RGB LED Fiber Optic Tree (aka Project Sparkle): 6 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Hanapin ang iyong silid nang medyo masyadong mapurol? Nais bang magdagdag ng kaunting sparkle dito? Basahin dito kung paano kumuha ng isang RGB LED, magdagdag ng ilang fiber optic wire, at gawin itong SHine!

Ang pangunahing layunin ng Project Sparkle ay kumuha ng isang sobrang maliwanag na LED kasama ang ilang end-glow fiber optic cable at i-hook ito sa isang arduino upang lumikha ng isang magandang epekto sa pag-iilaw. Ito ay isang imitasyon ng mga tilings / kisame ng fiber optic star ngunit naka-mount patayo dahil sa hindi makapag-drill sa aking kisame at hindi gumagamit ng isang paunang paggawa na illuminator upang magaan ang mga wire ng fiber optic. Kaya talagang ito ay isang paraan upang makakuha ng mga cool na fiber optic effects nang hindi namumuhunan sa mga mamahaling illuminator. Ang pagkonekta nito sa pamamagitan ng LED sa isang arduino ay nagdaragdag din para sa anumang uri ng pagpapasadya at pagpipino ng kulay! Pinakamahusay sa parehong mundo! Mga Kagamitan: 10W LED - $ 5 - eBay. ** Babala, napakaliwanag nito. HUWAG itong tingnan nang direkta kapag nasa. Idikit ito sa ilalim ng isang kahon para sa pagsubok o ibang angkop na pantakip ** Fiber optic end glow wire - ~ $ 25-30 - Binili ko ito online mula sa TriNorthLighting. Ang fiber optic cable ay karaniwang ibinebenta ng paa sa iba't ibang mga numero ng strand sa loob ng cable. Ang mas kaunting mga hibla sa isang cable sa pangkalahatan ay mas makapal ang bawat indibidwal na kawad, nangangahulugang isang mas maliwanag na lugar ng pagtatapos sa pangkalahatan. Suriin ang pahinang ito para sa isang madaling gamiting tsart sa numero ng cable kumpara sa lapad. 12V, 2Amp power supply - ~ $ 10 - Mayroon akong isang nakahiga. Mga materyal na sikreto: Karamihan sa mga bahagi na ito ay mga bagay na magkakaroon ang mga tao sa paligid at maaaring magamit muli para sa iba pang mga proyekto Arduino - $ 25-30 - Gumamit ako ng Arduino Uno R3 Breadboard - ~ $ 5 Soldering iron - Kahit saan mula sa $ 10 hanggang sa isang order ng lakas na mas mataas ang mga bahagi ng Circuit - bawat isa ay nagkakahalaga lamang ng ilang sentimo, ang mas mahirap na isyu ay marahil kung saan makukuha sila sa panahong ito Wire, wire striper, cutter, atbp. Tulle - $ 5 - binili mula sa isang bapor tindahan Ito ang materyal na ginamit ko upang habi ang mga hibla ng hibla ng optic sa dingding

