RGB LED Fiber Optik Ağacı (aka Project Sparkle): 6 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Otağınızı çox darıxdırıcı hesab edirsiniz? Bir az parıltı əlavə etmək istəyirsiniz? Bir RGB LEDini necə götürəcəyinizi, bir az fiber optik tel əlavə edəcəyinizi və onu PARLADIĞINI oxuyun!

Project Sparkle-ın əsas məqsədi super parlaq bir LED və bir az parlayan fiber optik kabel almaq və gözəl bir işıqlandırma effekti yaratmaq üçün arduino-ya bağlamaqdır. Bu, fiber optik ulduz döşəmələrinin/tavanlarının təqlididir, lakin tavana qaza bilməməyim səbəbindən şaquli olaraq quraşdırılmışdır və fiber optik telləri işıqlandırmaq üçün əvvəlcədən hazırlanmış işıqlandırıcıdan istifadə etmir. Bu, həqiqətən bahalı işıqlandırıcılara investisiya qoymadan sərin fiber optik effektlər əldə etməyin bir yoludur. Arduino -ya LED vasitəsilə bağlamaq, hər cür fərdiləşdirmə və rəng zərifliyi üçün əlavə edir! Hər iki dünyanın ən yaxşısı! Materiallar: 10W LED - 5 dollar - eBay. ** Xəbərdarlıq, bu çox parlaqdır. İşlədikdə buna birbaşa baxmayın. Test üçün bir qutunun altına və ya başqa uyğun bir örtüyə yapışdırın ** Fiber optik uclu parıltılı tel - ~ 25-30 dollar - TriNorthLighting -dən onlayn satın aldım. Fiber optik kabel, ümumiyyətlə, ayaq tərəfindən kabel içərisində fərqli tel nömrələrində satılır. Bir kabeldəki daha az tel, ümumiyyətlə hər bir teldən daha qalındır, bu da ümumilikdə daha parlaq bir nöqtə deməkdir. Kabel nömrəsi ilə eni arasında lazımlı bir cədvəl üçün bu səhifəni yoxlayın. 12V, 2Amp enerji təchizatı - ~ 10 dollar - Məndə yatan biri idi. Gizli materiallar: Bu hissələrin çoxu insanların ətrafında olacaq şeylərdir və digər layihələr üçün yenidən istifadə edilə bilər Arduino - 25-30 dollar - Arduino Uno R3 Breadboard istifadə etdim ~ 5 dollar Lehimləmə dəmiri - Hər yerdə 10 dollardan daha yüksək bir dövrə komponentinə qədər - hər birinin cəmi bir neçə qəpiyə başa gəlir, ən çətin məsələ yəqin ki, hazırda tel, tel soyucu, kəsici və s. Haradan almaq olar Tül - 5 dollar - bir sənətkarlıqdan alınıb mağaza. Divarda fiber optik telləri toxuduğum materialdır

