Osoitetut maitopullot (LED -valaistus + Arduino): 12 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

Tee PPE -maitopulloista hyvännäköisiä LED -valoja ja käytä niitä Arduinolla. Tämä kierrättää monia asioita, lähinnä maitopulloja, ja käyttää hyvin vähän virtaa: LEDit häviävät ilmeisesti alle 3 wattia, mutta ovat riittävän kirkkaita nähdäkseen. elektroninen valo tuntuu ihmisystävällisemmältä kuin useimmat, ja löydetyt pyörivät ohjaimet ovat hyvä tapa tehdä tämä. PPE -maitopullot ovat halpa, mutta esteettisesti miellyttävä tapa hajauttaa LED -valaistus. Varsinkin jos löydät kauniita pyöreitä:) Objektin muokkaaminen LED -valaistuksella ei ole vain ympäristöystävällistä, vaan myös paljon yksinkertaisempaa kuin asunnon rakentaminen tyhjästä. Koska LEDit ovat pieniä, voit sijoittaa ne melkein mihin tahansa, eivätkä ne tuota paljon lämpöä, kunhan ne ovat hajallaan ja toimivat oikealla jännitteellä. oletetaan, että sinulla on perustiedot elektronisten piirien ja LED -valaistuksen luomisesta. Koska tarkat käyttämäsi LEDit ja virtalähde vaihtelevat todennäköisesti, menen vain piirini perusteisiin teknisten tietojen perusteella. Yritän myös osoittaa sinulle hyödyllisiä resursseja ja selittää lisää Arduino -mikrokontrollerista ja koodista, joka kertoo heidän toimivan peräkkäin. kestää kauan ennen kuin otat lainkaan.

Vaihe 1: Työkalut ja materiaalit

Valojen valmistamiseksi itse tarvitset: PPE -maitopullot Arkki, jossa on 3 mm: n kirkas akryyli -2 -johtiminen sähkökaapeli (tai kaiutinjohto kelpaa - se voi olla melko kevyt, koska se kestää vain noin 12 V ja hyvin vähän virtaa suunnittelustasi riippuen LEDitVastuksetSolderHeat kutisteputket Vanha muuntaja (amerikkalaisille syylä) ja pistorasia+pistoke mukana. Punottu kuparilanka Kiinteä kellolanka Zip siteet vaihe 2) Valikoima pieniä poranteriä Nuorempi rautasaha (riippuen siitä, mitä käytät kotelona) Ruuvitaltat Langanpoistimet Sivuleikkurit/Langanleikkurit Juotosrauda Multimetri Kolmas käsi (elintärkeää komponenttien juottamisessa yhdessä) Juottolakko (jos pelastat muita osia muista laitteista) Krokotiilipidikkeet Voit myös haluta tehdä heille jonkinlaisen kotelon. Olen kokeillut erilaisia tapoja ripustaa ne ja asettuin taivutetulle PVC -putkelle, joka ripustettiin katosta ja reikiä porattu kaapeleita varten. Yritin myös nitoa ne kattoon. Voit myös ripustaa ne kattoon asennetun levykappaleen läpi, putkesta tai jopa tehdä reikiä kattoon itse, jotta johdot mahtuvat ja virtaa parvelta. Vaihe 5 näyttää ja puhuu muutamista näistä vaihtoehdoista: Edellä on kaikki, mitä tarvitset tehdäksesi valoja, jotka toimivat perus päälle/pois -kytkimellä. Jotta voit käyttää kehittyneempiä toimintoja, kuten häipymistä tai sekvensointia, tarvitset myös paljon komponentteja, kuten transitoreita ja mikro -ohjainta: Arduino miniMini USB -sovitin edellä tai FTDL USB -liitäntäkaapeli. alla, mutta enemmän heistä ja miten ne toimivat yhdessä vaiheessa 6. Siellä on myös kotelo kytkentärasialle, joka voi olla mitä tahansa. Näin ihanan pyöreän sakramenttilaatikon British Museumin Japanin huoneessa, mutta he eivät antaneet minun saada sitä. Lopulta käytin valkoista muovista moo -korttirasiaa, koska se sopii niin hyvin aiheeseen:) Kun tällainen piiri on paikallaan, on olemassa kaikenlaisia asioita, joilla voit ohjelmoida arduinon tekemään sen kanssa. Pidän kineettisestä valaistuksesta, mutta vilkkuvat jouluvalot jne. Ovat karkeita ja mekaanisia. Niiden säännöllisyys ja johdonmukaisuus ovat kylmiä ja epämiellyttäviä (hyvien jouluvalojen naturalistisen hohtamisen luominen vaatii työtä). En halua mitään räikeää (kirjaimellisesti). Haluan yhden, analogisen ohjauksen valaisimille, jotka tuntuvat hyvin ihmisen ohjaamilta ja jotka yksinkertaisesti sekvensoivat niiden sytyttämisen ja sammumisen. Tämän koodin ja mukavan tuntokellon ja esteettisesti miellyttävän alumiinipainikkeen ansiosta tästä tulee miellyttävä lelu.

