Sildiet, lai sarautos vietā. Atkārtojiet darbību ar atlikušajām gaismas diodēm ķēdē un atlikušajām ķēdēm. Piezīme. Šajā pamācībā gaismas diožu ķēdes, kas seko lietussarga ribām, sauc par kolonnām, un katra no tām beidzas ar Arduino tapu. LED katodi ir pielodēti pie šiem (melnajiem) vadiem. Gaismas diodes, kas riņķo ap lietussargu, tiek sauktas par rindām un katra sākas ar vienu no MIC2981 izejas tapām. LED anodi ir pielodēti pie šiem (sarkanajiem) vadiem.

7. solis: LED matricas izgatavošana - anoda gredzeni

Šis solis ir garākais un satraucošākais. Telpā strādājiet vairākas dienas vai tik ilgi, kamēr varat pārņemt ēdamistabas galdu.

LED matrica tiek pabeigta, lodējot gaismas diožu anodus uz katoda ķēdēm pie sarkano vadu apļveida rindām/gredzeniem. Mērīšana šajā posmā ir nedaudz sarežģītāka nekā katoda ķēdēm, jo katram gredzenam ir atšķirīgs rādiuss un gaismas diodes attālums katram gredzenam ir atšķirīgs. Aprēķiniet pareizo garumu, atrodot vietu, kur katrs gredzens nokrīt uz lietussarga, un izmēriet attālumu starp lietussarga ribām. Jūs arī izmantosit šo mērījumu, lai noteiktu gredzena atstarpi. Reiziniet šo attālumu ar ribu skaitu un pēc tam aprēķiniet atgriešanās garumu. Katram gredzenam ir jāatgriežas Arduino. Ārējam gredzenam ir visilgākā atdeve, un, gredzeniem kļūstot mazākiem, atdeve pakāpeniski saīsinās. Izgrieziet astoņus (8) atbilstoša garuma sarkanās stieples gabalus. Tāpat kā iepriekšējā solī, atzīmējiet vadus pareizajos attālumos, sasmalciniet un noņemiet izolāciju un katrā atverē ievietojiet nedaudz lodēšanas. Katoda ķēdes atrodas virs sarkanajiem vadiem (tāpēc gaismas diodes vads ir nedaudz zemāks). Lodējiet tāpat kā iepriekš un pirms pāriešanas uz nākamo ķēdi uzlieciet termiski saraušanās cauruli pār katru savienojumu. Karsti pielīmējiet vadus šajos krustojumos, lai LED vadus pasargātu no stresa un lūzumiem. Tas ir ārkārtīgi svarīgi, jo matricas ievietošana lietussargā rada ievērojamu slodzi uz locītavām. Šī soļa beigās jums vajadzētu būt apļveida gaismas diožu masīvam ar diviem vadu komplektiem (viens melns, viens sarkans), kas atgriežas apļa vidū. Nākamajā solī jūs izveidosit tapu galvenes, lai pievienotu šos vadus Arduino un draiverim.

8. solis: LED matricas izveide - pabeigta matrica

Šajā brīdī jums vajadzētu būt pabeigtai LED matricai. Katodi pielodēti pie melnajiem vadiem, anodi pie sarkanā. Tam vajadzētu būt lietussarga formai. Jūsu pirksti, iespējams, ir sadedzināti. Jūsu ģimene uzskata, ka esat traks.

Maketa versija ir parādīta zemāk. Pilna versija labākajā gadījumā ir smaga, un es neapstājos fotografēt. Apskatiet lietussarga attēlus ar uzstādītu matricu, lai redzētu gatavo LED matricu.

9. solis: LED matricas izgatavošana - tapas galvenes un rezistori

Pirms sarkano un melno vadu apgriešanas nosakiet, kur un kā jūs piestiprināsit Arduino lietussargam. Tam vajadzētu ietilpt atklātā vietā augšpusē. Kad tas ir noteikts, sagrieziet vadus garumā un pielodējiet tos pie galvenēm.

Uzbīdiet termiski saraušanās caurules gabalus uz astoņiem sarkanajiem vadiem, pielodējiet tos līdz 8 kontaktu galviņai un termiski saraujiet caurules. Noteikti izveidojiet savienojumus loģiskā veidā. Es uzskatu, ka mazākais iekšējais gredzens ir 1. rinda, tāpēc tas tiek piestiprināts galvenes 1. tapai un atbilstošajai tapai uz MIC2981. Ja kļūdāties, varat vai nu atjaunot vadus, vai arī izlabot kodu. Nekļūdieties. [Es saliku anoda vadus kopā un biju slinks, lai sakārtotu loģisko secību. Izrādās, ka kodu ir tikpat viegli kontrolēt. Skatiet piezīmes programmēšanas sadaļā.] Līdzīgi izveidojiet galvenes katoda ķēdēm. Tomēr šoreiz Arduino tapu atrašanās vietas nosaka, ka jums jāizveido divas galvenes. Jums ir arī lodēt vienu rezistoru rindā. Rezistors ir atkarīgs no gaismas diodes un sprieguma-lai uzzinātu pareizo vērtību, apmeklējiet tiešsaistes LED-rezistoru kalkulatoru. Katrai galvenei jābūt piecām (5) tapām. Noteikti izveidojiet savienojumus loģiskā veidā. Karsti pielīmējiet savienojumus, jo tie tiks saliekti un saspringti. Tālāk redzamais attēls ir makets.

