עץ חוט RGB-LED: 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

אני רוצה לשתף אתכם בעץ החוט RGB-LED שלי. ערב אחד נזכרתי בבניית עצי תיל כילד. כיום אני מאוד נהנה לבנות פרויקטים אלקטרוניים קטנים עם מיקרו -בקרים הדומים לארדואינו, במיוחד עם נוריות LED. אז חשבתי לעצמי, למה לא לשלב את שניהם והרעיון של עץ תיל LED נולד. ראשית בדקתי אם מישהו כבר עשה דבר כזה בעבר אבל לא מצאתי את מה שאני מחפש. יכולתי למצוא בעיקר עצי תיל LED המראים צבע אחד. מכיוון שלדעתי נוריות צבע בודדות קצת משעממות, רציתי שיהיה לי אחת עם נוריות RGB בכדי לתת לעץ החוט להופיע בכל צבעי הקשת. אז התחלתי לבנות אחד בעצמי. את התוצאה תוכלו לראות בתמונה למעלה. עץ התיל שעליו ביססתי את ההוראה הוא השלישי שלי. אני מקווה שתיהנו מההדרכה שלי ואוכל להניע חלק מכם להכין אחת בעצמכם.

אספקה

לפרויקט עצמו אתה צריך רק כמה חומרים וכלים:

• 10 נוריות RGB (+ חלפים במקרה שאחד ניזוק), או יותר אם תרצה
• חוט נחושת 0, 14 מ"מ (או עבה יותר, אך לא עבה מדי מכיוון שיתקשה לצמות) עם 3 בידודים בצבעים שונים בסביבות 5 מ 'לכל צבע (מספר נוריות x אורך בין 40 ל -50 ס"מ)
• חוט כסף 0, 6 מ"מ בסביבות 15 מ '(פי 2 עד 3 מהאורך הדרוש לכל צבע)
• מיקרו -בקר, במקרה שלי מיני Wemos D1, אבל בעיקרון כולם יעבדו כל עוד הוא מתאים לעציץ)
• מקור חשמל (במקרה של Wemos D1 mini כל מטען מיקרו-USB יעבוד)
• 3 MOSFETs או טרנזיסטורים (השתמשתי ב- Mosfets בערוץ n אבל אתה יכול גם להשתמש בערוץ p אם אתה מתאים את המעגל)
• נגדים לערכים שונים
• צינורות מתכווצים בחום או סרט חשמלי
• עציץ
• דבק חם
• אבנים
• מקלות עץ קטנים (למשל המקלות מרקטות השנה החדשה)
• לוח עץ דק (למשל תחתית ארגזי העץ לפעמים פירות נמכרים)

אופציונאלי

• כותרות סיכה (זכר ו/או נקבה)
• לוח לחם

כלים

• מלחם
• קאטר
• תרגיל
• פינצטה (לא חובה)
• יד עוזרת (אופציונלי)
• כלי סיבוב (אופציונלי)

רוב הדברים שאתה צריך מוצגים באחת התמונות שלמעלה. אתה יכול להשיג אותם בחנויות חומרה, חנויות יצירה או אמזון. כמה דברים עם זאת יכולים לבוא בחינם: האבנים שלקחתי משדה סמוך. ולוח העץ היה פסולת עד שמיחזרתי את קופסת הפירות.

שלב 1: הכנות

ראשית, ודא שכל נוריות ה- RGB פועלות, מכיוון שממש מעצבן להחליף נורית מאוחר יותר. לבדיקת הנורות פשוט חבר אותן למקור מתח עם מתח מ -3.3 עד 5 V. השתמשתי באספקת חשמל מעבדה המותאמת ל -4. V. אם אין לך אף אחד, תוכל להשתמש בסיכות המתח בלוח הבקרה או בסוללות. במקרה של אנודה רגילה RGB-LED חבר את האנודה (הרגל הארוכה ביותר), ראה תמונה 1, למתח (או "+") ואחת הרגליים הנותרות לקרקע ("-"). הנורית אמורה כעת להאיר בצבע אחד, ראה תמונות 2 עד 4. אם יש לך RGB-LED קתודי משותף, הוא הפוך. עשה זאת עבור כל הרגליים. צבעים וכל הלדים. אתה עשוי להבין שעם מתח קבוע שלושת הצבעים השונים יהיו בעלי בהירות שונה. עלינו לשקול זאת בהמשך.

