RGB LED optičko drvo (poznato i kao Project Sparkle): 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Je li vam soba previše dosadna? Želite li tome dodati malo sjaja? Ovdje pročitajte kako uzeti RGB LED, dodati malo optičke žice i učiniti da zasja!

Osnovni cilj Project Sparkle-a je uzimanje super svijetle LED diode s dodatnim svjetlovodnim kablom s krajnjim sjajem i spojiti ga na arduino kako bi se stvorio lijep svjetlosni efekt. Ovo je imitacija optičkih vlakana ili stropnih stropova, ali postavljenih okomito zbog nemogućnosti bušenja u moj strop i ne koristi unaprijed izrađen iluminator za osvjetljavanje optičkih žica. Dakle, zaista je to način da dobijete cool optičke efekte bez ulaganja u skupe iluminatore. Povezivanje putem LED -a na arduino također doprinosi bilo kojoj vrsti prilagodbe i usavršavanju boja! Najbolje iz oba svijeta! Materijali: 10W LED - 5 USD - eBay. ** Upozorenje, ovo je vrlo svijetlo. NE gledajte ovo direktno kada je uključeno. Stavite ga ispod kutije za testiranje ili drugu odgovarajuću oblogu ** Žica za sjaj na kraju optičkog vlakna - ~ 25-30 USD - Kupio sam je na mreži od TriNorthLighting. Optički kabel se općenito prodaje nogom na različitim brojevima niti unutar kabela. Što je manje niti u kablu općenito je deblji svaki pojedinačni vodič, što znači da je ukupna svjetlija krajnja točka. Na ovoj stranici potražite praktičan grafikon o broju kabela u odnosu na širinu. Napajanje od 12V, 2Amp - ~ 10 USD - Jedan sam ležao okolo. Tajni materijali: Većina ovih dijelova su stvari koje će ljudi imati u blizini i mogu se ponovo koristiti za druge projekte Arduino - 25-30 USD - Koristio sam Arduino Uno R3 Breadboard - ~ Lemilica od 5 USD - Bilo gdje od 10 USD do redoslijeda viših komponenti kola - svaka košta samo nekoliko centi, složenije je pitanje gdje ih danas nabaviti Žica, skidači žice, rezači itd. Til - 5 USD - kupljen od zanata prodavnica. To je materijal koji sam koristio za tkanje optičkih vlakana na zidu

Korak 1: Pregled komponenata kola

Osim osnovne žice (i LED), naše kolo ima dvije glavne komponente: tranzistore i otpornike. Tranzistori Dakle, imamo LED od 10 W, kabel za napajanje i arduino. Cilj je spojiti LED diodu na matičnu ploču i priključiti arduino na istu matičnu ploču tako da arduino može ispisati vrijednost, a LED će se uključiti pri određenoj svjetlini (što odgovara vrijednosti koju outputira arduino). Problem je u tome što arduino može napajati samo 5V, ali našoj LED treba 12V (napomena: ovo se može promijeniti ovisno o tome koju LED diodu za napajanje koristite). Ovdje dolazi napajanje. "Kako ćemo ikada povezati arduino, LED i napajanje ?!" možete pitati. Odgovor je magija. Magija TRANZISTORA! Pojednostavljeno rečeno, tranzistor je pojačalo ili sklopka. U ovom slučaju koristimo ga kao prekidač. Bit će spojen jednim pinom na arduino, drugim pinom na napajanje, a treći na LED. Kada arduino pošalje struju preko određenog praga, tranzistor će se "uključiti" i pustiti napon napajanja da prođe kroz njega, osvjetljavajući LED. Kada nema dovoljno struje iz arduina, tranzistor neće dopustiti da napajanje prolazi kroz njega i LED će se isključiti. Preklopni tip tranzistora poznat je kao sklopni ili spojni tranzistor. Dostupno je mnogo različitih tipova koji imaju različita svojstva poput potrebnog napona na njegovim pinovima, pojačanja itd. Pozivam sve zainteresirane da pročitaju više o tranzistorima kako bi ih bolje razumjeli. LED dioda od 10 W ima ukupno četiri pina, s jedne strane uzemljenje, a s druge strane pin za svaku boju. Ako želimo moći kontrolirati svaku boju zasebno (kako bismo mogli prikazati bilo koju kombinaciju boja RGB), svaka boja mora imati svoj tranzistor, pa su nam potrebna ukupno tri tranzistora. Više detalja o korištenim tranzistorima bit će u sljedećem koraku. Otpornici Sada kada smo shvatili kako uključiti LED, postoji još jedan problem. Sva ta moć nije nužno dobra stvar! Ne želimo isključiti LED diodu, pa joj moramo dodati otpornike. Od četiri pina na LED -u, uzemljivaču ne treba otpornik jer će se samo uzemljiti. No za tri pinove u boji bit će potreban barem jedan otpornik, a budući da različite boje vuku različite napone, to nisu nužno isti otpori. "Kako ćemo uopće shvatiti ove vrijednosti ?!" možete pitati. Pa odgovor je MAGIC. ČAR MATEMATIKE! (pročitajte vredi obećavam …)

