Sää/matriisilamppu: 42 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44

Kirjailija: Gosse Adema

Tässä ohjeessa kuvailen LED -matriisivalaisimen suunnittelua, rakennetta ja ohjelmointia. Suunnittelu muistuttaa tavallista lamppua, mutta sisustus on korvattu ws2812 -LED -matriisilla. Ohjaus tapahtuu Raspberry Pi: n avulla, jotta kokonaisuus voidaan ohjelmoida omien toiveidesi mukaan.

Lamppu on noin 30 cm korkea ja halkaisijaltaan 10 cm. Ulkopuoli koostuu pääasiassa lasisylinteristä.

Yli 40 vaiheesta on tullut varsin kattava Instructable. Se alkaa lampun suunnittelusta. Tämä kattaa sekä Fusion 360: n 3D -suunnittelun että sähköisen osan. LED -valojen virrankulutukseen kiinnitetään erityistä huomiota. Esimerkiksi sähkönjakelua varten on suunniteltu erityinen levy.

Suunnittelun jälkeen Instructable jatkaa eri osien kokoamista: LED -pidike ja lampun jalka. LED -pidike sisältää 16 nauhaa, joissa kummassakin 18 LEDiä, yhteensä 288 LEDiä. Lampun pohjassa on Raspberry Pi, pieni tuuletin ja muita elektronisia komponentteja.

Suunnittelun ja rakentamisen lisäksi kuvataan lampun ohjelmointi. Tämä alkaa LEDien ohjaamisesta ja säätietojen hakemisesta Pythonilla. Seuraavat lampun eri toiminnot.

Tämän lampun ensisijainen tehtävä on näyttää säätiedot. Valitun rakenteen vuoksi tätä lamppua voidaan käyttää muihin tarkoituksiin. Kuten kello tai sosiaalisen median ilmaisin (hätävalon ja laavalampun Python -koodi sisältyy tähän oppaaseen).

Vaihe 1: Ensimmäiset luonnokset ja suunnittelu

Noin vuosi sitten tein valaistuja joulukuusenkoristeita. Ne sisälsivät verkkokäyttöliittymän LED -valojen värien muuttamiseen. Myöhemmässä versiossa tämä verkkokäyttöliittymä on korvattu säätietojen käytöllä. LEDien väri riippuu ulkolämpötilasta, ja kaikilla LEDeillä on sama väri.

Myöhemmin sain idean tehdä "lämpömittari". Lukemalla todellinen, minimi- ja maksimilämpötila. Kaikilla LEDeillä olisi eri värit näistä arvoista riippuen. Tätä ei ole koskaan kehitetty toimivaksi prototyypiksi, koska sain uuden idean, jonka tuloksena syntyi tämä LED -matriisilamppu. Missä säätietojen näyttäminen on vain yksi mahdollisuuksista.

Luonnoksia tehdessäni päädyin seuraaviin toimintoihin:

1. Näytä nykyinen lämpötila.
2. Näytetään odotetut minimi- ja maksimilämpötilat.
3. Näytetään seuraavan tunnin sademäärä (sininen = sade, valkoinen = lumi).
4. Näyttää nykyisen tuulen nopeuden ja, jos mahdollista, suunnan.

Yllä olevat piirustukset ovat tämän lampun ensimmäinen malli.

Tämän lampun mahdollisuudet eivät rajoitu säätietojen näyttämiseen. Vadelma PI: n käyttäminen tarjoaa paljon enemmän mahdollisuuksia. Kuten kello, plasma- tai laavalamppu ja useita sosiaalisen median indikaattoreita.

On kaksi tapaa sijoittaa LEDit lampun sisään: neliömäinen ruudukko tai LED -spiraali. Kierreversio on helpompi rakentaa. Mutta LEDit kallistuvat hieman, kun käytetään spiraalia, ja siksi ne näyttävät vähemmän kauniilta. Lisäksi värigradienttia on vaikeampi ohjelmoida. Siksi olen päättänyt luoda LED -ruudukon käyttämällä ws2812 -LED -nauhoja.