בשלב הבא אתה חותך את כל הרגליים למעט האנודה המשותפת של ה- RGB-LED כך שנותרו כמה מילימטרים ספורים. השתמשתי בשקע הקטן שאתה יכול לראות בתמונה הראשונה על כל ארבע הרגליים כיוון, ראה תמונה 5.

עכשיו אתה צריך לבחור אילו חוטי נחושת צבעוניים אתה רוצה לשלב עבור עץ התיל. בעת כתיבת המדריך הזה עשיתי שלושה עצי תיל RGB-LED שונים. בהתאם לצבע העציץ שילבתי צבעים שונים. בשביל זה עם עציץ שחור השתמשתי בצבעים חום, צהוב ושחור. לאחר שהחלטת באילו צבעים להשתמש, תוכל להתחיל לחתוך את חוטי הנחושת באורך, תמונה 7. במקרה שלי, חתכתי אותם באורך של 50 ס"מ כשהעץ עולה מעט בסביבות 30 ס"מ מהעציץ. אתה תאבד קצת אורך בעת צמת הכבלים וחשוב יותר, אתה צריך קצת אורך שנותר לחיבורים החשמליים. אז ככלל אצבע הכבלים צריכים להיות באורך של 15-20 ס"מ לפחות מהגובה הרצוי לעץ שלכם. בהתאם לגודל העציץ אתה יכול לבחור כאן גדלים שונים.

כדי לתת לך מושג לגבי הגדלים בהם השתמשתי:

העץ הראשון היה בגובה 20 ס"מ בעציץ 10 ס"מ גובה וקוטר. גובהם של האחרים כ -30 ס"מ בעציץ בגובה 12 ס"מ וקוטר 13 ס"מ.

שלב 2: הלחמת חוטי הנחושת

כדי להלחם את חוטי הנחושת ל נוריות ה- RGB, ראשית עליך להתפשט על כל חוט סביב 3-5 מ מ ולשים עליו הלחמה. אם אתה משתמש בצמה כמוני, וודא שהצמות הבודדות מעוותות כך שלא יבלטו החוצה. כיוון שיש מעט מקום בין רגלי הלדים והחוטים לא צריכים לגעת זה בזה. חשוב מאוד שהצבעים תמיד מולחמים באותו סדר במנורת הלדים, אחרת חיבור הלדים מאוחר יותר למיקרו -בקר יהפוך לקשה מאוד.

לאחר מכן תוכל להלחים את החוטים ל- RGB-LED. לשם כך הדקתי את הנורית ברגל הארוכה, האנודה או הקתודה המשותפת, ביד עוזרת, כפי שניתן לראות בתמונה השנייה. חזור על פעולה זו עבור כל הלדים. ודא שיש לך חיבור הדוק על ידי ניתוב חוטי הנחושת.

שלב 3: צמת חוטי הנחושת

אחרי שהלחמת את חוטי הנחושת לנורות הזמן הגיע הזמן לצמה. אם אתה לא יודע איך לצמה יש הדרכות רבות ביוטיוב. פשוט חפש את "צמת 3 גדילים". כדי לקלוע את החוטים שוב השתמשתי ביד העוזרת כדי להחזיק בשבילי את הלדים. במקרה שלי היד העוזרת החליקה לעברי לעתים קרובות בזמן הצמה ולכן הצמדתי אותה לשולחן. כיוון שהצמה גוזלת זמן, אני עשיתי את זה הכי הרבה בזמן שצילמתי כמה סדרות טלוויזיה. אתה צריך להשאיר 8-10 ס"מ של חוט נחושת שאינו קלוע. לשם כך, פשוט קשר את החוטים כאשר אתה מתקרב ל -8 ס"מ על החוט הקצר ביותר. לכל החלקים אורך השאריות צריך להיות פחות או יותר זהה.

שלב 4: הלחמת חוט הכסף והפיתול

עכשיו אתה יכול להלחם את חוט הכסף לרגל הנותרת של נוריות הלדים. לשם כך, תחילה עליך לחתוך נתח. אורך היצירה צריך להיות כפול מאורך חוטי הנחושת בתוספת 20 ס"מ, תלוי עד כמה אתה מסובב אותה מאוחר יותר. אם אתה עושה יותר טוויסט לכל ס"מ מאשר כמובן שאתה צריך יותר אורך חוט מאשר עם פחות טוויסט לכל ס"מ. במקרה שלי זה אומר 120 ס"מ ליחידה. כדי להיות בטוח כמה אתה צריך, קודם כל חותכים רק חתיכה אחת וזוכרים את האורך שלה.

