Cây dây RGB-LED: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Tôi muốn chia sẻ với các bạn cây dây RGB-LED của tôi. Một buổi tối, tôi nhớ mình đã xây dựng những cây dây khi còn nhỏ. Ngày nay, tôi thực sự thích xây dựng các dự án điện tử nhỏ với bộ vi điều khiển tương tự như arduino, đặc biệt là với đèn LED. Vì vậy, tôi tự nghĩ, tại sao không kết hợp cả hai và ý tưởng về một cây đèn LED dây ra đời. Đầu tiên, tôi kiểm tra, nếu ai đó đã làm điều gì đó như thế này trước đây nhưng tôi không tìm thấy những gì tôi đang tìm kiếm. Tôi chủ yếu có thể tìm thấy các cây LED dây hiển thị một màu. Theo tôi nghĩ rằng đèn LED đơn màu hơi nhàm chán, tôi muốn có một đèn LED RGB để có thể cho phép cây dây xuất hiện với tất cả các màu của cầu vồng. Vì vậy, tôi bắt đầu tự xây dựng một cái. Kết quả bạn có thể thấy trong hình trên. Cây dây mà tôi dựa trên hướng dẫn này là cây thứ ba của tôi. Tôi hy vọng các bạn thích tài liệu hướng dẫn của tôi và tôi có thể thúc đẩy một số bạn tự làm một cuốn.

Quân nhu

Đối với dự án, bạn chỉ cần một số vật tư và công cụ:

• 10 đèn LED RGB (+ phụ tùng trong trường hợp một đèn bị hỏng) hoặc nhiều hơn nếu bạn thích
• dây đồng 0, 14 mm² (hoặc dày hơn, nhưng không quá dày vì sẽ khó bện) với 3 màu cách điện khác nhau khoảng 5 m mỗi màu (Số lượng đèn LED x chiều dài từ 40 đến 50 cm)
• dây bạc 0, 6 mm khoảng 15 m (gấp 2 đến 3 lần chiều dài cần thiết của mỗi màu)
• vi điều khiển, trong trường hợp của tôi là Wemos D1 mini, nhưng về cơ bản mọi người sẽ hoạt động miễn là nó vừa với chậu hoa)
• Nguồn điện (trong trường hợp Wemos D1 mini, bất kỳ bộ sạc điện thoại micro-usb nào sẽ hoạt động)
• 3 MOSFET hoặc bóng bán dẫn (Tôi đã sử dụng Mosfet kênh n nhưng bạn cũng có thể sử dụng kênh p nếu bạn thích ứng với mạch)
• Điện trở có giá trị khác nhau
• Ống co nhiệt hoặc băng dính điện
• Chậu hoa
• Keo nóng
• Đá
• Các thanh gỗ nhỏ (ví dụ như các que từ tên lửa năm mới)
• Tấm gỗ mỏng (ví dụ như đáy hộp gỗ đôi khi bán trái cây)

Không bắt buộc

• Tiêu đề ghim (nam và / hoặc nữ)
• Breadboard

Công cụ

• Hàn sắt
• Kìm cắt dây
• Máy khoan
• Nhíp (tùy chọn)
• Bàn tay trợ giúp (tùy chọn)
• Công cụ xoay (tùy chọn)

Hầu hết những thứ bạn cần được hiển thị trong một trong những Hình trên. Bạn có thể mua chúng ở các cửa hàng phần cứng, cửa hàng thủ công hoặc Amazon. Tuy nhiên, một số thứ có thể miễn phí: Những viên đá tôi lấy từ một cánh đồng gần đó. Và tấm gỗ đã bị lãng phí cho đến khi tôi tái chế hộp đựng trái cây.

