Mga LEDs na Malawak na Sining sa Kapitbahayan: 5 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:09

Mayroon akong ilang mga wireless LED bar na sa palagay ko ay mailalagay ko para sa bakasyon. Ngunit, sa aking bakuran, maaari din silang i-wire. Kaya, ano ang mas malamig na hamon? Mga palamuting LED sa lahat ng mga bahay sa aking bloke na may isang naka-synchronize na display! Sa nakatutuwang taon na ito, ito ay isang paraan upang ikonekta kaming magkasama.

Ito ang mga pinalakas na LED strand ng ESP8266, at konektado sila ng WiFi mesh, kaya't lahat sila ay nagpapakita ng parehong hakbang sa pagkakasunud-sunod ng animation nang sabay. Dahil gumagamit sila ng mesh code upang kumonekta, maaari silang magkalayo ng ilang mga bahay, at ang mga mensahe ay ipinapasa mula sa node patungo sa node.

Tumatakbo ang mga ito sa 5 volts, at gumamit ako ng mga power adapter, ngunit maaari rin silang tumakbo nang sandali sa mga USB baterya din. Kaya't sila ay portable, nagpapatakbo ng kanilang sariling WiFi network na hindi nakakonekta sa Internet, at maaaring patakbuhin ang grid.

Lahat ng aming mga kapitbahay ay nasasabik na magkaroon ng pagbabahagi ng dekorasyong ito, at talagang maganda kung paano mo nakikita ang lahat sa kanila na nagpapakita ng parehong display habang naglalakad ka sa kalye. Mayroon akong ilang mga larawan dito ng ilang sa harap ng aking bahay para sa pagsubok, ngunit mahirap talagang kunan ng litrato ang mga ito sa kalye.

Hakbang 1: Mga Bahagi

ESP8266 D1 Mini - Ginamit ko ang mga module na D1 Mini dahil ang kailangan ko lang ay isang I / O pin para sa mga LED. Ang proyektong ito ay maaaring magawa nang walang paghihinang gamit ang isang terminal na kalasag tulad nito at isang iba't ibang module na ESP8266. Mayroong isang bersyon ng D1 Mini na may mas mahusay na antena - ang D1 Mini Pro. Mayroon itong ceramic antena at isang U. FL konecter para sa isang panlabas na antena, ngunit kailangan mong ilipat ang isang mount mount sa ibabaw ng 0 ohm risistor para sa panlabas na antena. Higit pang talakayan sa susunod na hakbang.

WS2811 LED Strands - Gumamit ako ng WS2811 strands dahil hindi tinatagusan ng tubig (maliban sa mga konektor ng JST) at madaling magtrabaho. Ang WS2812b "Neopixel" strips ay gagamit ng eksaktong parehong code atbp Gumamit ako ng 5v, ngunit maaari mo silang makuha sa 12v (gumamit ng mas kaunting kasalukuyang) - kakailanganin mo ng isang converter ng boltahe para sa mga ESP8266s, kung gayon. Maaari ka ring makakuha ng WS2811 LED strands na may mga waterproof na konektor kung nais mo. Ang mga LED strands na ginamit ko ay may mga konektor ng JST SM sa magkabilang dulo - ang babae ay ang input, kahit na nakita ko silang naka-wire sa kabilang paraan (lalaki bilang input). Ang direksyon ay minarkahan din sa mga LED mismo. Mayroon ding mga wires na iniksyon ng kuryente - Inilagay ko ang mga dulo upang ang mga naka-lata na bahagi ay hindi maaaring maikli. Maaari mo ring bilhin ang mga ito sa mga pack na 10.

330 Ohm 1/4 Watt Resistor - ginagamit ito sa data pin sa ESP8266 upang maiwasan ang anumang pagkutitap ng mga LED.

JST SM 3 Pin Male Connector - Ito ay upang kumonekta sa mga LED strip. Tandaan na ang konektor na "lalaki" ay may hood sa ibabaw nito.

2.1mm CCTV Babae Connector - ginagamit ang mga ito para sa power konektor. Maaari kang gumamit ng iba pang system ng konektor para dito kung nais mo.

5V Power Supply - ang amp rating ay nakasalalay sa kung gaano karaming mga LEDs ang magkakaroon ka. Ang isang 2A ay marahil OK para sa 50 o 100 LEDs na hindi kailanman ganap na nakabukas (tingnan ang hakbang sa mga kable para sa karagdagang impormasyon).