לאחר מכן מקפלים את חוט הכסף לשניים ויוצרים לולאה באמצע, ראו תמונה 1. לאחר מכן הלולאה נדחקת מעל לרגל הנותרת של הנורית, האנודה (או הקתודה) הנפוצה. כדי להקל על זה אתה יכול לכופף את הרגל מעט כלפי מעלה, ראה תמונה 2. לאחר מכן יש למרוח סוכר על הלולאה כשהרגל בפנים. וודא שיש קשר טוב בין חוט הכסף לרגל. לאחר מכן תוכל לחתוך את החלק של הרגל הבולט החוצה ואולי לתקן את הקצוות החדים שמגיעים עם החיתוך.

לאחר שהלחמת את חוט הכסף במקומו, תוכל להתחיל לסובב אותו סביב חוטי הנחושת הצמות עד לקשר מהשלב שלפני. חוט הכסף צריך להיות ארוך לפחות כמו חוטי הנחושת כפי שניתן לראות בתמונה 5. החלק של חוט הכסף הבולט מאחורי הקשר יהפוך מאוחר יותר לשורשי עץ החוט. זה לא משנה אם כמה חוטי כסף קצרים יותר, אך הרוב צריך להיות ארוך ככל שחוטי הנחושת. בהתאם לתוצאה שלך כעת תוכל להתאים את אורך חוטי הכסף הבאים שמקורם באורך החוט הראשון או להשאיר אותו כפי שהוא. כעת חזור על כך עבור כל הלדים הנותרים. בסופו של דבר יש לך צרור של ה"ענפים "האלה.

שלב 5: הרכבת עץ החוט

כדי להרכיב את עץ החוט תחילה תחבר את כל הענפים כך שהקשרים בקצה החלק הקלוע מונחים זה ליד זה כפי שניתן לראות בתמונה הראשונה. מאשר לתקן אותם ביחד ולעצב בערך את העץ שלך כראות עיניך. לעיצוב העץ הכנתי סגנונות ענפים שונים. חלקם עזבתי כפי שהם וחלקם זיווגתי לייצג מזלגות ענפים. סימנתי את הענפים שרציתי בזוגות עם קוצץ בנקודה שבה רציתי שיפרידו. אחר כך פירקתי שוב את עץ התיל ושמתי חוט כסף סביב הענפים כדי לשים אותם בזוגות. חוט הכסף היה בערך באותו אורך כמו קודם, בערך 120 ס"מ במקרה שלי. השלב האחרון הוא לשים את כל הענפים, הזוג והרווקים, יחד ולסובב שוב חוט כסף סביב הנקודה שבה כולם נפרדים. חוט הכסף האחרון הזה צריך להיות הארוך ביותר, מכיוון שלתא המטען יש עכשיו קוטר גדול. הלכתי על 140 ס"מ.

שלב 6: מיון החוטים והלחמת חיבורי החשמל

כעת, לאחר שסיימת את גזע העץ הגיע הזמן למיון החוטים. התחל עם חוטי הכסף מכיוון שהם הניידים ביותר. ראשית הניחו את 3 עד 4 חוטי הכסף הקצרים ביותר ישר מטעמו מהתא המטען וסובבו אותם יחדיו. החוטים האחרים צריכים להתכופף בחוץ ויהפכו לשורשים בהמשך. קצר את החוטים המעוותים הבולטים מהחלק התחתון באורך שווה ומגיעים לפחות 2-3 סנטימטרים מגזע העץ. לאחר מכן קח פיסת חוט קצרה (למשל 10 ס"מ) להלחמה לחוטי הכסף הבולטים מתחתית העץ. חיווט הכסף יתחבר מאוחר יותר למתח חיובי. (בדרך כלל באלקטרוניקה חוט אדום תואם מתח חיובי (או Vin) ושחור לשלילי (או GND). אבל עם נוריות RGB אני בדרך כלל שומר את החוט האדום עבור LED האדום, לכן במקרה זה, אני משתמש בחוט כתום כפי שהוא הוא "הקרוב ביותר" לאדום.) הפשיטו צד אחד של החוט למשך 1-2 ס"מ וסובבו אותו סביב חוטי הכסף בתחתית כפי שניתן לראות בתמונה 4 והלחמו אותם למקומם.

