כוכב חג המולד עם נוריות לתכנות: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

רציתי משהו אחר לתצוגת חג המולד החיצונית שלי השנה, אז החלטתי לקנות מחרוזת נוריות ניתנות לתכנות RGB (לפעמים נקראות נוריות ניאופיקסל) וליצור כוכב חג המולד. נוריות LED אלה יכולות לתכנת בנפרד את הצבע והבהירות בעזרת חוט בקרה אחד בלבד.

שלב 1: חומר

מחרוזת LED RGB דיגיטלית מפושטת WS2811 (5V)

לוח Arduino (יש הרבה מקורות)

ספריית ארדואינו FastLED

ספק כוח +5V DC (500 ma או יותר-יכול להיות "סוג יבלת קיר")

כבל מפצל חשמל

כבל חשמל/בקרה בעל 3 חוטים

מכלול מחברים זכר מסוג JST SM בעל 3 פינים

צינורות כיווץ חום (3 חלקים בקוטר 3/16, אורך 1 אינץ ')

קופסת פלסטיק עמידה במים

דיקט 2 'x 2' x ¼"

פיסת קרטון בגודל 2 x 2 (אופציונלי)

צבע חיצוני

סרט אריזה שקוף (או סרט Gorilla ™ שקוף)

גרוטאות עץ למדף אלקטרוניקה (אופציונלי)

דבק עץ (לא חובה)

Rope חבל קלוע (אופציונלי)

Parcord (אופציונלי)

קטעי תאורה חיצוניים של CommandTM (אופציונלי - מצאתי אותם ב- Walmart)

אחוזי אוהלים (אופציונלי)

שלב 2: כלים

מחשב לתכנת Arduino

מקדחה חשמלית או מקדחה

מקדח 12 מ מ

מסור עץ דק (השתמשתי במסור ג'יג)

אקדח חום, מצית או גפרורים לצינורות כיווץ

סנפיר או אייספיק

נייר זכוכית

מלטשת חשמלית (אופציונלי)

שלב 3: תהליך בניית כוכבים

רציתי שהכוכב שלי יתאים על חתיכת דיקט בגודל 24 אינץ ', אז רציתי שהמימד הרחב ביותר יהיה לא יותר מ -24 אינץ'. הזווית העליונה של משולש הקצה היא 36 °. שתי הזוויות האחרות הן 72 °.

רציתי שדפוס האור בכוכב יהיה גדול ככל האפשר, אז תכננתי שלא יגיעו נקודות הכוכב לשיא שלם. כל רגל של כוכב זהה, אז חישבתי את הממדים של רגל אחת כפי שמוצג בשרטוט כאן.

לאחר מכן הדפסתי חמישה עותקים של התבנית והמשכתי לפרוס את הכוכב על הקרטון.

מכיוון שלמחרוזת ה- LED שלי יש 50 נוריות LED, הייתי צריך חמישה לכל רגל במרווח שווה. אורך רגל אחת (מהציור) הוא 8.125 אינץ '÷ 5 = 1.625 אינץ' (1-5/8 ). מכיוון שציירתי את נקודת הכוכב ב- Visio, סימנתי כל מיקום LED בתבנית Visio כדי להימנע ממדידה בפריסת הקרטון. לחץ על הקישור בסוף חלק זה לקבלת תבנית נקודת כוכב בגודל מלא. הערה: אם הדפוס המודפס אינו נמדד כמצוין, ייתכן שיהיה עליך להתאים את הגדרות השוליים של המדפסת. הגדרתי את שלי ל -0.15 אינץ 'מכל הצדדים.

לאחר מכן הדבקתי את הקרטון על גבי חתיכת הדיקט וחבטתי בערוץ דרך הקרטון לתוך הדיקט בכל מקום LED. נאלצתי להפעיל לא מעט לחץ כדי לקבל סימנים עמוקים מספיק בדיקט כדי שאוכל לראות אותם (אולי כי הזקן שלי צריך חידוד).