Bước 1: Chuẩn bị

Đầu tiên, hãy đảm bảo rằng tất cả các đèn LED RGB đều hoạt động, vì sau này sẽ thực sự khó chịu khi phải thay thế một đèn LED. Để kiểm tra các đèn LED, bạn chỉ cần kết nối chúng với nguồn điện có Điện áp từ 3,3 đến 5 V. V. Nếu bạn không có, bạn có thể sử dụng các chân điện áp trên bảng vi điều khiển hoặc pin. Trong trường hợp có cực dương chung RGB-LED kết nối cực dương (chân dài nhất), xem hình 1, với Điện áp (hoặc "+") và một trong các chân còn lại với Đất ("-"). Đèn LED bây giờ sẽ sáng lên một màu, hãy xem hình 2 đến hình 4. Nếu bạn có đèn LED RGB-cực âm chung thì nó theo chiều ngược lại. Làm điều này cho tất cả các chân eq. màu sắc và tất cả các đèn LED. Bạn có thể nhận ra rằng với một điện áp cố định, ba màu khác nhau sẽ có độ sáng khác nhau. Chúng ta phải xem xét điều đó sau này.

Trong bước tiếp theo, bạn cắt tất cả các chân ngoại trừ cực dương chung của đèn LED RGB để chỉ còn lại một vài mm. Tôi đã sử dụng vết lõm nhỏ mà bạn có thể thấy trên hình ảnh đầu tiên trên cả bốn chân làm định hướng, xem hình 5.

Bây giờ bạn phải chọn dây đồng màu nào bạn muốn kết hợp cho cây dây. Khi tôi viết hướng dẫn này, tôi đã thực hiện ba cây dây RGB-LED khác nhau. Tùy theo màu sắc của chậu hoa mà tôi kết hợp các màu khác nhau. Đối với cái này với một chậu hoa màu đen, tôi đã sử dụng các màu nâu, vàng và đen. Khi bạn đã quyết định sử dụng màu sắc nào, bạn có thể bắt đầu cắt dây đồng theo chiều dài, như hình 7. Trong trường hợp của tôi, tôi cắt chúng thành chiều dài 50 cm với phần cây nhô lên khỏi chậu hoa khoảng 30 cm. Bạn sẽ mất một số độ dài khi bện dây cáp và quan trọng hơn, bạn cần một số độ dài còn lại cho các kết nối điện. Vì vậy, theo nguyên tắc chung, dây cáp phải dài hơn ít nhất 15 - 20 cm so với chiều cao bạn muốn cho cây của mình. Tùy theo kích thước của chậu hoa mà bạn có thể chọn các kích thước khác nhau tại đây.

Để cung cấp cho bạn ý tưởng về các kích thước tôi đã sử dụng:

Cây đầu tiên cao 20 cm trong chậu hoa có đường kính và chiều cao 10 cm. Những chiếc còn lại cao khoảng 30 cm trong chậu hoa có chiều cao 12 cm và đường kính 13 cm.

Bước 2: Hàn dây đồng

Để hàn các dây đồng với đèn LED RGB, trước tiên bạn phải dải trên đầu mỗi dây khoảng 3-5 mm và đặt một ít chất hàn lên đó. Nếu bạn sử dụng bím tóc như tôi, hãy đảm bảo rằng các bím tóc đơn được xoắn lại với nhau để chúng không bị lòi ra ngoài. Vì có ít không gian giữa các chân của đèn LED và dây dẫn không nên chạm vào nhau. Điều rất quan trọng là các màu luôn được hàn theo cùng một thứ tự trên đèn LED, nếu không việc kết nối các đèn LED sau này với vi điều khiển sẽ trở nên rất khó khăn.

Tiếp theo, bạn có thể hàn dây với đèn LED RGB. Để làm điều này, tôi đã kẹp đèn LED với chân dài ramaing, cực dương hoặc cực âm chung, vào một bàn tay trợ giúp, như bạn có thể thấy trên hình thứ hai. Lặp lại điều này cho tất cả các đèn LED. Đảm bảo rằng bạn có một kết nối chặt chẽ bằng cách lắc các dây đồng.

