Smart Crystal Light String: 9 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Habang papalapit ang Pasko at buong pagsasaliksik ako sa pag-aautomat ng diy bahay at mga matalinong bagay, nagpasya ako sa taong ito na subukang gumawa ng isang matalino, maganda ang hitsura, RGB light string.

Gumawa ako ng maraming pananaliksik tungkol sa mga solusyon sa DIY sa paligid ng web, sa isang banda ang ilang mga proyekto ay binubuo ng pagdaragdag ng isang Wifi relay o smart plug upang makontrol ang lakas ng light string sa kabilang banda ang ilang mga proyekto ay gumagamit ng addressable led strips na may wifi controller upang ganap na makontrol ang mga leds. Nagustuhan ko ang paraan ng paggamit ng tagapamahala upang makontrol ang naa-address na led strip ngunit para sa akin ang isang LED strip ay hindi maganda ang hitsura para sa isang mahusay na Christmas light string.

Medyo nauubusan ako ng oras upang mag-order ng ilang elektronikong sangkap, kaya't pinili kong lumikha ng sarili kong smart light string na may napapasadyang at nababago na light bulb diffuser at sa maximum na tampok na maaari kong magamit gamit lamang ang sangkap na mayroon ako sa aking tanggapan.

Sa pangkalahatan ang smart light string ay napakahusay na lumabas, ang diffuser na ginamit ay mukhang mahusay at ang mga tampok na ibinigay ng Wled firmware ay kahanga-hanga. Maaari mo talagang ganap na ipasadya ang iyong mga ilaw na tumutugma sa iyong mga pangangailangan. Ngunit ang proyektong ito ay malayo sa pagiging perpekto, isinasaalang-alang ko pa rin ito bilang isang bersyon ng beta at kailangang gawin dito ang ilang pagpapabuti. Ipapaliwanag ko pa kung ano ang gagawin ko upang mapabuti ang paraan sa susunod na itinayo ko ito.

Hakbang 1: Kailangan ng Mga Bahagi at Mga Tool

Gumamit lamang ako ng mga bahagi na mayroon ako sa aking tanggapan para sa proyektong ito dahil hindi ito ganap na na-optimize bibigyan kita ng mga bahagi na ginamit ko at ilang bahagi din na maaari mong gamitin upang ma-optimize ang light strip.

Mga Bahagi:

Wemos D1mini (ESP8266) https://fr.aliexpress.com/wh Wholesale?catId=0&initi…

Relay 5v 10A

• WS2812b strip 144LED / m
• 5V Power Supply
• 1000uF Capacitor
• 470 Ohm risistor
• 2 pin Power Connector
• 3pin Data Connector
• Pindutan
• Protoboard
• Panghinang
• Mga wire 22 AWG (mas maiiwan ang strand at may kakayahang umangkop)
• Malinaw ang PETG
• Hindi Malinaw na PETG (Gumamit ako ng Puting isa)

Mga tool:

• 3d printer
• Panghinang
• Pagputol ng pliers
• Mga Tweezer
• Multimeter
• Micro USB cable

Opsyonal:

• WS2812b kasama ang PCB
• Wled Wemos Shield (mahusay na diy board)
• 3 Wire electrical cable
• Mainit na pandikit

Hakbang 2: Mga 3D Prints

Upang likhain ang mga ilaw na bombilya, binago ko ang isang 3D na modelo na nakita ko sa thingiverse (narito ang mapagkukunan). Ang orihinal na modelo ay idinisenyo upang maging mga bauble ng Pasko. Binago ko ito gamit ang Fusion 360 upang magdagdag ng isang thread ng tornilyo sa ilalim ng bahagi. Pangunahin kong ginamit ang pagpapaandar na "Thread" mula sa Fusion360 at binawasan ang laki ng parehong thread ng 0.15mm sa bawat bahagi upang matiyak na magkaroon ng sapat na clearance para sa piraso upang magkasya ang isa sa isa pa.

