Ақылды кристалды жарық жолы: 9 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Рождество жақындаған сайын мен үйдегі автоматтандыру мен ақылды объектілерді толық зерттеп жатырмын, мен осы жылы ақылды, әдемі, RGB жеңіл жіп жасауға тырысамын деп шештім.

Мен интернетте DIY шешімдері туралы көп зерттеулер жүргіздім, бір жағынан, кейбір жобалар Wi -Fi релесін немесе ақылды штепсельді қосудан тұрады, екінші жағынан, кейбір жобалар Wi -Fi контроллері бар адрестік жолақтарды пайдаланады. жарықдиодты толық бақылау үшін. Маған контроллердің адресативті жолақты басқару әдісі ұнады, бірақ мен үшін жарықдиодты жолақ Рождестволық жарығы үшін жақсы көрінбейді.

Менде электронды компоненттерге тапсырыс беру үшін аз ғана уақыт қалды, сондықтан мен реттелетін және ауыспалы шамдар диффузоры бар ақылды жарық жолын құруды таңдадым, мен максималды мүмкіндігімен кеңседе бар компоненттерді қолдана алдым.

Жалпы ақылды жарық жолы өте жақсы шықты, қолданылатын диффузор керемет көрінеді және Wled микробағдарламасының мүмкіндіктері керемет. Сіз өзіңіздің шамдарыңызды қажеттіліктеріңізге сәйкес толықтай баптай аласыз. Бірақ бұл жоба мінсіз емес, мен оны әлі де бета нұсқасы деп санаймын және оны жақсарту қажет. Мен келесі жолы оны салған кезде оны жақсарту үшін не істеу керектігін түсіндіремін.

1 -қадам: қажет бөлшектер мен құралдар

Мен бұл жобада кеңседе болған бөлшектерді ғана қолдандым, себебі ол толықтай оңтайландырылмаған, мен сізге қолданған бөлшектерді, сонымен қатар жарық жолағын оңтайландыру үшін қолдануға болатын кейбір бөлшектерді беремін.

Бөлшектер:

Wemos D1mini (ESP8266)

5В 10А релесі

• WS2812b жолағы 144LED/м
• 5В қуат көзі
• 1000uF конденсатор
• 470 Ом резисторы
• 2 істікшелі қуат қосқышы
• 3 істікшелі деректер қосқышы
• Түйме
• Протокол тақтасы
• Дәнекер
• Сымдар 22 AWG (бұрандалы және икемді болса жақсы)
• PETG тазарту
• Таза емес PETG (мен ақ түсті қолдандым)

Құралдар:

• 3D принтері
• Пісіру темірі
• Қысқыштар
• Пинцет
• Мультиметр
• Микро USB кабелі

Қосымша:

• PCB бар WS2812b
• Wled Wemos қалқаны (керемет DIY тақтасы)
• 3 Электр кабелі
• Ыстық желім

2 -қадам: 3D басып шығару

Лампочкаларды жасау үшін мен 3DV моделін өзгерттім (мұнда - дерек көзі). Түпнұсқа модель Рождестволық табақтарға арналған. Мен оны бөлшектің төменгі жағына бұрандалы жіп қосу үшін Fusion 360 көмегімен өзгерттім. Мен негізінен Fusion360 «Thread» функциясын қолдандым және бөліктің екіншісіне сәйкес келуі үшін жеткілікті бос орын бар екеніне көз жеткізу үшін екі жіптің өлшемін әр бөлікте 0,15 мм кішірейтіп қойдым.

Жарық диодын жасау және жарықдиодты ұстап тұру үшін мен қуат көзі мен деректер сымына арналған саңылауы бар розетканы, ws2812b жолағынан жарықдиодты жарықтандырғыш үшін кішкене ойықты және шамды жарықдиодты розеткаға бұрау үшін жіпті ойлап таптым. Розетка арқылы өткізуге арналған саңылаулар сәл босаңсып қалады, бұл сізге жолақтың ұзындығына байланысты электр қуатын енгізу қажет болған жағдайда 4 сым салуға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда сізде 5В, Деректер мен Жерге арналған 3 сым және 4 -ші сым болуы мүмкін, ол жолақтың соңына қосылу үшін тағы 5В қосады.

