RGB-LED draadboom: 9 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Ek wil met u deel my RGB-LED draadboom. Op 'n aand onthou ek toe ek 'n kind draadbome gebou het. Ek bou deesdae baie graag klein elektroniese projekte met mikrobeheerders soortgelyk aan arduino, veral met LED's. Dus het ek by myself gedink: waarom kombineer ek nie albei nie, en die idee van 'n LED -draadboom is gebore? Ek het eers gekyk of iemand al so iets gedoen het, maar ek het nie gevind wat ek soek nie. Ek kon hoofsaaklik LED -draadbome vind met een kleur. Aangesien ek dink dat enkelkleur-LED's 'n bietjie vervelig is, wou ek een met RGB-LED's hê om die draadboom in alle kleure van die reënboog te laat verskyn. Daarom het ek self begin bou. Die resultaat kan u in die prent hierbo sien. Die draadboom waarop ek hierdie instruksies gebaseer het, is my derde een. Ek hoop dat u my instruksies geniet, en ek kan sommige van u motiveer om self een te maak.

Voorrade

Vir die projek self benodig u slegs 'n paar voorrade en gereedskap:

• 10 RGB-LED's (+ onderdele as een beskadig word), of meer as u wil
• koperdraad 0, 14 mm² (of dikker, maar nie te dik nie, want dit sal moeilik wees om te vleg) met 3 verskillende kleure isolasies van ongeveer 5 m per kleur (aantal LED's x lengte tussen 40 en 50 cm)
• silwer draad 0, 6 mm ongeveer 15 m (2 tot 3 keer die lengte wat elke kleur benodig)
• mikrobeheerder, in my geval 'n Wemos D1 mini, maar basies werk almal solank dit in die blompot pas)
• Kragbron (in die geval van Wemos D1 mini werk enige mikro-usb-laaier)
• 3 MOSFET's of transistors (ek het n-kanaal Mosfets gebruik, maar u kan ook p-kanaal gebruik as u die stroombaan aanpas)
• Weerstande van verskillende waardes
• Krimpende hitte of elektriese band
• Blompot
• Warm gom
• Klippe
• Klein houtstokkies (byvoorbeeld die stokke uit die nuwejaarsrakette)
• Dun houtbord (byvoorbeeld die onderkant van die houtkiste word soms vrugte verkoop)

Opsioneel

• Speldopskrifte (manlik en/of vroulik)
• Broodbord

Gereedskap

• Soldeerbout
• Draadsnyer
• Boor
• Pincet (opsioneel)
• Helpende Hand (opsioneel)
• Rotasiehulpmiddel (opsioneel)

Die meeste dinge wat u benodig, word in een van die foto's hierbo getoon. U kan dit in hardewarewinkels, handwerkwinkels of Amazon kry. Sommige dinge kan egter gratis kom: die klippe wat ek uit 'n veld geneem het. En die houtbord was mors totdat ek die vrugteboks herwin het.

Stap 1: Voorbereidings

Maak eers seker dat alle RGB-LED's werk, aangesien dit regtig irriterend is om later 'n LED te vervang. Om die LED's te toets, koppel hulle eenvoudig aan 'n kragbron met 'n spanning van 3,3 tot 5 V. Ek gebruik 'n laboratoriumvoeding wat op 4 aangepas is V. As u nie beskik nie, kan u die spanningspenne op die mikrokontrollerbord of batterye gebruik. In die geval van 'n gewone anode, verbind RGB-LED die anode (die langste been), sien prent 1, met die spanning (of "+") en een van die oorblywende bene met die grond ("-"). Die LED moet nou in een kleur brand, sien foto's 2 tot 4. As u 'n gemeenskaplike katode RGB-LED het, is dit andersom. Doen dit vir alle bene, vgl. kleure en alle LED's. U sal miskien besef dat die drie verskillende kleure met 'n vaste spanning verskillende helderheid sal hê. Ons moet dit later oorweeg.