Bước 3: Bện dây đồng

Sau khi bạn hàn các dây đồng vào đèn LED, đã đến lúc bện. Nếu bạn không biết làm thế nào để bện có rất nhiều hướng dẫn trên youtube. Chỉ cần tìm kiếm "bím tóc 3 sợi". Để bện dây, tôi lại sử dụng bàn tay trợ giúp để giữ đèn LED cho tôi. Trong trường hợp của tôi, tay trợ giúp thường trượt về phía tôi trong khi bện nên tôi kẹp nó vào bàn làm việc. Vì bện rất tốn thời gian nên tôi đã làm hầu hết trong khi làm một số phim truyền hình dài tập. Bạn nên để khoảng 8-10 cm dây đồng không bện. Để làm điều này, chỉ cần thắt nút dây khi bạn đến gần 8 cm trên dây ngắn nhất. Đối với tất cả các phần còn lại chiều dài phải nhiều hơn hoặc ít hơn như nhau.

Bước 4: Hàn dây bạc và xoắn

Bây giờ bạn có thể hàn dây bạc vào chân còn lại của đèn LED. Để làm được điều đó, trước tiên bạn phải cắt một đoạn. Chiều dài của đoạn dây phải gấp đôi chiều dài của dây đồng cộng thêm 20 cm, tùy thuộc vào độ chắc chắn của bạn sau này. Nếu bạn thực hiện nhiều vòng xoắn hơn trên mỗi cm, tất nhiên bạn cần nhiều chiều dài dây hơn so với ít vòng xoắn trên mỗi cm. Trong trường hợp của tôi, điều này có nghĩa là 120 cm mỗi mảnh. Để chắc chắn bạn cần bao nhiêu, trước tiên chỉ cắt một đoạn và nhớ độ dài của nó.

Sau đó, bạn gấp đôi sợi dây bạc tạo ra một vòng dây ở giữa, xem hình 1. Sau đó, vòng dây được đẩy qua chân làm lại của đèn LED, cực dương (hoặc cực âm) chung. Để làm cho việc này dễ dàng hơn, bạn có thể uốn cong phần chân lên trên một chút, xem hình 2. Sau đó, áp dụng thật nhẹ nhàng vào vòng lặp với phần chân ở bên trong. Đảm bảo rằng có một mối liên kết tốt giữa dây bạc và chân. Sau đó, bạn có thể cắt phần chân nhô ra và có thể giũa các cạnh sắc đi kèm khi cắt.

Khi bạn đã hàn dây bạc vào vị trí, bạn có thể bắt đầu xoắn nó xung quanh các dây đồng bện cho đến khi thắt nút ở bước trước. Dây bạc phải dài ít nhất bằng dây đồng như bạn thấy trong hình 5. Phần dây bạc nhô ra sau nút thắt sau này sẽ trở thành rễ của cây dây. Không quan trọng nếu một số dây bạc ngắn hơn nhưng phần lớn phải dài bằng dây đồng. Tùy thuộc vào kết quả của bạn, bây giờ bạn có thể điều chỉnh độ dài của các dây bạc tiếp theo bắt nguồn từ độ dài của dây đầu tiên hoặc để nguyên. Bây giờ lặp lại điều này cho tất cả các đèn LED còn lại. Cuối cùng bạn đã có một bó "cành cây" này.

