Adresseerbare melkbottels (LED -beligting + Arduino): 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Verander PPE -melkbottels in mooi LED -ligte, en gebruik 'n Arduino om dit te beheer. Dit herwin 'n aantal dinge, veral die melkbottels, en gebruik 'n baie lae hoeveelheid krag: die LED's neem blykbaar minder as 3 watt af, maar is helder genoeg om te sien. Onder andere wou ek kyk of ek 'n elektroniese lig voel mensvriendeliker as die meeste, en roterende beheerders is 'n goeie manier om dit te doen. PPE -melkbottels bied 'n goedkoop, maar esteties aangename manier om LED -beligting te versprei. Veral as u mooi rondes kan vind:) Om 'n voorwerp met LED -beligting aan te pas, is nie net omgewingsvriendelik nie, maar ook baie eenvoudiger as om 'n behuising van nuuts af te bou. Omdat LED's klein is, kan u hulle byna oral plaas, en hulle produseer nie veel hitte nie, solank hulle versprei is en met die regte spanning werk. Ek neem aan dat u 'n basiese kennis het van die skep van elektroniese stroombane en LED -beligting. Aangesien die presiese LED's en kragtoevoer wat u gebruik waarskynlik sal verskil, sal ek slegs die basiese beginsels van my stroombaan ondersoek in terme van spesifikasies. Ek sal ook probeer om u te wys op nuttige hulpbronne, en meer te verduidelik oor die Arduino -mikrobeheerder en kode wat hulle vertel om in volgorde te werk. dit neem lank voordat u dit opneem.

Stap 1: gereedskap en materiaal

Om die ligte self te vervaardig, benodig u: PPE -melkbottels 'n vel 3 mm -akriel -elektriese kabel van 2 mm (of luidsprekerdraad kan gebruik word - dit kan redelik lig wees, aangesien dit slegs ongeveer 12 volt en min stroom sal neem, afhangende van hoe u dit ontwerp) LED's Resistors Soldeer Krimpslang vir hitte 'n Ou transformator (muurwrat vir Amerikaners), plus aansluiting+prop om daarby te pas. Gevlochten koperdraad Soliede kerndraaddraad Ritsbande Gereedskap wat u benodig: Boorgatsnyer (pas by die breedte van u melkbotteldoppies - sien stap 2) Gedeelde klein boorpunte Junior ystersaag (afhangende van wat u as behuising gebruik) Skroewedraaiers Draadstroppers Kantknipers/draadknippers Soldeerbout Multimeter Derde hand (noodsaaklik vir die soldeer van komponente) Ontsoldeer lont (as u komponente van ander toestelle red) Krokodilklemmetjies (vir U kan ook 'n behuising vir hulle maak. Ek het verskillende maniere probeer om dit op te hang, en ek het gaan lê op 'n geboë gedeelte van PVC -pyp, wat aan die plafon gehang is met gate wat vir die kabels geboor is. Ek het dit ook aan die plafon probeer vasmaak. U kan dit ook deur 'n bord op die plafon hang, van 'n leiding, of selfs gate in u plafon self maak om die drade te akkommodeer en van 'n solder af te dryf. Stap 5 wys en praat oor 'n paar van hierdie opsies. Bogenoemde is al wat u nodig het om 'n paar ligte te maak wat werk met 'n basiese aan/uit -skakelaar. Om hulle meer gevorderde funksies soos vervaag of volgordebepaling te gee, benodig u ook 'n klomp komponente soos transitors en 'n mikrobeheerder: Arduino miniMini USB -adapter hierbo, of FTDL USB -na -kopkabel. hieronder getoon, maar meer oor hulle en hoe hulle saamwerk in stap 6. Daar is ook 'n omhulsel vir 'n skakelaar, wat u kan vind. Ek het 'n lieflike ronde sakramentskis in die Japanse kamer by die British Museum gesien, maar hulle het my nie toegelaat nie. Uiteindelik het ek 'n wit plastiek kartondoos gebruik, want dit pas so goed by die tema:) Met so 'n stroombaan is daar allerhande dinge wat u 'n arduino kan programmeer om daarmee te doen. Ek hou van kinetiese beligting, maar ek vind flitsende kersliggies, ens., Pragtig en meganies. Hulle gereeldheid en konsekwentheid is koud en onwelkome (dit moet werk verg om die naturalistiese glans van goeie kersliggies te skep). Ek wil niks (letterlik) opvallend hê nie. Ek wil 'n enkele, analoge bediening hê vir die ligte wat baie deur mense bedien word, wat die manier waarop hulle aan- en afgeskakel word, eenvoudig volgorde gee. Die kode daarvoor, tesame met 'n lekker draaiknop en 'n esteties aangename aluminiumknop, maak dit 'n aangename speelding.

