Świetliki bez lutowania / Błyskawica: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Chciałem dodać świetliki LED (błyskawice, w których dorastałem) na moim podwórku na Halloween i postanowiłem zrobić kilka z pasm LED i Arduino. Takich projektów jest wiele, ale większość wymaga lutowania i obwodów. Są świetne, ale postanowiłem sprawdzić, czy można to wszystko zrobić bez lutowania, aby uczynić je super prostymi w tworzeniu.

Napisałem również kod, aby łatwo zarządzać dowolną liczbą świetlików, które potrafią realistycznie mrugać.

Podstawowym podejściem jest użycie taśm LED WS2811, ponieważ są one już wodoodporne. Są popularne w oświetleniu świątecznym, a połączenie chipa WS2811 i diody LED 5050 w nich jest zasadniczo grubszą wersją WS2812b lub „Neopixels” w żargonie Adafruit. Inną ich zaletą jest to, że dla dowolnej liczby diod LED potrzebna jest tylko jedna linia danych.

Ich zasilanie jest bardzo proste - przewód mini USB do dowolnego bloku zasilania USB lub baterii. Nie zużywają dużo energii i mogą długo działać na baterii USB.

Krok 1: Części

Lista części jest celowo prosta:

- Arduino. Użyłem Arduino Nano, ponieważ są tańsze i mniejsze. Mają prawie takie same specyfikacje jak Arduino Uno. Te w powyższym linku mają przylutowane piny i są dostarczane z przewodami micro USB. Będziesz potrzebować kabla mini USB, a niektóre są dostarczane z powyższymi linkami Nanos.

- Nakładka Arduino Nano Terminal Shield. To jest sztuczka bez lutowania - do mocowania przewodów można użyć śrubokręta. Jeśli zamiast tego chcesz przylutować trzy przewody, możesz to pominąć i zamówić płytki Arduino Nano z niepodłączonymi pinami, aby można było przylutować bezpośrednio do płytki Nano.

- diody LED. Użyłem skrętek WS2811, które programuje się tak jak taśmy LED WS2812b. Są wodoodporne, a niektóre z czarnymi przewodami, aby były mniej widoczne w roślinach. Są również wyposażone w zielone przewody. Są dostarczane z 50 diodami LED na pasmo i mają złącza, dzięki czemu można je połączyć szeregowo. Używam 100-200 diod LED, a więc od 2 do 4 z tych pasm. Dla uproszczenia zasilam je z regulatora Arduino 5v.

- Bateria. Zasilałem swoją z dowolną baterią USB, ale możesz też podłączyć ją do dowolnego źródła USB. - Podstawowa bateria - Większa bateria - Ogromna bateria - prawdopodobnie przesada Te dwa ostatnie świetnie nadają się do robotów i oświetlenia LED, ponieważ mają zarówno wyjścia 5 V, jak i 12 V.

- Złącze JST - te dostarczane są z linkami LED, ale na wszelki wypadek te są potrzebne.

Krok 2: Montaż

Montaż jest bardzo prosty.

Podłącz Arduino Nano do osłony zacisków. Upewnij się, że piny są prawidłowe w oparciu o etykiety - można je podłączyć odwrotnie.

Użyj zapasowego złącza JST dostarczonego z diodami LED. Podłącz 5V i Gnd do tych pinów na Arduino. Podłącz linię danych do pinu 6 (możesz zmienić w kodzie, jeśli chcesz).

Żyły LED są dostarczane z przewodami zasilającymi, które są pozbawione izolacji i cynowane. Mogą one spowodować zwarcie baterii, więc odetnij je lub zaklej taśmą (lub użyj rurki termokurczliwej, jeśli ją masz). Odciąłem ocynowane końcówki i przyciąłem jeden krócej niż drugi, aby nie dotykały się.

Teraz możesz podłączyć linkę do Arduino.

Otóż to!

Liczba diod LED i moc

Każda z 5050 diod LED w nitce może pobierać 60 mA, gdy jest w pełni włączona. Ponieważ istnieją trzy diody LED (czerwona/zielona/niebieska), a każda z nich może mieć wartość 0-256 (w kodzie), pełne włączenie wynosi 256 + 256 + 256 = 768 dla intensywności czerwonej, zielonej i niebieskiej. W moim kodzie używam 50 dla czerwonego, 50 dla zielonego i 0 dla niebieskiego, więc każda włączona dioda LED zużywa około 60 mA * 100 / 768 = 7,8125 mA na diodę LED, gdy są włączone.

Kluczem jest to, ile diod LED będzie włączonych w tym samym czasie. Mój kod obecnie włącza je po bardzo niskich losowych kursach - 5/10 000. W praktyce widziałem tylko kilka włączonych na raz, ale teoretycznie wszystkie mogłyby działać jednocześnie. Mógłbym dodać kod, aby ograniczyć liczbę za jednym razem, ale szanse są bardzo odległe. Liczba włączona jest częściowo zależna od liczby diod LED, a szanse są obliczane dla każdej diody LED, więc po dodaniu diod LED zapali się więcej diod LED.

Regulator Arduino 5v może pobierać około 500mA, a niektóre są używane dla samego Arduino, więc może być dostępne około 450mA. Przy 7,8 mA na diodę LED, co pozwala na włączenie około 57 diod LED w tym samym czasie, a nawet gdy dioda LED jest włączona, najczęściej zanika w górę lub w dół, zużywając jeszcze mniej energii. Praktycznie więc zasilacz USB Arduino jest odpowiedni dla wielu diod LED.

Liczba diod LED i pamięć Arduino

Podczas kompilacji programu ze 100 diodami LED Arduino IDE zgłosiło, że używane jest 21% pamięci DRAM (głównie dla tablicy stanu LED), dla 300 diod LED było to 60%. Tak więc kilka pasm jest w porządku. Jeśli potrzebujesz dużo więcej diod LED, możesz po prostu zachować listę diod LED, które są faktycznie włączone – byłoby znacznie bardziej wydajne, ale przy tak wielu pasmach napotkasz również problemy z zasilaniem – spadek napięcia i będziesz potrzebować technik takich jak wtrysk mocy. Użyłem tego w innych Instruktażach, ale wykracza to poza zakres tego szybkiego projektu. Przy 100-200 diodach LED jest mnóstwo pamięci DRAM i mocy.

Krok 3: Zaprogramuj Arduino

Załączony szkic będzie migać diodami LED jak świetliki. Kod jest nieco skomentowany, ale najważniejsze jest ustawienie liczby diod LED na to, ile używasz.

Krok 4: Lokalizacja, moc, odporność na warunki atmosferyczne

Ten projekt jest zasilany przez port USB w Arduino, więc można użyć dowolnego źródła zasilania USB. Aby uzyskać bardziej trwały wyświetlacz, możesz użyć adaptera ściennego USB.

Jeśli projekt ma pozostać na zewnątrz przez dłuższy czas, należy go zaimpregnować. Wodoodporne pudełko z elektroniką lub nawet pojemnik na żywność są w porządku.