Addım 1: Dövrə Bileşenlerine Baxış

Əsas teldən (və LEDdən) başqa dövrəmizin iki əsas komponenti var: tranzistorlar və rezistorlar. Transistorlar Beləliklə 10W LED, elektrik kabeli və arduino var. Məqsəd, LED -ni çörək taxtasına bağlamaq və arduino -nu eyni çörək taxtasına bağlamaqdır ki, arduino bir dəyər çıxara bilsin və LED müəyyən bir parlaqlıqda yanacaq (arduinonun çıxardığı dəyərə uyğundur). Məsələ burasındadır ki, arduino yalnız 5V təmin edə bilər, amma LEDimizin 12V -ə ehtiyacı var (qeyd: bu, hansı LED -dən istifadə etdiyinizə görə dəyişə bilər). Enerji təchizatının gəldiyi yer budur. "Arduino, LED və enerji təchizatını necə birləşdirəcəyik ?!" soruşa bilərsiniz. Cavab sehrdir. TRANSISTORS sehrli! Sadəcə olaraq, tranzistor gücləndirici və ya açardır. Bu vəziyyətdə bir keçid olaraq istifadə edirik. Bir pinlə arduinoya, başqa bir pinlə enerji təchizatına, üçüncüsünə isə LED -ə bağlanacaq. Arduino müəyyən bir eşik üzərində bir cərəyan göndərdikdə, tranzistor 'açılacaq' və LED -i işıqlandıran enerji təchizatı gərginliyinin keçməsinə icazə verəcək. Arduinodan kifayət qədər cərəyan olmadıqda, tranzistor enerji təchizatının içindən keçməsinə icazə verməyəcək və LED sönəcək. Transistorun keçid növü keçid və ya qovşaq tranzistoru kimi tanınır. Pimlərində lazım olan gərginlik, qazanc və s. Kimi fərqli xüsusiyyətlərə malik bir çox fərqli növ mövcuddur. Maraqlanan hər kəsi tranzistorlar haqqında daha yaxşı oxumaq üçün onları daha yaxşı başa düşmək üçün təşviq edirəm. 10W LED -də cəmi dörd sancaq var, bir tərəfində yer və digər tərəfində hər rəng üçün bir pin. Hər bir rəngi ayrı -ayrılıqda idarə edə bilmək istəyiriksə (hər hansı bir RGB rəng kombinasiyasını göstərə bilmək üçün), hər rəngin öz tranzistoru olmalıdır, buna görə cəmi üç tranzistora ehtiyacımız var. İstifadə olunan tranzistorlar haqqında daha ətraflı məlumat növbəti addımda olacaq. Rezistorlar İndi LED -i necə gücləndirəcəyimizi anladıqdan sonra başqa bir problem var. Bütün bu güc mütləq yaxşı bir şey deyil! LED -i qısaltmaq istəmirik, buna görə rezistorların əlavə edilməsi lazımdır. LEDdəki dörd sancaqdan, topraklama pininin bir dirəyə ehtiyacı yoxdur, çünki o, yalnız yerə gedir. Ancaq üç rəng sancağının ən azı bir rezistora ehtiyacı olacaq və fərqli rənglər fərqli gərginlik çəkdikləri üçün mütləq eyni müqavimət deyillər. "Bu dəyərləri necə anlayacağıq ?!" soruşa bilərsiniz. Yaxşı cavab MAGIC -dir. Riyaziyyatın möcüzəsi! (oxuyun, söz verməyə dəyər …)