Stap 2: Sny en boor Perspex

In die eerste plek gaan ons 'n paar perspex -skywe sny om binne -in die doppe op die melkbottels te gaan, en dan gate te boor waardeur ons die LED's en die kabel kan monteer. As u 'n gatsnyer gebruik, moet u in 'n stuk hout boor. Deur u materiaal teen so iets te druk terwyl u sny, sal dit help om die agterkant netjies te hou. Sagtehout laat jou ook weet wanneer jy die hele pad deurgegaan het, aangesien jy regtig kan voel hoe die boor verander as dit by die hout kom. Nadat jou skywe gereed is, maak jy 'n gaatjie in al jou melkbottels om by die middel te pas. U moet ook gate gereed maak vir die bedrading en LED's. Wat u hier presies doen, hang af van watter soort kragtoevoer u gaan gebruik en watter kringe u daaraan wil koppel. Myne gebruik drie LED's per lig, wat ek eweredig rondom die skyf gerangskik het. U het 'n paar gate nodig om die pote van elke LED deur te laat gaan, en twee gate wat groot genoeg is om die twee drade van u kabel deur te voer. (Sien die prentjie vir verduidelikende aantekeninge.) Ek het nie 'n sjabloon of iets hiervoor gebruik nie; ek het dit net met die oog gedoen met 'n batteryboor, klein stukkies en geduld. Soms is twee gate 'n bietjie te ver uitmekaar of naby mekaar vir die LED -bene, maar solank jy versigtig is, kan hulle 'n bietjie buig. As dit nog nie sin maak nie, moenie bekommerd wees nie; die volgende stap moet dit duidelik maak.

Stap 3: Monteer LED's

Steek nou die LED's deur die gate en wees versigtig om die polariteit waar te neem. Ons gaan hulle basies daisy chain, met elke negatiewe been op een LED wat aan die positiewe been op die volgende verbind word. Myne is 12v, en my LED's het 'n voorspanning van 3,3, dus is die 9,9 volt van drie LED's die maksimum wat my toevoer kan hanteer. Hulle benodig ook 'n weerstand om die stroombaan tot 12V te verhoog. U moet beslis 'n weerstand op elke bottel hê, want as u dit nie doen nie, brand die LED's of word dit warm (en helderder). Ek het dit met 'n vroeë prototipe probeer, en dit was warm genoeg sonder 'n weerstand om die PPE van die botteldop te smelt. U kan hierdie handige LED -sakrekenaar gebruik om uit te vind wat u met u eie stroombaan moet doen: https://led.linear1.org/led.wiz Die skerm in hierdie stap toon presies die waardes waarmee ek gewerk het en die gevolglike stroombaan (die weerstande word in die volgende stap bygevoeg). Sodra u LED's deur die gate is, is u seker dat die polariteit korrek, begin die drade saamdraai, soos in die volgorde van die beelde vir hierdie stap getoon word. Die leidings wat die naaste aan die kabelgate is, word ongetwyfeld gelaat, want dit sal aan die kabel eerder as aan mekaar gesoldeer word. Hou dit met hulle almal aan, en sorg dat u slegs positief na negatief koppel eerder as pos-pos of neg-neg. Ek het ook seker gemaak dat al hierdie ligte konsekwent is. As ons op hulle neersien, gaan die stroom altyd aan die linkerkant in, dan met die kloksgewys om die LED's, wat deur die linker gat gegrond word.

Stap 4: Soldeerkomponente

Nou moet ons alles op sy plek soldeer. Eerstens soldeer u al u gedraaide drade aanmekaar, sny dan die oortollige stuk af. Vervolgens strook die lengte van die elektriese kabel dan deur die kabelgate wat u in elke skyf geboor het. Draai die kabels om die LED -drade, terwyl lewendige (bruin) na die lang (positiewe) leiding van die LED -string gaan. Spoel die koper om die leidings, soldeer dit op sy plek en sny die oortollige lood weer af. Draai u kabel terug deur die middelste gat, skuif dan die botteldop oor die skyf en oor die skyf. Aan die ander kant, soldeer 'n weerstand van die korrekte waarde (in my geval 120 ohm) aan die positiewe kabel. Die lengte van u kabels hang af van hoe u u ligte gaan hang. Soos u kan sien in die laaste prentjie van hierdie stap, het ek gekies om taamlik kort buigingslengte te gebruik, want ek het geweet dat ek dit by langer lengtes sou voeg en omhulsels sou maak wat die gewrigte sou verberg. Dit is ook makliker om met 12 korter lengtes te werk, eerder as met 12 veel langer.