Hakbang 1: Pangkalahatang-ideya ng Mga Component ng Circuit

Maliban sa pangunahing kawad (at ang LED) ang aming circuit ay may dalawang pangunahing mga sangkap: transistors at resistors. Transistor Kaya mayroon kaming 10W LED, power cable, at arduino. Ang layunin ay upang i-wire ang LED sa breadboard at ilakip ang arduino sa parehong breadboard upang ang arduino ay maaaring maglabas ng isang halaga at ang LED ay bubukas sa isang tiyak na ningning (naaayon sa halaga na na-output ng arduino). Ang isyu ay, ang arduino ay maaaring magbigay lamang ng 5V, ngunit ang aming LED ay nangangailangan ng 12V (tandaan: maaari itong magbago depende sa kung anong kapangyarihan ang ginagamit mo). Dito pumapasok ang power supply. "Paano natin maiugnay ang arduino, LED, at power supply nang magkasama ?!" baka tanungin mo. Ang sagot ay mahika. Ang mahika ng mga TRANSISTORS! Sa simple, ang isang transistor ay isang amplifier o isang switch. Sa kasong ito ginagamit namin ito bilang isang switch. Ikonekta ito sa isang pin sa arduino, isa pang pin sa power supply, at isang third sa LED. Kapag ang arduino ay nagpapadala ng isang kasalukuyang sa isang tukoy na threshold ang transistor ay 'i-on' at hayaan ang boltahe ng suplay ng kuryente na tumakbo sa pamamagitan nito, ilaw ng LED. Kapag walang sapat na kasalukuyang mula sa arduino, hindi hahayaan ng transistor ang supply ng kuryente na tumakbo sa pamamagitan nito at ang LED ay papatayin. Ang uri ng paglipat ng transistor ay kilala bilang isang switching o junction transistor. Mayroong maraming iba't ibang mga uri na magagamit na may iba't ibang mga katangian tulad ng boltahe na kinakailangan sa mga pin nito, ang nakuha, atbp. Hinihikayat ko ang sinumang interesado na magbasa nang higit pa tungkol sa mga transistor upang makakuha ng mas mahusay na pag-unawa sa mga ito. Ang 10W LED ay may apat na pin na kabuuan, sa isang gilid ng lupa at sa kabilang panig isang pin para sa bawat kulay. Kung nais naming makontrol ang bawat kulay nang magkakahiwalay (upang maipakita ang anumang kumbinasyon ng kulay ng RGB), ang bawat kulay ay dapat magkaroon ng sarili nitong transistor, kaya kailangan namin ng tatlong transistor total. Ang higit pang mga detalye sa ginamit na mga transistors ay nasa susunod na hakbang. Mga Resistor Ngayon na nalaman namin kung paano mapasasadya ang LED, may isa pang problema. Ang lahat ng kapangyarihang ito ay hindi kinakailangang isang magandang bagay! Hindi namin nais na paikliin ang LED, kaya kailangang idagdag ang mga resistor dito. Sa apat na mga pin sa LED, ang ground pin ay hindi nangangailangan ng isang risistor dahil ito ay sa lupa lamang. Ngunit ang tatlong mga pin ng kulay ay mangangailangan ng hindi bababa sa isang risistor, at dahil ang iba't ibang mga kulay ay gumuhit ng iba't ibang mga boltahe hindi sila magkatulad na mga resistensya. "Paano natin malalaman ang mga halagang ito ?!" baka tanungin mo. Well ang sagot ay MAGIC. Ang mahika ng MATHEMATICS! (basahin nang sulit ito ipinapangako ko …)