Bước 5: Lắp ráp cây dây

Để lắp ráp cây dây, trước tiên hãy đặt tất cả các cành lại với nhau sao cho các nút thắt ở cuối phần bện nằm cạnh nhau như bạn có thể thấy trong hình đầu tiên. Hơn là cố định tạm thời chúng với nhau và thiết kế sơ bộ cây của bạn khi bạn thấy phù hợp. Để thiết kế cây, tôi đã tạo các kiểu cành khác nhau. Một số tôi để nguyên như vậy và một số tôi ghép nối để đại diện cho các nhánh rẽ. Tôi đánh dấu các nhánh mà tôi muốn theo cặp bằng một cái kéo cắt ở điểm tôi muốn chúng tách rời. Sau đó, tôi tháo cây dây một lần nữa và đặt dây bạc xung quanh các cành để thành từng cặp. Dây bạc có cùng chiều dài như trước đây, trong trường hợp của tôi là khoảng 120 cm. Bước cuối cùng là đặt tất cả các cành cây, cành cây ghép đôi và cành cây đơn lẻ lại với nhau và xoắn một số dây bạc xung quanh bắt đầu từ điểm mà tất cả chúng tách rời nhau. Dây bạc cuối cùng này cần phải dài nhất, vì thân cây hiện có đường kính lớn. Tôi đã đi được 140 cm.

Bước 6: Phân loại dây và hàn các kết nối điện

Bây giờ bạn đã hoàn thành phần thân cây, đã đến lúc phân loại dây. Bắt đầu với những sợi dây bạc vì chúng là những sợi dây kém di chuyển nhất. Đầu tiên bạn luồn thẳng 3 đến 4 sợi dây bạc ngắn nhất từ thân cây xuống và xoắn chúng lại với nhau. Các dây khác sẽ uốn cong bên ngoài và sẽ trở thành rễ sau này. Cắt ngắn các dây xoắn nhô ra khỏi đáy sao cho chiều dài bằng nhau, dài ra khỏi thân cây ít nhất 2-3 cm. Tiếp theo, lấy một đoạn dây ngắn (ví dụ 10 cm) để hàn vào các sợi dây bạc nhô ra dưới đáy cây. Hệ thống dây bạc sau này sẽ được kết nối với điện áp dương. (Thông thường trong điện tử, dây màu đỏ tương ứng với Điện áp dương (hoặc Vin) và màu đen thành âm (hoặc GND). Nhưng với đèn LED RGB, tôi thường dành dây màu đỏ cho đèn LED màu đỏ, vì vậy trong trường hợp này, tôi sử dụng dây màu cam làm nó là "gần nhất" với màu đỏ.) Dải một bên của dây trong 1-2 cm và xoắn nó xung quanh các dây bạc ở phía dưới như có thể thấy trong hình 4 và hàn chúng vào vị trí.

Tiếp theo, bắt đầu phân loại các màu dây khác nhau với nhau. Kéo dài mười theo chiều ngắn nhất trên và dải tất cả chúng từ 1 - 2 cm và xoắn phần cuối đã tước lại với nhau. Bây giờ hãy kiểm tra các đèn LED một lần nữa bằng cách đặt điện áp dương vào dây bạc của các bộ phận dây đồng trống. Hãy nhớ màu nào của bạn tương ứng với màu nào của ánh sáng đỏ, lục hoặc lam. Bây giờ hàn dây màu xanh lá cây vào các dây dẫn điều khiển các đèn LED màu xanh lá cây, v.v., theo cách tương tự như đối với dây màu bạc trong đoạn trên. Trong bước cuối cùng, hãy đặt một số ống co nhiệt hoặc băng dính điện lên trên các dây đồng trần để cách điện chúng không chạm vào nhau và do đó làm ngắn mạch nhau.

Để điều khiển cây dây RGB-LED sau này, tôi đã sử dụng một công tắc nút tiêu chuẩn. Tôi đã cắt phần chân không cần thiết của công tắc nút và hàn vào dây ở những cái làm lại. Nhớ sử dụng đúng loại vì 2 chân "kết nối" bằng "thanh nhựa" phía dưới công tắc được kết nối với nhau.

Bước 7: Trồng cây

Như bạn thấy trong hình, cây được trồng bên trong chậu hoa trên một tấm gỗ và xung quanh là đá.