Vaihe 2: Leikkaa ja poraa Perspex

Ensinnäkin leikkaamme maitopullojen korkkien sisään joitakin perspex -levyjä ja poraamme sitten reikiä, joiden kautta voimme kiinnittää LEDit ja kaapelin. Materiaalin painaminen jotain tällaista vasten leikkaamisen aikana auttaa pitämään takareunan siistinä. Ovipuu ilmoittaa myös, kun olet mennyt läpi, sillä voit todella tuntea, kuinka poran puremat muuttuvat puuta saavuttaessaan. Sinun on myös porattava reiät johdotusta ja LED -valoja varten. Se mitä teet täällä, riippuu siitä, millaista virtalähdettä käytät ja millaisia piirejä haluat liittää siihen. Minulla on kolme LEDiä valoa kohti, jotka järjestin tasaisesti levyn ympärille. Tarvitset parin reikiä kunkin LEDin jalan läpäisemiseksi ja kaksi reikää, jotka ovat riittävän suuria kaapelin kahden säikeen läpi. (Katso selventävät huomautukset kuvasta.) En käyttänyt tähän mallia tai mitään, tein sen vain silmästä akkuporalla, pienillä palasilla ja kärsivällisyydellä. Joskus kaksi reikää ovat hieman liian kaukana toisistaan tai lähellä toisiaan LED -jaloille, mutta niin kauan kuin olet varovainen, pieni taivutus mahdollistaa niiden sopivuuden. Jos tämä ei ole vielä järkevää, älä huoli, seuraavan vaiheen pitäisi tehdä se selväksi.

Vaihe 3: Asenna LEDit

Pudota nyt LEDit reikien läpi ja tarkista napaisuus. Aiomme periaatteessa ketjuttaa ne ketjuun, jolloin jokainen negatiivinen jalka yhdellä LEDillä yhdistää seuraavan positiiviseen osaan. Omani on 12v, ja LED -valoni eteenpäin suuntautuva jännite on 3,3, joten kolmen LEDin 9,9 volttia on enimmäismäärä, jonka voin käsitellä. He tarvitsevat myös vastuksen, jotta piiri saadaan 12 volttiin. Sinun pitäisi ehdottomasti olla vastus jokaisessa pullossa, koska jos et, LEDit palavat tai ainakin kuumenevat (ja kirkkaampia). Kokeilin tätä varhaisella prototyypillä, ja ne olivat tarpeeksi kuumia ilman vastusta sulattaakseen pullon korkin PPE: n. Voit käyttää tätä kätevää LED -laskinta selvittääksesi, mitä tehdä omalla piirilläsi: https://led.linear1.org/led.wiz Siitä otettu kuvakaappaus tässä vaiheessa näyttää täsmälleen arvot, joilla työskentelin, ja tuloksena oleva piiri (vastukset lisätään seuraavassa vaiheessa). Kun LED -valot ovat reikien läpi ja olet varma, että napaisuus on oikein, aloita johtimien kiertäminen yhteen tämän vaiheen kuvasarjan mukaisesti. Kaapelin reikiä lähimmät johdot jätetään kiertämättä, koska ne juotetaan kaapeliin pikemminkin kuin toisiinsa. Olen myös varmistanut, että kaikki nämä valot ovat johdonmukaisia. Kun katsot niitä alaspäin, virta kulkee aina vasemmalle ja sitten myötäpäivään vasemman reiän kautta maadoitettujen LEDien ympärille.

Vaihe 4: Juotoskomponentit

Nyt meidän on juotettava kaikki paikoilleen. Ensinnäkin, juota kaikki kierrettyjen johtojesi parit yhteen ja leikkaa sitten ylimääräinen. Kierrä johdot LED -johtimien ympärille jännitteisellä (ruskealla) LED -merkkijonon pitkällä (positiivisella) johdolla. Kierrä kupari johtimien ympärille, juota se paikalleen ja katkaise ylimääräinen lyijy. Toisessa päässä juota oikean arvon vastus (minun tapauksessani 120 ohmia) positiiviseen kaapeliin. Kaapelien pituus riippuu siitä, miten aiot ripustaa valot. Kuten tämän vaiheen lopullisessa kuvassa näkyy, päätin käyttää melko lyhyitä joustopituuksia, koska tiesin, että liittäisin ne pidempiin pituuksiin ja valmistan kotelot, jotka peittävät nivelet. On myös helpompaa työskennellä 12 lyhyemmän pituuden kanssa kuin 12 paljon pidemmällä.