Бөліктер екі бөлікті бір -біріне қатайту кезінде жарыққа қосылған сымдарды қысатындай етіп жасалған, жарық жіппен жұмыс жасағанда сымдарды жұлып алмау керек.

Мен қолданған бөліктерді басып шығару үшін:

Қабатты биіктігі 0,12 мм, толтырылуы 0% және 2 қабырғасы бар диффузор үшін таза PETG

Қабат биіктігі 0,12 мм болатын жарықдиодты розетка үшін ақ PETG, 100% толтыру, розетканың түбінен өтетін жарықты шектеу үшін.

Мен барлық жарықдиодты розетканы бір басылымда басып шығара алдым, себебі бұл басылымда баспа сапасы аса маңызды емес.

Шам үшін мен оны бір -бірлеп басып шығаруды ұсынар едім. Олар өте жұқа және оларды бірден басып шығару лампаның нашар аяқталуына, тіпті бұрандалы бөлігінде беріктікке байланысты мәселелерге әкелуі мүмкін.

Міне, бұл жоба үшін қолданылатын 3D басып шығарылған бөлшектер:

www.thingiverse.com/thing:4672612

3 -қадам: светодиоды дайындау

Менің жағдайда мен 5В WS2812b жарықдиодты қолдандым, бірақ бұл жоба үшін кез келген адрестік жарық диодтары жұмыс істейтінін байқаймын.

Мүмкін болса, бұл бөлік үшін алдын ала құрастырылған ws2812b дөңгелек ПХД қолданған дұрыс болар еді. Бұл сіздің жарық жолағыңызды сенімді етеді және жарықдиодты розеткаға жарықдиодты жинауды жеңілдетеді.

Егер сіз мен сияқты ws2812b жарық жолағын қолдансаңыз, келесі қадамдарда сымдарды дәнекерлеу үшін жолақтағы дәнекерленген жастықшаларды жеткілікті түрде сақтайтындығыңызға көз жеткізу үшін жарық диодты бір жолақтан кесуге тура келеді.

Егер сіз әр светодиодта жеткілікті дәнекерлеу беттерін сақтай алмасаңыз, онда светодиоды құрбан ету және екі светодиод арасындағы дәнекерлеу жастықтарының толық ұзындығын кесу арқылы екіден бір ғана жарық диодты сақтауға болады.

Содан кейін сіз барлық сымдарды дайындауыңыз керек. Екі шам (мен шамамен 30 см) таңдаған ұзындықты таңдаңыз және жіпке қажет светодиодтар санын таңдаңыз (мен 20 LED қолдандым) және барлық сымды сіз таңдаған ұзындыққа дейін кесіңіз. Жарықдиодты жарықтандыру үшін сізге 3 сым қажет. (Менің жағдайда маған 3x20LED қажет, сондықтан әрқайсысы 30 см болатын 60 сым). Сіздің қуат адаптеріңіз жолақта қолданылатын жарықдиодты шамалардың санына байланысты болады. Толық жарықтылықта 5V WS2812b 60 мА қажет болса, қуат адаптеріне қажетті қуат талаптарын алу үшін бұл санды жарықдиодты санға көбейту қажет. Менің жағдайда, максималды қуат 20LEDs 60mA = 1200mA болады. Мен 5В/3А желісін қолдандым, бірақ мен қуаты аз қуат көзін қолдана алар едім.

Егер сіз өзіңіздің жарық жолағыңызды толық жарықтығы бар ақ түсті үлгіде қолдануды жоспарламасаңыз, сіздің жарық жолағыңызға ешқашан толық қуат қажет болмайды. Рождестволық шам ретінде сізге 40 LED үшін тек 1А қажет деп есептеуге болады.