Để làm tấm gỗ đầu tiên tôi đo đường kính trong của chậu hoa. Sau đó, tôi vẽ một vòng tròn trên một mảnh bìa cứng và cắt nó ra. Sau đó, tôi kiểm tra, nếu hình tròn các tông vừa với độ sâu mong muốn của chậu hoa và nếu không, hãy cắt nó nhỏ hơn một chút. Khi tôi đã hài lòng, tôi chuyển hình dạng tấm ván trên tấm gỗ và cắt nó ra. Đối với bảng gỗ, tôi đã sử dụng đáy của một hộp gỗ màu cam từ siêu thị địa phương. Tấm gỗ cần có một lỗ ở giữa với đường kính 10 mm. Để giữ tấm gỗ ở độ cao mong muốn, tôi cưa 3 thanh nhỏ từ mảnh gỗ vụn mà tôi đã nằm xung quanh. Trong trường hợp của tôi, chúng dài 7 cm.

Tiếp theo, tôi khoan một lỗ dưới đáy chậu hoa để luồn dây điện qua và mài một rãnh cho dây cáp với một con quay đa năng đủ sâu cho dây cáp của tôi để cho chậu hoa nằm phẳng trên mặt đất. Tiếp theo ta phết một ít keo nóng vào hai đầu que đã cưa lúc nãy rồi cho vào chậu hoa, tạo thành kiềng ba chân cho tấm gỗ để ngồi.

Bây giờ cây đã có thể cho vào chậu hoa, tôi bắt đầu xếp những viên đá xung quanh thân cây. Việc che phủ hoàn toàn tấm gỗ bằng cây cối là không quan trọng, vì ngay cả khi bạn chỉ cách nửa mét, bạn không thể thực sự nhìn thấy sâu trong chậu hoa. Đảm bảo rằng bạn để hở một chỗ nhỏ, nơi bạn có thể đặt và chạm vào nút công tắc để điều khiển đèn LED. Khi tôi đã hài lòng với vẻ ngoài, tôi dán các viên đá vào vị trí bằng cách sử dụng keo nóng. Sau đó tôi khoan hai lỗ nhỏ cạnh nhau để luồn dây cáp hàn vào nút công tắc và dán nút công tắc vào đúng vị trí.

Bước cuối cùng là thiết kế bộ rễ. Để làm được điều đó, tôi xoắn 2 hoặc nhiều sợi dây bạc dính lại với nhau và chúng tách ra ở các khoảng cách khác nhau như hình 11. Sau đó tôi uốn các rễ xung quanh tấm gỗ như trong hình 12. Sau đó, tôi tạo thành một vòng tròn bằng dây bạc. mà tôi đặt chúng lên và uốn cong rễ xung quanh vòng, như có thể thấy trong hình 13 và thắt chặt chúng lần lượt từng chút một. Bước cuối cùng là cắt những đầu dây bạc bị chìa ra ngoài nhiều.

Bước 8: Mạch điện và vi điều khiển

Ở bước cuối cùng tôi lắp mạch điện lại với nhau. Bộ vi điều khiển đang điều khiển đèn LED RGB. Vì GPIO của bộ vi điều khiển chỉ cung cấp 3,3 V, không đủ để một số đèn LED sáng, tôi đã kết nối microntroller với MOSFETs có thể chuyển các đèn LED với điện áp đầu vào của bộ vi điều khiển, là 5 V. (Thay vào đó MOSFETs bạn cũng có thể sử dụng bóng bán dẫn nhưng tôi đã có MOSFETS nằm xung quanh từ một dự án máy tính nên tôi đã sử dụng chúng.) Tuy nhiên, một số đèn LED không thể chịu được 5 V và các màu khác nhau sẽ sáng ở độ sáng khác nhau khi chúng được áp dụng cho cùng một điện áp 5 V. Đây là nơi các điện trở đi vào. Các giá trị của điện trở phải được tính toán cho mọi màu của đèn LED RGB theo Biểu dữ liệu và có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất. Hoặc bạn có thể chỉ cần sử dụng các giá trị được cung cấp trong sơ đồ mạch và kiểm tra xem các giá trị có phù hợp với bạn không. Nếu không, bạn có thể điều chỉnh một chút với các giá trị điện trở bằng cách tăng và giảm giá trị điện trở cho đến khi tất cả các màu đều sáng như nhau. Để nút hoạt động, cần phải có một điện trở kéo lên nếu không nút có thể bị phát hiện là nhấn mãi mãi. Trong trường hợp này, Wemos D1 mini có điện trở pullup bên trong có thể được kích hoạt trong mã. Nếu microntroller đã sử dụng không hỗ trợ điều đó, thì cần có một điện trở pullup bên ngoài.

