Isang Christmas Star Na May Programmable LEDs: 7 Hakbang

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

Gusto ko ng kakaiba para sa aking panlabas na pagpapakita ng Pasko sa taong ito, kaya't nagpasya akong bumili ng isang string ng RGB na ma-program na LED (kung minsan ay tinatawag na neopixel LEDs) at lumikha ng isang Christmas Star. Ang mga LEDS na ito ay maaaring indibidwal na naka-program para sa kulay at ningning na may isang control wire lamang.

Hakbang 1: Materyal

Ang WS2811 ay nagkakalat ng digital RGB LED string (5V)

Board ng Arduino (maraming mga mapagkukunan)

FastLED Arduino library

+ 5V DC Power supply (500 ma o higit pa - ay maaaring isang "uri ng wall wart")

Power splitter cable

3-wire power / control cable

3-pin na pagpupulong ng JST SM na lalaki na konektor

Heat shrink tubing (3 piraso 3/16 diameter, 1 pulgada ang haba)

Hindi tinatagusan ng tubig na kahon ng plastik

2’x 2’ x ¼”playwud

2 'x 2' na piraso ng karton (opsyonal)

Panlabas na pintura

I-clear ang packaging tape (o i-clear ang GorillaTM tape)

Scrap kahoy para sa electronics shelf (opsyonal)

Pandikit na kahoy (opsyonal)

¼”tinirintas na lubid (opsyonal)

Parcord (opsyonal)

Ang CommandTM Outdoor Light Clips (opsyonal - Natagpuan ko sila sa Walmart)

Tent pusta (opsyonal)

Hakbang 2: Mga tool

Computer sa programa Arduino

Power drill o drill press

12 mm na drill bit

Saw na kahoy na pinong-ngipin (Gumamit ako ng jig saw)

Heat gun, magaan o posporo para sa pag-urong ng tubo

Awl o icepick

Papel de liha

Electric sander (opsyonal)

Hakbang 3: Proseso ng Bumuo ng Star

Nais kong magkasya ang aking bituin sa isang 24-pulgadang parisukat na piraso ng playwud, kaya't nais ko ang pinakamalawak na sukat na hindi hihigit sa 24 pulgada. Ang tuktok na anggulo ng tip na tatsulok ay 36 °. Ang dalawa pang mga anggulo ay 72 °.

Nais kong ang pattern ng ilaw sa bituin ay maging kasing laki hangga't maaari, kaya binalak kong hindi maabot ang mga puntos ng bituin sa isang kumpletong tuktok. Ang bawat binti ng isang bituin ay magkapareho, kaya kinakalkula ko ang mga sukat ng isang binti tulad ng ipinakita sa pagguhit dito.

Pagkatapos ay nag-print ako ng limang kopya ng pattern at nagpatuloy sa pag-layout ng bituin sa karton.

Dahil ang aking LED string ay may 50 LEDs, kailangan ko ng limang bawat binti pantay na puwang. Ang haba ng isang binti (mula sa pagguhit) ay 8.125 pulgada ÷ 5 = 1.625 pulgada (1-5 / 8 ). Dahil nagkaroon ako ng star point na inilabas sa Visio, minarkahan ko ang bawat lokasyon ng LED sa pattern ng Visio upang maiwasan na sukatin ang layout ng karton. I-click ang link sa dulo ng seksyon na ito para sa isang buong sukat na pattern ng star point. TANDAAN: Kung ang sukatang naka-print ay hindi masukat tulad ng ipinahiwatig, maaaring kailangan mong ayusin ang mga setting ng margin ng iyong printer. Itinakda ko ang sa akin para sa 0.15 pulgada sa lahat ng panig.

Susunod, nai-tap ko ang karton sa tuktok ng piraso ng playwud at sinuntok ang isang awl sa pamamagitan ng karton sa playwud sa bawat lokasyon ng LED. Kailangan kong gumamit ng kaunting presyon upang makakuha ng sapat na malalim na mga marka sa playwud upang makita ang mga ito (marahil dahil ang aking awl ay nangangailangan ng paghasa).

Siyempre maaari mong laktawan ang pattern ng karton at gawin ang layout nang direkta sa playwud kung komportable ka sa proseso at tiwala na hindi mo sisirain ang isang perpektong mahusay na piraso ng playwud.

