RGB светодиодты талшықты -оптикалық ағаш (aka Project Sparkle): 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бөлмеңізді тым скучно деп таптыңыз ба? Оған аздап жылтыр қосқыңыз келе ме? Мұнда RGB светодиодты қалай алу керектігін, талшықты -оптикалық сымды қосуды және оны ЖАРҚЫН етуді оқыңыз!

Sparkle жобасының негізгі мақсаты-жарқын жарықдиодты және жарықтандыратын талшықты-оптикалық кабельді алып, жақсы жарық эффектісін жасау үшін оны ардуиноға жалғау. Бұл оптикалық жұлдызды плиткалардың/төбелердің имитациясы, бірақ менің төбеме бұрғылау мүмкін болмағандықтан тігінен орнатылған және талшықты-оптикалық сымдарды жарықтандыру үшін алдын ала жасалған жарықтандырғышты пайдаланбайды. Шынында да, бұл қымбат сəулелендіргіштерге инвестиция салмай -ақ оптикалық талшықты эффектілерді алу тәсілі. Оны жарықдиодты arduino -ға қосу кез келген баптау мен түс нақтылауды қосады! Материалдар: 10W LED - 5 доллар - eBay. ** Ескерту, бұл өте жарқын. Қосылған кезде бұған тікелей қарамаңыз. Оны сынауға арналған қораптың астына немесе басқа қолайлы жабуға жабыстырыңыз ** Талшықты -оптикалық жарқыл сым - ~ 25-30 доллар - Мен оны TriNorthLighting -тен онлайн сатып алдым. Талшықты -оптикалық кабель әдетте табан арқылы кабельдің ішіндегі әр түрлі сандармен сатылады. Кабельдегі жіптер аз болса, әр сым қалың болады, бұл тұтастай алғанда ақырғы нүктені білдіреді. Кабель нөмірі мен ені бойынша ыңғайлы диаграмма үшін осы бетті тексеріңіз. 12В, 2Амп қуат көзі - ~ 10 доллар $ 5 Пісіру үтігі - кез келген жерде 10 доллардан жоғары тізбек компоненттеріне дейін - әрқайсысының бағасы бірнеше центке жетеді, ең қиын мәселе - оларды қазіргі кезде сымды, сымды тазартқышты, кескішті және т.б. қайдан алуға болады - тюль - 5 доллар дүкен. Бұл мен қабырғаға талшықты -оптикалық жіптерді тоқу үшін қолданған материал