Sau khi chọn các giá trị điện trở, tôi hàn tất cả các phần điện tử lại với nhau trên một bảng mạch. Để kết nối các dây đến từ cái cây, tôi đã sử dụng các đầu ghim nam trên bảng và các đầu cái trên dây, nhưng bạn cũng có thể hàn chúng trực tiếp vào bảng. Trước khi kết nối mọi thứ với nhau và đưa vào chậu hoa, bạn nên flash chương trình lên vi điều khiển. Tôi đã đính kèm tệp mã. Tôi hy vọng tôi đã nhận xét đủ trong mã để mọi người có thể hiểu chuyện gì đang xảy ra. Ngay bây giờ, mã rất cơ bản và tôi có thể thêm các tính năng cho nó trong tương lai. Nếu tôi làm như vậy, tôi sẽ đăng một bản cập nhật ở đây và có thể sẽ chuyển mã sang github. Khi bạn cắm cây vào, nó sẽ nhấp nháy màu xanh lục đỏ, xanh lam và trắng sau đó sẽ bắt đầu chuyển động qua quang phổ màu sắc. Bạn có thể thay đổi mã màu bằng cách nhấn nút.

Hiện tại, mã có 3 chế độ:

• 0: Tắt
• 1: Chế độ cầu vồng: Đạp xe qua quang phổ màu sắc
• 2: Chế độ màu cố định

Bạn có thể chuyển đổi giữa các mã màu bằng cách giữ nút trong hơn nửa giây. Nếu thành công, cây sẽ nhấp nháy màu trắng theo số lần đã nêu trước chế độ trên. Ở chế độ màu cố định, một lần nhấn nút ngắn (dưới nửa giây) sẽ chuyển qua 7 màu khác nhau được xác định trong mã. Nếu thao tác bấm nút không được chấp nhận (thao tác bấm nút ngắn chỉ hoạt động ở chế độ màu cố định), cây sẽ nhấp nháy như khi cắm lần đầu tiên. Vui lòng thay đổi mã khi bạn thấy phù hợp.

Bước 9: Thưởng thức

Việc còn lại cần làm là tìm một vị trí thích hợp cho cây dây LED RGB mới làm của bạn và tận hưởng nó. Tất cả những gì tôi làm ra cái cây này mất khoảng 8 - 10 tiếng đồng hồ trong vài ngày. Một số việc tốn thời gian hơn như bện và xoắn dây bạc quanh cành cây mà tôi đã làm khi xem TV.

Bạn có thể thắc mắc tại sao không có hình ảnh nào về cái cây rực đỏ. Đơn giản là vì trong khi viết bài hướng dẫn này, tôi đang đợi một lô hàng thiết bị điện tử mà tôi cần lắp ráp bộ điều khiển. Do đó, tôi đã sử dụng bộ điều khiển từ cây RGB-LED đầu tiên của mình cho các bức ảnh. Tuy nhiên, các đèn LED trong cây RGB-LED mà tôi dựa trên hướng dẫn này cần các giá trị điện trở thấp hơn cho màu đỏ và do đó ánh sáng đỏ rất mờ.