Automatyczne schody oparte na Arduino LED „Bloody Red”: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

CO?

Cześć!

Zrobiłem krwawiące schody LED! Jest to nowy Instructables wykorzystujący instalację sprzętu, którą wykonałem już z poprzedniego, który mogę z mojego. Stworzyłem animację RED, która przypomina krople krwi, idealną do aktywacji automatycznej w tych chwilach cukierków lub psikusów!

Gdy tylko zbliżysz się do schodów, z przypadkowych miejsc na schodach pojawiają się "krople krwi" i zaczynają schodzić, pozostawiając po drodze ślady krwi, które stopniowo znikają. Liczba kropli to parametr w szkicu Arduino.

Realizm efektu zwiększa losowa prędkość kropli: nie spadają one liniowo, ale spowalniają i przyspieszają tak, jak krople cieczy schodzące po powierzchni (tak jak krew).

Jak powiedziałem, wykorzystałem istniejącą instalację sprzętową, jednak programowanie (szkic Arduino) jest całkowicie nowe, a także nowe drewniane wykończenie, aby były w pełni wbudowane w schody. Istniejąca instalacja sprzętu jest replikowana w krokach 1 i 2, a dla kompletności jest pobierana z tego miejsca:

www.instructables.com/id/Automatic-IoT-Sta…

Kroki 3, 4 i 5 są zupełnie nowe, również poniższa lista zakupów jest inna.

CZEMU?

Schody miały już jakieś animacje, ale brakowało mi czegoś konkretnego na Halloween. Schody są widoczne z zewnątrz głównych drzwi, więc fajnie jest odstraszyć wszystkie te potwory, pokazując im prawdziwą krew!:)

LISTA ZAKUPÓW

Użyłem następujących komponentów, przewiń w dół, aby zobaczyć kroki budowania:

1) 2 x 4m ws2813 taśmy LED rgb:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

zdobądź wersję niewodoodporną, z 60 diodami/m. Znalazłem też tańszą wersję 5m i po prostu odciąłem 1m od końca obu pasków. Zauważ, że możesz to zrobić również z diodami ws2812 i ws2812b, światło będzie dokładnie takie samo, a te są tańsze. Ws2813 są po prostu bardziej niezawodne, ponieważ mają nadmiarowe połączenie danych, więc jeśli złamiesz jedną diodę LED, reszta paska będzie nadal działać. Były to około 27 $ / 25 € każdy.

2) Profile aluminiowe 4 x 2m U-line, 14mm x 13mm:

www.ebay.ie/itm/New-2-METERS-U-LINE-Alumin…

Były to 20 € każdy, około 22 $. Kupiłem też zaślepki zacisków i śruby mocujące. Śrub nie dało się zamontować po tej stronie, z której ich potrzebowałem, powinny być zamontowane po przeciwnej stronie do dyfuzora, więc mi się nie przydały. Zamiast tego, dzięki nachyleniu schodów i pewnemu tarciu, jakie zapewnia listwa przypodłogowa, wystarczyło kilka kawałków taśmy dwustronnie klejącej, aby dopasować profile do listew przypodłogowych.

3) 2 kable Ethernet cat-5:

www.aliexpress.com/item/Vention-Ethernet-C…

Nie mam pojęcia jaka długość została tutaj użyta, chyba około 2m, elektryk i stolarz zainstalowali kable pod podłogą, idąc od listew przypodłogowych schodów, do pomieszczenia z hotpressem. Pamiętaj, że zbyt długie kable zmniejszą prąd i będziesz potrzebować bardziej wyrafinowanej konfiguracji, aby zapewnić prawidłowy prąd i uniknąć zerwania połączenia danych.

4) zapasowe różne kable dupontowe:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

5) jako mikrokontroler z obsługą Wi-Fi, użyłem pierwszej wersji Wemos D1, teraz wycofanej z produkcji, którą nadal można znaleźć w Internecie:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

Dla przyszłych czytelników, jeśli go nie znajdziesz, wersja R2 Wemos D1 również powinna działać.

6) 2 x czujniki ruchu PIR dla Arduino:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

7) jeden zasilacz 5v, 40a, 200w:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

To było 21,5 £, około 25 € lub 27 $. Prawdopodobnie potrzebujesz mniej niż 40A, ale to było tańsze niż 20A, a przy amperach zawsze lepiej przewymiarować, żeby zasilacz działał chłodniej i żył dłużej.

8) dwie lipy sosnowe 36mm:

www.builderdepot.co.uk/richard-burbidge-pin…. Około 6 euro każdy w Irlandii.

9) trochę białej farby do skorupek jajka, którą już miałem (ta sama farba do listew przypodłogowych)

10) uszczelniacz silikonowy do malowania:

www.woodies.ie/decorating/decorating-acces…. To było 5 euro?