Барлық кесілгеннен кейін сіз барлық сымдардың екі жағын шешіп, қалайы қоюға болады. (Бұл өте ұзақ қадам …)

Қаласаңыз, сымдарды светодиодтар арасында жақсы көрінуі үшін және олардың шыршаңызға ілініп қалу мүмкіндігін азайту үшін сымдарды 3 -тен 3 -ке дейін орауға болады.

Енді сіз светодиодтардағы барлық дәнекерленген жастықшаларды қалай аласыз.

Барлығы қалай болғанда, жарық диодты жоғары қаратып, жарықдиодты розеткаға қойыңыз.

4 -қадам: Сымдарды жалғау

Енді жобаның ең қиын бөлігі келеді. Бұрын дайындаған сымдарды қолдана отырып, барлық светодиодты біріктіру керек.

Ол үшін 3 сымды кабельді светодиоды бар тесіктердің бірінен өткізіңіз, ал дәнекерленген үтіктің көмегімен кабельдерді жарықдиодты дәнекерленген жастықшаларға дәнекерлеңіз. (дәнекерлегіш үтікке өте жұқа ұшты қолдануға тырысыңыз) Дәнекерлеу кезінде жарық диодты розетканы қыздырмауға және деформациялауға болмайды.

Светодиодтарды тізбектей дәнекерлеу үшін, светодиодтардың бағдарын шынайы құрметтеу үшін абай болыңыз !!

Сымның бағытын құрметтеу үшін әр жарықдиодты көрсеткіні пайдалануға болады. Егер сіз оған мән бермесеңіз, светодиодтарды артқа қарай қуырасыз.

Сымдарды орауды таңдағандар үшін келесі светодиодқа қосылатын сымдардың әр ұшын анықтау үшін мультиметрді қолдану қажет болады. (Тексеруден кейін жөндеуден гөрі алдын -ала тексеру жақсы)

Суық немесе нашар дәнекерлеуге жол бермеу үшін дәнекерлеуді тексеру үшін мультиметрмен жақсы дәнекерленген болса, бәрін тексеріңіз. Нашар дәнекерленген жарық диоды барлық жарық диодты жарықтандыруға әкеледі. Егер сізде светодиодтың жанбауы мәселесі болса, алдымен дәнекерлеуді тексеріңіз (мен мұны тәжірибемен айтамын;))

5 -қадам: Бағдарламалау

Мен контроллерге Wemos D1 mini таңдадым, себебі мен онымен жұмыс істедім. Олар өте арзан, сенімді, бағдарламалауға оңай және Wi -Fi антеннасы бар.

Мен github -да WLED жобасын таптым, бұл Wi -Fi -ды жарықдиодты басқаруға арналған микробағдарлама, дәл менің жобама қажет болды!

WLED - бұл Esp8266 және ESP32 тақталарымен үйлесімді және көптеген мүмкіндіктері бар Aircoookie әзірлеген тамаша микробағдарлама. Мысалға:

• 100 -ден астам арнайы найзағай эффектілері
• Жарық диодты жолақтың әр түрлі бөліктеріне әр түрлі әсер мен түстерді орнатуға арналған LED сегменттері
• Жарықдиодты компьютермен басқаруға арналған Интернетті басқару интерфейсі
• Телефонмен жарықдиодты басқаруға арналған смартфон қосымшасы
• Инфрақызыл қашықтан басқару пульті
• Үй автоматтандырудың үйлесімділігі
• Alexa Voice көмекшісінің үйлесімділігі
• Жарық қуатын басқару үшін реле қосылады
• Wifi -сыз жарықдиодты басқару үшін сыртқы түймені қосу
• Жергілікті желіде бірнеше WLED құрылғыларын синхрондаңыз

Және одан да көп…

Github жобасының барлық мүмкіндіктерін ашыңыз:

ESP8266 -ге жыпылықтау өте қиын емес. Нақты ештеңе қажет емес. Сізге тек келесі қадамдарды орындау қажет:

Соңғы микробағдарламаны жүктеу үшін Wled Github бетіне өтіңіз (https://github.com/Aircoookie/WLED/releases)

Wemos D1 Mini үшін ESP8266.bin аяқталатын файлды жүктеңіз

Pytno жүктеу және орнату үшін Python бетіне өтіңіз (https://www.python.org/downloads/)

ОЖ үшін ең жаңа Python нұсқасын орнатыңыз

Терминалды ашып, келесі пәрмендерді қолданыңыз:

esptool орнатыңыз

Құралдың дұрыс орнатылғанын тексеру үшін келесі пәрменді қолданыңыз:

esptool.py

Егер Esptool.py-де қиындықтар туындаса, сіз флеш-флэшерді жүктеп алуға болады. Бұл орнатушы дәл осылай жасайды, бірақ графикалық интерфейсті қолданады.

