RGB-LED-lankapuu: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Haluan jakaa kanssanne RGB-LED-lankapuuni. Eräänä iltana muistin rakentavani lankapuita lapsena. Nykyään nautin todella pienten elektronisten projektien rakentamisesta arduinon kaltaisilla mikro -ohjaimilla, erityisesti LED -valojen kanssa. Joten ajattelin itselleni, miksi ei yhdistää molempia ja idea LED -lankapuusta syntyi. Tarkistin ensin, onko joku tehnyt jo tällaista, mutta en löytänyt etsimääni. Löysin lähinnä LED -lankapuita, joissa on yksi väri. Koska mielestäni yksiväriset LEDit ovat hieman tylsää, halusin saada sellaisen, jossa on RGB-LEDit, jotta lankapuu voi näkyä kaikissa sateenkaaren väreissä. Joten aloin rakentaa sellaisen itse. Tulos näkyy yllä olevassa kuvassa. Lankapuu, johon olen perustanut tämän ohjeen, on kolmas. Toivottavasti pidät ohjeistamastani ja voin motivoida joitain teistä tekemään sellaisen itse.

Tarvikkeet

Itse projektiin tarvitset vain muutamia tarvikkeita ja työkaluja:

• 10 RGB-LEDiä (+ varaosia, jos yksi on vaurioitunut) tai enemmän, jos haluat
• kuparilanka 0, 14 mm² (tai paksumpi, mutta ei liian paksu, koska sen punominen on vaikeaa) ja 3 eriväristä eristettä noin 5 m per väri (LED -valojen määrä x pituus 40-50 cm)
• hopealanka 0, 6 mm noin 15 m (2-3 kertaa kunkin värin tarvitsema pituus)
• mikro, minun tapauksessani Wemos D1 mini, mutta periaatteessa kaikki toimivat niin kauan kuin se mahtuu kukkaruukkuun)
• Virtalähde (Wemos D1 minin tapauksessa mikä tahansa mikro-usb-puhelinlaturi toimii)
• 3 MOSFETia tai transistoria (käytin n-kanavaisia Mosfetteja, mutta voit käyttää myös p-kanavaa, jos mukautat piiriä)
• Eri arvojen vastukset
• Lämpökutistuvat letkut tai sähköteippi
• Kukkaruukku
• Kuuma liima
• Kivet
• Pienet puiset sauvat (esimerkiksi uuden vuoden rakettien sauvat)
• Ohut puulevy (esimerkiksi puulaatikoiden pohja joskus hedelmiä myydään)

Valinnainen

• Pin -otsikot (uros ja/tai naaras)
• Leipälauta

Työkalut

• Juotin
• Lankaleikkuri
• Porata
• Pinsetit (valinnainen)
• Avustava käsi (valinnainen)
• Pyöritystyökalu (valinnainen)

Suurin osa tarvitsemistasi asioista näkyy yhdessä yllä olevista kuvista. Saat ne rautakaupoista, käsityöliikkeistä tai Amazonista. Jotkut asiat voivat kuitenkin tulla ilmaiseksi: Kivet, jotka otin läheiseltä pellolta. Ja puulevy oli jätettä, kunnes kierrätin hedelmälaatikon.

Vaihe 1: Valmistelut

Varmista ensin, että kaikki RGB-LEDit toimivat, koska LEDien vaihtaminen myöhemmin on todella ärsyttävää. Testataksesi LEDit kytke ne yksinkertaisesti virtalähteeseen, jonka jännite on 3,3-5 V. V. Jos sinulla ei ole niitä, voit käyttää mikrokortin tai paristojen jännite nastoja. Jos kyseessä on yleinen anodi RGB-LED, kytke anodi (pisin jalka), katso kuva 1, jännitteeseen (tai "+") ja yksi jäljellä olevista jaloista maahan ("-"). LED-valon pitäisi nyt syttyä yhdellä värillä, katso kuvat 2-4. Jos sinulla on yhteinen RGB-LED-katodi, se on päinvastoin. Tee tämä kaikille jaloille ekv. värit ja kaikki LEDit. Saatat huomata, että kiinteällä jännitteellä kolme eri väriä ovat eri kirkkaita. Meidän on harkittava sitä myöhemmin.