Ang JST SM 3 Pin Extension Wire o isang 2.1mm extension wire - dahil ang konektor ng JST sa D1 Mini ay malapit sa mga LED, sa pangkalahatan ay nais mo ng isang extension upang payagan ang mga LED na mailagay nang mas malayo sa CPU. Sa aking kaso, natapos ko ang paglalagay ng CPU na mas mataas sa dekorasyon upang makakuha ng mas mahusay na saklaw ng WiFi, kaya itinago ko ang CPU malapit sa mga LED at gumamit ng isang 2.1mm extension wire sa halip.

Ang USB sa 2.1mm Cable - opsyonal ito - hinahayaan kang i-power ang strand mula sa anumang mapagkukunan ng USB o baterya.

3mm Heat Shrink Tubing - kailangan mo lamang ng halos 1 nito upang masakop ang risistor sa D1 Mini.

20mm Clear Heat Shrink Tubing - ito ay bahagyang opsyonal upang maprotektahan ang mga konektor sa D1 Mini. Siguraduhin na i-clip sa paligid ng reset switch pagkatapos ng pag-apply kung ang tubing compresses ang switch.

Waterproof Box - upang maprotektahan ang suplay ng kuryente at CPU sa labas. Karamihan sa aking mga kapitbahay ay gumagamit lamang ng mga plastic bag.

1/2 "EMT conduit - isang 29" na piraso ang umaangkop sa hugis ng tubo ng kendi - Gumamit ako ng 4 na mga kurbatang zip upang mahawakan ito. Sinubukan ko ang 1/2 "PVC, at umaangkop ito, ngunit hinahawakan ang mga LED sa magkabilang panig.

3/8 "x 3 'rebar - kapag ang EMT ay nakakabit sa hugis, maaari mong bayuhan ang rebar sa lupa at ilagay ang EMT pipe sa ibabaw nito. 1/2" rebar ay magkakasya, ngunit kakailanganin mong putulin ang anumang baluktot na mga bahagi, at malapit na ito - kung ito ay na-flatten o anupaman kapag pinapalo ito, ito ay magiging masikip. Kaya, ang 3/8 "ay malamang na madaling malinis ang loob ng lapad ng EMT pipe.

Hugis ng Candy Cane - tingnan ang hakbang sa mga ito, maaari kang mag-DIY ng isang hugis, itakip sa kanila sa isang bush, o gumamit ng isang hugis na tulad nito.

Hakbang 2: Assembly Assembly

Ang controller ay binubuo ng D1 Mini (ESP8266), isang 2.1mm CCTV na babaeng power jack, isang 330 ohm risistor, at isang 3 Pin JST na lalaki na konektor.

Ang palagay para sa proyektong ito ay gagamit ka ng 50-100 LEDs. Kung nais mong gumamit ng higit pa, kakailanganin mong gumamit ng power injection upang mapagana ang lahat ng mga LED. Tingnan ang iba pang Naituturo para sa isang mas malalim na talakayan tungkol doon.

Sa 50 LEDs lahat sa buong puti, gumuhit sila ng 50 x 0.06A = 3amp. Kaya, sa isang 2A adapter, ipinapalagay namin na hindi sila magiging ganap. Para sa 100 LEDs, ang max ay 6A, kaya't higit na pag-iingat ang dapat gawin upang magkaroon lamang ng ilan sa bawat oras. Kahit na sa 100 LEDs sa 0.02A bawat isa, mayroon kaming 2 Amps na ginagamit. Kaya, isang mas mataas na kasalukuyang suplay ng kuryente ang inirerekumenda, kahit na naayos ko ang mga display upang hindi magamit ang lahat ng mga LED o kulay nang sabay-sabay, pinakalma ko sila, at nagsimula sa 2A na mga supply na may mas malaking reserbang. Ito ay isang mahusay na artikulo sa pagbawas ng mga kinakailangan sa kuryente.

Ang 330 ohm risistor na nakahanay sa data wire ay upang maiwasan ang pag-flicker mula sa elektronikong pag-ring dahil ang data ay isang medyo mataas na dalas. Ito ay higit pa sa isang kadahilanan na may maraming mga LEDs, ngunit isang mahusay na kasanayan upang idagdag ito.

Direkta akong naghinang ng risistor sa D1 Mini, ngunit iniwan ang tungkol sa 1/8 "ng tingga sa itaas ng board upang mabaluktot ko sila. Gumamit ako ng halos 1" ng 3mm na init na lumiliit sa resistor upang hindi ito maikli sa sumakay.

Gumamit ako ng 20mm malinaw na pag-urong ng init upang maprotektahan ang D1 Mini mula sa pagpindot sa metal atbp Tiyaking suriin ang reset switch sa gilid - maaaring kailanganin mong i-cut nang bahagya ang pag-init upang matiyak na hindi nito pinipigilan ang switch. Kailangan ko iyon sa aking lahat.

