RGB LED оптично дърво (известен също като Project Sparkle): 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Смятате ли стаята си за малко скучна? Искате ли да добавите малко блясък към него? Прочетете тук как да вземете RGB LED, да добавите малко оптичен проводник и да го осветите!

Основната цел на Project Sparkle е да вземе супер ярък светодиод плюс малко оптично опънат кабел и да го свърже към arduino, за да създаде приятен светлинен ефект. Това е имитация на оптични звездни облицовки/тавани, но монтирани вертикално поради невъзможност за пробиване в тавана ми и не използва предварително произведен осветител за осветяване на оптичните проводници. Така че наистина това е начин да получите страхотни оптични ефекти без да инвестирате в скъпи осветители. Свързването му чрез LED към arduino също добавя за всеки тип персонализиране и усъвършенстване на цветовете! Най -доброто от двата свята! Материали: 10W LED - $ 5 - eBay. ** Внимание, това е много ярко. НЕ гледайте това директно, когато е включено. Залепете го под кутия за тестване или друго подходящо покритие ** Оптична оптична светеща жица - ~ 25-30 $ - Купих я онлайн от TriNorthLighting. Оптичният кабел обикновено се продава от крака на различни номера на кабела. Колкото по -малко нишки в кабела обикновено е по -дебел всеки отделен проводник, което означава по -ярко крайно място като цяло. Проверете тази страница за удобна диаграма за номера на кабела спрямо ширината. 12V, 2Amp захранване - ~ $ 10 - имах един, който лежеше наоколо. Тайни материали: Повечето от тези части са неща, които хората ще имат наоколо и могат да се използват повторно за други проекти Arduino - $ 25-30 - Използвах Arduino Uno R3 Breadboard - ~ Поялник от $ 5 - Навсякъде от $ 10 до порядък по -високи компоненти на веригата - всеки струва само няколко цента, по -сложният въпрос вероятно е къде да ги вземем в днешно време Тел, стриптизьори, фрези и т.н. Тюл - $ 5 - закупен от занаят магазин. Това е материалът, който използвах за тъкане на влакна от оптични влакна по стената

Стъпка 1: Преглед на компонентите на веригата

Освен основния проводник (и светодиода), нашата верига има два основни компонента: транзистори и резистори. Транзистори Така че имаме 10W LED, захранващ кабел и arduino. Целта е да свържете LED към макетната платка и да прикрепите arduino към същата макетна платка, така че arduino да може да изведе стойност и светодиодът да се включи при определена яркост (съответстваща на стойността, която arduino излиза). Проблемът е, че arduino може да захранва само 5V, но нашият светодиод се нуждае от 12V (забележка: това може да се промени в зависимост от това какъв светодиод за захранване използвате). Тук идва захранването. "Как някога ще свържем arduino, LED и захранването заедно ?!" може да попитате. Отговорът е магия. Магията на ТРАНЗИСТОРИТЕ! Най -просто казано, транзисторът е усилвател или превключвател. В този случай го използваме като превключвател. Той ще бъде свързан с един щифт към arduino, друг щифт към захранването и трети към светодиода. Когато arduino изпраща ток над определен праг, транзисторът ще се "включи" и ще остави захранващото напрежение да премине през него, като светне светодиода. Когато няма достатъчно ток от arduino, транзисторът няма да позволи на захранването да премине през него и светодиодът ще изгасне. Превключващият тип транзистор е известен като превключващ или преходен транзистор. Налични са много различни типове, които имат различни свойства като напрежение, необходимо на неговите щифтове, печалбата и т.н. Насърчавам всеки, който се интересува, да прочете повече за транзисторите, за да разбере по -добре тях. 10W LED има общо четири пина, от едната страна земята, а от другата страна щифт за всеки цвят. Ако искаме да можем да контролираме всеки цвят поотделно (за да можем да показваме всяка комбинация от цветове на RGB), всеки цвят трябва да има свой собствен транзистор, така че имаме нужда от общо три транзистора. Повече подробности за използваните транзистори ще бъдат в следващата стъпка. Резистори Сега, когато разбрахме как да включим LED, има друг проблем. Цялата тази сила не е непременно нещо добро! Не искаме да късаме светодиода, затова към него трябва да се добавят резистори. От четирите пина на светодиода, заземяващият щифт не се нуждае от резистор, тъй като той просто ще заземи. Но трите цветни щифта ще се нуждаят от поне един резистор и тъй като различните цветове извличат различни напрежения, те не са непременно еднакви съпротивления. "Как изобщо ще разберем тези ценности ?!" може да попитате. Ами отговорът е МАГИЯ. Магията на МАТЕМАТИКАТА! (прочетете, струва си, обещавам …)

