Автоматични стълби на базата на Arduino "Bloody Red": 5 стъпки (със снимки)

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

КАКВО?

Здравейте!

Направих кървящи LED стълби! Това е нов Instructables, използващ някаква хардуерна инсталация, която вече бях извършил от предишен I'ble от моя. Направих ЧЕРВЕНА анимация, наподобяваща капки кръв, идеална за автоматично активиране по време на тези трикове или лечебни моменти!

Веднага щом се приближите към стълбите, „капки кръв“се появяват от произволни места по стълбите и започват да слизат, оставяйки следи от кръв по пътищата си, които постепенно изчезват. Броят на паданията е параметър в скицата на Arduino.

Реалистичността на ефекта се засилва от случайната скорост на капките: те не се спускат линейно, но се забавят и ускоряват, както капки течности, когато слизат по повърхността (също като кръвта).

Както казах, използвах някои съществуващи хардуерни инсталации, но програмирането (скица на Arduino) е изцяло ново, плюс малко ново дървено покритие, което ги прави напълно вградени със стълбите. Съществуващата хардуерна инсталация се репликира в стъпки 1 и 2 и за пълнота се взема от тук:

www.instructables.com/id/Automatic-IoT-Sta…

Стъпки 3, 4 и 5 са чисто нови, а списъкът за пазаруване по -долу е различен.

ЗАЩО?

Стълбите вече имаха някои анимации, но ми липсваше нещо специфично за Хелоуин. Стълбите се виждат извън главната врата, така че е доста готино да изплашите всички тези чудовища, като им покажете истинска кръв!:)

СПИСЪК ЗА ПАЗАРУВАНЕ

Използвах следните компоненти, превъртете надолу за стъпките на изграждане:

1) 2 x 4m ws2813 rgb LED ленти:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

вземете неводоустойчивата версия, с 60 светодиода/м. Също така намерих по -евтина версия от 5 м и просто отрязах 1 м от края на двете ленти. Обърнете внимание, че можете да направите това и с светодиоди ws2812 и ws2812b, светлината ще бъде абсолютно същата и те са по -евтини. Ws2813 са просто по -надеждни, тъй като имат излишна връзка за данни, така че ако счупите един светодиод, останалата част от лентата ще продължи да работи. Те бяха приблизително 27 $ / 25 € всеки.

2) 4 x 2m U-line алуминиеви профили, 14mm x 13mm:

www.ebay.ie/itm/New-2-METERS-U-LINE-Alumin…

Те бяха по 20 € всеки, приблизително 22 $. Купих и клемните капачки и монтажните винтове. Винтовете не можеха да бъдат монтирани от страната, от която се нуждаех, те трябва да бъдат монтирани от страната, противоположна на дифузора, така че те не ми бяха от полза. Вместо това, благодарение на наклона на стълбите и известно триене, осигурено от перваза, някои парчета двузалепваща скоч лента бяха достатъчни, за да поставят профилите върху первазите.

3) 2 x cat-5 Ethernet кабела:

www.aliexpress.com/item/Vention-Ethernet-C…

Нямам представа коя дължина е използвана тук, предполагам около 2 м, електротехникът и дърводелецът поставиха кабелите под пода, преминавайки от первазите на стълбите, към стаята с горещата преса. Обърнете внимание, че твърде дългите кабели ще намалят тока и ще ви е необходима по -сложна настройка, за да осигурите правилния ток и да избегнете прекъсване на връзката за данни.

4) резервни различни кабели dupont:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

5) като микроконтролер с Wi-Fi, използвах първата версия на Wemos D1, която вече е прекратена, която все още можете да намерите онлайн:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

За бъдещите читатели, ако не го намерите, трябва да работи и версия R2 на Wemos D1.

6) 2 x PIR сензора за движение за Arduino:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

7) едно захранване 5v, 40a, 200w:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

Това беше 21.5 £, приблизително 25 € или 27 $. Вероятно се нуждаете от по -малко от 40А, но това беше по -евтино от 20А, а с амперите винаги е по -добре да се извънгабаритни, така че захранването ще се охлади и ще живее по -дълго.