לאחר מכן, התחל למיין את צבעי החוט השונים יחד. האריכו עשרה לפי הקצר ביותר והפשיטו את כולם ל -1 - 2 סנטימטר וסובבו את הקצה המופשט ביחד. כעת בדוק שוב את הנורות על ידי הפעלת מתח חיובי על חיווט הכסף וחלקי חוטי הנחושת הריקים. זכור איזה מהצבע שלך מתאים למי מהאור האדום, הירוק או הכחול. כעת הלחם חוט ירוק לחוטים השולטים בנוריות הירוקות וכן הלאה, באותו אופן כמו לחיווט הכסף בפסקה למעלה. בשלב האחרון הניחו מעט צינורות מכווצי חום או סרט חשמלי מעל חוטי הנחושת העירומים כדי לבודד אותם מלגעת ולכן לקצר זה את זה.

כדי לשלוט מאוחר יותר על עץ החוט RGB-LED, השתמשתי במתג כפתורים רגיל. חתכתי את הרגל הנדרשת של מתג הכפתורים והלחמתי בחוטים באלה שנשארו. הקפד להשתמש נכון כאשר 2 הרגליים "מתחברות" על ידי "מוט הפלסטיק" שבתחתית המתג מחוברות יחד.

שלב 7: נטיעת העץ

כפי שניתן לראות בתמונות, העץ נטוע בתוך העציץ על פיסת לוח עץ ומוקף באבנים.

להכנת לוח העץ מדדתי תחילה את הקוטר הפנימי של העציץ. ואז אני מצייר עיגול על פיסת קרטון וחותך אותו. ואז בדקתי אם עיגול הקרטון מתאים לעומק העציץ הרצוי ואם לא, חתכתי אותו קצת יותר. לאחר שהייתי מרוצה, העברתי את צורת הקרטון על לוח העץ וחתכתי אותו. ללוח העץ השתמשתי בתחתית קופסה כתומה מעץ מהסופרמרקט המקומי. לוח העץ צריך חור באמצע בקוטר 10 מ"מ. כדי להחזיק את לוח העץ בגובה הרצוי, ניזרתי 3 מקלות קטנים מעץ גרוטאות שהיו לי מונחים. במקרה שלי הם היו באורך של 7 ס"מ.

לאחר מכן קידחתי חור בתחתית העציץ בכדי להעביר את כבל החשמל וטחינתי תעלה לכבל בעזרת רב -כלים סיבובי עמוק מספיק בכבל שלי בכדי לתת לעציץ לשבת שטוח על הקרקע. לאחר מכן הנחתי מעט דבק חם על שני קצות המקלות שניסרתי קודם ושמתי אותם בעציץ, ויצרו חצובה ללוח העץ לשבת עליו.

כעת, לאחר שניתן להכניס את העץ לעציץ, התחלתי לסדר את האבנים סביב גזע העץ. לא חשוב לכסות לחלוטין את לוח העץ בעצים, שכן גם כשאתה במרחק של רק חצי מטר אתה לא ממש יכול לראות את זה עמוק בתוך העציץ. הקפד להשאיר מקום קטן פתוח בו תוכל לשים את מתג הכפתורים ולהגיע אליו כדי לשלוט בנורות הלדים. כשהייתי מרוצה מהמראה, הדבקתי את האבנים במקומן, בעזרת דבק חם. לאחר מכן קידחתי שני חורים קטנים אחד ליד השני כדי להריץ את הכבלים המולחמים למתג הכפתורים והדבקתי את מתג הכפתורים במקומו.

השלב האחרון הוא עיצוב השורשים. לשם כך סיבבתי 2 או יותר מחוטי הכסף הבולטים יחד איתם נפרדים במרחקים שונים כפי שניתן לראות בתמונה 11. ואז אני מכופף את השורשים סביב לוח העץ כמו בתמונה 12. לאחר מכן יצרתי עיגול עם חוט כסף שאני מניח עליהם ומכופף את השורשים סביב הטבעת, כפי שניתן לראות בתמונה 13 ומהדק אותם בזה אחר זה טיפין טיפין. השלב האחרון הוא לחתוך את קצות חוטי הכסף הבולטים במידה רבה.

