Ei-juotos Fireflies / Lightning Bugs: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Halusin lisätä LED -tulikärpäsiä (salamahäiriöitä, joissa kasvoin) pihalleni Halloweenia varten ja päätin tehdä joitain LED -säikeillä ja Arduinolla. Tällaisia projekteja on monia, mutta useimmat vaativat juottamista ja piirejä. Ne ovat hienoja, mutta päätin katsoa, voidaanko kaikki tehdä ilman juottamista, jotta ne olisivat erittäin yksinkertaisia luoda.

Kirjoitin myös koodin hallitakseni helposti mitä tahansa tulikärpäsiä, jotka voivat vilkkua realistisesti.

Perusmenetelmä on käyttää WS2811 LED -säikeitä, koska ne ovat jo vedenpitäviä. Ne ovat suosittuja lomavalaistuksessa, ja WS2811 -sirun ja 5050 LED -yhdistelmän yhdistelmä näissä on lähinnä WS2812b: n paksumpi versio tai "neopikselit" Adafruit -kielessä. Niiden toinen etu on, että vain yksi tietolinja tarvitaan mihin tahansa LED -merkkivaloon.

Näiden virransyöttö on hyvin yksinkertaista - mini -USB -johto mihin tahansa USB -virtalohkoon tai akkuun. Ne eivät kuluta paljon virtaa ja voivat kestää pitkään USB -akulla.

Vaihe 1: Osat

Osaluettelo on tarkoituksellisesti yksinkertainen:

- Arduino. Käytin Arduino Nanoa, koska ne ovat halvempia ja pienempiä. Niillä on melkein samat tekniset tiedot kuin Arduino Unolla. Yllä olevassa linkissä olevat nastat on juotettu ja niissä on mikro -USB -johdot. Tarvitset mini -USB -kaapelin, ja joidenkin mukana tulee edellä linkitetyt Nanot.

- Arduino Nano Terminal Shield. Tämä on juotto ei -juotos - voit kiinnittää johdot ruuvimeisselillä. Jos haluat juottaa kolme johtoa sen sijaan, voit ohittaa tämän ja tilata Arduino Nano -levyt, joiden tapit eivät ole kiinnitettyinä, joten voit juottaa suoraan Nano -levylle.

- LEDit. Käytin WS2811 -säikeitä, jotka on ohjelmoitu aivan kuten WS2812b -LED -nauhat. Ne ovat vedenpitäviä, ja minulla on joitain mustia johtoja, jotta ne näkyvät vähemmän kasveissa. Niissä on myös vihreät johdot. Niissä on 50 LEDiä lankaa kohden, ja niissä on liittimet, joiden avulla voit ketjuttaa ne. Käytän 100-200 LEDiä, joten 2–4 näistä säikeistä. Käytän niitä yksinkertaisuuden vuoksi Arduino 5v -säätimestä.

- Akku. Sain virtalähteeni millä tahansa USB -akulla, mutta voit myös kytkeä sen mihin tahansa USB -lähteeseen. - Perusakku - Suurempi akku - Valtava akku - luultavasti liikaa Nämä kaksi viimeistä ovat loistavia robotteja ja LED -valaistusta varten, koska niissä on sekä 5v että 12v ulostulo.

- JST -liitin - näissä on LED -säikeet, mutta niitä tarvitaan joka tapauksessa.

Vaihe 2: Kokoonpano

Kokoonpano on hyvin yksinkertaista.

Liitä Arduino Nano liittimen suojaan. Varmista, että nastat ovat oikein tarrojen perusteella - se voidaan kytkeä taaksepäin.

Käytä LED -valojen mukana toimitettua JST -varaliitintä. Liitä 5v ja Gnd Arduinon nastoihin. Liitä datalinja nastaan 6 (voidaan muuttaa koodissa halutessasi).

LED -säikeissä on virtajohdot, jotka on irrotettu ja tinattu. Ne voivat lyhentää akun virtaa, joten katkaise ne tai teippaa ne (tai käytä lämpökutistusletkua, jos sinulla on se). Leikkasin tinatut kärjet pois ja leikkasin toisen lyhyemmäksi, jotta ne eivät kosketa toisiaan.

Nyt voit liittää säikeen Arduinoon.

Se siitä!

LEDien määrä ja virta

Kukin säikeen 5050 LEDistä voi käyttää 60 mA, kun se on täysin päällä. Koska LED-valoja on kolme (punainen/vihreä/sininen) ja kullakin voi olla arvo 0-256 (koodissa), täysin päällä oleva valo olisi 256 + 256 + 256 = 768 punaisen, vihreän ja sinisen voimakkuuden osalta. Koodissani käytän 50 punaisena, 50 vihreänä ja 0 sinisenä, joten jokainen LED -valo kuluttaa noin 60 mA * 100/768 = 7,8125 mA LEDiä kohti, kun ne ovat päällä.

Tärkeintä on, kuinka monta LEDiä palaa samanaikaisesti. Koodini käynnistää ne tällä hetkellä vain hyvin pienillä satunnaiskertoimilla - 5/10 000. Käytännössä olen nähnyt vain muutamia kerrallaan, mutta teoriassa ne voisivat jatkua kerralla. Voisin lisätä koodin numeron rajoittamiseen kerralla, mutta kertoimet ovat hyvin kaukana. Käytössä oleva määrä riippuu osittain LEDien määrästä, ja kertoimet lasketaan kullekin LED -valolle, joten kun LED -valoja lisätään, enemmän LED -valoja syttyy.

Arduino 5v -säädin voi tuottaa noin 500 mA, ja joitakin käytetään itse Arduinoon, joten ehkä noin 450 mA on saatavilla. 7,8 mA: n LED -valolla, joka mahdollistaa noin 57 LED -valon syttymistä samanaikaisesti, ja vaikka LED -valo on päällä, se hämärtyy enimmäkseen ylös tai alas ja käyttää vielä vähemmän virtaa. Joten käytännössä Arduino -USB -virtalähde sopii hyvin monille LEDeille.

LEDien ja Arduino -muistin määrä

Arduino IDE raportoi, että 100 LED -valoa sisältävän ohjelman kokoamisen aikana 21% DRAM -muistista käytettiin (enimmäkseen LED -tilaryhmässä), 300 LED -valolla 60%. Muutama säikee on siis hyvä. Jos tarvitset paljon enemmän LED -valoja, voit vain pitää luettelon tosiasiallisesti palavista LED -valoista - olisi paljon tehokkaampaa, mutta niin monen säikeen kanssa törmäät myös sähköongelmiin - jännitehäviöön ja tarvitset tekniikoita, kuten tehonsyöttö. Olen käyttänyt sitä muissa Instructables -ohjelmissa, mutta se ei kuulu tämän nopean projektin piiriin. 100-200 LED-valolla on paljon DRAM-muistia ja virtaa.

Vaihe 3: Ohjelmoi Arduino

Liitetty luonnos vilkuttaa LED -valoja kuin tulikärpäset. Koodia kommentoidaan hieman, mutta tärkeintä on asettaa LED -valojen määrä käyttämäsi määrän mukaan.

Vaihe 4: Sijainti, teho, säänkestävyys

Tämä projekti saa virtansa Arduinon USB -portista, joten mitä tahansa USB -virtalähdettä voidaan käyttää. Jos haluat pysyvämmän näytön, voit käyttää USB -seinäsovitinta.

Jos projekti on jonkin aikaa ulkona, se tulee eristää. Vedenpitävä elektroniikkalaatikko tai jopa ruoka -astia on hyvä.