Vaihe 5: Kytkimet ja kotelot

Tässä vaiheessa sinulla on joukko valoja, jotka on asennettu maitopullon korkkeihin ja suunniteltu toimimaan tietyn virtalähteen kanssa. Kun olet poistanut etiketin ja pessyt ne, PPE -pullot ruuvataan takaisin korkkeihin ja toimivat hyvännäköisinä hajottimina. Voit nyt kytkeä valot yksinkertaisella kytkinrasialla, kuten aluksi tein, tai valita tehdä jotain monimutkaisempaa, kuten ajaa niitä käyttämällä samaa virtalähdettä, mutta myös mikrokontrolleria, jotta he voivat tehdä mielenkiintoisempia asioita. ja tuona aikana olen asentanut ne kahdella eri tavalla kolmella eri kytkinrasialla. Asensin niihin myös joitain parempia LED -valoja, jotka antoivat hieman sinisemmän valon ja joissa oli hajautettuja koteja. Sen sijaan, että olisin tarkentanut jokaisen iteroinnin jokaista vaihetta, olen asettanut tässä vaiheessa valikoiman kuvia ja muistiinpanoja, jotka kuvaavat niitä. Tämä opas käsittelee uusinta (ja tyylikkäintä) tapaa, jonka olen valinnut käyttämään niitä: Asennetaan muoviputkeen ja ohjataan erikseen.

Vaihe 6: Mikro -ohjaus, komponentit, poisto

Okei, hienoa. Meillä on nyt toimivat maitopullojen valot. Mutta on-off-ohjaus ei ole kovin mielenkiintoista. Entä himmennys ja sekvensointi? Tätä varten tarvitsemme mikro -ohjaimen, ja aion käyttää Arduinoa. Tarvitsemme myös joukon komponentteja, jotta voimme työskennellä sen kanssa, joista osa poistan ja kierrätän vanhasta laitteistosta. paljon aloittelija tällaisessa asiassa): https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardDiecimilaJa ostin yhden näistä ja USB -sovittimen todelliseen valoon: https://arduino.cc/en/ Main/ArduinoBoardMini Jos et ole jo kuullut niistä, Arduinos ovat kauniita pieniä prototyyppialustoja, joiden avulla voit halvalla aloittaa oppimisen mikrokontrollereista. Ohjelmointikieli, jota käytetään kertomaan heille, mitä tehdä, on myös melko helposti saatavilla. Arduinon verkkosivustolla on suuri viittaus ja joukko hyviä aloittelijan tason opetusohjelmia Limor Friedmanilta: https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePagehttps://www.ladyada.net/learn/arduino/So I minun on suunniteltava virtapiiri uudelleen, monimutkaisemmaksi arduino miniin. Haluan, että se voi kytkeä ne päälle ja pois päältä pyörivän potentiometrin lukeman mukaan, mikä tarkoittaa transistorien sisällyttämistä piiriin, jotta arduino laukaisee kytkimet. Arduino toimii myös 5 V: n virralla, joten minun on tuotettava säädetty 5 V: n syöttö olemassa olevasta 12 V: n jännitteestä, ellet käytä kahta seinäsyylää. LM317T sopii mainiosti; käyttämällä vain muutamia vastuksia sen kanssa (yksityiskohtaisesti myöhemmin) voin saada sen työntämään oikean määrän jännitettä arduinoa varten. Tässä on viitteitä LM317T: stä: https://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/page12.htmOlen lisännyt joitain kuvia alla olevista komponenteista, jotka todella muodostavat melko yksinkertaisen piirin. Olen myös lisännyt kuvia vanhasta vahvistimesta, jonka sain paikallisilta markkinoilta 2 kilolla. Siinä on kauniit alumiinipyörät, jotka todennäköisesti maksaisivat yli 2 kiloa, ja koko kuormitus mukavia potentiometrejä ja paksu kytkimet käynnistykseen. Vanhoista laitteista poistaminen voi tarjota sinulle todella mukavia vanhoja komponentteja melkein ilman mitään. Katso muutamia vinkkejä kuvista.