In die volgende stap sny u al die bene behalwe die gewone anode van die RGB-LED, sodat slegs 'n paar millimeter oorbly. Ek gebruik die klein duikie wat u op die eerste prent op al vier bene kan sien, as prentjie, sien prent 5.

Nou moet u kies watter gekleurde koperdrade u vir die draadboom wil kombineer. Terwyl ek hierdie gids skryf, het ek drie verskillende RGB-LED draadbome gedoen. Afhangende van die kleur van die blompot, het ek verskillende kleure gekombineer. Vir hierdie een met 'n swartagtige blompot het ek die kleure bruin, geel en swart gebruik. As u besluit het watter kleure u wil gebruik, kan u begin om die koperdrade in lengte te sny, prent 7. In my geval sny ek hulle tot 'n lengte van 50 cm, terwyl die boom ongeveer 30 cm uit die blompot styg. U sal 'n bietjie lengte verloor as u die kabels vleg, en belangriker nog: u benodig 'n bietjie lengte vir die elektriese verbindings. As 'n duimreël moet die kabels dus minstens 15-20 cm langer wees as die hoogte wat u vir u boom wil hê. Afhangende van die grootte van die blompot, kan u hier verskillende groottes kies.

Om u 'n idee te gee van die groottes wat ek gebruik het:

Die eerste boom was 20 cm hoog in 'n blompot van 10 cm hoog en deursnee. Die ander is ongeveer 30 cm hoog in 'n blompot van 12 cm hoog en 13 cm in deursnee.

Stap 2: soldeer die koperdrade

Om die koperdrade aan die RGB-LED's te soldeer, moet u eers ongeveer 3-5 mm aan die einde van elke draad strook en 'n bietjie soldeer daarop sit. As u 'n vlegsel gebruik soos ek, maak seker dat die enkele vlegsels aanmekaar gedraai is sodat hulle nie uitsteek nie. Aangesien daar min spasie tussen die bene van die LED's is, moet die drade nie aan mekaar raak nie. Dit is baie belangrik dat die kleure altyd in dieselfde volgorde op die LED gesoldeer word, anders word dit baie moeilik om die LED's later aan die mikrobeheerder te koppel.

Vervolgens kan u die drade aan die RGB-LED soldeer. Om dit te kan doen, het ek die LED met die rammelende lang been, die gewone anode of katode, in 'n helpende hand vasgemaak, soos u op die tweede foto kan sien. Herhaal dit vir alle LED's. Maak seker dat u 'n noue verbinding het deur die koperdrade te draai.

Stap 3: Vleg die koperdrade

Nadat u die koperdrade aan die LED's gesoldeer het, is dit tyd om te vleg. As u nie weet hoe om te vleg nie, is daar baie tutoriale op YouTube. Soek net "3 -string braid". Om die drade te vleg, gebruik ek weer die helpende hand om die LED's vir my vas te hou. In my geval het die helpende hand gereeld na my toe gegly terwyl ek gevleg het, sodat ek dit op die lessenaar vasgeklem het. Omdat vlegsel tydrowend is, het ek dit die meeste gedoen terwyl ek na 'n paar TV-reekse gekyk het. U moet ongeveer 8-10 cm koperdraad los wat nie gevleg is nie. Om dit te doen, knoop net die drade as u naby die 8 cm op die kortste draad kom. Vir alle stukke moet die oorblywende lengte min of meer dieselfde wees.

Stap 4: Soldeer die silwer draad en draai

Nou kan u die silwer draad aan die oorblywende been van die LED's soldeer. Om dit te kan doen, moet u eers 'n stuk sny. Die lengte van die stuk moet dubbel die lengte van die koperdrade plus 20 cm wees, afhangende van hoe stewig jy dit later draai. As u meer draai per cm maak as wat u natuurlik meer draadlengte benodig as met minder draai per cm. In my geval beteken dit 120 cm per stuk. Om seker te wees hoeveel u benodig, sny eers 'n stuk en onthou die lengte daarvan.