Upang makagawa ng light string at hawakan ang mga LED, nag-disenyo ako ng isang socket na may butas para sa power at data wire, isang maliit na recess para sa LED mula sa ws2812b strip at isang thread upang mai-tornilyo ang bombilya sa LED socket. Ang mga butas para sa mga kable sa pamamagitan ng socket ay medyo maluwag upang payagan kang maglagay ng 4 na mga wire kung sakaling kailangan mo ng ilang iniksyon na kuryente dahil sa haba ng iyong strip. Sa kasong ito maaari kang magkaroon ng 3 wires para sa 5V, Data at Ground at ang ika-4 na magdadala ng isa pang 5V upang kumonekta sa dulo ng iyong strip.

Ang mga piraso ay ginawa sa isang paraan na ang thread ay mai-clamp ang mga wire na konektado sa ilaw kapag ang parehong mga piraso ay hinihigpit na magkasama pag-iwas upang mapunit ang mga wire kapag nagmamanipula ng light string.

Upang mai-print ang mga piraso ng ginamit ko:

I-clear ang PETG para sa diffuser na may taas na 0.12mm layer, 0% infill at 2 pader upang mapanatili ang ilang lakas

White PETG para sa LED Socket na may taas na layer na 0.12mm, 100% Infill upang limitahan ang ilaw na dumarating sa ilalim ng socket

Nagawang mai-print ang lahat ng LED socket sa isang pag-print dahil ang kalidad ng pag-print ay hindi masyadong mahalaga sa print na ito.

Para sa bombilya ay inirerekumenda kong i-print pagkatapos isa-isa. Ang mga ito ay napaka manipis at pag-print ang lahat ng ito nang sabay-sabay ay maaaring maging sanhi ng iyong masamang tapusin sa bombilya at kahit na ilang mga isyu sa lakas sa sinulid na bahagi.

Narito ang mga naka-print na bahagi ng 3D na ginamit para sa proyektong ito:

www.thingiverse.com/thingamtu672612

Hakbang 3: Paghahanda ng LEDs

Sa aking kaso ginamit ko ang 5V WS2812b LEDS ngunit napansin na ang anumang address na LEDs ay gagana para sa proyektong ito.

Para sa bahaging ito kung maaari, mas mahusay sa paraan na gumamit ng preassembled standalone ws2812b round PCB. Gagawin nitong mas maaasahan ang iyong light strip way at gagawing mas madali ang pagpupulong ng LED sa LED socket.

Kung gumagamit ka ng isang ws2812b light strip tulad ng sa akin, kakailanganin mong i-cut ang iyong LED isa-isa mula sa iyong strip, tinitiyak na pinapanatili mo ang sapat mula sa mga solder pad sa strip upang maghinang ang iyong mga wire sa mga susunod na hakbang.

Kung hindi ka magtagumpay na mapanatili ang sapat na mga panghinang na ibabaw sa bawat LED maaari mong mapanatili ang isa lamang sa dalawang LED sa pamamagitan ng pagsakripisyo ng isang LED at pagputol ng kabuuan ng mga solder pad nito sa pagitan ng dalawang LEDs.

Susunod na ihahanda mo ang lahat ng iyong mga wire. Pumili ng haba na gusto mo sa pagitan ng dalawang bombilya (Pinili kong magkaroon ng humigit-kumulang 30cm) at isang bilang ng mga LED na nais mo sa iyong string (Gumamit ako ng 20LEDs) at gupitin ang lahat ng iyong kawad sa haba na pinili mo. Kakailanganin mong magkaroon ng 3wires bawat LED. (Sa aking kaso kailangan ko ng 3x20LEDs kaya 60 wires na 30cm bawat isa). Ang iyong power adapter ay depende sa bilang ng mga LED na iyong ginagamit sa iyong strip. Sa buong ningning 5V WS2812b ay nangangailangan ng 60mA kailangan mong i-multiply ang numerong ito bawat bilang ng LED upang magkaroon ng mga kinakailangang lakas na kinakailangan sa iyong power adapter. Sa aking kaso ang kailangan ng pinakamataas na lakas ay 20LEDs x 60mA = 1200mA. Gumamit ako ng isang 5V / 3A Mayroon akong pagtula sa paligid ngunit maaaring gumamit ako ng isang hindi gaanong malakas na power supply.

Kung hindi mo planong gamitin ang iyong light strip sa isang solidong puting pattern na may ganap na ningning ang iyong light strip ay hindi na mangangailangan ng buong lakas. Bilang isang ilaw sa Pasko maaari mong isaalang-alang na kailangan mo lamang ng 1A para sa 40LEDs.