Vaihe 7: Transistoripiiri

En voi vain vaihtaa valoja arduinon kautta, koska ne toimivat 12v ja Arduino 5v. Transistorit sallivat minun käyttää pienempää virtaa kytkeäkseni päälle ja pois päältä paljon suuremman ilman paistamista Arduinoa. Koska käytän NPN -transistoreita, jotka menevät piirin maanpäähän, minun on erotettava kaikki nämä kaapelit ja aloitettava +12 V: n liittäminen yhteen. Käytän kaiutinjohtoa ja pidin kiinni siitä, että jokaisen parin musta raidallinen puoli olisi jännitteinen, kun taas tavallinen olisi maa. Tämänkaltaisten käytäntöjen tekeminen ja niistä pitäminen on tärkeää, jotta et eksy myöhemmin. Kun olin erottanut kaikki johdot, sahasin rosoisen reiän putken yläosaan johdotusta varten. Tarkoitukseni oli tiivistää se takaisin valkoisella teipillä, jossa johdot ja arduino sisällä, mutta tämä meni hieman pieleen, kuten näet myöhemmin. Transistorissa on kolme nastaa: keräin, jännitelähtö ja pohja. Tukiasema on se, johon Arduino puhuu 1K -vastuksen kautta, keräin ottaa virran maadoitusliitännästä ja jännite lähtee maahan. Testi toimii. Lisätietoja transistorien käytöstä Arduinojen kanssa täällä: https://itp.nyu.edu/physcomp/Tutorials/HighCurrentLoads (Huomaa 1K -vastus Arduinon ja siellä olevan nastan välissä) tässä on myös transistoreiden aluke: https:// www..mayothi.com/transistors.htmlNiin pohjimmiltaan:

• Juotosvastukset transistorin pohjaan
• Erillinen maadoitus jokaiselle valolle ja numero, jotta voit pitää ne ymmärrettävässä järjestyksessä.
• Jatka valojen kaikki jännitteiset liitännät yhteen, kuumennettaessa liitosten päälle, kun ne on tehty (Tämä on todella tärkeää, koska johdot pakataan takaisin putkeen, ne olisivat liian todennäköisiä lyhentämään valoa pakatessaan, jos ne ei ollut asianmukaisesti eristetty). Rakenna jatkokset yhdeksi yhteydeksi +12v.
• Juotos jokaisen transistorin keräilijä jokaisen valon maaliitäntään, myös kuumentamalla sitä.
• Liitä kaikki transistorisäteilijät yhteen lyhyiden lankakappaleiden avulla ja yhdistä ne yhteen maadoitusliitäntään.

Seuraavaksi he kytkeytyvät kommunikoimaan.

Vaihe 8: Tiedonsiirtokaapelit

Katkaise ja irrota 12 kaapelia, jotta ne juotetaan transistorien pohjatappien vastuksiin. Nämä ovat kaapeleita, joita arduino käyttää puhuakseen transistoreille. Älä unohda lämpökutistusta. Kun johdot ovat paikoillaan, juota ne nastan pistorasioihin Arduino Mini -laitteen tapinpäiden mukaan. Käytin transistorien vaihtamiseen 12 nastaista nastat 4-13 ja nastat AD0 (14) ja AD1 (15). Löydät Arduino Minin pistokkeen täältä: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMiniJos juotat kommunikaatiojohdot nastanliittimiin oikeassa järjestyksessä, niiden tulee kytkeytyä suoraan arduinoon ja toimia tarkoitettu … minun. Huh huh. Kun pistorasiat ovat valmiit, pujota ne toistaiseksi putken pään läpi sekä aiemmin liitetyt jännitteiset ja maadoitusliitännät.. Voit pyytää arduinoa asettamaan yhden tapin korkealle koko ajan ja kosketa sitten yhdellä johdolla koskettaaksesi jokaisen valon tappia vuorotellen.

Vaihe 9: Jännitteen säätö

Koska valot toimivat 12 voltin virtalähteestä, jännitteen säädin tarvitsee pudottaa sen 5 volttiin arduinoa varten. Anna LM317T, joka antaa lähtöjännitteen riippuen vastuksista, joilla lisäät sitä. Tulon ja lähdön välinen ero on lämpöä, joten joskus nämä IC: t tarvitsevat jäähdytyselementin. Tässä on LM317: n opetusohjelma: laskin: https://www.electronics-lab.com/articles/LM317/ Kun olen löytänyt oikeat arvot sen saamiseksi hihnaksi 5 V Arduinoa varten, juotan, lämpenemisen ja testin. 5.07v tulee ulos, ei paha. Nyt tiedän, että se toimii, voin juottaa sen johtosarjan pääkimpuksi ottamalla 12 V, menemällä maahan ja saan kolmannen lähdön, joka menee arduinoon. Aloitan toisen otsikkopistokkeen ja asetan siihen 5v -linjan, joka vastaa arduinon 5v -nastaista. Liitän myös arduinon maadoituksen samaan pistorasiaan. Melkein aika testata sitä.