Енді Wemos D1 шағын тақтасын компьютерге микро USB кабелі арқылы қосуға болады.

Қосылғаннан кейін тақтада Wled жыпылықтау үшін келесі пәрменді қолданыңыз:

esptool.py write_flash 0x0./WLED_X. X. X_ESP8266.bin

Сіз тек./WLED_X. X. X_ESP8266.bin файлын бұрын жүктелген.bin файлының жолымен ауыстыруыңыз керек.

Сіздің Wemos тақтасы енді WLED -мен сәтті жарқырауы керек пе?

6 -қадам: тақтаны WiFi желісіне қосу

Енді сіздің тақтаңыз жыпылықтаған кезде, оны қосқан кезде сіз WLED-AP деп аталатын жаңа Wi-Fi желісін көресіз. Осы Wi -Fi желісіне қосылуға тырысыңыз және осы құпия сөзді қолданыңыз:

1234

Сіз веб -бетке қайта бағытталасыз, тақтаны үйдегі WiFi -ге қосу үшін қадамдарды орындау қажет

Тақтаны үйдегі WiFi -ге теңшегеннен кейін, кәдімгі WiFi желісіне ауысыңыз және бұрын орнатылған mDNS атауына қосылу үшін жаңа шолғышты ашыңыз.

Сіз келесі веб -бетке қосылуыңыз керек:

7 -қадам: ПХД бақылау

Бұл бөлім жүйенің жұмыс істеуі үшін қажет емес. Сіз қуат блогын тек жолаққа және Wemos D1 mini -ге қосуға болады, содан кейін сымды қолданып сымды қолданып, LED жолағынан Wemos D1 mini -дегі D4 түйреуішіне қосылады.

Мен реле мен физикалық түймешіктердің мүмкіндіктерін сынап көргім келді, сондықтан мен жұмыс шешімінің дәлелі болуы үшін жүйенің прототипін жасау үшін протободы алдым.

Мен негізінен WLED Wiki -де табылған сымдардың схемасын қолдандым және WLED Wiki -дің сол бетінде берілген GPIO қолдану арқылы реле мен түймені қосу үшін оны сәл өзгерттім.

Эстафетаны жобаға қосу үшін релеңді 5В электр желісімен және жерге қосу арқылы қосу керек және GPIO12 (Wemos D1 mini -дегі D6 түйреуіші) релесінің командалық түйреуішіне қосу керек. Эстафетаның екінші жағында, реле 5 В кернеу сымының ортасына, кіріс істігіндегі 5 В кірісін және реле NO (Normal Open) түйісіндегі 5 В шығысын жалғау арқылы қосыңыз. Әдепкі бойынша, WLED микробағдарламасы светодиодты қосқан кезде GPIO12 түйреуішін қосады, NO түйреуішіндегі 5В желісін қосу арқылы сіз светодиодты қосқан кезде релені қосасыз және светодиодты өшіргенде релені өшіресіз (бұл қол жеткізгіміз келеді).

Сондай -ақ, светодиодты басқару үшін сағатты пайдаланбаған кезде, тізбегіңізге түймені қосуға болады. Түймені сыммен жалғау үшін оны GPIO 0 (Wemos D1 mini -дегі D3) мен жерге қосады. Түймені WLED қолданба интерфейсінде арнайы әрекеттерді бір рет түрту, екі рет түрту және ұстап тұру үшін конфигурациялауға болады (мысалы, келесі әсер, алдын ала орнатылған цикл, ҚОСУ/ӨШІРУ).