Seuraavassa vaiheessa leikkaat kaikki jalat paitsi RGB-LED: n yleisen anodin niin, että jäljellä on vain muutama millimetri. Käytin orientaationa pientä kolhua, jonka näet ensimmäisessä kuvassa kaikissa neljässä jalassa, katso kuva 5.

Nyt sinun on valittava, minkä väriset kuparilangat haluat yhdistää lankapuulle. Tätä opasta kirjoittaessani olen tehnyt kolme erilaista RGB-LED-lankapuuta. Yhdistin kukkaruukun väristä riippuen erilaisia värejä. Tässä mustavalkoisen kukkaruukun värissä käytin värejä ruskea, keltainen ja musta. Kun olet päättänyt, mitä värejä haluat käyttää, voit aloittaa kuparijohtimien leikkaamisen pituudeksi, kuva 7. Minun tapauksessani leikkasin ne 50 cm: n pituiseksi, kun puu nousi jonkin verran noin 30 cm kukkaruukusta. Menetät jonkin verran pituutta kaapeleita punottaessasi ja mikä tärkeintä, tarvitset jonkin verran sähköliitäntöjen pituutta. Nyrkkisääntönä on siis, että kaapeleiden tulee olla vähintään 15-20 cm pidempiä kuin puulle haluamasi korkeus. Täältä voit valita erikokoisia kukkaruukun koosta riippuen.

Jotta saisin käsityksen käyttämistäni kooista:

Ensimmäinen puu oli 20 cm korkea kukkaruukussa, jonka korkeus ja halkaisija oli 10 cm. Muut ovat noin 30 cm korkeita kukkaruukussa, jonka korkeus on 12 cm ja halkaisija 13 cm.

Vaihe 2: Kuparijohtimien juottaminen

Kuparijohtimien juottamiseksi RGB-LED-valoihin sinun on ensin poistettava jokaisen langan pää noin 3-5 mm ja asetettava juote sen päälle. Jos käytät punosta kuten minä, varmista, että yksittäiset punokset on kierretty yhteen, jotta ne eivät tartu ulos. LEDien jalkojen välissä on vähän tilaa ja johdot eivät saa koskettaa toisiaan. On erittäin tärkeää, että värit juotetaan aina samaan järjestykseen LED -valolle, tai muuten LEDien liittäminen myöhemmin mikrokontrolleriin tulee erittäin vaikeaksi.

Seuraavaksi voit juottaa johdot RGB-LEDiin. Tätä varten kiinnitin LED -valon ramaing -pitkällä jalalla, yhteisellä anodilla tai katodilla, auttavaan käteen, kuten näet toisessa kuvassa. Toista tämä kaikille LEDeille. Varmista, että yhteys on tiukka heiluttamalla kuparilankoja.

Vaihe 3: Kuparilankojen punominen

Kun olet juottanut kuparijohdot LED -valoihin, on aika punoa. Jos et tiedä kuinka punoa, youtubessa on monia opetusohjelmia. Hae vain "3 -säikeinen punos". Punomalla lankoja käytin jälleen auttavaa kättä LED -valojen pitämiseen. Minun tapauksessani auttava käsi liukui usein minua kohti punonnassa, joten puristin sen työpöydälle. Koska punominen on aikaa vievää, tein suurimman osan siitä samalla, kun kuuntelin joitain TV-sarjoja, ja jätä noin 8-10 cm kuparilankaa, joka ei ole punottu. Voit tehdä tämän vain solmimalla johdot, kun olet lähellä 8 cm lyhyintä lankaa. Kaikkien kappaleiden jääneen pituuden tulisi olla suunnilleen sama.

Vaihe 4: Hopealangan juottaminen ja kiertäminen

Nyt voit juottaa hopealangan LED -valojen jäljellä olevaan osaan. Tätä varten sinun on ensin leikattava pala pois. Kappaleen pituuden tulee olla kaksinkertainen kuparilankojen pituuteen plus 20 cm riippuen siitä, kuinka lujasti kierrät sen myöhemmin. Jos teet enemmän kierrettä per cm kuin tarvitset tietysti pidemmän langan pituuden kuin vähemmän kierrosta per cm. Minun tapauksessani tämä tarkoittaa 120 cm per kappale. Varmistaaksesi, kuinka paljon tarvitset, leikkaa ensin vain yksi kappale ja muista sen pituus.