Korak 2: Izračunavanje komponenti kola

Tip tranzistora Kao što je rečeno u prethodnom koraku, ovdje se koriste tranzistori različitih sklopki. Koja je vrsta tranzistora potrebna u krugu ovisi o tome što krug zahtijeva, ali u ovom je krugu prikladan 2N2219 tranzistor. Imajte na umu da možete koristiti tranzistor koji nije 2N2219, sve dok ima odgovarajuće specifikacije za kolo na kojem radite. (Uobičajeni 2N2222 tranzistor bi također trebao biti prikladan) Ovisno o vrsti tranzistora, tri pina na tranzistoru bit će ili "emiter, baza, kolektor" ili "vrata, izvor, odvod". Tip 2N2219 je prvi. Postoji mnogo tipova kućišta tranzistora, pa će biti vrijeme da provjerite svoju specifikaciju kako biste utvrdili koji pin odgovara odašiljaču, bazi i kolektoru! Tranzistoru su potrebna i dva otpornika. Jedan povezuje bazu tranzistora s arduinom - to može biti bilo koja vrijednost, općenito oko 1 kΩ. Ovo se koristi tako da bilo koja lažna struja iz arduina neće uzrokovati aktiviranje tranzistora i slučajno paljenje svjetla. Drugi potrebni otpornik povezuje bazu s masom i općenito je velike vrijednosti poput 10 kΩVrste otpornika Za povezivanje napajanja s LED -om moramo upotrijebiti neke otpornike. Svaka boja na LED diodi ima drugačiji potreban ulazni napon. Specifične vrijednosti zavise od vaše LED diode koja se koristi, ali za standardnu LED lampicu od 10 W one će vjerovatno biti u pravom rasponu: crvena - 6-8 V zelena - 9-12 V plava - 9-11 V Struja potrebna za LED: 3 miliAmps (mA) Napon napajanja: 12 V Dakle, situacija je sljedeća: koristimo napajanje od 12 V za napajanje LED -a i svaka boja bi trebala primati manji napon od toga. Moramo upotrijebiti otpornike da smanjimo napon koji svaka boja na LED -u zaista vidi. Vrijeme je da se utvrdi potrebna otpornost, vrijeme je da se konsultuje Ohmov zakon. Na primjer za crvenu boju: Napon = Struja * Otpor…. Prepišite na otpor = napon (pad) / trenutni otpor = 4 V / 0,3 A = 13,3 Ω (vrijednost 4 V je iz 12V (napajanje) - maksimum crvenog raspona (8 V)) Još nismo završili. Ovisno o vrsti vašeg otpornika (tj. Njegovoj veličini), može se raspršiti samo određena snaga. Ako koristimo otpornike koji ne mogu rasipati dovoljno snage, spalit ćemo ih. Formula za izračunavanje snage na otporniku dolazi iz Ohmovog zakona: to je snaga = napon * struja. Snaga = 4V * 0,3 A = 1,2 W To znači da nam je potreban otpornik od 13,3Ω, 1,2 W (najmanje) kako bismo bili sigurni da je LED dioda sigurna. Problem je u tome što većina otpornika dolazi sa 1/4 W ili manje. Šta učiniti ?! Pomoću magije paralelnog postavljanja otpornika možemo riješiti problem. Kombiniranjem četiri otpornika (1/4 W) paralelno, ukupna disipacija snage dodaje do 1 W. (Idealno bi bilo dodati pet otpornika paralelno, ali budući da će se 1,2 W vidjeti samo kada je osvijetljeno do maksimuma, i gen koristimo malo manje). Paralelno dodavanje otpornika uzrokuje proporcionalno smanjenje njihovog otpora (što znači da ako paralelno kombiniramo četiri 13,3 Ω otpornika, ukupni otpor bit će samo ~ 3 Ω) Da bismo dobili pravi otpor i rasipanje snage, možemo kombinirati četiri 68 Ω otpornika 1/4 W paralelno. Taj broj dobivamo množenjem 13,3Ω sa četiri, što je ~ 53Ω, a zatim uzimamo sljedeću najveću standardnu vrijednost za otpornik. Sve u svemu: za napajanje crvene boje trebamo upotrijebiti jedan otpornik od 13,3Ω 1W ili četiri paralelno otpornika od 68Ω 1/4W. Za izračun potrebnog otpora za ostale boje upotrijebite isti postupak. Sažetak potrebnih komponenti kola: 3 x 2N2219 tranzistora 3 x 1 kΩ otpornici 3 x 10 kΩ otpornici Crveno: 4 x 68Ω Otpornici 1/4 W Plavo: 4 x 27Ω 1/ 4W otpornici Zeleni: 4 x 27 Ω 1/4W otpornici

Korak 3: Shema kola / Konstrukcija kruga

Nakon što ste prošli matematiku i prikupili sve potrebne dijelove, vrijeme je da ih sastavite!