Daarna vou u die silwer draad middeldeur en skep 'n lus in die middel, sien prent 1. Dan word die lus oor die oorblywende been van die LED, die gewone anode (of katode), gestoot. Om dit te vergemaklik, kan u die been 'n bietjie opwaarts buig, sien prentjie 2. Smeer daarna die soeter op die lus met die been binne. Maak seker dat daar 'n goeie verbinding tussen die silwer draad en die been is. Daarna kan u die gedeelte van die been wat uitsteek, sny en miskien die skerp rande wat by die sny kom, vyl.

Sodra u die silwer draad op sy plek gesoldeer het, kan u dit om die gevlegde koperdrade begin draai totdat die knoop van die vorige stap is. Die silwer draad moet minstens so lank soos die koperdrade wees soos jy in prentjie 5 kan sien. Die deel van die silwer draad wat agter die knoop uitsteek, word later die wortels van die draadboom. Dit maak nie saak of sommige silwer drade korter is nie, maar die meerderheid moet so lank wees as die koperdrade. Afhangende van u resultaat, kan u nou die lengte van die volgende silwer drade wat van die lengte van die eerste draad afkomstig is, aanpas of dit laat soos dit is. Herhaal dit nou vir alle oorblywende LED's. Uiteindelik het u 'n bondel van hierdie "takke".

Stap 5: Monteer die draadboom

Om die draadboom te monteer, sit eers al die takke bymekaar sodat die knope aan die einde van die gevlegte deel langs mekaar lê, soos op die eerste foto gesien kan word. Maak dit dan tydelik vas en ontwerp u boom grofweg soos u wil. Om die boom te ontwerp, het ek verskillende takke gemaak. Sommige het ek verlaat soos hulle is, en sommige het ek gekoppel om branche -vurke te verteenwoordig. Ek het die takke wat ek wil hê, in pare gemerk met 'n knipper op die punt waar ek wou skei. Toe het ek die draadboom weer afgetrek en silwer draad om die takke gesit om in pare gesit te word. Die silwer draad het ongeveer dieselfde lengte as voorheen, ongeveer 120 cm in my geval. Die laaste stap is om al die takke, die gekoppelde en die enkels saam te sit, en weer 'n paar silwer draadjies te draai, begin in die punt waar hulle almal skei. Hierdie laaste silwer draad moet die langste wees, aangesien die stam nou 'n groot deursnee het. Ek het 140 cm lank gegaan.

Stap 6: Sorteer die drade en soldeer die elektriese verbindings

Noudat u die boomstomp klaargemaak het, was dit tyd om die drade te sorteer. Begin met die silwer drade, aangesien dit die minste beweegbare is. Sit eers die 3 tot 4 kortste silwer drade reguit van die stam af en draai dit saam. Die ander drade moet buite buig en sal later die wortels word. Verkort die gedraaide drade wat uit die bodem steek tot dieselfde lengte en bereik minstens 2-3 cm uit die boomstam. Neem dan 'n kort (byvoorbeeld 10 cm) stuk draad wat aan die silwer drade wat aan die onderkant van die boom steek, gesoldeer moet word. Die silwer bedrading sal later aan positiewe spanning gekoppel word. (Normaalweg stem rooi draad in elektronika ooreen met positiewe spanning (of Vin) en swart met negatiewe (of GND). Maar met RGB -LED's behou ek gewoonlik die rooi draad vir die rooi LED, dus in hierdie geval gebruik ek oranje draad is "naaste" aan rooi.) Strooi die een kant van die draad vir 1-2 cm en draai dit om die silwer drade aan die onderkant, soos op foto 4 gesien kan word, en soldeer dit vas.

