Синхронизирани LED ленти за WiFi мрежа: 3 стъпки (със снимки)

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

От CarlSTeleToylandFollow Още от автора:

За: Създател от детството с всички класически симптоми, конструктор на роботи и CTO/Tech Product Manager на интернет софтуер. Повече за CarlS »

Този проект е колекция от LED ленти с индивидуално контролируеми цифрови светодиоди (WS2812b "Neopixels"). Те позволяват да се правят анимации в тях, без да ги свързват заедно. Те използват WiFi мрежа, за да се свързват помежду си, а анимацията се адаптира към наличието на повече или по -малко ленти в мрежата.

Вдъхновението беше чифт барабанни специалности да имат украсени боздугани/палки за коледен парад. LED анимацията между тях е синхронизирана. Светодиодите също могат да бъдат направления вместо ленти.

Другата употреба е за LED арт инсталация, при която не искате да прокарвате кабел за данни между всички светодиоди в една стая - всичко, което трябва да направят, е да се включат поотделно.

За този проект те не са свързани с интернет. Те създават свои собствени частни WiFi точки за достъп и уеб сървъри. Така че този проект не зависи от външни мрежи и може да се изпълнява на отдалечени места. Те работят на 5V, така че лесно могат да се захранват от външни батерии за мобилни телефони!

Стъпка 1: Части

Следните части бяха използвани в проекта за всяка лента:

• Неводоустойчива LED лента WS2812b. Използвах 30 светодиода/метър. Неводоустойчивите обикновено имат двустранна лента, вече прикрепена към тях, така че да се монтират лесно. Ще ви трябва 1 метър на канал, тъй като каналите са с дължина метър. Повече светодиоди на метър е добре - просто не забравяйте да получите съответно голямо захранване. Всеки (5050) светодиод в тези ленти може да използва до 60ma при пълно включване.
• Пластмасов електронен корпус за проектиране 60x36x25mm - този е достатъчно малък, за да побере D1 Mini.
• Монтаж на панел 5.5mm x 2.1mm DC жак
• 5v захранване - 2 ампера трябва да са добре с 30 светодиода при 0,06 ампера всеки, когато е пълен.
• USB към 5,5 мм х 2,1 мм кабел, ако искате да захранвате този проект от USB батерия
• Платка D1 Mini ESP8266 - също се предлага за по -малко, но с по -дълго чакане.
• Алуминиев канал с капак и крайни капачки за LED ленти. Има много профили, от които да избирате. Тази е достатъчно широка за LED ленти WS2812b (12 мм) и нисък профил.
• Алуминиев прът - каналът е с ширина 17 мм, така че алуминиевият прът с ширина 1/2 "е с добър размер. Той трябва да е с дебелина 1/16" и дължина 6 "за всяка направена от вас лента.
• Двустранна лента от пяна - 1/2 "широка.
• 1000uF кондензатор - препоръчва се за всяка лента, за да се предотврати повреда на светодиодите.
• Тел за свързване. Този силиконов проводник с 26 габарити е много гъвкав и помага да се предпази жицата от издърпване на запояващите подложки от LED лентата. Той също не се топи, когато го докоснете с поялника. Използвал съм и серво тел, който също е много гъвкав, но силиконовият проводник е новият ми любим проводник. Ще ви трябват само около 6 "от всеки цвят (червен, черен, жълт).
• Кабелни проводници - женските червено, черно и жълто се използват за свързване към процесора. Можете да ги пропуснете и да запоите свързващия проводник директно към дъската, ако сте уверени.
• Резистор от 330 ома за намаляване на шума в линията за данни на LED лентата.
• Сигнален диод 1N4448 или подобен, който позволява на 3.3v процесора да управлява надеждно 5v LED лентата.
• 3 мм термосвиваема тръба - ще ви трябват само около 5 "от нея.

Стъпка 2: Изградете баровете

Конструкцията на прътите е същата като в тази предишна инструкция. Тук има подобни снимки стъпка по стъпка от скорошна компилация и дискусията може да бъде намерена на този друг Instructable.

Един нов съвет относно залепването на светодиодите към алуминиевия канал: Понякога двустранната лента на LED лентите е малко по-къса от LED платката и ще видите лека катарама в LED лентата. Ако просто отрежете лентата на това място, тя ще лежи плоска.

Използвах и няколко капки UV лепило, за да заключа захранващия проводник и всички части на LED лентата, които не останаха надолу.

Вместо контролерите за частици Photon, този проект използва използвани WeMos D1 Mini платки, базирани на чипсета ESP8266. Те са хубави и малки за LED проект. Използвах мъжки заглавки, за да оставя място за женските джъмпери. Обратните конектори няма да се поберат в кутията. Този подход също е лесен за запояване. Използвал съм и проводник с твърда жила от 20 габарита с нагънати женски конектори и това също работи, но е по -голямо усилие.

Тези ленти използват същия жертвен LED подход за първия светодиод. На практика това наистина не се забелязва. Също така, леката разлика между първите две също е почти незабележима

Ако възнамерявате да използвате щипките за монтиране на алуминиевия канал, алуминиевата пръчка, свързваща канала към кутията за проектиране, може да попречи на директното монтиране на скобите към стена, така че може да се наложи да поставите някои шайби или разхлабена гайка под там, за да ги откъснете с 1/16.

Стъпка 3: Код на мрежата

Всяка от LED лентите работи с един и същ код. Основата на този проект е безболезнената библиотека Mesh на адрес https://gitlab.com/BlackEdder/painlessMesh. Тази библиотека обработва по -голямата част от работата на ниско ниво за създаване на точки за достъп, уеб сървъри и т.н. Всяка лента е мрежов възел.

Мрежата има един контролер и съобщенията за промяна на анимацията се излъчват до всички възли/LED ленти. За голяма мрежа може да има известно забавяне в съобщенията, но за мащаба, по който работех, това не беше забележимо.

При стартиране възелът приема, че това е контролерът, но след това съобщението modifiedNodes задейства оценка. Най -ниският идентификатор на # чип в мрежата става контролер. Това обикновено отнема секунда или две, докато всички възли се установят и приемат един контролер. Бихте могли да положите повече усилия за повторно синхронизиране по-бързо (в средата на анимацията), но тези съобщения за промяна са доста бъбриви, така че мрежата все пак отнема малко време да се установи. На практика, след като се синхронизират отново, те остават много стабилни.

За анимации, които пресичат лентите, кодът получава списък с възлите, сортира го и след това рисува само ако текущият възел е този, който се чертае. Те сортират в чип идентификационен ред, така че можете да правите анимации, които ще бъдат последователни, без значение кога се стартират. Също така, анимациите ще се адаптират към отпадащите възли.

Анимационният код се появява на три места. Първата е функцията полученCallback, където лентата е получила нова команда за анимация. Това е сравнително просто - просто задава размера на стъпката за време за анимацията и нулира броячите. Второто място е във функцията цикъл. Там кодът проверява дали текущата анимация е направена и преминава към следващата стъпка. Крайното място за анимационен код е функцията stepAnimation, където се извършва цялото рисуване.

Системата използва таймера на милис за актуализиране - избягвайки използването на функцията за забавяне, тъй като блокира някои от библиотеките. Кодът на милис трябва да се превърта правилно.

Обърнете внимание, че имах проблеми с библиотеката NeoPixel и painlessMesh с повече от един светодиод, затова преминах към FastLED.

Ето кода на GitHib и той също е прикачен тук. Зареждате го почти на всички ленти и сте готови да преминете към кодиране на LED анимация!