Tämän jälkeen taitetaan hopealanka puoliksi ja luodaan silmukka keskelle, katso kuva 1. Sitten silmukka työnnetään LED -valon jäljellä olevan jalan, yhteisen anodin (tai katodin) päälle. Tämän helpottamiseksi voit taivuttaa jalkaa hieman ylöspäin, katso kuva 2. Tämän jälkeen levitä hiomakone silmukkaan niin, että jalka on sisällä. Varmista, että hopealangan ja jalan välillä on hyvä yhteys. Tämän jälkeen voit leikata ulos ulottuvan jalan osan ja ehkä viilata leikkauksen mukana tulevat terävät reunat.

Kun olet juottanut hopealangan paikalleen, voit alkaa kiertää sitä punottujen kuparilankojen ympärille, kunnes solmu edellisestä vaiheesta. Hopealangan tulee olla vähintään yhtä pitkä kuin kuparilangat, kuten näet kuvassa 5. Sidoksen takana oleva hopealangan osa tulee myöhemmin lankapuun juuriksi. Ei ole väliä, jos jotkut hopealangat ovat lyhyempiä, mutta suurimman osan pitäisi olla yhtä pitkiä kuparilankoja. Tuloksestasi riippuen voit nyt mukauttaa seuraavan hopealangan pituutta ensimmäisen langan pituudesta tai jättää sen sellaisenaan. Toista nyt kaikki jäljellä olevat LEDit. Lopulta sinulla on nippu näitä "oksia".

Vaihe 5: Lankapuun kokoaminen

Lankapuun kokoamiseksi laita ensin kaikki oksat yhteen niin, että punotun osan lopussa olevat solmut ovat vierekkäin, kuten näkyy ensimmäisessä kuvassa. Kiinnitä ne väliaikaisesti yhteen ja suunnittele puusi suunnilleen parhaaksi katsomallasi tavalla. Puun suunnittelemiseksi tein eri tyylisiä oksia. Jotkut jätin sellaisina kuin ne ovat ja toiset pariksi edustamaan haarahaarukoita. Merkitsin haluamani oksat pareittain leikkurilla kohtaan, jossa halusin niiden erottautuvan. Sitten purin lankapuun uudelleen ja asetin hopealangan pariksi asetettavien oksien ympärille. Hopealangan pituus oli suunnilleen sama kuin ennen, noin 120 cm tapauksessani. Viimeinen vaihe on laittaa kaikki oksat, pariliitos ja yksittäiset, yhteen ja kiertää uudelleen hopealankaa ympäri alkaen kohdasta, jossa ne kaikki erottuvat. Tämän viimeisen hopealangan on oltava pisin, koska rungon halkaisija on nyt suuri. Meni 140 cm.

Vaihe 6: Johtojen lajittelu ja sähköliitäntöjen juottaminen

Nyt kun puunrunko on valmis, on aika lajitella johdot. Aloita hopealangoilla, koska ne ovat vähiten liikkuvia. Aseta ensin 3-4 lyhyintä hopealankaa suoraan rungosta alas ja kierrä ne yhteen. Muiden johtojen tulisi taipua ulkona ja niistä tulee juuria myöhemmin. Lyhennä pohjasta ulos kiertyneet kierretty langat yhtä pitkiksi ja saavuta vähintään 2-3 cm puunrungosta. Ota seuraavaksi lyhyt (esimerkiksi 10 cm) lankakappale, joka juotetaan puun pohjasta nouseviin hopealankoihin. Hopeajohdot kytketään myöhemmin positiiviseen jännitteeseen. (Normaalisti elektroniikassa punainen johto vastaa positiivista jännitettä (tai Vin) ja mustaa negatiivista (tai GND). Mutta RGB -merkkivaloilla varaan yleensä punaisen johdon punaiselle LEDille, joten tässä tapauksessa käytän siksi oranssia lankaa on "lähimpänä" punaista.) Kuori langan toinen puoli 1-2 cm ja kierrä se alhaalla olevien hopealankojen ympärille, kuten kuvassa 4 näkyy, ja juota ne paikalleen.