1 -қадам: Тізбек компоненттеріне шолу

Негізгі сымнан басқа (және жарық диодты) біздің тізбекте екі негізгі компонент бар: транзисторлар мен резисторлар. Сондықтан бізде 10 Вт жарық диоды, қуат кабелі және arduino бар. Мақсат - светодиодты тақтаға жалғау және arduino -ны сол тақтаға бекіту, осылайша arduino мән шығара алады және жарық диоды белгілі бір жарықтылықта қосылады (arduino шығарылған мәнге сәйкес). Мәселе мынада, arduino тек 5В жеткізе алады, бірақ біздің жарықдиодты 12В қажет (ескерту: бұл сіз қолданатын жарық диодына байланысты өзгеруі мүмкін). Дәл осы жерде қуат көзі келеді. «Біз ардуино, жарық диодты және қуат көзін қалай қосамыз ?!» деп сұрауыңыз мүмкін. Жауап - бұл сиқыр. TRANSISTORS сиқыры! Қарапайым тілмен айтқанда, транзистор - күшейткіш немесе қосқыш. Бұл жағдайда біз оны коммутатор ретінде қолданамыз. Ол бір түйреуіште arduino -ға, екіншісі қуат көзіне, үшіншісі светодиодқа қосылады. Ардуино белгілі бір табалдырықтан ток жібергенде, транзистор «қосылады» және ол арқылы қуат көзінің кернеуін өткізіп, жарық диодты жарықтандырады. Ардуинодан ток жеткіліксіз болған кезде, транзистор электрмен жабдықтауды өткізбейді және жарық диоды өшеді. Транзистордың коммутациялық түрі коммутациялық немесе түйіспелі транзистор деп аталады. Әр түрлі қасиеттері бар, оның түйреуіштеріндегі кернеу, күшейту және т. 10 Вт жарықдиодты төрт түйреуіш бар, бір жағында жер мен екінші жағында әр түске арналған түйреуіш. Егер біз әр түсті бөлек басқара алғымыз келсе (RGB кез келген түс комбинациясын көрсете алу үшін), әр түстің өзінің транзисторы болуы керек, сондықтан бізге барлығы үш транзистор қажет. Келесі қадамда қолданылатын транзисторлар туралы толығырақ ақпарат Резисторлар Енді біз жарық диодты қалай қосу керектігін анықтадық, басқа мәселе бар. Бұл күштің бәрі жақсы нәрсе емес! Біз жарықдиодты қысқартқымыз келмейді, сондықтан оған резисторларды қосу қажет. Светодиодтағы төрт түйреуіштің ішіне түйреуіш резисторды қажет етпейді, себебі ол жерге қосылады. Бірақ үш түсті түйреуішке кем дегенде бір резистор қажет болады, және әр түрлі түстер әр түрлі кернеуді түсіретіндіктен, олар бірдей қарсылық емес. «Біз бұл құндылықтарды қалай анықтаймыз?!» деп сұрауыңыз мүмкін. Жауап MAGIC. Математиканың сиқыры! (оқыңыз, мен уәде беремін …)