Hakbang 2: Kinakalkula ang Mga Bahagi ng Circuit

Uri ng Transistors Tulad ng sinabi sa nakaraang hakbang, ang mga transistors na ginamit dito ay nasa iba't ibang paglipat. Anong tukoy na uri ng transistor ang kinakailangan sa isang circuit depende sa kung ano ang kinakailangan ng circuit, ngunit sa circuit na ito ang isang 2N2219 transistor ay angkop. Tandaan, maaari mong gamitin ang isang transistor maliban sa 2N2219, hangga't mayroon itong mga tamang pagtutukoy para sa circuit na iyong pinagtatrabahuhan. (Ang mas karaniwang 2N2222 transistor ay dapat ding naaangkop) Depende sa uri ng transistor, ang tatlong mga pin sa transistor ay maaaring "emitter, base, collector" o "gate, source, drain." Ang uri ng 2N2219 ang dating. Maraming mga uri ng katawan ng transistor, kaya upang matukoy kung aling mga pin ang tumutugma sa emitter, base, at kolektor, oras na upang kumunsulta sa iyong spec sheet! Kailangan din ng transistor ang dalawang resistors. Kinokonekta ng isa ang base ng transistor sa arduino - maaari itong maging anumang halaga, sa pangkalahatan sa paligid ng 1kΩ. Ginamit ito upang ang anumang malaswang kasalukuyang mula sa arduino ay hindi magdulot sa transistor upang ma-trigger at aksidenteng i-on ang ilaw. Ang pangalawang risistor na kinakailangan ay nagkokonekta sa base sa lupa at sa pangkalahatan ay isang malaking halaga tulad ng mga uri ng 10kΩResistors Upang ikonekta ang suplay ng kuryente sa LED kailangan naming gumamit ng ilang mga resistors. Ang bawat kulay sa LED ay may iba't ibang kinakailangang input ng boltahe. Ang mga tukoy na halaga ay nakasalalay sa iyong LED na ginamit, ngunit para sa isang pamantayan na 10W LED na ito ay malamang na nasa tamang saklaw: Pula - 6-8 V Green - 9-12 V Blue - 9-11 V Kasalukuyang kinakailangan ng LED: 3 milliAmps (mA) Boltahe ng suplay ng kuryente: 12 V Kung gayon ang sitwasyon ay: gumagamit kami ng isang 12 V na supply ng kuryente upang magaan ang LED at ang bawat kulay ay dapat makatanggap ng boltahe na mas mababa sa iyon. Kailangan naming gumamit ng mga resistors upang bawasan ang boltahe ng bawat kulay sa LED na nakikita talaga. Upang matukoy ang halaga ng paglaban na kinakailangan oras na upang kumunsulta sa Batas ng Ohm. Halimbawa para sa pulang kulay: Boltahe = Kasalukuyang * Paglaban …. Isulat muli sa Paglaban = Boltahe (drop) / Kasalukuyang Paglaban = 4 V / 0.3 A = 13.3Ω (Ang halaga ng 4 V ay mula sa 12V (power supply) - maximum ng pulang saklaw (8 V)) Hindi pa tayo tapos.. Nakasalalay sa uri ng iyong resistor (ibig sabihin ang laki nito) isang tiyak na halaga ng lakas lamang ang maaaring mawala dito. Kung gagamit kami ng mga resistor na hindi makapag-aalis ng sapat na lakas ay susunurin natin sila. Ang pormula upang makalkula ang lakas sa kabuuan ng risistor ay nagmula sa batas ni Ohm: ito ay Power = Boltahe * Kasalukuyan. Lakas = 4V * 0.3 A = 1.2 W Nangangahulugan ito na kailangan namin ng isang 13.3Ω, 1.2 W (hindi bababa sa) risistor upang matiyak na ligtas ang aming LED. Ang problema ay, ang pinaka-karaniwang resistors ay dumating sa 1/4 W o mas mababa. Anong gagawin?! Gamit ang mahika ng pagse-set up ng mga resistor nang kahanay maaari nating ayusin ang isyu. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng apat (1/4 W) na resistors sa kahanay ng kabuuang disipasyon ng kuryente ay nagdaragdag ng hanggang sa 1 W. (Sa isip na idaragdag namin ang limang resistors nang kahanay, ngunit dahil ang 1.2W ay makikita lamang kapag ito ay naiilawan sa max, at gen gumagamit kami ng isang maliit na mas mababa). Ang pagdaragdag ng mga resistors sa kahanay ay sanhi ng kanilang paglaban upang mabawasan nang proporsyonal (ibig sabihin kung pagsamahin namin ang apat na 13.3 Ω na resistors na kahanay ang kabuuang paglaban ay magiging ~ 3 Ω) Upang makuha ang tamang paglaban at pagwawaldas ng kuryente maaari nating pagsamahin ang apat na 68 Ω 1 / 4W resistors sa kahilera Nakukuha namin ang numerong ito sa pamamagitan ng pag-multiply ng 13.3Ω ng apat, na kung saan ay ~ 53Ω at pagkatapos ay pagkuha ng susunod na pinakamataas na pamantayang halaga para sa isang risistor. Pangkalahatan: upang mapagana ang pulang kulay na kailangan namin upang magamit ang alinman sa isa 13.3Ω 1W risistor, o apat na 68Ω 1 / 4W resistors sa parallel. Upang makalkula ang paglaban na kinakailangan para sa iba pang mga kulay gumamit ng parehong proseso. Buod ng kinakailangang mga bahagi ng circuit: 3 x 2N2219 transistors 3 x 1kΩ resistors 3 x 10 kΩ resistors Red: 4 x 68Ω 1/4 W resistors Blue: 4 x 27Ω 1 / 4W resistors Green: 4 x 27 Ω 1 / 4W resistors

Hakbang 3: Circuit Schemmy / Pagbuo ng Circuit

Dumaan sa matematika at nakolekta ang lahat ng kinakailangang mga piraso ng oras na upang magkasama ang mga ito!

Una kunin ang iyong supply ng kuryente at putulin ang anumang koneksyon nito sa dulo at ihiwalay ang kuryente at mga wire sa lupa. Idagdag ang ground wire sa isa sa mga riles ng breadboard. Paghinang ng wire ng kuryente sa panghinang ang kinakailangang resistors papunta sa LED. Pagkatapos ay buuin ang circuit tulad ng ipinahiwatig sa diagram ng circuit. Tandaan na ang lahat ng mga batayan sa circuit (arduino ground, transistor ground, power supply ground), dapat na magkonekta nang magkasama sa ilang paraan.

Hakbang 4: Arduino Code

Malapit na tayo! Oras upang ikonekta ang aming circuit sa arduino.