כמובן שאתה יכול לעקוף את תבנית הקרטון ולעשות את הפריסה ישירות על הלקט אם אתה מרגיש בנוח עם התהליך ובטוח שלא תהרוס חתיכת דיקט טובה לחלוטין.

הסרתי את תבנית הקרטון ומדדתי בניצב של כ- inch אינץ 'מקו הקידוח LED לאורך כל הכוכב כדי לקבל את קו החיתוך שלי. הערה: הקו החתוך בתמונה מוצג על הקרטון מכיוון שעד שהחלטתי להפוך את המדריך הזה, כבר סיימתי את הכוכב.

לאחר שחתכתי את הכוכב, שיפשפתי את כל המשטחים ומרחתי שתי שכבות של פריימר חיצוני אקרילי ושתי שכבות גימור של צבע בית חיצוני אקרילי. ציירתי לפני קידוח החורים כדי להימנע מצביעה בתוך החורים.

קדחתי את החורים עבור נוריות הלדים בכל מקום שסימנתי באמצעות מקדח 12 מ"מ, אך החורים היו מעטים מדי, כך שהייתי צריך לחזור "להתהפך" כל חור על ידי זווית הקידוח בצורה מעגלית. יתכן כי מקדח בגודל ½ אינץ 'יהיה בגודל המושלם. אני ממליץ לך לנסות את זה על פיסת עץ ולראות כמה טוב זה עובד. נוריות הלדים חייבות להיות בכושר די דיוק כדי למנוע מהן לנשור. לאחר הקידוח, חזרתי עם מברשת קטנה וציירתי מקומות שבהם מקדח קרע את הדיקט. למרות שקדחתי עם גיבוי, עדיין קיבלתי קרע.

אתה יכול לראות בתצלום המבוא שהנקודות על הכוכב שלי לא כולן זהות. זה נובע מטעות קלה במדידה ובחישוב גודל הכוכב, אבל זה באמת לא משנה. אף אחד מעולם לא הזכיר את זה וכמובן שזה לא נראה בלילה.

הוספתי חתיכות קטנות של עץ מלא בעובי 3/8 אינץ 'לנקודות המורדות של הכוכב כדי שאוכל להוסיף כמה עיני בורג שיאפשרו לי לעגן את הכוכב כדי שלא יתפוצץ מכיוון שאני גר באוקלהומה שם "הרוח בא לטאטא במורד המישור ".

תליתי את הכוכב שלי בין שני עצים גדולים בחצר הקדמית שלי. חיברתי שני קליפי תאורה חיצוניים של 3M CommandTM לחלק האחורי של הכוכב והלכתי אותם על חבל I שהתרחקתי בין העצים.

עיגנתי את קצות הכוכב כלפי מטה לאדמה בעזרת יתדות אוהלים ופארקורד. שקלתי להרכיב את הכוכב בגמלון מעל המוסך שלי, אבל הרכבת תיבת האלקטרוניקה במיקום זה הייתה בעייתית עבורי.

שלב 4: תכנות הלדים

ניתן להשתמש בכל בקר מיקרו לשליטה בנורות הלדים, אבל שיחקתי עם ארדואינו במשך כמה שנים אז הלכתי בדרך הזו. אני מהנדס אלקטרוניקה בדימוס, אבל לא מתכנת במיוחד, ולכן התרגשתי למצוא את ספריית FastLED, מה שהופך את תכנות הלדים למשב רוח. ל- AdaFruit יש גם ספרייה דומה, אבל אני כבר התחברתי ל- FastLED לפני שגיליתי את זה. לכן אין לי דעה איזו ספרייה עדיפה.

שקלתי רעיונות שונים לדוגמאות אור, אך החלטתי על דהייה פנימה/דהייה פשוטה עם שינויי צבע בכל מחזור עבור הכוכב שלי. גיליתי שבחושך, נוריות ה- LED היו בהירות מדי לאפקט שרציתי, אז קבעתי את רמת הבהירות המקסימלית ב -36. נוריות LED מאוד בהירות במבט ישיר, כפי שהן ממוקמות בפרויקט זה.