Stap 5: Skakelaars en behuisings

Op hierdie stadium het u 'n stel ligte in melkbotteldoppies gemonteer en ontwerp om met 'n spesifieke kragtoevoer te werk. Die PPE -bottels, sodra u dit gemerk en gewas het, sal net weer in die doppies vasskroef en as 'n mooi verspreider optree. U kan nou die ligte aansluit met 'n eenvoudige skakelaar, soos ek aanvanklik gedoen het, of kies om doen iets meer ingewikkelds, soos om hulle met dieselfde kragtoevoer aan te dryf, maar ook deur 'n mikrobeheerder om hulle meer interessante dinge te laat doen. en in daardie tyd het ek dit op twee verskillende maniere gemonteer met drie verskillende skakelkaste. Ek het hulle ook toegerus met 'n paar beter LED's, wat 'n effens blouer lig gee en verspreide behuise gehad het. hierdie instruksies handel oor die nuutste (en coolste) manier waarop ek dit gebruik het: gemonteer in plastiekpyp en individueel beheer.

Stap 6: Mikrobeheer, komponente, opruiming

Ok, so, wonderlik. Ons het nou werkende melkbottelligte. Maar aan-af beheer is nie baie interessant nie. Wat van verduistering en volgorde? Hiervoor het ons 'n mikrobeheerder nodig, en ek gaan 'n Arduino gebruik. Ons benodig ook 'n klomp komponente om dit mee te werk, waarvan ek 'n paar sal opdoen en van ou hardeware kan herwin. baie nuweling in hierdie soort dinge): https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardDiecimila En het een hiervan gekoop, plus 'n USB -adapter om in die werklike lig te gaan: https://arduino.cc/en/ Main/ArduinoBoardMini As u nog nie daarvan gehoor het nie, is Arduinos 'n pragtige klein prototipe platform wat u in staat stel om goedkoop te leer oor mikrobeheerders. Die programmeertaal waarmee hulle kan vertel wat hulle moet doen, is ook redelik toeganklik. Daar is goeie verwysing op die Arduino -webwerf en 'n klomp goeie tutoriale op beginnersvlak deur Limor Friedman: https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePagehttps://www.ladyada.net/learn/arduino/So I moet my kring herontwerp, meer kompleks om 'n arduino mini te akkommodeer. Ek wil hê dat hulle dit kan aan- en uitskakel volgens 'n lesing van 'n roterende potensiometer, wat beteken dat transistors in die stroombaan ingebou moet word sodat die arduino as skakelaars geaktiveer kan word. Die arduino werk ook op 5v, so ek sal 'n gereguleerde 5v -toevoer van my bestaande 12v -motor moet produseer, tensy ek twee muurvratte gebruik. Die LM317T pas by die rekening; deur slegs 'n paar weerstande daarmee te gebruik (later uiteengesit) kan ek die regte hoeveelheid spanning vir die arduino uitstoot. Hier is 'n paar verwysings na die LM317T: https://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/page12.htm Ek het 'n paar foto's van die onderstaande komponente ingesluit, wat eintlik 'n baie eenvoudige kring sal vorm. Ek het ook 'n paar foto's van 'n ou versterker wat ek van 'n plaaslike mark vir 2 pond gekry het, ingesluit. Dit het pragtige aluminium knoppe wat waarskynlik meer as 2 pond elk kos, en 'n hele klomp mooi potensiometers en stewige skakelaars om mee te begin. As u van ou toerusting ontslae raak, kan u niks anders as 'n paar ou komponente kry nie. Sien die foto's vir 'n paar wenke.