Vaihe 10: Ohjelmointi

Minun on ensin kirjoitettava koodi testattavaksi ja ladattava se Arduinoon johdotamalla jonkin verran leipälevyä USB -sovittimen liittämiseksi Arduino Mini -laitteeseen. Katso Arduino minin opas täältä: https:// arduino. cc/fi/Guide/ArduinoMinia ja USB -sovittimen pistoke täällä: https://arduino.cc/en/Main/MiniUSBA Kun olet kokeillut vilkkuvia sekvenssejä koodilla jne. tämän ohjeen loppu. Huomaa myös, kuinka krokotiilikiinnitystestit muuttuvat siistimmäksi, sitä enemmän juotetaan. On tavallaan tyydyttävää, ja myös kannattaa testata, että jokainen valo toimii edelleen kaikissa vaiheissa. Pelkästään lopussa testaaminen jättää sinut epäselväksi eikä tiedä mistä aloittaa, jos sinulla on ongelma.

Vaihe 11: Kaapelointi ja kytkentärasia

Nyt ohjaimiin. Koska haluan ohjaimet olla erillään valosta, tarvitsen kaapelin. Piiri tarvitsee jännitteisiä ja maadoitusliitäntöjä, ja potentiometri tarvitsee kolme liitäntää. Yksi näistä on live -lähetys Arduinosta, toinen on yhteys analogiseen nastaan, jota arduino käyttää potin lukemiseen. Toinen on maa, joten se tarkoittaa, että tarvitsen vain neljä ydintä valoon. Ei täydellinen, mutta ei huono. Voit tehdä tämän helposti alla olevien kuvien osoittamalla tavalla sulkemalla kahden kaapelin pituiset päät vetoketjulla, asettamalla toinen pää riittävän painavan alle, jotta voit pitää sen kiinni, ja sitten punomalla kaapelit itse. tyhjä valkoinen muovinen moo -korttirasia, joka minulla on ollut jo jonkin aikaa. Osa komponenteista, kuten pistorasia, on myös kierrätetty aiemmista projekteista. Päätykappale ja muutamat vetoketjut toimivat vedonpoistajana kaapelin kevyessä päässä. Irrottamalla yhden parin, mutta ei toista, kun ne ovat kietoutuneet yhteen, on helppo tunnistaa ne. Yksi irrotetuista kytkeytyy maahan kytkentärasian potentiometrillä, toinen +12V: n pistorasiassa. Kaksi muuta ovat merkinantojohtoja, jotka on liitetty potin muihin nastoihin. Jälleen kaikki kuumennettiin, kun ne olivat paikoillaan. Kuvien pitäisi näyttää paremmin, miten tein kytkentärasian, joka meni melkein tuhoisasti pieleen. Yritin liimata sen ensin, ja muovi näyttää olevan superliiman läpäisemätön … lopulta lajittelin sen käyttämällä pari kumityynyä laatikon sisällä ja laittamalla pari PC -kotelon ruuvia, vaikka kaikki laatikon kerrokset ne yhteen ja pidä kattila paikallaan. Pistorasia tarvitsi myös vetoketjun, koska minulla ei ollut muttereita, jotka sopisivat lankaan.

Vaihe 12: Sekvensoitu valo

Valmis! Lisää kuvia ja videoita tulossa, ja koodi on alla. Osoittautui, että johdotus oli liian suuri mennäkseen takaisin putkeen, mikä on valitettavaa. Se tarkoittaa, että LM317 ja arduino ovat molemmat kiinni putken yläosasta, koska se on niin täynnä johtoja ja komponentteja. Niiden puristaminen edelleen alkoi saada sen käyttäytymään epäsäännöllisesti, joten aion jättää heidät ulos. Koska se roikkuu katosta, epäilen, että ne ovat erityisen havaittavia. Olisin kuitenkin halunnut keksiä ratkaisun, joka pysyi hyvännäköisenä ja sisälsi kaikki piirit. Yksinkertainen analoginen ohjaus tuntuu miellyttävän inhimilliseltä. Tämä johtuu siitä, että käyttämäni potti osoittautui pikemminkin Logiksi kuin lineaariseksi, joten kynnysten jakaminen tasaisesti johti siihen, että kaikki toiminta puristettiin potin matkan loppuun.

Ensimmäinen palkinto Epilog Challengessa