8) две борови ивици, 36 мм:

www.builderdepot.co.uk/richard-burbidge-pin…. Приблизително по 6 евро в Ирландия.

9) малко бяла боя от яйчена черупка, която вече имах (същата боя на первазите)

10) силиконов уплътнител, боядисван:

www.woodies.ie/decorating/decorating-acces…. Това беше 5 евро

11) две кутии с 3D отпечатване за PIR сензори, като тези:

www.thingiverse.com/thing:1374677

Имам моя безплатно от приятел, нямам 3D принтер:(

Стъпка 1: Окабеляване

Трябва да реализирате следните връзки: 1) LED ленти - Wemos D1

2) LED ленти - захранване

3) PIR сензори - Wemos D1

4) PIR сензори - захранване

5) Wemos D1 - захранване

6) захранване - домашна електрическа мрежа

Подготовка: Имах два Ethernet кабела cat 5 (https://en.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable), монтирани под пода между первазите на staricase и горещата преса от дърводелеца и електротехника, преди дърводелецът да инсталира дюшеме. По един кабел от всяка страна на стълбището, изскачащ от върха на перваза в единия край и от дупка в стената на горещата преса в другия край. Кабел Cat 5 има 8 малки кабела, разделени на 4 усукани двойки, използващи 4 различни цветови основи и 2 цветни шарки (плътен цвят или пунктирана линия). Отстранете 8-10 см гума от всеки край на всеки от кабелите Cat 5, така че да получите достъп до 4-те двойки twister. Развъртете всяка двойка, така че в крайна сметка да получите 8 независими малки кабела. Отстранете около 1 см пластмаса само от всеки връх на всеки малък кабел, в двата края на всеки от двата кабела cat 5. Тази стъпка отнема много време и препоръчвам да използвате подходяща машина за белене на кабели, за да го направите бързо. Използвах ножици.

За връзката, посочена като 1), избрах 4-посочния конектор (плюс двата допълнителни захранващи кабела) от LED лентата и свързах зеления кабел от LED (кабела за данни) към един от 8-те малки кабела от cat 5 кабел. Избрах за това бяло-оранжевите щифтове на кабела cat 5.

За връзката, посочена като 2), избрах 4-посочния конектор (плюс двата допълнителни захранващи кабела) от LED лентата и свързах червения кабел от LED конектора (VCC кабела) към * два * от 8-те малки кабели от кабела cat 5, отново усукани заедно. Избрах сините и бяло-сините щифтове на кабела cat 5 за това. Също така свързах белия кабел от LED конектора (GROUND кабела) към * два * от 8-те малки кабела от кабела cat 5, отново усукани заедно. Избрах за това кафявите и зелените щифтове на кабела cat 5. И накрая, за да донеса още по-голям ток към лентата, свързах допълнителния бял кабел извън LED конектора (допълнителният GROUND кабел) към един от малките кабели от кабела cat 5 (избрах бяло-зеления щифт на котката 5 кабел за това) и допълнителния червен кабел извън LED конектора (допълнителният VCC кабел) към един от малките кабели от кабела cat 5 (аз избрах бяло-кафявия щифт на кабела cat 5 за това). Причината за захранването на LED лентата с 3 кабела, които носят положителното и 3, заземяващо, е да се разпредели токът върху повече щифтове, да се избегне прегряване и да се гарантира, че достатъчно ток достига светодиодите. Това би могло да бъде постигнато чрез прокарване на по -дебел кабел само за захранване, но тогава би трябвало да прокарам твърде много отделни кабели (дебел за захранване, дебел за земята, един кабел за данни за светодиодите, един кабел за данни за сензорите PIR. Предпочетох да плащам по -малко на електротехника и да имам инсталиран само 1 кабел на страна:)

За връзката, посочена като 3), свързах "изходния" щифт на PIR сензора към един от малките кабели от кабела cat 5 (за това избрах оранжевия щифт на кабела cat 5).