Stap 7: Transistorkring

Ek kan nie net die ligte deur die arduino skakel nie, want hulle werk teen 12v en die Arduino loop op 5v. Met transistors kan ek 'n kleiner stroom gebruik om 'n veel groter stroom aan en uit te skakel sonder om die Arduino te braai. op 'n stadium met 'n Arduino. Aangesien ek NPN -transistors gebruik, wat aan die einde van die kring loop, moet ek al hierdie kabels skei en die +12V -aansluitings aanmekaar begin splits. Met behulp van luidsprekerkabel het ek vasgekom dat die swart gestreepte kant van elke paar lewendig sou wees, terwyl vlakte aarde sou wees. Dit is belangrik om sulke konvensies te volg en daarby te hou, sodat ek nie later verdwaal nie. Dit was my bedoeling om dit weer te verseël met wit gaffer tape, met die bedrading en arduino binne, maar dit het 'n bietjie verkeerd gegaan, soos u later sal sien. Die eerste ding was om my kring te toets. Die transistor het drie penne: 'n kollektor, spanning uit en basis. Die basis is die een met wie die Arduino sal praat deur middel van 'n 1K -weerstand, die kollektor sal stroom van die aardaansluiting neem en die spanning na die aarde gaan. Die toets werk. Meer inligting oor die gebruik van transistors met Arduinos hier: https://itp.nyu.edu/physcomp/Tutorials/HighCurrentLoads (Let op die 1K -weerstand tussen die Arduino en die basispen daar) hier is ook 'n onderlaag op transistors: https:// www.mayothi.com/transistors.html So basies:

• Soldeerweerstande aan transistorbasispenne
• Afsonderlike grondverbinding vir elke lig en nommer sodat u dit in 'n begryplike volgorde kan hou.
• Smeer alle lewendige verbindings vir die ligte saam, en word krimpend oor die verbindings wanneer dit klaar is (dit is baie belangrik, aangesien die drade in die pyp teruggepak word, is dit te waarskynlik dat hulle die lig kan kort as hulle verpak word) was nie behoorlik geïsoleer nie). Bou die verbindings tot 'n enkele verbinding vir die +12v.
• Soldeer die kollektor van elke transistor aan die grondaansluiting van elke lig, en verminder dit ook.
• Gebruik kort stukkies draad om al die transistor -emitters aanmekaar te sny en dit tot 'n enkele aardverbinding op te bou.

Vervolgens word hulle verbind om te kommunikeer.

Stap 8: Kommunikasiekabels

Sny en strook 12 kabels om aan die weerstande op die basispenne van die transistors te soldeer. Dit is die kabels wat die arduino gebruik om met die transistors te praat. Vergeet nie die krimpkrag nie. Sodra die kabels in plek is, soldeer hulle dit aan die penne om by die penkoppe van die Arduino Mini te pas. Ek het penne 4 - 13 en penne AD0 (14) en AD1 (15) as die 12 uitsetpenne gebruik om die transistors te skakel. U kan die pinout vir die Arduino Mini hier vind: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMiniAs u u kabels in die regte volgorde aan die pin -aansluitings soldeer, moet hulle reguit in die arduino aansluit en werk soos bedoel … myne het. Sjoe. As die voetstukke voltooi is, dra dit vir eers deur die einde van die pyp, saam met die stroom- en grondverbindings wat u vroeër gesplit het.. U kan die arduino sê om die hele tyd 'n enkele pen hoog te stel, en dan een leiding daarvan gebruik om die pen vir elke lig om die beurt aan te raak.

Stap 9: Spanningsregulering

Aangesien die ligte van 'n 12V -toevoer loop, moet 'n spanningsreguleerder dit na 5V laat sak vir die arduino. Voer die LM317T in, wat 'n uitsetspanning gee, afhangende van die weerstande waarmee u dit aanvul. Die verskil tussen die inset en die uitvoer word as hitte verwerp, dus soms benodig hierdie IC's 'n heatsink. Hier is 'n handleiding oor die LM317: https://www.sash.bgplus.com/lm_317/tutorial-full.htmland hier is 'n handige sakrekenaar: https://www.electronics-lab.com/articles/LM317/ Sodra ek die regte waardes gevind het om dit 5V vir die Arduino te laat vasmaak, soldeer ek, krimp en toets. 5.07v kom uit, nie sleg nie. Noudat ek weet dat dit werk, kan ek dit in die hoofbondel bedrading soldeer, 12v neem, aarde toe gaan en 'n derde uitset hê wat na die arduino gaan. Ek begin nog 'n kopstuk en plaas die 5v -lyn daarop wat ooreenstem met die 5v -pen op die arduino. Ek verbind ook die grond van die arduino op dieselfde aansluiting. Dit is amper tyd om dit te toets.