Стъпка 2: Изчисляване на компонентите на веригата

Тип транзистори Както беше казано в предишната стъпка, използваните тук транзистори са от типа превключване. Какъв конкретен тип транзистор е необходим във веригата, зависи от това, което изисква схемата, но в тази схема е подходящ 2N2219 транзистор. Забележете, можете да използвате транзистор, различен от 2N2219, стига да има правилните спецификации за схемата, върху която работите. (По -често срещаният 2N2222 транзистор също трябва да е подходящ) В зависимост от типа на транзистора, трите пина на транзистора ще бъдат или „емитер, база, колектор“или „порта, източник, източване“. Типът 2N2219 е първият. Има много типове корпуси на транзистори, така че за да определите кой щифт съответства на излъчвателя, основата и колектора, ще е време да се консултирате с вашия спецификационен лист! Транзисторът също се нуждае от два резистора. Човек свързва основата на транзистора към arduino - това може да бъде всякаква стойност, обикновено около 1 kΩ. Това се използва, така че всеки фалшив ток от arduino да не предизвика транзистора да се задейства и случайно да включи светлината. Вторият необходим резистор свързва основата към земята и обикновено е с голяма стойност като 10 kΩ Типове резистори За да свържете захранването към светодиода, трябва да използваме някои резистори. Всеки цвят на светодиода има различно необходимо входно напрежение. Специфичните стойности зависят от използвания от вас светодиод, но за стандартен 10W светодиод те вероятно ще бъдат в правилния диапазон: червен - 6-8 V зелен - 9-12 V син - 9-11 V Ток, необходим на светодиода: 3 милиАмпера (mA) Захранващо напрежение: 12 V Така че ситуацията е: използваме 12 V захранване за захранване на светодиода и всеки цвят трябва да получи по -малко напрежение от това. Трябва да използваме резистори, за да намалим напрежението, което всеки цвят на светодиода всъщност вижда. За да се определи стойността на необходимото съпротивление е време да се консултирате със закона на Ом. Например за червения цвят: Напрежение = Ток * Съпротивление…. Пренапишете към съпротивление = напрежение (спад) / токово съпротивление = 4 V / 0,3 A = 13,3 Ω (Стойността на 4 V е от 12 V (захранване) - максимум на червения диапазон (8 V)) Все още не сме приключили. В зависимост от вашия тип резистор (т.е. неговия размер), само определено количество мощност може да се разсее от него. Ако използваме резистори, които не могат да разсейват достатъчно мощност, ще ги изгорим. Формулата за изчисляване на мощността на резистора идва от закона на Ом: това е мощност = напрежение * ток. Мощност = 4V * 0,3 A = 1,2 W Това означава, че се нуждаем от 13,3 Ω, 1,2 W (поне) резистор, за да сме сигурни, че нашият светодиод е безопасен. Проблемът е, че най -често срещаните резистори идват с 1/4 W или по -малко. Какво да правя?! Използвайки магията за паралелно настройване на резистори, можем да разрешим проблема. Чрез комбиниране на четири (1/4 W) резистора паралелно, общото разсейване на мощността добавя до 1 W. (В идеалния случай бихме добавили пет резистора паралелно, но тъй като 1.2W ще се вижда само когато е осветен до максимум, и gen използваме малко по -малко). Паралелното добавяне на резистори кара тяхното съпротивление да намалява пропорционално (което означава, че ако комбинираме четири 13,3 Ω резистора паралелно, общото съпротивление ще бъде само ~ 3 Ω) За да получим правилното съпротивление и разсейване на мощността, можем да комбинираме четири 68 Ω 1/4W резистора в паралелно. Получаваме това число, като умножим 13.3Ω на четири, което е ~ 53Ω и след това вземем следващата най -висока стандартна стойност за резистор. Като цяло: за захранване на червения цвят трябва да използваме или един 13.3Ω 1W резистор, или четири 68Ω 1/4W резистора паралелно. За да изчислите съпротивлението, необходимо за другите цветове, използвайте същия процес. Обобщение на необходимите компоненти на веригата: 3 x 2N2219 транзистори 3 x 1 kΩ резистори 3 x 10 kΩ резистори Червено: 4 x 68Ω 1/4 W резистори Синьо: 4 x 27Ω 1/ 4W резистори Зелено: 4 x 27 Ω 1/4 W резистори

Стъпка 3: Схема на веригата / Конструиране на веригата

След като преминахте математиката и събрахте всички необходими парчета, време е да ги съберете!