Begin dan om die verskillende draadkleure saam te sorteer. Verleng tien volgens die kortste op en stroop hulle almal vir 1 - 2 cm en draai die gestroopte einde saam. Toets nou die LED's weer deur positiewe spanning op die silwer bedrading en die leë koperdraadonderdele aan te bring. Onthou watter van u kleur stem ooreen met watter van die rooi, groen of blou lig. Soldeer nou groen draad aan die drade wat die groen LED's beheer, ensovoorts, op dieselfde manier as vir die silwer bedrading in die paragraaf hierbo. Plaas in die laaste stap 'n hitte krimpende buis of elektriese band bo die koper koperdrade om dit te isoleer teen aanraking en daarom kortsluiting.

Om die RGB-LED-draadboom later te beheer, het ek 'n standaard knoppieskakelaar gebruik. Ek sny die nie -benodigde been van die knoppieskakelaar en soldeer aan die drade by die oorblywende. Gebruik die regte bene, aangesien die twee bene "verbind" deur die "plastiekstaaf" aan die onderkant van die skakelaar aan mekaar gekoppel is.

Stap 7: Plant die boom

Soos u op die foto's kan sien, word die boom in die blompot op 'n stuk houtbord geplant en omring deur klippe.

Om die houtbord te maak, het ek eers die binnediameter van die blompot gemeet. Dan trek ek 'n sirkel op 'n stuk karton en sny dit uit. Toe kyk ek of die kartonsirkel in die gewenste diepte van die blompot pas, en indien nie, sny dit 'n bietjie kleiner. Toe ek tevrede was, het ek die kartonvorm op die houtbord oorgedra en dit uitgesny. Vir die houtbord het ek die onderkant van 'n oranje boks van die plaaslike supermark gebruik. Die houtbord benodig 'n gat in die middel met 'n deursnee van 10 mm. Om die houtbord op die verlangde hoogte te hou, het ek 3 stokkies gesaag van afvalhout wat ek laat lê het. In my geval was hulle 7 cm lank.

Daarna het ek 'n gat in die onderkant van die blompot geboor om die kragkabel deur te voer en 'n kanaal vir die kabel met 'n draaibare multitool diep genoeg geslyp sodat die blompot plat op die grond kan sit. Daarna het ek warm gom op die twee ente van die stokke wat ek vroeër gesaag het, geplaas en in die blompot gesit en 'n driepoot gevorm waarop die houtbord kan sit.

Noudat die boom in die blompot gesit kan word, het ek begin om die klippe rondom die boomstam te rangskik. Dit is nie belangrik om die houtbord heeltemal met bome te bedek nie, want selfs as u net 'n halwe meter weg is, kan u dit nie diep in die blompot sien nie. Maak seker dat u 'n klein plek ooplaat waar u die knoppieskakelaar kan plaas en bereik om die LED's te beheer. Toe ek tevrede was met die voorkoms, het ek die klippe met warm gom vasgeplak. Daarna het ek twee klein gaatjies langs mekaar geboor om die kabels wat aan die knoppieskakelaar gesoldeer is, deur te voer en die knoppieskakelaar vas te plak.

Die laaste stap is om die wortels te ontwerp. Daarvoor het ek 2 of meer van die silwer drade gedraai wat uitsteek en op verskillende afstande geskei het, soos op foto 11 gesien kan word. Dan buig ek die wortels om die houtbord soos in prentjie 12. Daarna vorm ek 'n sirkel met silwer draad wat ek daaroor sit en die wortels om die ring buig, soos op foto 13 gesien kan word en dit styf vir styf vasdraai. Die laaste stap is om die punte van silwer draad wat baie uitsteek, te sny.

