Sinhronizirane LED šipke s WiFi mrežom: 3 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Autor CarlSTeleToylandFollow Više od autora:

O: Proizvođač od djetinjstva sa svim klasičnim simptomima, graditelj robota i CTO/Tech Product Manager za internetski softver. Više o CarlS -u »

Ovaj projekat je zbirka LED šipki sa individualno kontrolisanim digitalnim LED diodama (WS2812b "Neopikseli"). Omogućuju izvođenje animacija preko njih bez povezivanja. Za međusobno povezivanje koriste WiFi mrežu, a animacija se prilagođava tako da u mreži ima više ili manje šipki.

Inspiracija je bila da dva para bubnjeva imaju ukrašene buzdovane/palice za božićnu paradu. LED animacija između njih je sinkronizirana. LED diode također mogu biti niti umjesto traka.

Druga upotreba je za LED umjetničku instalaciju u kojoj ne želite provoditi podatkovnu žicu između svih LED dioda u prostoriji - sve što trebaju učiniti je da se pojedinačno priključe.

Za ovaj projekt nisu povezani s internetom. Postavili su vlastite privatne WiFi pristupne točke i web poslužitelje. Dakle, ovaj projekt ne ovisi o vanjskom umrežavanju i može se izvoditi na udaljenim lokacijama. Rade na 5V, pa se lako mogu napajati vanjskim baterijama za mobitele!

Korak 1: Dijelovi

U projektu su za svaku traku korišteni sljedeći dijelovi:

• Ne vodootporna LED traka WS2812b. Koristio sam 30 LED dioda/metar. Oni koji nisu vodootporni obično imaju dvostranu traku koja je već pričvršćena na njih, pa se lako montiraju. Trebat će vam 1 metar po kanalu jer su kanali dugi metar. Više LED dioda po metru je u redu - samo pazite da dobijete odgovarajuće veliko napajanje. Svaka (5050) LED dioda na ovim trakama može koristiti do 60 ma kada je potpuno uključena.
• Plastično elektronsko kućište za projekte 60x36x25mm - ovo je dovoljno malo da primi D1 Mini.
• DC utičnica za montiranje na ploču 5,5 mm x 2,1 mm
• Napajanje od 5 V - jedno pojačalo od 2 pojačala bi trebalo biti u redu sa 30 LED -a po 0,06 pojačala svaki kada je uključeno.
• USB do 5,5 mm x 2,1 mm kabel ako želite napajati ovaj projekt s USB baterije
• D1 Mini ESP8266 ploča - takođe dostupna za manje, ali sa dužim čekanjem.
• Aluminijski kanal s poklopcem i završnim poklopcima za LED trake. Postoji mnogo profila za odabir. Ova je dovoljno široka za LED trake WS2812b (12 mm) i niskog profila.
• Aluminijska šipka - kanal je širok 17 mm, pa je aluminijska šipka širine 1/2 "dobre veličine. Trebala bi biti debljine 1/16" i dugačka 6 "za svaku šipku koju napravite.
• Dvostrana pjenasta traka - 1/2 "širine.
• 1000uF kondenzator - preporučuje se za svaku traku, kako bi se spriječilo da naponski skokovi oštete LED diode.
• Spojna žica. Ova silikonska žica promjera 26 vrlo je fleksibilna i sprječava žicu da povuče lemilice s LED trake. Također se ne topi ni ako ga dodirnete lemilicom. Koristio sam i servo žicu koja je također vrlo fleksibilna, ali silikonska žica je moja nova omiljena žica. Trebat će vam samo oko 6 "svake boje (crvena, crna, žuta).
• Žice kratkospojnika - ženska crvena, crna i žuta koriste se za spajanje na CPU. Možete ih preskočiti i lemiti priključnu žicu direktno na ploču ako ste samouvjereni.
• Otpornik od 330 ohma za smanjenje šuma u podatkovnoj liniji LED trake.
• Signalna dioda 1N4448 ili slična koja omogućuje 3.3V procesoru da pouzdano napaja 5v LED traku.
• Termoskupljajuće cijevi od 3 mm - trebat će vam samo oko 5 inča.