Ws2812 -LED -nauha asetetaan pystysuoraan lampun läpi siksak -kuviona. Kaikki LED -liitännät ovat sylinterin ylä- tai alaosassa. Tämä antaa tilaa sylinterin sisällä muille elektronisille komponenteille.

Koska ensimmäinen idea oli näyttää säätiedot, olen valinnut 16 LEDiä riviä kohden. Tämä mahdollistaa 16 tuulen suuntaa:

• N
• NNE
• NE
• ENE
• E
• ESE
• SE
• SSE
• S
• SSW
• SW
• WSW
• W
• WNW
• NW
• NNW

Edellinen projekti "Joulukuusen koriste" on perustunut tavalliseen ikosaedriin, jossa on pyöreä ikkuna kullekin LED -valolle. Tämä projekti saa samanlaisen rakenteen LEDeille. Mutta sitten lasisylinterin sisään.

Vaihe 2: LED -värit

Alankomaiden lämpötila vuoden aikana on noin -10 ja +30 celsiusastetta. Se voi tulla lämpimämmäksi tai kylmemmäksi, mutta nämä ovat poikkeuksia. Yleislämpötilavärit ovat punainen kuumalle ja sininen kylmälle. Olen lisännyt kolmannen värin: keltaisen. Tämä antaa enemmän värejä ja tekee kaltevuudesta kauniimman.

Minimi- ja maksimilämpötilat muuttuvat vuodenaikojen mukaan. Tämän seurauksena lämpötilaero ei koskaan ole yli 25 astetta. Toisin sanoen lähes puolet koko värivalikoimasta. Tämän alueen lisäämiseksi voidaan käyttää dynaamista asteikkoa. Asteikko voi esimerkiksi riippua kuukaudesta. Sininen väri voi olla 10 astetta kesällä ja -10 astetta talvella.

Tämän asteikon pitäisi muuttua hitaasti. Esimerkiksi:

Tammikuu -10 -+15

Helmikuu -10 -+15. Maaliskuuta -5 -+20. Huhtikuuta -5 -+20. Toukokuuta 0 -+25. Kesäkuuta +5 -+30. Heinäkuuta +10 -+35. Elokuuta +10 -+35. Syyskuuta +5 -+30. Lokakuuta 0 - +25. Marraskuuta -5 -+20. Joulukuuta -10 -+15

Lämpötilan ja värin käännös voidaan tallentaa taulukkoon. Tämän seurauksena tarvitaan minimaalinen laskenta. Ja lamppu on helppo sopeuttaa muihin ilmasto -olosuhteisiin. Pöydän tekemällä on myös helppo tehdä pieniä värinvoimakkuuden säätöjä.

Vaihe 3: Lasisylinteri

Tätä lamppua varten on käytetty lasisylinteriä. Se on varaosa hyvin saatavilla olevasta lampusta. Ostin lampun hollantilaisesta verkkokaupasta. Siinä on seuraavat tiedot:

Mitat: halkaisija 10 cm +/- 27 cm korkeudella

Väri: maitomainen valkoinen Asennus: Reiän koko E27 (normaali / iso) 4 cm Materiaali: Lasi Huomautuksia: Sopii sekä riippuvalaisimiin että lattiavalaisimiin. Toisella puolella on reikä liitäntää varten, toinen puoli on auki. Toimitusaika: Noin 2 viikkoa (Itävallasta)

Lasisylinteri kuuluu Troy -tyyppisiin lamppuihin. Niitä valmistaa yritys nimeltä Eglo.

Jos lasisylinteriä ei myydä erikseen, on myös mahdollista ostaa itse lamppu. Saatavana on riipus ja taulukkoversio (USA-link, UK-link, EU-link).

On aina mahdollista tehdä oma versio toisella lampulla.

Yksinkertaisesta kuvasta huolimatta ne ovat oikein. Korkeus on 270 mm (10,6 tuumaa) ja halkaisija 100 mm (3,9 tuumaa).

Vaihe 4: Wemos -verkkokäyttöliittymä

Pääpalkinto LED -kilpailussa 2017

Toinen palkinto Raspberry Pi -kilpailussa 2017