שלב 8: מעגל חשמלי והמיקרו -בקר

בשלב האחרון חיברתי את המעגל החשמלי. המיקרו-בקר שולט על נוריות ה- RGB. מכיוון שמרכזי ה- GPIO של המיקרו -בקר מספקים רק 3.3 וולט, וזה לא מספיק כדי שחלק מנורות הלד יבהיקו, חיברתי את המיקרו -בקר ל- MOSFET שיכולים להחליף את הנורות עם מתח הכניסה של המיקרו -בקר, שהוא 5 וולט (במקום זאת של MOSFET אתה יכול להשתמש בטרנזיסטור אבל היו לי MOSFETS שוכב מפרויקט futer אז השתמשתי בהם.) עם זאת, כמה LED לא יכול לסבול 5 V והצבעים השונים יאירו בבהירות שונה כאשר הם מוחלים על אותו מתח של 5 V. כאן נכנסים הנגדים. יש לחשב את ערכי הנגדים לכל צבע של ה- RGB-LED על פי גליון הנתונים ויכולים להיות שונים מיצרן ליצרן. או שאתה יכול פשוט להשתמש בערכים המופיעים בתרשים המעגלים ולבדוק אם הערכים עובדים עבורך. אם לא, אתה יכול להתעסק קצת עם ערכי הנגד על ידי עלייה והורדה של ערכי העזר עד שכל הצבעים בוהקים בוהקים באותה מידה. כדי שהכפתור יעבוד, צריך להיות נגד זרימה או שהכפתור עלול להתגלות כלחצים לנצח. במקרה זה ל- Wemos D1 mini יש נגדי פנימה פנימיים הניתנים להפעלה בתוך הקוד. אם המיקרו -בקר המשומש אינו תומך בכך, יש צורך בנגד זרם חיצוני.

לאחר בחירת ערכי הנגד הלחמתי את כל החלקים האלקטרוניים יחד על לוח לחם. כדי לחבר את החוטים המגיעים מהעץ, השתמשתי בכותרות סיכות זכר על הלוח ובנקבות בחוטים, אך כדאי שתלחים אותן ישירות ללוח. לפני חיבור הכל יחד והכנסתו לעציץ, עליך להבהב את התוכנית על המיקרו -בקר. צירפתי את קובץ הקוד. אני מקווה שהערתי מספיק בקוד כדי שכל אחד יבין מה קורה. כרגע הקוד בסיסי מאוד ואולי אוסיף לו תכונות בעתיד. אם אעשה זאת, אפרסם כאן עדכון וכנראה שאעביר את הקוד ל- github. כאשר אתה מחבר את העץ לחשמל, הוא יהבהב בצבע ירוק אדום, כחול ולבן ואז יתחיל לעבור בין ספקטרום הצבעים. אתה יכול לשנות את צורת הצבעים בלחיצת כפתור.

נכון לעכשיו, הקוד מכיל 3 מצבים:

• 0: כבוי
• 1: מצב קשת: רכיבה על אופניים דרך ספקטרום הצבעים
• 2: מצב צבע קבוע

אתה יכול לעבור בין הצבעים על ידי לחיצה על הכפתור למשך יותר מחצי שנייה. אם הוא יצליח, העץ יהבהב בלבן מספר הפעמים שצוין לפני המצב למעלה. במצב צבע קבוע לחיצה קצרה על כפתור (פחות מחצי שנייה) תעבור בין 7 צבעים שונים המוגדרים בקוד. אם לחיצה על הלחצנים אינה מתקבלת (לחיצה קצרה על כפתורים עובדת רק במצב צבע קבוע) העץ יהבהב כמו בפתיחת החשמל לראשונה. אל תהסס לשנות את הקוד כראות עיניך.

שלב 9: תהנה

מה שנותר לעשות הוא למצוא מקום מתוק לעץ החוט RGB-LED החדש שלך וליהנות ממנו. בסך הכל הכנת העץ הזה לקחה לי בערך 8-10 שעות על פני כמה ימים. כמה מהדברים שדורשים יותר זמן כמו צמות וסיבוב חוט הכסף סביב הענפים שעשיתי כשצפיתי בטלוויזיה.

אתה עשוי לתהות מדוע אין תמונות של העץ בוהק באדום. זה פשוט כי בזמן שאני כותב את ההוראה הזו אני מחכה למשלוח אלקטרוניקה שאני צריך להרכיב את הבקר. בגלל זה השתמשתי בבקר מעץ ה- RGB-LED הראשון שלי לתמונות. עם זאת נוריות העץ בעץ RGB-LED שהתבססתי על הוראות אלה על צרכי ערכי התנגדות נמוכים יותר לאדום והאור האדום אפור מאוד.