Addım 2: Dövrə Komponentlərinin Hesablanması

Transistorlar növü Əvvəlki addımda deyildiyi kimi, burada istifadə olunan tranzistorlar keçid növünə aiddir. Bir dövrədə hansı xüsusi bir tranzistora ehtiyac olduğu, dövrənin nə tələb etdiyinə bağlıdır, lakin bu dövrədə 2N2219 tranzistoru uyğundur. Diqqət edin, üzərində işlədiyiniz dövrə uyğun xüsusiyyətlərə malik olduğu müddətcə 2N2219 -dan başqa bir tranzistordan istifadə edə bilərsiniz. (Daha çox yayılmış 2N2222 tranzistoru da uyğun olmalıdır) Transistorun növündən asılı olaraq, tranzistordakı üç pin ya "yayıcı, əsas, kollektor" və ya "qapı, mənbə, drenaj" olacaq. 2N2219 növü birincidir. Bir çox tranzistor gövdə növü var, buna görə hansı pinin emitentə, bazaya və kollektora uyğun olduğunu müəyyən etmək üçün spesifik vərəqinizə müraciət etməyin vaxtı gəldi! Transistorun iki rezistora da ehtiyacı var. Biri tranzistorun əsasını arduinoya bağlayır - bu hər hansı bir dəyər ola bilər, ümumiyyətlə 1kΩ civarında. Bu, arduinodan hər hansı bir saxta cərəyanın tranzistorun işə düşməsinə və işığın təsadüfən açılmasına səbəb olmaması üçün istifadə olunur. Lazım olan ikinci müqavimət, bazanı yerə bağlayır və ümumiyyətlə 10kΩRezistor tipləri kimi böyük bir dəyərdir. Güc təchizatını LED -ə bağlamaq üçün bəzi rezistorlardan istifadə etməliyik. LEDdəki hər rəng fərqli bir gərginlik girişinə malikdir. Xüsusi dəyərlər istifadə etdiyiniz LED -dən asılıdır, lakin standart 10W LED üçün çox güman ki, doğru diapazonda olacaq: Qırmızı - 6-8 V Yaşıl - 9-12 V Mavi - 9-11 V LED üçün lazım olan cərəyan: 3 milliAmps (mA) Enerji təchizatı gərginliyi: 12 V Beləliklə vəziyyət belədir: LED -i gücləndirmək üçün 12 V enerji təchizatı istifadə edirik və hər rəng ondan daha az gərginlik almalıdır. LEDdəki hər rəngin gördüyü gərginliyi azaltmaq üçün rezistorlardan istifadə etməliyik. Müqavimətin dəyərini müəyyən etmək üçün Ohm Qanununa müraciət etməyin vaxtı gəldi. Məsələn qırmızı rəng üçün: Gərginlik = Cərəyan * Müqavimət…. Müqavimətə Yenidən Yazın = Gərginlik (düşmə) / Cərəyan Müqaviməti = 4 V / 0.3 A = 13.3Ω (4 V -un dəyəri 12V -dan (enerji təchizatı) - maksimum qırmızı aralığa (8 V)) baxmayaraq hələ bitirməmişik. Rezistorunuzun növündən (yəni ölçüsündən) asılı olaraq, yalnız müəyyən bir güc onu yayıla bilər. Kifayət qədər güc itirməyən rezistorlardan istifadə etsək, onları yandırarıq. Rezistordakı gücü hesablamaq üçün düstur Ohm qanunundan gəlir: Güc = Gərginlik * Cərəyan. Güc = 4V * 0.3 A = 1.2 W Bu, LEDimizin təhlükəsiz olduğundan əmin olmaq üçün 13.3Ω, 1.2W (ən azı) bir rezistora ehtiyacımız olduğu deməkdir. Problem ondadır ki, ən çox yayılmış rezistorlar 1/4 W və ya daha azdır. Nə etməli ?! Rezistorların paralel qurulması sehrindən istifadə edərək problemi həll edə bilərik. Dörd (1/4 W) rezistoru paralel olaraq birləşdirərək, ümumi güc dağılımı 1 Vt -a qədər artırır (İdeal olaraq, paralel olaraq beş müqavimət əlavə edərdik, ancaq 1.2W yalnız maksimuma və genə yandırıldıqda görünəcək. biraz daha az istifadə edirik). Rezistorların paralel olaraq əlavə edilməsi onların müqavimətinin mütənasib olaraq azalmasına səbəb olur (yəni, paralel olaraq dörd 13.3 Ω rezistoru birləşdirsək, ümumi müqavimət yalnız ~ 3 Ω olacaq) Doğru müqavimət və güc itkisini əldə etmək üçün dörd 68 Ω 1/4W rezistoru birləşdirə bilərik. paralel Bu rəqəmi, 13.3Ω -ni ~ 53Ω olan dörd ilə vuraraq və sonra bir rezistor üçün növbəti ən yüksək standart dəyəri alaraq əldə edirik. Ümumilikdə: qırmızı rəngi gücləndirmək üçün ya bir 13.3Ω 1W rezistor, ya da paralel olaraq dörd 68Ω 1/4W müqavimət istifadə etməliyik. Digər rənglər üçün lazım olan müqaviməti hesablamaq üçün eyni prosesi istifadə edin. Lazım olan dövrə komponentlərinin xülasəsi: 3 x 2N2219 tranzistorlar 3 x 1kΩ rezistorlar 3 x 10 kΩ rezistorlar Qırmızı: 4 x 68Ω 1/4 W rezistorlar Mavi: 4 x 27Ω 1/ 4W Yaşıl: 4 x 27 Ω 1/4W rezistorlar

Addım 3: Dövrə Şematik / Dövrün Qurulması

Riyaziyyatdan keçərək bütün lazımi parçaları topladıqdan sonra onları bir yerə yığmağın vaxtı gəldi!

Əvvəlcə enerji təchizatını götürün və ucunda olan hər hansı bir əlaqəni kəsin və elektrik və torpaq tellərini ayırın. Torpaq telini çörək taxtası raylarından birinə əlavə edin. Güc telini LED -ə lazımi rezistorları lehimləyin. Sonra dövrə sxemində göstərildiyi kimi dövrə qurun. Diqqət yetirin ki, dövrədəki bütün əsaslar (arduino zəmini, tranzistor əsasları, enerji təchizatı sahələri) bir şəkildə bir -birinə bağlanmalıdır.

Addım 4: Arduino Kodu

Demək olar ki, oradayıq! Dövrümüzü arduinoya bağlamağın vaxtı gəldi.