За връзката, посочена като 4), свързах "vcc" щифта на PIR сензора към бяло-кафявия мъничък кабел на кабела cat 5, който вече беше свързан към червения кабел от LED лентата, и "заземяващия" щифт на PIR сензора към бяло-зеления мъничък кабел на кабела cat 5, който вече беше свързан към белия кабел от LED лентата. Всички горепосочени връзки могат да бъдат направени по-подредени, като се използват термосвиваеми тръби. Не ги използвам, тъй като смятам да покрия всичко с бяла MDF плоча, поставена върху алуминиевия профил, така че да вградя профила в перваза. Това ще скрие всички кабели и ще ми остави достъп в случай, че се наложи ремонт или по -нататъшно развитие. Тези първите 4 връзки бяха копирани точно от другата страна на стълбището, където е другият PIR сензор. Обърнете внимание също, че синият кабел от LED конектора остава без връзка, тъй като това са излишните данни от лентата ws2813. За да осъзная другите страни на връзките (т.е. в горещата преса), имам: а) усуках обратно сините, бяло-сините и бяло-кафявите щифтове на кабелите cat 5 и вмъкнах резултата в един от трите "+V" порта на захранването. б) усукани обратно зелени, бяло-зелени и кафяви щифтове на кабелите cat 5 и аз вмъкнах резултата в един от трите "COM" порта на захранващия блок. а) и б) бяха копирани за другия кабел cat 5, съответстващ на другата страна на стълбището. Използвал съм друг "+V" и "COM" порт (и) на захранването. в) двата оранжеви щифта на двата кабела cat 5 бяха вмъкнати в щифтове 4 и 5 на Wemos D1 г) двата бяло-оранжеви щифта на двата кабела cat 5 бяха усукани заедно и поставени в щифт 1 на Wemos D1. Сега, ако бях използвал обикновен Arduino Uno с wifi щит или външен модул esp8266, можех да оставя двете ленти независими, без да усуквам двата кабела и да свържа двата щифта към пинове 1 и 2 на Arduino. По този начин можех да контролирам отделно анимацията на двете страни на стълбите. Реших обаче да опростя и ги запазих свързани. Това е ограничение на Wemos D1 R1, който може да управлява съвместима с Neopixel LED лента само от щифт 1. Не съм сигурен дали са го оправили в R2, това е възможно, ако в крайна сметка опитате с R2, уведомете ме ако това работи.

За връзката, посочена като 5), имах много възможни опции (като използване на резервно USB захранване за телефон и директно използване на microusb порта във Wemos D1), но тъй като имах последната (трета) двойка +V и COM портове от моето захранване 40A неизползвано, реших да свържа 5v щифта на Wemos към +V порта на захранването и GND щифта на Wemos към COM порта на захранването. Моля, обърнете внимание, че това заобикаля вътрешния регулатор на напрежението на Wemos и ще работи само ако захранването има доста постоянно напрежение, какъвто беше моят случай. В противен случай рискувате да изгорите Wemos D1. Обърнете внимание, че на снимката ще видите microusb кабел, свързан към Wemos D1. Е, не е свързано с нищо от другата страна, просто го оставих там, когато трябва да включа Wemos към лаптопа, за да го програмирам. Както ще откриете в по -късната стъпка, сега програмирам Wemos безжично OTA (Over The Air), така че този кабел да може да бъде премахнат завинаги.

За връзката, посочена като 6), електричанинът остави бял кабел, включен към предпазител, носещ 220v, изскачащ от стената. Така че всичко, което трябваше да направя, беше да извадя част от гумата в края на белия кабел, да премахна около 1 см гума от всеки от трите контакта, след което да свържа кафявото в "L" порта на захранването, синьото в порта "N", а жълто-зеленото в порта "земя". Това беше най -отнемащата време стъпка, също и защото не използвах подходящите инструменти за отлепяне на кабелната гума, а просто използвах някои кухненски ножици. Винаги съм го правил по този начин, така че процентът на грешките ми беше само 3/35 (където 35 е 8 пина от всеки cat 5 кабел и всеки край от тях, плюс 3 пина от домашния мрежов кабел), т.е. трябваше само да повторя -изрежете общо 3 пина от 35 връзки. Вероятно обаче можете да го направите по -бързо с подходяща машина за отстраняване на кабели.