Inalis ko ang template ng karton at sinukat ang patayo tungkol sa ¾-pulgada mula sa linya ng drill na LED hanggang sa bituin upang makuha ang linya ng aking ginupit. Tandaan: Ang linya ng hiwa sa larawan ay ipinapakita sa karton sapagkat sa oras na nagpasya akong gawin itong Makatuturo, nakumpleto ko na ang bituin.

Matapos kong gupitin ang bituin, nilapag ko ang lahat ng mga ibabaw at naglapat ng dalawang coats ng acrylic exterior primer at dalawang finish coat ng acrylic exterior na pinturang bahay. Nagpinta ako bago mag-drill ng mga butas upang maiwasan ang pagkuha ng pintura sa loob ng mga butas.

Nilagyan ko ng drill ang mga butas para sa mga LED sa bawat lokasyon na minarkahan ko gamit ang isang 12 mm drill bit, ngunit ang mga butas ay bahagyang nasubsob, kaya't kailangan kong bumalik at "ilabas" ang bawat butas sa pamamagitan ng pag-angling ng drill bit sa isang pabilog na paraan. Maaaring ang isang ½”drill bit ay ang perpektong sukat. Pinapayuhan ko kayo na subukan iyon sa isang piraso ng kahoy at tingnan kung gaano ito gumagana. Ang mga LED ay dapat na isang medyo masikip na magkasya sa playwud upang maiwasan silang mahulog. Pagkatapos ng pagbabarena, bumalik ako gamit ang isang maliit na brush at nagpinta ng mga lugar kung saan pinunit ng drill ang playwud. Kahit na nag-drill ako ng isang backup, nakakuha pa rin ako ng luha.

Maaari mong makita sa pambungad na larawan na ang mga puntos sa aking bituin ay hindi lahat magkapareho. Dahil iyon sa isang bahagyang error sa pagsukat at pagkalkula ng laki ng bituin, ngunit talagang wala itong pagkakaiba. Wala pang nabanggit ito at syempre hindi ito nakikita sa gabi.

Nagdagdag ako ng maliliit na piraso ng 3/8 "makapal na solidong kahoy sa mga pababang point ng bituin upang maidagdag ko ang ilang mga mata ng turnilyo upang payagan akong maiangkla ang bituin upang hindi ito umihip mula noong nakatira ako sa Oklahoma kung saan ang" hangin darating na nagwawalis sa kapatagan”.

Sinuspinde ko ang aking bituin sa pagitan ng dalawang malalaking puno sa aking bakuran. Inilagay ko ang dalawang 3M CommandTM Mga Liwanag na Klip sa Liwanag sa likuran ng bituin at ikinulong sa isang ¼”lubid na hinugot ko sa pagitan ng mga puno.

Inangkla ko ang mga pababang tumuro na mga tip ng bituin sa lupa gamit ang mga istaka ng tent at paracord. Isinasaalang-alang ko ang pag-mount ng bituin sa gable sa aking garahe, ngunit ang pag-mount ng kahon ng electronics sa lokasyon na iyon ay may problema sa akin.

Hakbang 4: Pag-program ng mga LED

Ang anumang micro controller ay maaaring magamit upang makontrol ang mga LEDs, ngunit naglalaro ako kasama ng Arduino sa loob ng ilang taon kaya't napunta ako sa rutang iyon. Ako ay isang retiradong engineer ng electronics, ngunit hindi gaanong isang programmer, kaya't tuwang-tuwa ako na makita ang FastLED library, na ginagawang simoy ng pag-program sa mga LED. Ang AdaFruit ay mayroon ding katulad na silid-aklatan, ngunit nakapasok na ako sa FastLED bago ko ito natuklasan. Dahil doon wala akong opinyon sa aling silid-aklatan na mas mabuti.

Isinasaalang-alang ko ang iba't ibang mga ideya ng light pattern, ngunit nagpasya sa isang simpleng fade-in / fade-out na may mga pagbabago sa kulay sa bawat cycle para sa aking bituin. Natagpuan ko na sa dilim, ang mga LED ay masyadong maliwanag para sa nais kong epekto, kaya itinakda ko ang maximum na antas ng ningning sa 36. Ang mga LED ay SOBRANG maliwanag kung tiningnan nang direkta, dahil nakaposisyon ang mga ito sa proyektong ito.