11) dwie obudowy wydrukowane w 3D na czujniki PIR, takie jak:

www.thingiverse.com/thing:1374677

Mam swoją za darmo od znajomego, nie mam drukarki 3d:(

Krok 1: Okablowanie

Należy wykonać następujące połączenia: 1) Taśmy LED - Wemos D1

2) Taśmy LED - zasilanie

3) Czujniki PIR - Wemos D1

4) czujniki PIR - zasilanie

5) Wemos D1 - zasilanie

6) zasilanie - domowa sieć energetyczna

Przygotowanie: Miałem dwa kable Ethernet kat. 5 (https://en.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable) zainstalowane pod podłogą między listwami przypodłogowymi starikizy a gorącą prasą przez stolarza i elektryka, zanim stolarz zainstalował drewniana podłoga. Jeden kabel po każdej stronie schodów, wystający z jednego końca listwy przypodłogowej, a drugi koniec z otworu w ścianie prasy na gorąco. Kabel kategorii 5 ma w sobie 8 małych kabli, podzielonych na 4 skręcone pary przy użyciu 4 różnych baz kolorów i 2 wzorów kolorów (kolor jednolity lub linia przerywana). Usuń 8-10 cm gumy z każdego końca każdego z kabli kategorii 5, aby uzyskać dostęp do 4 par skrętek. Rozkręć każdą parę, aby otrzymać 8 niezależnych małych kabli. Usuń około 1 cm plastiku tylko z każdej końcówki każdego małego kabla, na obu końcach każdego z dwóch kabli kategorii 5. Ten krok jest dość czasochłonny i zalecam użycie odpowiedniej łuszczarki do kabli, aby zrobić to szybko. Użyłem nożyczek.

W przypadku połączenia wymienionego jako 1) wybrałem 4-stykowe złącze (plus dwa dodatkowe kable zasilające) z paska LED i podłączyłem zielony kabel od diody LED (kabel danych) do jednego z 8 małych kabli z kabel kat. 5. Wybrałem do tego biało-pomarańczowe piny kabla kat. 5.

W przypadku połączenia wymienionego jako 2) wybrałem 4-drożne złącze (plus dwa dodatkowe kable zasilające) z paska LED i połączyłem czerwony kabel ze złącza LED (kabel VCC) do *dwóch* z 8 małych kable z kabla kat 5, ponownie skręcone razem. Wybrałem do tego niebieskie i biało-niebieskie piny kabla kat. 5. Podłączyłem też biały kabel ze złącza LED (kabel GROUND) do *dwóch* z 8 maleńkich kabli z kabla cat 5, ponownie skręconych razem. Wybrałem do tego brązowy i zielony pin kabla kat. 5. Na koniec, aby doprowadzić do listwy jeszcze więcej prądu, podłączyłem dodatkowy biały kabel spoza złącza LED (dodatkowy kabel GROUND) do jednego z malutkich kabli z kabla cat 5 (wybrałem biało-zielony pin kota 5 do tego) i dodatkowy czerwony kabel z zewnątrz złącza LED (dodatkowy kabel VCC) do jednego z malutkich kabli z kabla kat. 5 (wybrałem do tego biało-brązowy pin kabla kat. 5). Powodem zasilania paska LED 3 kablami doprowadzającymi plus i 3 doprowadzającymi masę jest rozprowadzenie prądu na więcej pinów, aby uniknąć przegrzania i upewnić się, że wystarczający prąd dociera do diod LED. Można to osiągnąć, prowadząc grubszy kabel tylko do zasilania, ale wtedy musiałbym poprowadzić zbyt wiele oddzielnych kabli (gruby do zasilania, gruby do masy, jeden kabel danych do diod LED, jeden kabel danych do czujniki PIR. Wolałem zapłacić elektrykowi mniej i mieć zainstalowany tylko 1 kabel na stronę:)

W przypadku połączenia wymienionego jako 3) podłączyłem pin „out” czujnika PIR do jednego z maleńkich kabli z kabla kat. 5 (wybrałem do tego pomarańczowy pin kabla kat. 5).