Aloita seuraavaksi erilaisten lankojen värien lajittelu. Pidennä kymmentä lyhyimmän pään mukaan ja kuori ne kaikki 1-2 cm ja kierrä kuorittu pää yhteen. Testaa nyt LEDit uudelleen lisäämällä positiivista jännitettä hopeajohtoihin ja tyhjiin kuparilankaosiin. Muista, mikä väreistäsi vastaa punaista, vihreää tai sinistä valoa. Juotos nyt vihreä johto vihreitä LED -valoja ohjaaviin johtimiin ja niin edelleen, samalla tavalla kuin edellä olevan kappaleen hopeajohdot. Viimeisessä vaiheessa aseta lämpöä kutistavia letkuja tai sähköteippiä paljaiden kuparilankojen yläpuolelle eristääksesi ne koskettamasta ja siten oikosulkemasta toisiaan.

RGB-LED-lankapuun hallitsemiseksi käytin tavallista painikekytkintä. Leikkasin painikekytkimen tarpeettoman jalan ja juotin johtoihin jäljellä olevissa. Muista käyttää oikeita, koska kaksi jalkaa "yhdistävät" kytkimen pohjassa olevan "muovipalkin" avulla.

Vaihe 7: Puun istuttaminen

Kuten kuvista näkyy, puu istutetaan kukkaruukun sisälle puulevyyn ja sitä ympäröivät kivet.

Puulevyn valmistamiseksi mittasin ensin kukkaruukun sisähalkaisijan. Sitten piirrän ympyrän pahville ja leikkaan sen. Sitten tarkistin, sopiiko pahviympyrä kukkaruukun haluttuun syvyyteen ja jos ei, leikkaa se hieman pienemmäksi. Kun olin tyytyväinen, siirrän pahvin muodon puulevyyn ja leikkaan sen pois. Puulevyyn käytin paikallisen supermarketin puisen oranssin laatikon pohjaa. Puulevy tarvitsee keskelle reiän, jonka halkaisija on 10 mm. Jotta saisin puulaudan halutulle korkeudelle, sahasin 3 pientä tikkua puunromusta, jonka olin makaamassa. Minun tapauksessani ne olivat 7 cm pitkiä.

Seuraavaksi porasin reiän kukkaruukun pohjalle virtajohdon läpiviemiseksi ja hiotin kaapelin kanavan pyörivällä monitoimityökalulla, joka oli riittävän syvä kaapelille, jotta kukkaruukku istuisi tasaisesti maassa. Seuraavaksi laitoin kuumaa liimaa aiemmin sahattujen sauvojen molempiin päihin ja laitoin ne kukkaruukkuun muodostaen kolmijalan puulaudalle istua.

Nyt kun puu voidaan laittaa kukkaruukkuun, aloin järjestää kiviä puunrunon ympärille. Ei ole tärkeää peittää puulevyä kokonaan puilla, sillä vaikka olet vain puolen metrin päässä, et voi nähdä sitä syvälle kukkaruukkuun. Varmista, että jätät pienen kohdan avoimeksi, johon voit asettaa ja päästä painikekytkimeen LEDien ohjaamiseksi. Kun olin tyytyväinen ulkonäköön, liimasin kivet paikalleen kuumaliimalla. Sen jälkeen porasin kaksi pientä reikää vierekkäin napikytkimeen juotettujen kaapeleiden läpiviemiseksi ja liimasin painikekytkimen paikalleen.

Viimeinen vaihe on juurien suunnittelu. Käänsin tätä varten kaksi tai useampia hopealankoja, jotka osuivat yhteen niiden kanssa ja jotka erosivat toisistaan eri etäisyyksillä, kuten kuvassa 11. Sitten taivutan juuret puulevyn ympärille kuten kuvassa 12. Myöhemmin muodostin ympyrän hopealangalla että asetan niiden päälle ja taivutan juuret renkaan ympärille, kuten kuvassa 13 näkyy, ja kiristän niitä yksi kerrallaan. Viimeinen vaihe on leikata hopealangan päät, jotka tarttuvat paljon.