Tandaan na tila hindi ko kailangan ng isang shifter sa antas mula sa mga output ng 3.3V ESP8266 at mga LED na tumatakbo sa 5V (dahil ang LED chip spec ay ang magkaroon ng linya ng data na hindi mas mababa sa 70% ng supply). Kailangan ko ng isang diode / sakripisyo na LED sa mga nakaraang proyekto (Hakbang 3) na may mga piraso ng WS2812b, ngunit ang direktang mga chips ng WS2811 sa mga LED ay mukhang OK sa ngayon.

Magagawa mo ito nang walang paghihinang! Ang isang ESP8266 terminal na kalasag na may iba't ibang CPU ay gagana rin. Ang kadahilanan ng form na D1 Mini ay maganda at maliit, ngunit lahat sila ay gumagana nang pareho.

Hakbang 3: Mga Hugis

Ang mga LED strand ay maaaring maging libreng form, o maaari mo silang gawing mga hugis - alinman sa DIY, o mula sa isang online na tindahan. Nag-order ako ng ilang mga hugis mula sa HolidayCoro - ilang maliit na mga LED na puno, isang stocking, at isang tubo ng kendi. Ang stocking ay tumagal ng 50 LEDs nang maayos - ang haba ng isang strand. Ang maliit na puno ay tumatagal ng 100 LEDs, ngunit maaari mo lamang gawin ang kalahati nito kung nais mo - nakaharap sa kalye. Sa huli ang kendi ay ang paboritong kapitbahay dahil medyo malaki ito. 99 LEDs, at iniwan ko ang huling isa sa likuran na may ideya na maaari itong magamit para sa pag-debug.

Dahil ang mga hugis ay puti, nagpasya kaming magpinta ng mga guhitan sa kanila upang mas maganda ang hitsura nila sa araw. Nakatakip ako sa kanila, gumawa ng isang mabilis na pinong buhangin, isang pagpahid ng acetone (buong lakas ng pag-remover ng polish ng kuko), at ginamit ang dalawang coats ng spray pint na gumagana sa plastik. Tila sumunod ito ng maayos. Ginawa namin ang karamihan sa isang panig, at ilang sa kabilang panig para sa isang pares na bahay na mayroong 2 sa kanila.

Hakbang 4: Code at WiFi

Gumagamit ang D1 Mini ng isang module ng Espressif ESP8266. Na-program ko ito gamit ang Arduino IDE, kaya't nararamdaman na isang malakas na Arduino na may naka-built na WiFi. Maraming mga tagubilin sa Internet kung paano i-configure ang Arduino IDE para sa ESP8266 at D1 Mini kaya hindi ko na uulitin ang mga ito dito.

Ang code ay batay sa isang dating Makatuturo. Gumagamit ito ng library ng Painless Mesh upang mapag-usapan ang lahat ng mga CPU. Ginamit ko ang FastLED library dahil mayroon akong mga isyu dati sa mesh library at Neopixel library, at hindi ko muling sinubukan ang oras na ito.

Hindi ako sigurado kung ano ang maximum sa bilang ng mga node. Ang ilang mga post ay nagpapahiwatig na ito ay limitado sa pamamagitan ng bilang ng mga mensahe at mga uri ng CPU at marahil ang takip ay nasa paligid ng 30-60 node. Ang application na ito ay hindi nagpapadala ng maraming mga mensahe - ang pagbabago lamang ng animation, kahit na mayroong ilang mga awtomatikong tulad ng pagbabago ng mesh at mga mensahe sa pag-synch ng oras.

Maaari mong ikonekta ang mga LED sa D1 Mini habang naka-coding, ngunit maaaring gusto mo ng isang panlabas na supply kung mayroon kang higit sa 50 dahil posibleng lumampas ka sa supply mula sa USB port ng iyong computer at sa power regulator sa D1 Mini. Sinabi na, sa aking code na hindi binubuksan ang mga LEDs, nagawang i-program ang 100 LEDs sa koneksyon sa USB nang walang mga isyu.

Ang module ng ESP8266 ay may onboard WiFi. Dahil ang mesh code (PainlessMesh) na ginagamit namin ay lumilikha ng isang Access Point sa bawat module, ang saklaw para sa malawak na maabot ng kapitbahayan ay mahalaga. Gumamit ako ng mga korte ng tubo ng kendi, at inilagay ang CPU sa itaas upang makuha ang pinakamahusay na saklaw, at ito ay halos 50-100 talampakan - isang yard o dalawa sa aking kapitbahayan. Ang mas mataas at mas mahusay na linya ng paningin (LOS) ay nagpapabuti ng mga bagay. Ang saklaw ay tumawid sa kalye sa ilang mga kaso (higit na nakasalalay sa mga kotse na humahadlang sa LOS).