Buradakı kod yalnız RGB LEDini bir rəng dövrü ilə idarə edir (yəni bütün göy qurşağını yoxlayır). Arduino ilə tanışsınızsa, bu o qədər də mürəkkəb deyil. Bu kod əslində mənim tərəfimdən yazılmamışdır, amma vicdanla onu haradan yüklədiyimi xatırlaya bilmirəm; açıq mənbə idi. Yadımdadırsa və ya mənbəni bilən varsa məmnuniyyətlə qeyd edərəm. Eskiz aşağıda yapışdırılır. Eskizdəki pin dəyərlərinin LED -ə qoşulmaq üçün istifadə olunan arduino pinlərinə uyğun olduğundan əmin olun. Bütün kod, hər bir LED rəng pininə fərdi bir dəyər (0 -dan 255 -ə qədər) göndərməkdir. Xüsusi bir rəngin ortaya çıxmasını istəyirsinizsə, bir RGB rəng cədvəlinə baxın // Rəng LEDini rəng çarxı dövrəsi ilə idarə edin int parlaqlıq = 0; // LED nə qədər parlaqdır. Maksimum dəyər 255 int rad = 0; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup () {// pinləri çıxış olaraq elan edin: pinMode (QIRMIZI, ÇIXIŞ); pinMode (YAŞIL, ÇIXIŞ); pinMode (MAVİ, ÇIXIŞ); } // 0 -dan 127 -ə qədər void displayColor (uint16_t WheelPos) {bayt r, g, b; keçid (WheelPos / 128) {halda 0: r = 127 - WheelPos % 128; // Qırmızı aşağı g = WheelPos % 128; // Yaşıllaşma b = 0; // mavi fasilə; hal 1: g = 127 - WheelPos % 128; // yaşıl aşağı b = WheelPos % 128; // mavi yuxarı r = 0; // qırmızı fasilə; hal 2: b = 127 - WheelPos % 128; // mavi aşağı r = WheelPos % 128; // qırmızı yuxarı g = 0; // yaşıl fasilə; } analogWrite (QIRMIZI, r*2); analogWrite (YAŞIL, g*2); analogWrite (MAVİ, b*2); } boşluq döngəsi () {displayColor (rad); gecikmə (40); rad = (rad+1) % 384; }

Addım 5: Fiber Optik Tellərin əlavə edilməsi

Bu addımı tamamlamasanız belə, gözəl tərəfi budur ki, indi zəhmli, parlaq, tamamilə özelleştirilebilir bir RGB LED -ə sahibik. Fiber optiklə birləşdirməyi seçdim, amma həqiqətən istədiyinizi edə bilərsiniz! Şirin bir diqqət mərkəzində olun? Disko topu yandırsın? O qədər imkanlar!

Əvvəlcə beş fut 50 iplik, 10 fut 12 iplik lif və 5 fut 25 lif lif satın aldım. Uzunluğu yarıya endirdim ki, tellərin özləri qısa olsa da daha çox ləkələrim olsun. Ağac hazırlamağı seçdim, çünki onları divardan keçirə bilmədim. Tül kauçuk sementlə divara yapışdırılmışdır (tül kifayət qədər yüngüldür, buna görə lent kifayət ola bilər). Liflər tüldən keçərək ağaca bənzər bir naxışa keçir. Boş/qurudulmuş bir soda istifadə edərək, LED aşağıya yerləşdirilir və liflər üzərinə əlavə olunur. Bu nöqtədə ən böyük problem, işığın soda qabının üstündən keçmək əvəzinə liflərdən keçməsini təmin etməkdir. Lifləri folqa ilə möhkəm bağlamaq kömək edə bilər, amma işləyə biləcəyini düşündüyünüz hər hansı bir quruluşu sınamağı təklif edirəm. Bütün bu parçaları bir araya gətirin və ağacımız var!

Addım 6: Partiya vaxtı

İşıqları söndürməkdən, arduino -nu gücləndirməkdən və yeni fiber optik qurğumuzun parıltısını almaqdan başqa heç nə qalmadı!

Quraşdırma videosunu da əlavə etmişəm. Şəxsən daha yaxşı görünür, ancaq yavaş -yavaş rəng çarxından keçdiyini görə bilərsiniz.