Vaihe 8: Sähköpiiri ja mikro -ohjain

Viimeisessä vaiheessa koon sähköpiirin. Mikro-ohjain ohjaa RGB-LED-valoja. Koska mikro -ohjaimen GPIO -virtalähteet syöttävät vain 3,3 V jännitettä, mikä ei riitä joidenkin LED -valojen loistamiseen, liitin mikro -ohjaimen MOSFET -laitteisiin, jotka voivat vaihtaa LED -valot mikro -ohjaimen tulojännitteellä, joka on 5 V. MOSFET -laitteista voit yhtä hyvin käyttää transistoria, mutta minulla oli MOSFETS makaamassa futer -projektista, joten käytin niitä.) Jotkut LED -valot eivät kuitenkaan kestä 5 V ja eri värit loistavat eri kirkkaudessa, kun niitä käytetään samaan jännitteeseen 5 V. Tässä ovat vastukset. Vastusten arvot on laskettava jokaiselle RGB-LED-väriselle taulukon mukaan ja ne voivat vaihdella eri valmistajilla. Tai voit käyttää vain piirikaavion arvoja ja testata, toimivatko arvot sinulle. Jos ei, voit säätää hieman vastusarvoja nostamalla ja laskemalla resitoriarvoja, kunnes kaikki värit loistavat yhtä kirkkaina. Jotta painike toimisi, on oltava vetovoima, tai painike saatetaan havaita painaakseen ikuisesti. Tässä tapauksessa Wemos D1 minissä on sisäiset vetovoimat, jotka voidaan aktivoida koodin sisällä. Jos käytetty mikro -ohjain ei tue sitä, tarvitaan ulkoinen vetovoima.

Kun valitsin vastusarvot, juotin kaikki elektroniset osat yhteen leipälevylle. Puusta tulevien johtojen yhdistämiseen käytin levyssä urospuolisia ja naaraspuolisia johtoja, mutta voit myös juottaa ne suoraan levylle. Ennen kuin liität kaiken yhteen ja laitat sen kukkaruukkuun, sinun on vilkkuttava ohjelma mikrokontrolleriin. Liitin kooditiedoston. Toivottavasti kommentoin tarpeeksi koodiin, jotta kuka tahansa voi ymmärtää mitä tapahtuu. Tällä hetkellä koodi on hyvin yksinkertainen ja saatan lisätä siihen ominaisuuksia tulevaisuudessa. Jos teen niin, lähetän päivityksen tänne ja luultavasti siirrän koodin githubiin. Kun liität puun pistorasiaan, se vilkkuu punaisena vihreänä, sinisenä ja valkoisena ja alkaa sitten kiertää värisävyjen spektriä. Voit vaihtaa värimuotoja painikkeilla.

Tällä hetkellä koodi sisältää 3 tilaa:

• 0: pois päältä
• 1: Rainbow -tila: Pyöräily värisävyn läpi
• 2: Kiinteä väritila

Voit vaihtaa värimuotojen välillä pitämällä painiketta painettuna yli puoli sekuntia. Jos puu onnistuu, puu vilkkuu valkoisena edellä mainittua tilaa edeltäneiden kertojen lukumäärällä. Kiinteässä väritilassa lyhyt painikkeen painallus (alle puoli sekuntia) selaa 7 eri koodissa määriteltyä väriä. Jos painikkeen painallusta ei hyväksytä (lyhyt painallus toimii vain kiinteässä väritilassa), puu vilkkuu samalla tavalla, kun se kytkettiin ensimmäisen kerran. Voit vapaasti muuttaa koodia haluamallasi tavalla.

Vaihe 9: Nauti

Jäljellä on vain löytää makea paikka juuri valmistetulle RGB-LED-lankapuulle ja nauttia siitä. Kaiken kaikkiaan tämän puun tekeminen kesti noin 8-10 tuntia muutaman päivän aikana. Jotkut enemmän aikaa vievistä asioista, kuten punominen ja hopealangan kiertäminen oksien ympärille, tein katsellessani televisiota.

Saatat ihmetellä, miksi ei ole kuvia puusta, joka loistaa punaisena. Tämä johtuu yksinkertaisesti siitä, että kun kirjoitan tätä ohjeistusta, odotan elektroniikkalähetystä, joka minun on koottava ohjain. Siksi käytin kuvien ohjainta ensimmäisestä RGB-LED-puusta. Kuitenkin RGB-LED-puun I LED-valot perustuvat tähän ohjeeseen pienemmillä vastusarvoilla punaiselle ja punainen valo on siksi hyvin himmeä.