Prvo uzmite napajanje i prekinite sve veze koje ima na kraju i izolirajte žice za napajanje i uzemljenje. Dodajte žicu za uzemljenje na jednu od šina za matičnu ploču. Lemiti žicu za napajanje lemljenjem potrebnih otpornika na LED diodu. Zatim izgradite kolo kao što je prikazano na dijagramu kola. Imajte na umu da svi uzemljenja u krugu (arduino uzemljenje, uzemljenje tranzistora, uzemljenje napajanja) moraju biti povezani na neki način.

Korak 4: Arduino kod

Skoro smo stigli! Vrijeme je da spojimo naše kolo na arduino.

Kod ovdje samo vodi RGB LED kroz ciklus boja (tj. Provjerava cijelu dugu). Ako ste upoznati s arduinom, onda ovo nije previše komplicirano. Ovaj kod nisam izvorno napisao ja, ali iskreno se ne mogu sjetiti odakle sam ga preuzeo; bio je otvorenog koda. Ako se sjećam ili ako neko zna izvor, rado ću ga navesti. Skica je zalijepljena ispod. Samo provjerite da li vrijednosti pinova na skici odgovaraju pinovima na arduinu koji se koriste za spajanje na LED. Sve što kod radi je slanje pojedinačne vrijednosti (od 0 do 255) svakom pinu u boji LED -a. Ako želite da se pojavi određena boja, pogledajte RGB tabelu boja // Pokreće RGB LED kroz ciklus u boji int brightness = 0; // koliko LED svijetli. Maksimalna vrijednost je 255 int rad = 0; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup () {// deklariranje pinova kao izlaza: pinMode (RED, OUTPUT); pinMode (ZELENO, OUTPUT); pinMode (PLAVI, OUTPUT); } // od 0 do 127 void displayColor (uint16_t WheelPos) {bajt r, g, b; prekidač (WheelPos / 128) {slučaj 0: r = 127 - WheelPos % 128; // Crveno prema dolje g = WheelPos % 128; // Zeleno gore b = 0; // blue off break; slučaj 1: g = 127 - WheelPos % 128; // zeleno prema dolje b = WheelPos % 128; // plavo gore r = 0; // red off break; slučaj 2: b = 127 - WheelPos % 128; // plavo prema dolje r = WheelPos % 128; // crveno gore g = 0; // green off break; } analogWrite (CRVENO, r*2); analogWrite (ZELENO, g*2); analogWrite (PLAVO, b*2); } void loop () {displayColor (rad); kašnjenje (40); rad = (rad+1) % 384; }

Korak 5: Dodavanje optičkih žica

Čak i ako ne dovršite ovaj korak, lijepo je to što sada imamo sjajnu, svijetlu, potpuno prilagodljivu RGB LED diodu. Odlučio sam ga kombinirati s optičkim vlaknima, ali zaista možete učiniti sve što želite! Napravite slatki reflektor? Zapaliti disko kuglu? Toliko mogućnosti!

Prvobitno sam kupio pet stopa vlakna od 50 niti, 10 stopa vlakana od 12 niti i 5 stopa vlakna od 25 niti. Na kraju sam prepolovio duljinu kako bih imao više mjesta iako su same žice bile kraće. Odlučio sam napraviti drvo jer ih nisam mogao montirati kroz zid. Til je zalijepljen na zid pomoću gumenog cementa (til je prilično lagan, pa bi traka mogla biti dovoljna). Vlakna se provlače kroz til u uzorak sličan drvetu. Koristeći praznu/osušenu limenku sode, LED se postavlja na dno, a vlakna se dodaju na njen vrh. Najveći problem u ovom trenutku je pokušati osigurati da svjetlost prolazi kroz vlakna, a ne samo kroz vrh limenke sode. Čvrsto umotavanje vlakana u foliju može pomoći, ali predlažem da isprobate sve postavke za koje mislite da bi mogle uspjeti. Spojite sve ove komade i imamo naše drvo!

Korak 6: Vrijeme za zabavu

Ne preostaje vam ništa drugo nego prigušiti svjetla, napajati arduino i uživati u sjaju naše nove optičke mreže!

Priložio sam i video o postavljanju. Lično izgleda bolje, ali možete vidjeti kako se polako kreće kroz kotačić u boji.