Dla połączenia wymienionego jako 4) podłączyłem pin "vcc" czujnika PIR do biało-brązowego malutkiego kabla kabla kat 5 który był już podłączony do czerwonego kabla z taśmy LED, a pin "masa" czujnika PIR do biało-zielonego malutkiego kabla kabla kat. 5 który był już podłączony do białego kabla z taśmy LED. Wszystkie powyższe połączenia można by uporządkować za pomocą rurek termokurczliwych. Nie używam ich, ponieważ planuję pokryć wszystko białą płytą MDF umieszczoną na górze profilu aluminiowego, tak aby profil był osadzony w listwie przypodłogowej. Spowoduje to ukrycie wszystkich kabli i umożliwi mi dostęp w przypadku konieczności naprawy lub dalszego rozwoju. Te pierwsze 4 połączenia zostały zreplikowane dokładnie po drugiej stronie klatki schodowej, gdzie znajduje się drugi czujnik PIR. Zwróć też uwagę, że niebieski kabel ze złącza LED jest pozostawiony bez połączenia, ponieważ są to nadmiarowe dane z paska ws2813. Aby zrealizować pozostałe strony połączeń (tj. w prasie na gorąco) mam: a) skręciłem z powrotem ze sobą piny niebieski, biało-niebieski i biało-brązowy kabla kat. 5 i wynik włożyłem do jednego z trzy porty „+V” zasilacza. b) skręciłem z powrotem zielone, biało-zielone i brązowe piny kabli kat. 5 i wynik włożyłem do jednego z trzech portów "COM" zasilacza. a) i b) zostały powtórzone dla drugiego kabla kategorii 5 odpowiadającego drugiej stronie klatki schodowej. Użyłem innego portu (-ów) "+V" i "COM" zasilacza. c) dwa pomarańczowe styki dwóch kabli cat 5 zostały włożone do pinów 4 i 5 Wemos D1 d) dwa biało-pomarańczowe piny dwóch kabli cat 5 zostały skręcone z powrotem i włożone do pinu 1 Wemos D1. Teraz, gdybym użył zwykłego Arduino Uno z osłoną wifi lub zewnętrznym modułem esp8266, mogłem pozostawić dwa paski niezależne, nie skręcając dwóch kabli i łącząc dwa piny z pinami 1 i 2 Arduino. W ten sposób mogłem oddzielnie sterować animacją dwóch stron schodów. Postanowiłem jednak uprościć i trzymać ich razem. Jest to ograniczenie Wemos D1 R1, który może napędzać taśmę LED kompatybilną z Neopixel tylko z pinu 1. Nie jestem pewien, czy naprawili to w R2, to możliwe, jeśli skończysz próbować z R2 daj mi znać jeśli to działa.

W przypadku połączenia wymienionego jako 5 miałem wiele możliwych opcji (takich jak użycie zapasowego zasilacza USB do telefonu i bezpośrednie użycie portu microusb w Wemos D1), ale ponieważ miałem ostatnią (trzecią) parę +V i nieużywanych portów COM z mojego zasilacza 40A, postanowiłem podłączyć pin 5V Wemosa do portu +V zasilacza, a pin GND Wemosa do portu COM zasilacza. Należy pamiętać, że omija to wewnętrzny regulator napięcia Wemos i działa tylko wtedy, gdy zasilacz ma dość stałe napięcie, co było w moim przypadku. Jeśli nie, ryzykujesz spalenie Wemos D1. Zauważ, że na zdjęciu zobaczysz kabel microUSB podłączony do Wemos D1. Cóż, nie jest podłączony do niczego po drugiej stronie, po prostu go tam zostawiłem, gdy muszę podłączyć Wemos do laptopa, aby go zaprogramować. Jak odkryjesz w późniejszym kroku, teraz bezprzewodowo programuję Wemos OTA (Over The Air), aby kabel można było na dobre odłączyć.

W przypadku połączenia wymienionego jako 6 elektryk zostawił biały kabel podłączony do wyłącznika z bezpiecznikiem, przenoszący 220 V, wyskakujący ze ściany. Więc wystarczyło wyjąć trochę gumy na końcu białego kabla, zdjąć około 1 cm gumy z każdego z trzech styków, a następnie wpiąć brązową do portu „L” zasilacza, niebieski do portu „N”, a żółto-zielony do portu „ziemia”. To był zdecydowanie najbardziej czasochłonny krok, także dlatego, że nie użyłem odpowiednich narzędzi do oderwania gumki kabla, po prostu użyłem nożyczek kuchennych. Zawsze robiłem to w ten sposób, więc mój wskaźnik błędów wynosił tylko 3/35 (gdzie 35 to 8 pinów z każdego kabla kat 5 i każdy ich koniec plus 3 piny z kabla sieci domowej), czyli musiałem tylko ponownie - wyciąć łącznie 3 piny z 35 połączeń. Można to jednak zrobić szybciej, używając odpowiedniego narzędzia do zdejmowania izolacji.

Krok 2: Montaż diod LED i profili aluminiowych

Jest to dość łatwe, gdy ustalisz najlepszą sekwencję kroków. Polecam:

1) z pomocą drugiej osoby weź oba profile do montażu z jednej strony, przełóż je na listwę przypodłogową z dyfuzorem skierowanym w drugą stronę schodów, zdecyduj, którą część schodów chcesz pokryć (nasze schody miały 4,4 m długości, a my mieliśmy tylko 4 m profili aluminiowych) i zaznaczyliśmy to ołówkiem.