Sa sandaling ang lahat ay pinutol na maaari mong hubarin ang bawat panig ng lahat ng iyong mga wire at i-lata ito. (Ito ay medyo isang mahabang hakbang …)

Kung nais mo maaari mong balutin ka ng wires 3 by 3 upang gawing maganda ang mga ito sa pagitan ng mga LED at gawin itong hindi gaanong malamang na umusok sa iyong Christmas tree.

Maaari mo na ngayong i-lata ang lahat ng mga solder pad sa iyong mga LED.

Kapag ang lahat ay lata, ilagay ang iyong LED sa lugar sa LED socket, LED na nakaharap paitaas.

Hakbang 4: Mga kable

Dumarating na ngayon ang pinakamahirap na bahagi ng proyekto. Kailangan mong i-chain ang lahat ng LED nang sama-sama gamit ang mga wire na inihanda mo dati.

Para sa mga ito ipasok ang isang 3wire cable sa pamamagitan ng isa sa butas ng iyong LED na socked, at sa iyong solder iron, solder ang mga cable sa mga LED solder pad. (subukang gumamit ng isang napaka manipis na tip sa iyong solder iron) Dapat kang maging mabilis kapag naghinang ka na huwag magpainit at baguhin ang anyo ng LED socket.

Upang maghinang ang iyong mga LED sa kadena, mag-ingat na tunay na igalang ang oryentasyon ng iyong mga LED !!

Maaari mong gamitin ang arrow sa bawat LED upang matiyak na igalang ang direksyon ng mga kable. Kung hindi mo alagaan ang tungkol dito magprito ka ng mga LED na naka-wire paatras.

Para sa mga pipiliing balutin ang mga wires, kakailanganin mong gumamit ng isang multimeter upang makita ang bawat dulo ng mga wire na kakailanganin mong kumonekta sa susunod na LED. (Palaging mas mahusay na suriin bago kaysa kumpunihin pagkatapos ng pagsubok)

Siguraduhin na ang lahat kung maayos na na-weld sa iyong multimeter habang nasa proseso upang ma-verify ang iyong solder upang maiwasan ang malamig o hindi magandang paghihinang. Ang isang hindi magandang welded LED ay magreresulta sa lahat ng LED pagkatapos ng isang ito o hindi masamang paggana. Kung mayroon kang isang isyu ng LED na hindi nag-iilaw, suriin ang panghinang sa una (Sinabi ko ito sa pamamagitan ng karanasan;))

Hakbang 5: Programming

Pinili ko ang isang Wemos D1 mini para sa controller dahil nagtrabaho na ako sa board na iyon. Ang mga ito ay medyo mura, maaasahan, madaling programa at may kasamang isang Wifi antena.

Natagpuan ko ang proyekto na WLED sa github, ito ay isang firmware na ginawa para sa kontrol ng LED sa wifi, eksakto kung ano ang kailangan ko para sa aking proyekto!

Ang WLED ay isang talagang mahusay na firmware na binuo ng Aircoookie, katugma sa Esp8266 at ESP32 boards at may maraming mga tampok. Halimbawa:

• Higit sa 100 mga espesyal na epekto ng kidlat
• Mga LED Segment upang maitakda ang iba't ibang mga epekto at kulay sa iba't ibang bahagi ng isang LED strip
• Web control UI upang makontrol ang iyong mga LED sa iyong computer
• Smartphone App upang makontrol ang iyong mga LED sa iyong telepono
• Infrared na remote control
• Pagkakatugma sa automation sa bahay
• Pagkakatugma sa katulong ng Alexa Voice
• Pagdaragdag ng relay upang makontrol ang iyong lakas ng ilaw
• Pagdaragdag ng isang panlabas na pindutan upang makontrol ka ng LED nang walang Wifi
• Pagsabayin ang maraming mga WLED na aparato sa iyong lokal na network

At higit pa…

Tuklasin ang lahat ng mga posibilidad sa Github ng proyekto:

Ang Flashing Wled sa isang esp8266 ay hindi napakahirap. Walang tiyak na kinakailangan. Kailangan mo lamang sundin ang mga hakbang na ito:

Pumunta sa pahina ng Wled Github upang i-download ang huling firmware (https://github.com/Aircoookie/WLED/releases)