Pinapatakbo lamang ng code dito ang RGB LED sa pamamagitan ng isang cycle ng kulay (ibig sabihin, suriin ang buong bahaghari). Kung pamilyar ka sa arduino pagkatapos ito ay hindi masyadong kumplikado. Ang code na ito ay hindi orihinal na isinulat ko ngunit sa totoo lang hindi ko matandaan kung saan ko ito na-download; ito ay bukas na mapagkukunan. Kung natatandaan ko o kung may nakakaalam ng mapagkukunan ay masisiyahan kong banggitin ito. Ang sketch ay na-paste sa ibaba. Siguraduhin lamang na ang mga halaga ng pin sa sketch ay tumutugma sa mga pin sa arduino na ginamit upang kumonekta sa LED. Ang lahat ng ginagawa ng code ay nagpapadala ng isang indibidwal na halaga (mula 0 hanggang 255) sa bawat isa sa mga pin na kulay ng LED. Kung nais mo ng isang tukoy na kulay na lumitaw, suriin ang isang tsart ng kulay ng RGB // Nagpapatakbo ng isang RGB LED sa pamamagitan ng isang kulay ng cycle ng gulong na int brightness = 0; // kung gaano ilaw ang LED. Ang maximum na halaga ay 255 int rad = 0; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup () {// ideklara ang mga pin na isang output: pinMode (RED, OUTPUT); pinMode (GREEN, OUTPUT); pinMode (BLUE, OUTPUT); } // mula 0 hanggang 127 walang bisa na displayColor (uint16_t WheelPos) {byte r, g, b; switch (WheelPos / 128) {case 0: r = 127 - WheelPos% 128; // Red down g = WheelPos% 128; // Green up b = 0; // blue off break; kaso 1: g = 127 - WheelPos% 128; // green down b = WheelPos% 128; // blue up r = 0; // red off break; kaso 2: b = 127 - WheelPos% 128; // blue down r = WheelPos% 128; // red up g = 0; // green off break; } analogWrite (RED, r * 2); analogWrite (GREEN, g * 2); analogWrite (BLUE, b * 2); } void loop () {displayColor (rad); pagkaantala (40); rad = (rad + 1)% 384; }

Hakbang 5: Pagdaragdag ng Fiber Optic Wires

Kahit na hindi mo nakumpleto ang hakbang na ito, ang magandang bagay ay ngayon mayroon kaming isang kahanga-hangang, maliwanag, ganap na napapasadyang RGB LED. Pinili kong pagsamahin ito sa mga fiber optika, ngunit talagang magagawa mo ang anumang nais mo! Gumawa ng isang matamis na pansin ng pansin? Magaan ang isang disco ball? Napakaraming posibilidad!

Orihinal na bumili ako ng limang talampakan ng 50 strand fiber, 10 talampakan ng 12 strand fiber, at 5 talampakan ng 25 strand fiber. Natapos kong gupitin ang haba sa kalahati upang magkaroon ako ng maraming mga spot kahit na ang mga wire mismo ay mas maikli. Pinili kong gumawa ng isang puno dahil hindi ko sila ma-mount sa isang pader. Ang tulle ay nakadikit sa dingding sa pamamagitan ng goma na semento (ang tulle ay medyo magaan, kaya't ang tape ay maaaring sapat). Ang mga hibla ay sinulid sa tulle sa isang puno tulad ng pattern. Gamit ang isang walang laman / pinatuyong soda maaari bang mailagay ang LED sa ilalim, at ang mga hibla ay idinagdag sa tuktok nito. Ang pinakamalaking isyu sa puntong ito ay sinusubukan upang matiyak na ang ilaw ay dumaan sa mga hibla sa halip na sa labas lamang ng lata ng soda. Makakatulong ang balot ng mga hibla ng mahigpit sa foil, ngunit iminumungkahi kong subukan ang anumang pag-set up na sa palagay mo ay maaaring gumana. Isama ang lahat ng mga piraso at mayroon kaming aming puno!

Hakbang 6: Oras ng Party

Walang natitirang gawin ngunit malabo ang ilaw, paganahin ang arduino, at bask sa ilaw ng aming bagong pag-setup ng fiber optic!

Nag-attach din ako ng isang video ng pag-setup. Mas maganda ang hitsura nito nang personal, ngunit makikita mo ito na dahan-dahang gumagalaw sa isang kulay ng gulong.