2 -қадам: Тізбек компоненттерін есептеу

Транзисторлар түрі Алдыңғы қадамда айтылғандай, мұнда қолданылатын транзисторлар коммутациялық әртүрлілікке жатады. Тізбекте қандай нақты транзистор қажет екендігі схеманың қажеттілігіне байланысты, бірақ бұл тізбекте 2N2219 транзисторы қолайлы. Назар аударыңыз, сіз 2N2219 -нан басқа транзисторды қолдана аласыз, егер ол сіз жұмыс істеп тұрған схемаға сәйкес сипаттамаларға ие болса. (Неғұрлым кең таралған 2N2222 транзисторы да қолайлы болуы керек) Транзистордың түріне байланысты транзистордағы үш түйреуіш «эмитент, негіз, коллектор» немесе «қақпа, көз, ағызу» болады. 2N2219 түрі - біріншісі. Транзисторлық корпустың көптеген түрлері бар, сондықтан эмитентке, негізге және коллекторға қандай түйреуіш сәйкес келетінін анықтау үшін сіздің спецификалық парағыңызбен кеңесетін уақыт келді! Транзисторға екі резистор қажет. Транзистордың негізін ардуиноға қосады - бұл кез келген мән болуы мүмкін, әдетте шамамен 1 кОм. Бұл ардуинодан кез келген жалған ток транзистордың іске қосылуына және жарығын кездейсоқ қосуға әкелмеуі үшін қолданылады. Қажет екінші резистор базаны жерге қосады және әдетте 10 кОм сияқты үлкен мәнге тең резисторлар Қуат көзін светодиодқа қосу үшін кейбір резисторларды қолдануға тура келеді. Светодиодтағы әр түстің керекті кернеуі әр түрлі болады. Нақты мәндер сіздің жарықдиодты шамыңызға байланысты, бірақ стандартты 10 Вт жарық диодты жарық диодты диапазонда болуы мүмкін: Қызыл - 6-8 В Жасыл - 9-12 В Көк - 9-11 В Жарық диодты қажет ететін ток: 3 миллиААмп (мА) Қуат көзінің кернеуі: 12 В Демек, жағдай: біз жарықдиодты қосу үшін 12 В қуат көзін қолданамыз және әр түс одан төмен кернеуді алуы керек. Светодиодтағы әр түс көретін кернеуді төмендету үшін резисторларды қолдану керек. Қажетті қарсылықтың мәнін анықтау үшін Ом заңына жүгінудің уақыты келді. Мысалы, қызыл түс үшін: кернеу = ток * қарсылық…. Қарсылыққа қайта жазу = Кернеу (түсу) / Ток кедергісі = 4 В / 0,3 А = 13,3Ω (4 В мәні 12 В -тан (қуат көзі) - қызыл диапазонның максимумы (8 В)) Біз әлі аяқтаған жоқпыз.. Резистордың түріне (яғни оның көлеміне) байланысты белгілі бір қуатты бөлуге болады. Егер біз резисторларды қолданатын болсақ, онда олар қуатты тарата алмайды. Резистордағы қуатты есептеу формуласы Ом заңынан келеді: бұл қуат = кернеу * ток. Қуат = 4В * 0,3 А = 1,2 Вт Бұл біздің жарықдиодты шамның қауіпсіз екеніне көз жеткізу үшін бізге 13,3Ω, 1,2 Вт (кем дегенде) резистор қажет екенін білдіреді. Мәселе мынада, көбінесе резисторлар 1/4 Вт немесе одан аз болады. Не істеу?! Резисторларды параллель орнату сиқырын қолдана отырып, біз мәселені шеше аламыз. Төрт (1/4 Вт) резисторды параллель біріктіру арқылы жалпы қуатты тарату 1 Вт -қа дейін қосылады (Ең дұрысы, біз параллель түрде бес резистор қосамыз, бірақ 1.2 Вт максимумға қосылған кезде ғана көрінеді. біз аз қолданамыз). Резисторларды параллель қосу олардың қарсыласуының пропорционалды төмендеуіне әкеледі (егер біз 13,3 дюймдік төрт резисторды параллель қоссақ, жалпы қарсылық ~ 3 Ω болады) Дұрыс қарсылық пен қуаттың таралуын алу үшін біз 68 Ω 1/4 Вт төрт резисторды біріктіре аламыз. параллель. Біз бұл санды 13.3Ω төртке көбейту арқылы аламыз, яғни ~ 53Ω, содан кейін резистор үшін келесі ең жоғары стандартты мәнді аламыз. Жалпы: қызыл түсті қосу үшін бізге 13,3Ω 1Вт резисторды немесе параллель 68Ω 1/4W төрт резисторды қолдану қажет. Басқа түстерге қажетті қарсылықты есептеу үшін дәл осы процесті қолданыңыз. Қажетті тізбек компоненттерінің қысқаша мазмұны: 3 x 2N2219 транзисторлары 3 x 1 кОм резисторлары 3 x 10 кОм резисторлары Қызыл: 4 x 68Ω 1/4 Вт резисторлары Көк: 4 x 27Ω 1/ 4 Вт жасыл резисторлар: 4 x 27 Ω 1/4 Вт резисторлар

3 -қадам: схеманың схемасы / схеманы құру

Математикадан өтіп, барлық қажетті бөлшектерді жинағаннан кейін оларды біріктірудің уақыты келді!

Алдымен қуат көзін алыңыз және оның соңындағы кез келген қосылымды өшіріп, қуат пен жерге қосу сымдарын оқшаулаңыз. Нанға арналған рельстердің біріне жерге сымды қосыңыз. Қуат сымын дәнекерлеуге қажетті резисторларды светодиодқа дәнекерлеңіз. Содан кейін схеманы схемада көрсетілгендей құрыңыз. Назар аударыңыз, тізбектегі барлық негіздер (arduino жерге, транзисторлық алаңдар, электрмен жабдықтау алаңдары) қандай да бір жолмен бір -бірімен байланысты болуы керек.

4 -қадам: Arduino коды

Біз жақындамыз! Біздің тізбекті arduino -ға қосатын уақыт келді.