Para sa Wemos D1 Mini i-download ang file na nagtatapos sa ESP8266.bin

Pumunta sa pahina ng Python upang mag-download at mag-install ng Pytno (https://www.python.org/downloads/)

I-install ang pinakabagong bersyon ng Python para sa iyong OS

Magbukas ng isang Terminal at gamitin ang mga sumusunod na utos:

pip install ng esptool

Upang suriin ang tool ay tama na naka-install gamitin ang susunod na utos:

esptool.py

Kung nagkakaproblema ka sa Esptool.py maaari mong subukang i-download ang esphome-flasher. Ang installer na ito ay eksaktong eksaktong pareho ngunit gumagamit ng isang graphic na interface.

Maaari mo nang ikonekta ang iyong Wemos D1 mini board sa iyong computer gamit ang micro USB cable.

Kapag nakakonekta gamitin ang sumusunod na utos upang i-flash ang Wled sa board:

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

Kailangan mo lang palitan./WLED_X. X. X_ESP8266.bin sa landas ng.bin file na na-download mo dati.

Ang iyong board ng Wemos ay dapat na matagumpay na na-flash sa WLED?

Hakbang 6: Pagkonekta sa Lupon sa WiFi

Ngayon na na-flash ang iyong board, kapag pinapagana mo ito dapat mong makita ang isang bagong Wi-Fi network na tinatawag na WLED-AP. Subukang kumonekta sa network ng Wifi na ito at gamitin ang password na ito:

wled1234

Ire-redirect ka sa isang web page, kailangan mo lang sundin ang mga hakbang upang ikonekta ang board sa iyong WiFi sa bahay

Matapos mong mai-configure ang iyong board sa iyong home WiFi, magpalit sa iyong regular na WiFi network at magbukas ng isang bagong browser upang kumonekta sa pangalan ng mDNS na na-set up mo dati

Dapat kang magtapos na konektado sa sumusunod na web page:

Hakbang 7: Kontrolin ang PCB

Ang bahaging ito ay hindi isang kinakailangan para gumana ang system. Maaari mo lamang ikonekta ang power unit sa iyong strip at sa Wemos D1 mini at pagkatapos ay gumamit ng isang wire upang ikonekta ang Data In mula sa LED strip sa D4 pin sa Wemos D1 mini.

Nais kong subukan ang tampok na relay at pisikal na pindutan, kaya kumuha ako ng isang protoboard upang makagawa ng isang prototype ng system upang magkaroon ng isang patunay ng solusyon sa trabaho.

Pangunahin kong gumamit ng isang iskemik ng mga kable na nakita ko sa WLED Wiki at bahagyang binago ito upang idagdag ang relay at ang pindutan gamit ang paggamit ng GPIO na ibinigay sa parehong pahina ng WLED Wiki.

Upang idagdag ang relay sa iyong proyekto, kailangan mong paganahin ang iyong relay sa iyong linya ng kuryente na 5V at ground, at ikonekta ang GPIO12 (D6 pin sa Wemos D1 mini) sa command pin ng iyong relay. Sa kabilang panig ng relay, ikonekta ang iyong relay sa gitna ng iyong linya ng kuryente na 5V sa pamamagitan ng pagkonekta ng 5V input sa input pin at ang output ng 5V sa NO (Normaly Open) na pin ng relay. Bilang default ang WLED Firmware ON ang GPIO12 pin ON kapag ginawang ON ang mga LED, sa pamamagitan ng pagkonekta sa linya ng 5V sa WALANG pin ay papalakasin mo ang relay kapag binubuksan ang mga LED at i-OFF ang relay kapag pinapatay ang mga LED (iyon ang ano nais naming makamit).

Maaari ka ring magdagdag ng isang pindutan sa iyong circuit kapag hindi ka gumagamit ng isang orasan upang makontrol ang iyong mga LED. Upang mag-wire whe button, ikonekta ito sa pagitan ng GPIO 0 (D3 sa Wemos D1 mini) at sa lupa. Maaaring i-configure ang pindutan sa interface ng WLED app upang makagawa ng mga espesyal na aksyon mula sa isang tapikin, i-double tap at hawakan (Susunod na Epekto, Preset Cycle, ON / OFF halimbawa).