2) umieść 3 lub 4 kawałki dwustronnie klejącej taśmy samoprzylepnej na długości każdego z dwóch profili aluminiowych (lub bezpośrednio na listwie przypodłogowej). Ok, skłamałem, nie miałem dwustronnej taśmy samoprzylepnej, więc po prostu użyłem zwykłej taśmy samoprzylepnej nawiniętej na siebie, aby utworzyć dwustronną łatkę klejącą. To działa.

3) delikatnie zdejmij dyfuzor z profili aluminiowych (uważaj na palce!)

4) nałożyć profile na listwę (tj. na taśmę klejącą), upewniając się, że taśma klejąca jest schowana pomiędzy profilem a listwą przypodłogową. Upewnij się również, że dyfuzor jest skierowany na drugą stronę schodów, a nie do góry, w przeciwnym razie nie uzyskasz pożądanego efektu. Innymi słowy, załączony obrazek jest tylko w celach informacyjnych, nie podążaj za obrazem z pomiarami, ponieważ instaluje to dyfuzor skierowany do góry. Teraz musisz nabrać pewności w wykonywaniu kolejnych kroków, radzę uzyskać pomoc od drugiej osoby i poprosić osobę z mniejszymi palcami, aby wykonała te czynności:

5) Rozwiń taśmę LED, umieść ją obok (ale na zewnątrz) profilu aluminiowego i upewnij się, że wszystkie diody LED poprawnie znajdą się wewnątrz linii U. na górnym końcu listwy masz łącznik, który jest grubszy niż profil aluminiowy. Zwróć uwagę, gdzie to się skończy, gdy pasek znajdzie się wewnątrz linii U.

6) zdejmij osłonę taśmy dwustronnie klejącej, którą znajdziesz za rolką LED (jeśli nie masz tutaj taśmy dwustronnie klejącej, weź ją i przymocuj na całej długości rolki. Żadnych sporadycznych łat, ty potrzebujesz pełnej długości pokrytej taśmą). Miałem klej dwustronnie wysokiej jakości 3M, więc było bardzo mało miejsca na błędy. Jeśli nie poświęcisz wystarczającej uwagi, taśma przyklei się do profilu lub listwy przypodłogowej lub do innego kawałka samej listwy lub do stopni i nie jest łatwo ją usunąć.

7) wsunąć górny łącznik paska LED wsuwając go wraz z pierwszymi 2-3 pikselami w koniec profilu. Upewnij się, że odpowiadasz poziomowi, który zanotowałeś w kroku 5)

8) niech teraz osoba z mniejszymi palcami delikatnie dociśnie każdy piksel do końca linii U. Nie spiesz się, robiąc to. Jeśli poprawnie zapisałeś wszystkie długości, skończysz z ostatnią diodą LED tylko 2-3 mm wewnątrz linii U na drugim końcu.:)

Krok 3: Wykończenie drewnianego osadzania

Teraz musisz pokryć wszystko listwą, aby wyglądało na wpuszczone w schody.

Umieść jak najwięcej silikonu między profilami aluminiowymi a ścianą. Będzie służyć jako podstawowa cegła do układania dodatkowego silikonu po ułożeniu listwy na wierzchu.

Przygotuj listwę, szlifując coraz drobniejszym papierem ściernym. Zaczęłam od 40, a skończyłam na 120. Pomaluj listwę tą samą farbą, co Twoje listwy przypodłogowe. Niech wyschną!!!

Daj im tyle przepustek, ile potrzebują. W moim przypadku było to 2, aby pasować do pracy wykonanej przez malarza na listwach przypodłogowych.

Połóż listwy na profilach aluminiowych. Skończysz z dziurami. Wypełnij maleńkie silikonem. W przypadku dużych wytnij małe kawałki listew i powtórz powyższe kroki, aż wszystkie otwory zostaną wypełnione.

Krok 4: Zaprogramuj mikrokontroler

Prześlij załączony kod do mikrokontrolera. Zmień swój identyfikator sieci Wi-Fi i hasło, aby móc bezprzewodowo przesyłać nowy szkic za pośrednictwem aktualizacji OTA.

Program posiada następujące funkcje:

1) jest parametryczny pod względem liczby kropli krwi. Zmień tę linię, aby mieć więcej/mniej spadków:

#define DROPS 5

2) automatycznie wyzwala krople po wykryciu ruchu;

3) gdy ruch jest zatrzymany, utrzymuje aktualnie aktywne krople w dół. Kiedy każda kropla dociera do dna, rozpuszczają się, a światła ponownie gasną.