Kung hindi ka pamilyar sa Arduino micro-controller, maraming mga napaka-kaalamang tagubilin para sa mga nagsisimula. Pinapayuhan ko na suriin mo ang mga ito at pamilyar sa programa ng Arduino bago subukan ang isang proyekto na tulad nito. Paghahanap lamang sa website na Makatuturo para sa Arduino.

I-click ang link sa ibaba para sa Arduino sketch na isinulat ko para sa aking bituin.

Hakbang 5: Pagpapatakbo ng Arduino at LEDs

Mayroon na akong 10A, + 5V DC power supply. Iyon ang paraan ng labis na paggamit para sa proyektong ito, ngunit bakit bumili ng isa pang supply ng kuryente? Ginamit ko ang power splitter cable sa listahan ng mga bahagi upang makakuha ng lakas sa parehong LED string at sa Arduino board mula sa supply. TANDAAN: Ang mga LED string ay nagmula sa parehong 5V at 12V na pagkakaiba-iba. Kung pinili mo ang 12V LEDs, kakailanganin mong gumamit ng magkahiwalay na supply ng kuryente para sa Arduino board, o gumamit ng isang DC-DC step-down voltage converter (o para sa mga mas may karanasan sa electronics, isang linear regulator) upang mabawasan ang Arduino supply boltahe sa 5V hanggang 9V DC.

Para sa mga kable ng kuryente at kontrol sa huling pag-install, gumamit ako ng 3-conductor na "thermostat wire" na nakita ko sa Lowe's. Dalawang wires para sa lakas at isang wire para sa control signal. Hindi ba nakapagtataka na ang kulay at ningning ng 50 LEDs ay maaaring kontrolin ng ONE wire ?! Bilang isang electronics engineer, lubos kong naiintindihan kung paano ito gumagana, ngunit LABING humanga ako.

Ang power / control wire ay dapat na winakasan ng isang 3-pin na terminal ng JST. Inhinang ko ang mga wire ng pagpupulong ng terminal sa mga 3-conductor cable wires at tinakpan ang mga splice ng heat-shrink tubing. Ang electrical tape ay gagana sa isang kurot, ngunit hindi ito maayos ang panahon. Iniiwasan ko ito kung maaari.

Hakbang 6: Pagprotekta sa Electronics

Siyempre ang Arduino board at ang supply ng kuryente ay hindi tinatablan ng panahon, kaya't kailangan silang protektahan. Gumamit ako ng isang "disposable" na kahon ng imbakan ng plastik. Upang suportahan ang kahon, nagtayo ako ng isang maliit na istante, na pininturahan ko din tulad ng inilarawan para sa bituin, at isinubo ito sa isa sa mga puno. Nag-drill ako ng butas sa gilid ng kahon malapit sa ilalim. Pagkatapos ay pinutol ko ang isang slit mula sa butas hanggang sa tuktok ng kahon upang i-slide ang mga wire pababa sa butas. Matapos mailagay ang mga wire, gumamit ako ng malinaw na tape sa loob at labas ng kahon upang mai-seal ang gilis. Ang butas mismo ay hindi kailangang ganap na selyo kung naobserbahan mo ang sumusunod na tala.

TANDAAN: Ang pagbubukas para sa kurdon ng kuryente at power / control wire sa mga LED ay dapat na nakaposisyon upang ang tubig ay hindi makarating sa kahon. Ilagay ang butas sa ilalim ng kahon at bumuo ng isang loop na may mga wire upang ang tubig sa mga wires ay tumulo kaysa sa pagsunod sa kawad sa kahon.

Pinatakbo ko ang wire na kuryente / kontrol mula sa kahon patungo sa bituin kasama ang lubid na ¼”mula sa kung saan nasuspinde ang bituin, gamit ang mga kurbatang zip upang ma-secure ang kawad sa lubid.

Hakbang 7: Tingnan Ito sa Pagkilos

Narito ang isang video ng aking bituin nang ganap na madilim sa labas. Gusto ko ang kalmadong epekto ng mga kumukupas na kulay.