Mayroong ilang mga bahay na hindi na-synched dahil sa mga hadlang sa WiFi, ngunit ang mga ilaw ay mukhang maganda kahit na hindi na-synched. Gumawa ako ng isang "repeater" na node na may lamang D1 Mini sa isang stick na pinalakas ng isang USB baterya. Kapag inilagay sa pagitan ng mga bahay, naayos ang mga ito nang maayos. Para sa isang mas remote repeater maaari kang gumamit ng isang solar USB na baterya, kahit na hindi sila napakarga nang napakabilis.

Nakikita ko pa rin ang mga paulit-ulit na isyu sa pag-synchronize, pagkatapos ay natagpuan ang tala na ito sa pagkakaroon ng masyadong maraming mga node o pagkalat ng mga ito:

gitlab.com/p stainlessMesh/p stainlessMesh/-/wik…

Gamit ang setup na iyon, nagsimula itong gumana nang mas mahusay! Itinalaga nito ang isang partikular na node bilang pangunahing isa, kaya't ang aking code upang makipag-ayos sa node ng pagkontrol ay hindi kinakailangan, na maaaring paghiwalayin ang mata. Nag-attach ako ng na-update / kahaliling sample ng code. Kinakailangan ng pamamaraang ito na ang pangunahing node ay nasa para sa kanila upang mai-synchronize, kaya ang mesh ay hindi bilang mapagparaya sa kasalanan, ngunit gumagana nang mas mahusay kapag kumalat ang paraan ng minahan. Tiyaking i-edit ang code para sa bersyon na iyon - isang node lamang ang dapat itakda sa ugat - tingnan ang mga komento sa code.

Nagdagdag din ako ng isa pang pag-update sa variant ng SetRoot: Nagdagdag ako ng code upang i-reset ang ESP8266 kung walang mga utos sa loob ng 10 minuto. Binibigyan nito ang node ng isang pagkakataon upang tuklasin muli ang root node. Tila makakatulong ito sa ilan sa mga mas malayong mga node.

Sa pagtatapos ng panahon, nasubukan ko ang ilang mga module ng D1 Mini Pro. Mayroon silang isang ceramic antena sa pisara, at maaari mo ring gamitin ang isang konektor ng U. FL at panlabas na antena kung lumipat ka ng isang zero ohm risistor. Sinubukan ko ang isang pares na mayroong mga isyu sa pag-synch sa D1 Mini Pros sa mga ceramic antennas, at mas mahusay silang gumana. Gumawa ako ng kasunod na pagsubok sa isang node sa buong bahay ko. Batay sa mga resulta, lilipat kami sa mga module ng D1 Mini Pro na may mga ceramic antena sa susunod na taon.

Sa isang remote D1 Mini: Ang D1 Mini Pro lamang na may panlabas na antena ang nakakita dito, at mababa ang lakas ng signal

Gamit ang isang remote D1 Mini Pro na may ceramic antena: Ang D1 Mini, ang D1 Mini Pro na may ceramic antena, at ang D1 Mini Pro na may isang panlabas na antena ay nakita ito ng halos pareho ng lakas ng signal, kaya't ito ay isang pagpapabuti. Ang oryentasyon ng mga board (antennas) ay mahalaga sa isang degree

Sa pamamagitan ng isang remote D1 Mini Pro na may isang panlabas na antena: Nakita ito ng lahat ng iba pang mga board, ngunit ang lakas ng signal ay hindi mas mahusay kaysa sa mga pagsubok sa onboard ceramic antena, kaya hindi ako mag-abala sa paglipat ng mga zero ohm resistors at paglalagay ng mga antennas sa mga cane ng kendi

Hakbang 5: Pangwakas na Assembly

Kapag mayroon ka nang handa at naka-program na controller, ang kailangan mo lang gawin ay ikonekta ang mga LED sa controller gamit ang mga JST wires, at isang 5v power supply sa 2.1mm jack.

Ang extension ng JST ay dapat na kapaki-pakinabang upang panatilihing laging ang controller at power adapter mula sa mga LED. O, upang mas mataas ang CPU, naglagay ako ng isang maliit na plastic bag sa kanila na naka-secure sa isang twi-tie, at gumamit ng isang 2.1mm extension cord sa power supply.

Makakatulong ang kahon na hindi tinatagusan ng tubig na protektahan ang adapter at CPU, ngunit ang karamihan sa aking mga kapitbahay ay gumagamit ng mga simpleng plastic bag.

Pangalawang Gantimpala sa Hamon sa Bilis ng Mga Palamuti sa Holiday