Korak 2: Napravite šipke

Konstrukcija šipki je ista kao u ovom prethodnom Instructable. Ovdje postoje slične korak-po-korak slike iz nedavne verzije, a raspravu možete pronaći na tom drugom Instructable-u.

Jedan novi savjet o lijepljenju LED dioda na aluminijski kanal: Ponekad je dvostrana traka na LED trakama nešto kraća od LED ploče i vidjet ćete blagu kopču u LED traci. Ako jednostavno prerežete traku na tom mjestu, ona će ravno ležati.

Također sam upotrijebio nekoliko kapi UV ljepila za zaključavanje žice za napajanje i svih dijelova LED trake koji nisu ostali dolje.

Umjesto kontrolera čestica Photon, ovaj projekt je koristio rabljene WeMos D1 Mini ploče, zasnovane na skupu čipova ESP8266. Ove su lijepe i male za LED projekat. Koristio sam muške zaglavlje kako bih omogućio prostor ženskim skakačima. Promjena konektora neće stati u kućište. Ovaj pristup je također lako lemiti. Koristio sam i žicu s punom jezgrom promjera 20 sa uvijenim ženskim konektorima, i to također radi, ali je više truda.

Ove šipke koriste isti žrtveni LED pristup za prvu LED. U praksi se to zaista ne primjećuje. Takođe, mali jaz između prva dva je takođe gotovo neprimjetan

Ako namjeravate koristiti kopče za postavljanje aluminijskog kanala, aluminijska šipka koja povezuje kanal s projektnom kutijom mogla bi vas ometati u direktnom postavljanju kopči na zid, pa ćete možda morati staviti podloške ili labavu maticu ispod da ih odvojite za 1/16.

Korak 3: Mesh kod

Svaka LED traka ima isti kôd. Osnova ovog projekta je bezbolna biblioteka Mesh na https://gitlab.com/BlackEdder/painlessMesh. Ta biblioteka upravlja većinom poslova niskog nivoa uspostavljanja pristupnih tačaka, veb servera itd. Svaka traka je čvor mreže.

Mreža ima jedan kontroler, a obavijesti o promjenama animacije emitiraju se na sve čvorove/LED trake. Za veliku mrežu, moglo bi doći do kašnjenja u razmjeni poruka, ali za razmjere na kojima sam radio, to nije bilo primjetno.

Prilikom pokretanja čvor pretpostavlja da je to kontroler, ali tada poruka modifiedNodes pokreće procjenu. Najniži # ID čipa u mreži postaje kontroler. Obično je potrebno sekundu ili dvije da se svi čvorovi smire i preuzmu jedan kontroler. Mogli biste uložiti više napora u bržu ponovnu sinkronizaciju (srednja animacija), ali te poruke o promjeni prilično su brbljave, pa je potrebno malo vremena da se mreža ipak smiri. U praksi, nakon ponovne sinhronizacije, ostaju vrlo čvrsti.

Za animacije koje prelaze pruge, kôd dobiva popis čvorova, sortira ga, a zatim crta samo ako je trenutni čvor taj koji se crta. Oni sortiraju prema ID -u čipova, tako da možete raditi animacije koje će biti konzistentne, bez obzira kada se pokrenu. Također, animacije će se prilagoditi čvorovima koji se ispuštaju.

Kôd animacije pojavljuje se na tri mjesta. Prva je primljena funkcija Callback, gdje je traka primila novu naredbu animacije. Ovo je prilično jednostavno - samo postavlja veličinu vremenskog koraka za animaciju i poništava brojače. Drugo mjesto je u funkciji petlje. Tamo kod provjerava je li trenutna animacija gotova i prelazi na sljedeći korak. Konačno mjesto za animacijski kôd je stepAnimation funkcija, gdje se čitavo crtanje obavlja.

Sistem koristi timer millis za ažuriranje - izbjegavajući upotrebu funkcije odgode jer blokira neke od biblioteka. Milis kod bi se trebao ispravno prevrtati.

Imajte na umu da sam imao problema s NeoPixel bibliotekom i painlessMesh s više od jedne LED, pa sam prešao na FastLED.

Evo koda na GitHibu, a također je priložen ovdje. Prilično ga učitavate na sve trake i spremni ste za kodiranje LED animacije!