Първо вземете захранването и прекъснете всяка връзка, която има в края, и изолирайте захранващите и заземяващите проводници. Добавете заземяващия проводник към една от релсите за макет. Запоявайте захранващия проводник към запояването на необходимите резистори върху светодиода. След това изградете веригата, както е посочено на електрическата схема. Обърнете внимание, че всички основи във веригата (заземяване на arduino, транзисторни заземявания, заземяване на захранването) трябва да бъдат свързани по някакъв начин заедно.

Стъпка 4: Arduino код

Почти сме готови! Време е да свържем нашата верига към arduino.

Кодът тук просто пуска RGB LED през цветен цикъл (т.е. проверява цялата дъга). Ако сте запознати с arduino, това не е твърде сложно. Този код първоначално не е написан от мен, но честно казано не мога да си спомня откъде съм го изтеглил; беше с отворен код. Ако си спомням или ако някой знае източника, с удоволствие ще го цитирам. Скицата е поставена по -долу. Просто се уверете, че стойностите на щифтовете в скицата отговарят на щифтовете на arduino, използвани за свързване към светодиода. Всичко, което кодът прави, е да изпраща индивидуална стойност (от 0 до 255) към всеки от цветните щифтове на LED. Ако искате да се появи определен цвят, разгледайте RGB цветова диаграма // Изпълнява RGB LED чрез цикъл от цветни колела int brightness = 0; // колко ярък е светодиодът. Максималната стойност е 255 int rad = 0; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup () {// обявява щифтовете за изход: pinMode (RED, OUTPUT); pinMode (ЗЕЛЕН, ИЗХОД); pinMode (СИН, ИЗХОД); } // от 0 до 127 void displayColor (uint16_t WheelPos) {байт r, g, b; превключвател (WheelPos / 128) {случай 0: r = 127 - WheelPos % 128; // Червено надолу g = WheelPos % 128; // Зелено нагоре b = 0; // синьо off break; случай 1: g = 127 - WheelPos % 128; // зелено надолу b = WheelPos % 128; // синьо нагоре r = 0; // червено прекъсване; случай 2: b = 127 - WheelPos % 128; // синьо надолу r = WheelPos % 128; // червено нагоре g = 0; // зелено прекъсване; } analogWrite (ЧЕРВЕН, r*2); analogWrite (ЗЕЛЕН, g*2); analogWrite (СИН, b*2); } void loop () {displayColor (rad); забавяне (40); rad = (rad+1) % 384; }

Стъпка 5: Добавяне на оптични проводници

Дори и да не изпълните тази стъпка, хубавото е, че сега имаме страхотен, ярък, напълно персонализиран RGB LED. Избрах да го комбинирам с оптични влакна, но наистина можете да правите всичко, което искате! Направете сладък прожектор? Запали диско топка? Толкова много възможности!

Първоначално закупих пет фута от 50 нишки влакна, 10 фута от 12 нишки влакна и 5 фута от 25 нишки влакна. В крайна сметка намалих дължината наполовина, така че да имам повече петна, въпреки че самите проводници бяха по -къси. Избрах да направя дърво, тъй като не можех да ги монтирам през стена. Тюлът е залепен върху стената чрез каучуков цимент (тюлът е доста лек, така че лентата може да е достатъчна). Влакната се прекарват през тюла в дървообразен модел. С помощта на празна/изсъхнала кутия за сода светодиодът се поставя в долната част, а влакната се добавят отгоре. Най -големият проблем в този момент е да се уверите, че светлината преминава през влакната, а не само през горната част на кутията за сода. Увиването на влакната плътно във фолио може да помогне, но предлагам да изпробвате всяка настройка, която смятате, че може да работи. Съберете всички тези парчета и ние имаме нашето дърво!

Стъпка 6: Време за парти

Не ни остава нищо друго, освен да приглушаваме светлините, да захранваме arduino и да се наслаждаваме на блясъка на новата ни оптична настройка!

Прикачих и видео с настройката. Лично изглежда по -добре, но можете да го видите как бавно се движи през цветно колело.