Жарық жолағының электр желісінде қосылған конденсатор электр желісін тегістеу және потенциалды электр ұштарын сіңіру үшін қолданылады. Реледен кейін сымды жақындатыңыз және жарық диодты жолағының басталуына мүмкіндігінше жақындатыңыз.

Жолақтың деректер желісінің кірісіндегі резистор жарық диодты жолағын осы кірістен күйіп қалудан қорғау үшін бар. Мүмкін, егер сізде деректер желісі қосылған болса, бірақ оң қуат рельсі ажыратылған болса, онда индикатор арқылы светодиодты қосуға және оны күйдіруге тырысу қаупі бар.

Егер сізде контроллерден бірінші жарық диодына дейін ұзын сымды кабель болса, онда сіз жарық диодты жолда сенімді деректерді енгізу үшін Level Shifter қолдана аласыз. Бұл жұмысты орындау үшін компоненттер бар, бірақ сіз деңгейлі ауыстырғыш ретінде жолағыңыздан бір жарықдиодты пайдалану арқылы арзан балама қолдана аласыз. Бұл мақсатқа жету үшін, контроллердің шығысына жақын орналасқан жарықдиодты біреуін тікелей тақтаға қосыңыз. Содан кейін сіз жарық диодты жолақ қосқышын осы жарық диодынан кейін қосуға болады. Жарықдиодты жарықдиодты өту арқылы деректер желісі деңгей ауыстырғышты қолданумен бірдей әсер етеді. (Бұл жарық диодты жарық диодты жолақпен жарықтандыруды болдырмау үшін WLED жарық диодты таңдауда бірінші жарық диодты өткізіп жіберуді тексеру мүмкіндігі бар).

Барлығы сымды қосқаннан кейін, барлық қосылыстар мен дәнекерлеуді тексеруге біраз уақыт кетеді.

Егер бәрі жақсы болса, енді сіз қуат көзін және жарықдиодты жолақты электр тақтасына қосуға болады.

8 -қадам: жарықдиодты WLED -пен жұмыс істеуге қосыңыз

Жарық жолағының Wled -де жақсы жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін сізге веб -интерфейстің параметрлеріне өту керек, содан кейін жарық диодты таңдауға және жарық диодты жолағыңыздағы жарықдиодты санауды енгізуге тура келеді.

Сондай -ақ, электрмен жабдықтаудың қауіпсіздігі үшін жарық тізбегінің тартқысы келетін максималды токты шектеуге болады.

Жарық жолағын тексеру үшін параметрлерді сақтап, негізгі бетке оралыңыз.

Сіз енді шыршаны жарықтандыру үшін түрлі түстер мен эффекттерді таңдай аласыз!

WLED жобасының Wiki бетіндегі барлық алдын ала орнатылған параметрлер мен эффектілердің толық тізімін табыңыз:

9 -қадам: Нәтижелер

Менің ойымша, Light Strip альфа нұсқасы үшін өте жақсы шықты, кристалды лампа таза PETG -мен диффузор ретінде жақсы жұмыс істейді және WLED бағдарламалық қамтамасыз етуімен басқару таңқаларлық. Әрине, бұл менің үйге ақылды жарық қосу үшін WLED -ді соңғы рет қолданбаймын.

Келесі жолы мен жеңіл жолаққа тырысамын, мен WS2812b pcb сияқты сенімді компонентті қолданамын, және мен Wled Wemos Shield -ті қолданып көремін деп ойлаймын, ол PCB -ті жақсы көруге мүмкіндік береді (мысалы, қауіпсіздік үшін сақтандырғыш). Мен сонымен қатар келесі нұсқада су өткізбейтін нәрсе жасауға тырысамын, ол жолақты ашық жерге қосу мүмкіндігін ұсынады.

Бұл нұсқаулықты оқығаныңыз үшін рахмет, бұл сізге пайдалы болды деп үміттенемін, екінші нұсқа аяқталған кезде мен бұл мақаланы жаңартамын, егер сізді қызықтырса, бізбен болыңыз:)