Стъпка 2: Монтиране на светодиодите и алуминиевите профили

Това е доста лесно, след като разберете най -добрата последователност от стъпки. Препоръчвам следното:

1) с помощта на друго лице вземете и двата профила за инсталиране от едната страна, поставете ги над перваза с дифузьор, насочен към другата страна на стълбите, решете коя област на стълбите искате да покриете (нашите стълби бяха с дължина 4,4 м и имахме само 4 м алуминиеви профили) и го маркирайте с молив.

2) поставете 3 или 4 парчета двузалепваща скоч лента по дължината на всеки от двата алуминиеви профила (или директно върху перваза). Добре, излъгах, нямах двузалепваща скоч лента, така че просто използвах обикновена скоч, навита върху себе си, за да образувам двузалепващ пластир. Работи.

3) внимателно извадете дифузора от алуминиевите профили (внимавайте с пръстите си!)

4) поставете профилите върху перваза (т.е. върху скоча), като се уверите, че скочът е скрит между профила и перваза. Уверете се също, че дифузьорът сочи към другата страна на стълбите, а не нагоре, в противен случай няма да получите желания ефект. С други думи, приложената снимка тук е само за справка, не следвайте изображението с измерванията, тъй като това инсталира дифузора сочещ нагоре. Сега трябва да вземете известна увереност в извършването на следващите стъпки, моят съвет е да получите помощ от втори човек и да накарате човека с по -малките пръсти да направи това:

5) развийте LED лентата, поставете я в непосредствена близост (но извън) на алуминиевия профил и се уверете, че всички светодиоди ще проперилират в U-линията. в горния край на лентата имате конектора, който е по -дебел от алуминиевия профил. Обърнете внимание къде това ще свърши, след като лентата ще бъде вътре в U-линията.

6) свалете капака на двузалепващата лента, която намирате зад LED макарата (ако нямате двузалепваща лента тук, вземете такава и я поставете по цялата дължина на макарата. Няма спорадични петна, вие нужда от пълна дължина, покрита с лента). Имах 3M качествено двузалепващо, така че имаше много малко място за грешки. Ако не обърнете достатъчно внимание, лентата ще се залепи или за профила, или за перваза, или за друго парче от самата лента, или за стъпалата, и не е толкова лесно да я премахнете.

7) поставете горния конектор на LED лентата, като я плъзнете заедно с първите 2-3 пиксела в края на профила. Уверете се, че отговаряте на нивото, което сте отбелязали в стъпка 5)

8) сега накарайте лицето с по-малките пръсти леко да притисне всеки пиксел до края на U-линията. Отделете време, докато правите това. Ако сте взели под внимание всички дължини правилно, ще получите последния светодиод само на 2-3 мм вътре в U-линията на другия край.:)

Стъпка 3: Довършване на дървената вграда

Сега трябва да покриете всичко с дървена дървесина, така че да изглежда вградена в стълбите.

Поставете възможно най -много силикон между алуминиевите профили и стената. Той ще служи като основна тухла за полагане на допълнителен силикон, когато поставите лентата отгоре.

Подгответе лентата, като шлифовате с все по -фина шкурка. Започнах с 40 и завърших със 120. Боядисвайте лентата със същата боя на вашите первази. Оставете ги да изсъхнат !!!

Дайте им колкото се може повече пропуски. В моя случай беше 2, за да съответства на работата, извършена от художника върху первазите.

Поставете лентите върху алуминиевите профили. Ще завършите с дупки. Напълнете малките със силикон. За големите изрежете малки парчета дървесина и повторете горните стъпки, докато всички дупки се запълнят.

Стъпка 4: Програмирайте микроконтролера

Качете прикачения код към микроконтролера. Променете вашия wifi ssid и парола, за да можете да качите нова скица безжично чрез OTA актуализации.

Програмата има следните функции:

1) той е параметричен в броя на кръвните капки. Променете този ред, за да имате повече/по -малко падания:

#дефинирайте КАПКИ 5

2) автоматично задейства паданията при откриване на движение

3) когато движението е спряно, той поддържа текущите активни капки да бягат. Когато всяка капка достигне дъното, те се разтварят и светлините отново угасват.