Stap 8: Elektriese stroombaan en die mikrobeheerder

In die laaste stap het ek die elektriese stroombaan saamgestel. Die mikrobeheerder beheer die RGB-LED's. Aangesien die GPIO's van die mikrobeheerder slegs 3,3 V lewer, wat nie genoeg is vir sommige van die LED's om helder te skyn nie, het ek die mikrokontroller gekoppel aan MOSFET's wat die LED's kan skakel met die ingangsspanning van die mikrokontroller, wat 5 V. is (in plaas daarvan van MOSFET's kan u net sowel transistor gebruik, maar ek het MOSFETS van 'n futer -projek laat lê, so ek het dit gebruik.) Sommige LED's kan egter nie 5 V verdra nie en die verskillende kleure sal in verskillende helderheid skyn as hulle op dieselfde spanning aangewend word van 5 V. Dit is waar die weerstande inkom. Die waardes van die weerstande moet bereken word vir elke kleur van die RGB-LED volgens die datablad en kan van vervaardiger tot vervaardiger verskil. Of u kan net die waardes in die kringdiagram gebruik en toets of die waardes vir u werk. Indien nie, kan u 'n bietjie peuter aan die weerstandswaardes deur die resitorwaardes te verhoog en te verlaag totdat alle kleure ewe helder skyn. Om die knoppie te laat werk, moet daar 'n pullup -weerstand wees, anders kan die knoppie vir ewig as perse opgespoor word. In hierdie geval het die Wemos D1 mini interne pullup -weerstande wat binne die kode geaktiveer kan word. As die gebruikte mikrobeheerder dit nie ondersteun nie, is 'n eksterne pullup -weerstand nodig.

Nadat ek die weerstandswaardes gekies het, het ek al die elektroniese dele aanmekaar gesoldeer op 'n broodbord. Om die drade van die boom af te verbind, het ek manlike speldekoppe op die bord en vroulike op die drade gebruik, maar jy kan hulle net sowel direk aan die bord soldeer. Voordat alles aanmekaar gekoppel word en in die blompot geplaas word, moet u die program op die mikrokontroleerder flits. Ek het die kode lêer aangeheg. Ek hoop ek het genoeg kommentaar gelewer in die kode sodat almal kan verstaan wat aangaan. Op die oomblik is die kode baie basies en ek sal moontlik in die toekoms funksies daaraan toevoeg. As ek dit doen, plaas ek 'n opdatering hier en sal ek waarskynlik die kode na github skuif. As u die boom inprop, knip dit in rooi groen, blou en wit, en dan begin dit deur die kleure kleurspektrum beweeg. U kan die kleurmetodes verander met die druk van die knoppie.

Die kode bevat tans drie modusse:

• 0: af
• 1: Reënboogmodus: Fiets deur die kleure spektrum
• 2: Vaste kleurmodus

U kan tussen die kleurmetodes wissel deur meer as 'n halwe sekonde op die knoppie te hou. As dit suksesvol is, flits die boom wit die aantal kere wat voor die modus hierbo aangedui is. In die vaste kleurmodus gaan 'n kort druk op die knoppie (minder as 'n halwe sekonde) deur 7 verskillende kleure wat in die kode gedefinieer word. As die druk op die knoppie nie aanvaar word nie (kort druk op die knoppie werk slegs in die vaste kleurmodus) sal die boom flits soos die eerste keer ingeprop is. Verander die kode soos u wil.

Stap 9: Geniet dit

Wat u nog moet doen, is om 'n lieflike plek vir u nuutgemaakte RGB-LED-draadboom te vind en dit te geniet. Al met al het die maak van hierdie boom my ongeveer 8-10 uur geneem, versprei oor 'n paar dae. Sommige van die meer tydrowende dinge soos vlegwerk en draai die silwer draad om die takke wat ek gedoen het toe ek TV gekyk het.

U wonder miskien hoekom daar geen foto's is van die boom wat rooi skyn nie. Dit is bloot omdat ek terwyl ek hierdie instruksies skryf, wag op 'n versending elektronika wat ek nodig het om die kontroleerder te monteer. Daarom het ek die beheerder van my eerste RGB-LED-boom gebruik vir die foto's. Die LED's in die RGB-LED-boom waarop ek hierdie instruksies gebaseer het, benodig egter laer weerstandswaardes vir rooi, en die rooi lig is dus baie dof.