אם אינך מכיר את מיקרו-בקר Arduino, ישנם כמה הוראות אינפורמטיביות מאוד למתחילים. הייתי ממליץ לך לבדוק אותם ולהכיר את התכנות של Arduino לפני שתנסה פרויקט כזה. פשוט חפש באתר מדריך אחר Arduino.

לחץ על הקישור למטה למערכון הארדואינו שכתבתי לכוכב שלי.

שלב 5: הפעלת ה- Arduino ו- LED

כבר היה לי ספק כוח 10A, +5V DC. זה הרבה יותר מדי עבור הפרויקט הזה, אבל למה לקנות ספק כוח אחר? השתמשתי בכבל מפצל החשמל ברשימת החלקים כדי לקבל מתח הן למחרוזת ה- LED והן ללוח ה- Arduino מהאספקה. הערה: מחרוזות ה- LED מגיעות בשני סוגים של 5V ו- 12V. אם תבחר את נוריות 12V, יהיה עליך להשתמש באספקת חשמל נפרדת ללוח Arduino, או להשתמש בממיר מתח הורדת מתח DC-DC (או לאלה מנוסים יותר באלקטרוניקה, ווסת לינארי) כדי להפחית את ה- Arduino מתח אספקה ל- 5V עד 9V DC.

עבור חיווט החשמל והבקרה בהתקנה הסופית, השתמשתי ב"חוט תרמוסטט "בעל 3 מוליכים שמצאתי אצל Lowe's. שני חוטים להספק וחוט אחד לאות הבקרה. האין זה מדהים שניתן לשלוט על הצבע והבהירות של 50 נוריות באמצעות חוט אחד ?! כמהנדס אלקטרוניקה, אני לגמרי מבין איך זה עובד, אבל אני עדיין מתרשם מאוד.

יש לסיים את חוט החשמל/השליטה באמצעות מסוף 3 פינים JST. הלחמתי את חוטי הרכבה הטרמינליים לחוטי הכבלים בעלי 3 המוליכים וכיסיתי את החבילות בצינורות כיווץ חום. קלטת חשמל תעבוד בקמצוץ, אבל היא לא מזג אוויר טוב. אני נמנע מזה כשאפשר.

שלב 6: הגנה על האלקטרוניקה

כמובן שלוח Arduino ואספקת החשמל אינם עמידים בפני מזג אוויר, ולכן יש להגן עליהם. השתמשתי בקופסת אחסון מזון "חד פעמית". כדי לתמוך בקופסה, בניתי מדף קטן, שציירתי גם כמתואר לכוכב, והברגתי אותו לאחד העצים. קידחתי חור בצד הקופסה ליד התחתית. לאחר מכן חתכתי חריץ מהחור לחלק העליון של הקופסה כדי להחליק את החוטים אל החור. לאחר שהחוטים היו במקומם, השתמשתי בקלטת שקופה בתוך ומחוץ לקופסה כדי לאטום את החריץ. החור עצמו לא חייב להיות אטום לחלוטין אם שומרים על ההערה הבאה.

הערה: יש למקם את הפתח של כבל החשמל וחוט החשמל/בקרה לנורות הנורות כך שהמים לא ימצאו את דרכם לתוך הקופסה. שים את החור בתחתית הקופסה ויצר לולאה עם החוטים כך שמים על החוטים יזלגו במקום לעקוב אחר החוט לתוך התיבה.

העברתי את חוט החשמל/השליטה מהקופסה לכוכב לאורך החבל ¼”שממנו הושעה הכוכב, בעזרת קשרי רוכסן כדי להדק את החוט לחבל.

שלב 7: ראה את זה בפעולה

הנה סרטון של הכוכב שלי כשהיה חשוך לגמרי בחוץ. אני אוהב את האפקט הרגוע של הצבעים הדועכים.