Stap 10: Programmering

Ek moet eers 'n kode skryf om dit mee te toets, en om dit na die Arduino te laai, moet ek 'n broodbord aansluit om die USB -adapter aan die Arduino Mini te koppel. Sien die gids vir die Arduino mini hier: https:// arduino. cc/en/Guide/ArduinoMini en die pinout vir die USB -adapter hier: https://arduino.cc/en/Main/MiniUSBA Nadat ek flitsende rye met die kode probeer het, ens. einde van hierdie instruksionele. Let ook op hoe die krokodilkniptoetse netjieser word, hoe meer soldeer gedoen word. Dit is baie bevredigend en ook die moeite werd om te toets dat elke lig steeds in elke stadium werk. As u slegs aan die einde toets, sal u verbaas wees en weet u nie waar u moet begin as u 'n probleem het nie.

Stap 11: Bekabeling en skakelaar

Nou vir die kontroles. Aangesien ek wil hê dat die bedieningselemente apart van die lig moet wees, benodig ek 'n kabel. Die stroombaan benodig stroom- en grondverbindings, en die potensiometer benodig drie verbindings. Een hiervan is regstreeks vanaf die Arduino, een met die verbinding met die analoog pen wat die arduino sal gebruik om die pot te lees. Die ander een is aarde, so dit beteken dat ek net vier kerns na die lig moet kry. Omdat ek nie 'n vierkernkabel het nie, draai ek twee lang lengtes luidsprekerdraad saam. Nie perfek nie, maar nie sleg nie. U kan dit maklik doen soos op die foto's hieronder, deur die ente van twee kabellengtes vas te maak, een kant onder iets swaar genoeg te sit om dit vas te hou en dan die kabels self te vleg. leë wit plastiek moo kartondoos wat ek al 'n geruime tyd gehad het. Sommige van die komponente, soos die stopcontact, word ook herwin uit vorige projekte. 'N Eindop en 'n paar ritsbande sal dien as 'n spanningverligting aan die ligte kant van die kabel. Deur die een paar te verwyder, maar nie die ander as hulle ineengestrengel is nie, is dit maklik om hulle te identifiseer. Een van die gestrooptes gaan op die potensiometer in die skakelaar grond toe, die een gaan na +12V by die stopcontact. Die ander twee sal seindrade wees wat aan die ander penne op die pot gekoppel is. Aan die ander kant gaan een hiervan na die analoog pen waaruit die kode die arduino vertel, en een tot +5v. Weer, alles het verswak toe dit op hul plek was. Die foto's moet u beter wys hoe ek my skakelkas gemaak het, wat amper rampspoedig verkeerd gegaan het. Ek het dit eers probeer plak, en dit lyk asof die plastiek ondeurdringbaar is vir supergom … op die ou end het ek dit gesorteer deur 'n paar rubberblokkies in die boks te gebruik, en dan 'n paar skroewe van die PC -omhulsel deur al die lae van die boks te hou hulle saam en hou die pot op sy plek. Die stopcontact het ook 'n rits nodig, aangesien ek geen moere gehad het om die draad daarop te pas nie.

Stap 12: Gelyktydige lig

Klaar! Meer foto's en video's kom, en die kode is hieronder aangeheg. Dit blyk dat die bedrading te groot was om terug in die pyp te gaan, wat jammer is. Dit beteken dat die LM317 en die arduino albei uit die bokant van die pyp steek omdat dit so vol drade en komponente is. Deur hulle verder te druk, het dit onreëlmatig gedra, so ek gaan hulle buite laat. Aangesien dit aan die plafon sal hang, twyfel ek of dit veral merkbaar sal wees. Ek sou egter graag 'n oplossing wou gehad het wat mooi gelyk het terwyl ek die hele kring kon akkommodeer, maar dit werk nie soos ek wil nie. Die eenvoudige analoogkontrole voel aangenaam menslik. Let op in die kode dat die getalle waarmee dinge aangeskakel word nie eenvormige verskille het nie? Dit is omdat die pot wat ek gebruik het, eerder Log as Lineair was, sodat die verdeling van die drempels eweredig tot gevolg gehad het dat al die aktiwiteite in die een kant van die pot gereis het.

Eerste prys in die Epilog -uitdaging