Мұндағы код тек RGB жарықдиодты түс циклі арқылы іске қосады (яғни кемпірқосақты толық тексереді). Егер сіз arduino -мен таныс болсаңыз, онда бұл өте күрделі емес. Бұл кодты мен жазған жоқпын, бірақ мен оны қайдан жүктегенімді есімде сақтай алмаймын; бұл ашық дереккөз болды. Егер мен есімде қалсам немесе біреу дереккөзді білсе, мен оны қуана -қуана келтіремін. Эскиз төменге жабыстырылған. Эскиздегі түйреуіш мәндері светодиоды қосуға арналған arduino түйреуіштеріне сәйкес келетініне көз жеткізіңіз. Барлық код жеке жарық диодты түйреуіштердің әрқайсысына жеке мәнді (0 -ден 255 -ке дейін) жібереді. Егер сіз белгілі бір түстің пайда болуын қаласаңыз, RGB түс диаграммасын тексеріңіз // RGB жарықдиодты дөңгелектің цикл циклінде іске қосады int жарықтығы = 0; // жарық диоды қаншалықты жарқын. Максималды мән - 255 int rad = 0; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup () {// түйреуіштерді шығыс деп жариялау: pinMode (ҚЫЗЫЛ, ОРЫН); pinMode (ЖАСЫЛ, ШЫҒУ); pinMode (КӨК, ШЫҒУ); } // 0 -ден 127 -ге дейін жарамсыз displayColor (uint16_t WheelPos) {байт r, g, b; қосқыш (WheelPos / 128) {0 жағдай: r = 127 - WheelPos % 128; // Қызыл төмен g = WheelPos % 128; // Жасыл түс b = 0; // көк үзіліс; 1 -жағдай: g = 127 - WheelPos % 128; // жасыл төмен b = WheelPos % 128; // көк жоғары r = 0; // қызыл үзіліс; 2 жағдай: b = 127 - WheelPos % 128; // көк төмен r = WheelPos % 128; // қызыл жоғары g = 0; // жасыл үзіліс; } analogWrite (ҚЫЗЫЛ, r*2); analogWrite (ЖАСЫЛ, g*2); analogWrite (КӨК, b*2); } void loop () {displayColor (rad); кешіктіру (40); рад = (рад+1) % 384; }

5 -қадам: талшықты -оптикалық сымдарды қосу

Егер сіз бұл қадамды аяқтамасаңыз да, жақсы нәрсе - қазір бізде керемет, жарқын, толығымен реттелетін RGB жарық диоды бар. Мен оны оптикалық талшықпен біріктіруді таңдадым, бірақ шын мәнінде сіз қалаған нәрсені жасай аласыз! Тәтті прожектор жасайсыз ба? Диско -доп жағу керек пе? Мүмкіндіктер өте көп!

Мен бастапқыда бес фут 50 талшықты талшық, 10 фут 12 талшықты талшық және 5 фут 25 талшықты талшық сатып алдым. Мен ұзындықты екіге қысқартуды аяқтадым, сымдардың өзі қысқа болғанына қарамастан, менде көбірек дақтар болады. Мен ағаш жасауды таңдадым, өйткені мен оларды қабырғаға орната алмадым. Тюль қабырғаға резеңке цемент арқылы жабыстырылды (тюль өте жеңіл, сондықтан таспа жеткілікті болуы мүмкін). Талшықтар тюль арқылы ағашқа өрнекке ұқсайды. Бос/кептірілген сода көмегімен светодиодты төменгі жағына қойып, оның үстіне талшықтарды қосады. Бұл кездегі ең үлкен мәселе - бұл сода құтысының жоғарғы жағынан ғана емес, талшықтар арқылы жарық өтетініне көз жеткізу. Талшықтарды фольгаға мықтап орау көмектесе алады, бірақ мен сіз ойлайтын кез келген қондырғыны сынап көруді ұсынамын. Осы бөліктердің барлығын біріктіріңіз, бізде ағаш бар!

6 -қадам: партия уақыты

Шамдарды сөндіруден, ардуиноны қуаттандырудан және талшықты -оптикалық талшықты жаңартудан бас тартудан басқа ештеңе қалмады!

Мен орнатудың бейнесін де тіркедім. Бұл адамға жақсы көрінеді, бірақ сіз оның түс дөңгелегі арқылы баяу қозғалатынын көре аласыз.