10. solis: spiedpogu slēdzis programmu maiņai

Spiedpogas slēdzis tiek izmantots, lai pārslēgtos starp programmām. Tas izraisa pārtraukumu Arduino, kas palielina programmas numuru. Arduino Diecimilia (un citiem; pārbaudiet savu versiju) ir divi ārēji pārtraukumi, kurus var iespējot 2. un 3. ciparu tapās, izmantojot funkciju attachInterrupt (pārtraukums, funkcija, režīms). Rezervējiet 3. ciparu tapu spiedpogas slēdzim. Tādējādi digitālās tapas 0, 1 un 2 un 4, 5, 6, 7, 8 paliek kā bloki anoda tapām.

Pārtraukums ir aktivizēts, kad 3. tapa ir zema. Tāpēc tas ir jātur augsts, līdz tiek nospiesta poga, pie kuras tapa nokrīt. Tam nepieciešams 10K pievilkšanas rezistors, lai tapu turētu augstu. Skatiet maizes dēļa attēlu un izlasiet par uzvilkšanas un nolaišanas rezistoriem.

11. darbība

Šis projekts izmanto Adafruit Industries Protoshield ar nelielu maizes dēli (lai gan jebkurai iestatīšanai, kas ietilpst lietussargā, vajadzētu darboties). Mazajā maizes dēlī ir septiņpadsmit (17) rindas, un šis projekts izmanto visas! Ņemiet vērā, ka parādītajā maizes panelī nav iekļauts MIC2981. Man tādas nav. Tomēr. Lietussargs bez tā darbojas pietiekami labi, tāpēc pirms tā iegūšanas nolēmu uzrakstīt šo pamācību.

Ir iespējamas daudzas dažādas konfigurācijas, tāpēc izmantojiet to kā ceļvedi. Tomēr ņemiet vērā spiedpogas slēdža atrašanās vietu. Divas Arduino tapas var (viegli) konfigurēt kā pārtraukumus, un spiedpogas slēdzim ir jāpievienojas vienam no tiem. Tālāk redzamais attēls ir BEZ MIC2981 mikroshēmas. Kad es saņemšu daļu, es augšupielādēšu attēlu un attiecīgi mainīšu maizes dēli.

12. solis: LED matricas pārbaude

Tas, iespējams, ir spēles vēlu, lai apsvērtu testēšanu, bet labāk vēlu nekā par vēlu. Pirms LED matricas uzstādīšanas lietussargā (nākamais solis), pievienojiet matricu Arduino un palaidiet tālāk norādīto testa kodu. Kods vienkārši iet caur katru gaismas diodi un to pārbauda. Ja kāds savienojums ir slikts vai gaismas diodes ir salauztas, labojiet to tūlīt, kamēr viss ir pieejams.

Šis ir arī laiks, lai noteiktu, kura tapa atbilst kādai rindai vai kolonnai. Ja jūs bijāt piesardzīgs, veidojot tapas galvenes, jūs jau zināt. Pretējā gadījumā jums tas būs jāizprot, palēninot animāciju un nosakot, kura tapa kontrolē kuru rindu vai kolonnu. Jūs iestatāt masīvu kodā, kas satur pin numurus pareizā secībā.

13. darbība: gaismas diožu montāža lietussargā

Kad LED matrica ir nokomplektēta un tapu galvenes un rezistori ir savās vietās, ir pienācis laiks pabeigt montāžu. LED matrica jānovieto starp lietussarga audumu un ribām. Lietussarga audums ir izstiepts pāri ribām un parasti tiek šūts vienā vietā pie katras ribas. Tas būs jāsamazina, pirms visu LED matricu var iebīdīt starp ribām un audumu. Pēc LED matricas novietošanas nošujiet to, ko izgriezāt. Tas matricu nostiprinās lietussargā. Neuzšujiet atkārtoti, ja domājat, ka varētu vēlēties noņemt gaismas diodes. Nevaru iedomāties, kāpēc.

Tas ir ļoti laikietilpīgs process. Ja vēl neesat karsti pielīmējis LED vadus, dariet to tūlīt. Ja jūs to nedarīsit, instalēšanas laikā noteikti salauzīsiet dažas gaismas diodes. Es strādāju ar lietussargu, kas karājās pie slotas kāta, kas piekārts starp diviem krēsliem (bez attēla:-). Lietussargu turēja vaļā gravitācija, un audums nebija cieši izstiepts. Es varētu pārvietoties. Sāciet, bīdot pilnu kolonnu zem vienas no ribām. Iepriekš to un nākamo kolonnu. Atkārtojiet. Tas ir garlaicīgs process. Kad beidzot novietojat gaismas diodes, pārliecinieties, ka ribas atrodas uz termiski saraušanās caurules. Tas samazinās noberšanās iespēju. Lietussargs netiks labi aizvērts. Es domāju, ka man vajadzēja to minēt agrāk. Lai gan es to vēl neesmu izdarījis, es iešušu dažas cilpas ap gaismas diodēm un auduma šuvē, lai tās noturētu vietā. Uzmanīgi apskatiet paneļu šuves, un jūs redzēsiet mazliet materiāla, kurā varat šūt.