Ang capacitor na konektado sa light strip power line ay ginagamit upang makinis ang linya ng kuryente at sumipsip ng mga potensyal na spike ng kuryente. i-wire ito pagkatapos ng relay at mas malapit hangga't maaari sa pagsisimula ng iyong LED strip para sa isang mas mahusay na paggamit.

Ang risistor sa input ng Data Line ng strip ay naroroon upang protektahan ang iyong LEDs strip upang masunog mula sa input na ito. Posibleng kung mayroon kang koneksyon na linya ng data ngunit ang positibong kuryente na naka-disconnect, may peligro ng pagtatangka na paandarin ang LED sa pamamagitan ng data pin at sunugin ito.

Kung mayroon kang isang mahabang wire cable mula sa iyong controller hanggang sa iyong unang LED maaari kang gumamit ng isang Level Shifter upang magkaroon ng isang maaasahang input ng data sa iyong LED string. Mayroong mga sangkap na ginawa upang gawin ang trabahong ito, ngunit maaari kang gumamit ng isang murang kahalili sa pamamagitan ng paggamit ng isang LED mula sa iyong strip bilang isang shifter sa antas. Upang makamit ang layuning ito, direktang ikonekta ang isa sa LED sa iyong protoboard malapit sa output ng iyong controller. Pagkatapos ay maaari mong ikonekta ang iyong konektor ng LED strip pagkatapos ng LED na ito. Sa pamamagitan ng pagdaan sa frist LED, ang Data Line ay maaapektuhan sa parehong paraan kaysa sa paggamit ng isang shifter sa antas. (Upang maiwasan ang LED na ito upang magpasaya sa iyo ng LED strip, mayroong isang pagpipilian sa mga kagustuhan sa WLED LED upang suriin upang laktawan ang unang LED).

Kapag ang lahat ng bagay ay wired tumagal ng ilang oras upang suriin ang lahat ng iyong mga koneksyon at panghinang.

Kung ang lahat ay mabuti, maaari mo nang ikonekta ang iyong supply ng kuryente at i-LED strip mo ang iyong circuit board.

Hakbang 8: Paganahin ang LED upang Magtrabaho Sa WLED

Upang paganahin ang iyong light strip upang gumana nang maayos sa Wled kakailanganin mong pumunta sa mga setting ng web interface, pagkatapos ay sa mga kagustuhan ng LED at ipasok ang LED count na mayroon ka sa iyong LED string.

Maaari mo ring limitahan ang kasalukuyang kasalukuyang nais mong gumuhit ng iyong light string para sa iyong suplay ng kuryente upang maging napaka-ligtas.

I-save ang iyong mga setting at bumalik sa pangunahing pahina upang subukan ang light strip.

Maaari ka na ngayong pumili ng iba't ibang mga kulay at epekto upang maipaliwanag ang iyong puno ng pasko!

Maghanap ng isang buong listahan ng wiki ng lahat ng mga preset at posibilidad ng mga epekto sa pahina ng Wiki ng proyekto ng WLED:

Hakbang 9: Mga Resulta

Sa palagay ko ang Light Strip ay napakahusay na lumabas para sa isang bersyon ng alpha, mahusay na gumagana ang kristal na bombilya bilang isang diffuser na may malinaw na PETG at ang kontrol na inaalok ng WLED software ay kamangha-manghang. Para bang hindi ito ang huling oras na gagamit ako ng WLED upang magdagdag ng matalinong ilaw sa aking bahay.

Susunod na susubukan ko sa isang light strip gagamitin ko ang mas maaasahang sangkap bilang WS2812b pcb at sa palagay ko susubukan ko ang Wled Wemos Shield na nag-aalok ng isang mas mahusay na pagtingin sa PCB na may maraming mga tampok (Isang piyus para sa higit pang kaligtasan halimbawa). Susubukan ko ring gumawa ng isang bagay na hindi tinatagusan ng tubig para sa susunod na bersyon upang mag-alok ng mga posibilidad na idagdag ang panlabas na strip.

Salamat sa pagbabasa ng itinuturo na ito inaasahan kong naging kapaki-pakinabang ito para sa iyo, ia-update ko ang artikulong ito kapag tapos na ang pangalawang bersyon, manatiling nakatutok kung interesado ka:)