Đom đóm không hàn / Lỗi sét: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Tôi muốn thêm đom đóm LED (bọ sét nơi tôi lớn lên) vào sân của mình cho Halloween và quyết định làm một số con bằng dây LED và Arduino. Có rất nhiều dự án như thế này, nhưng hầu hết đều yêu cầu hàn và nối mạch. Đó là những điều tuyệt vời, nhưng tôi quyết định xem liệu tất cả có thể được thực hiện mà không cần hàn để tạo ra chúng siêu đơn giản hay không.

Tôi cũng đã viết mã để dễ dàng quản lý bất kỳ số lượng đom đóm nào có thể nhấp nháy theo thực tế.

Cách tiếp cận cơ bản là sử dụng các sợi LED WS2811 vì chúng đã có khả năng chống thấm nước. Chúng phổ biến để chiếu sáng cho kỳ nghỉ và sự kết hợp giữa chip WS2811 và đèn LED 5050 trong chúng về cơ bản là một phiên bản phức tạp hơn của WS2812b hoặc "Neopixels" theo cách nói của Adafruit. Ưu điểm khác của chúng là chỉ cần một đường dữ liệu cho bất kỳ số lượng đèn LED nào.

Cấp nguồn cho những thứ này rất đơn giản - một dây USB mini đến bất kỳ khối nguồn USB hoặc pin nào. Chúng không sử dụng nhiều năng lượng và có thể sử dụng lâu dài trên pin USB.

Bước 1: Các bộ phận

Danh sách các bộ phận cố ý đơn giản:

- Một Arduino. Tôi đã sử dụng Arduino Nano vì chúng rẻ hơn và nhỏ hơn. Chúng có thông số kỹ thuật gần giống như Arduino Uno. Những cái trong liên kết ở trên có các chân được hàn và đi kèm với dây micro USB. Bạn sẽ cần một cáp USB mini và một số đi kèm với các Nano được liên kết ở trên.

- Lá chắn đầu cuối Arduino Nano. Đây là mẹo để không có mối hàn - bạn có thể sử dụng tuốc nơ vít để gắn dây. Nếu bạn muốn hàn ba dây thay thế, bạn có thể bỏ qua bước này và đặt hàng bảng Arduino Nano với các chân không được gắn để bạn có thể hàn trực tiếp vào bảng Nano.

- Đèn LED. Tôi đã sử dụng các sợi WS2811, được lập trình giống như dải LED WS2812b. Chúng không thấm nước, và tôi có một số có dây đen để làm cho chúng ít nhìn thấy trên cây. Họ cũng đi kèm với dây màu xanh lá cây. Chúng đi kèm với 50 đèn LED trên mỗi sợi và chúng có các đầu nối để bạn có thể xâu chuỗi chúng lại. Tôi đang sử dụng 100-200 đèn LED, vì vậy 2 đến 4 trong số các sợi này. Tôi đang cấp nguồn cho chúng từ bộ điều chỉnh Arduino 5v cho đơn giản.

- Ắc quy. Tôi đã cấp nguồn cho bất kỳ pin USB nào, nhưng bạn cũng có thể cắm nó vào bất kỳ nguồn USB nào. - Pin cơ bản - Pin lớn hơn - Pin lớn - có thể là quá mức cần thiết

- Đầu nối JST - những thứ này đi kèm với các sợi LED, nhưng đề phòng, đây là những thứ cần thiết.

Bước 2: Lắp ráp

Hội rất đơn giản.

Cắm Arduino Nano vào tấm chắn đầu cuối. Đảm bảo các chân cắm chính xác dựa trên nhãn - nó có thể được cắm ngược.

Sử dụng đầu nối JST dự phòng đi kèm với đèn LED. Kết nối 5v và Gnd với các chân đó trên Arduino. Kết nối đường dữ liệu vào chân số 6 (có thể thay đổi mã nếu bạn muốn).

Các sợi LED đi kèm với dây nguồn được tước và đóng hộp. Những thứ đó có thể làm cạn pin của bạn, vì vậy hãy cắt chúng hoặc băng chúng lại (hoặc sử dụng ống co nhiệt nếu có). Tôi cắt bỏ những chiếc khuyên được đóng hộp và cắt một chiếc ngắn hơn chiếc còn lại để ngăn chúng chạm vào nhau.

Bây giờ bạn có thể cắm chuỗi vào Arduino.

Đó là nó!

Số lượng đèn LED và công suất

Mỗi trong số 5050 đèn LED trong sợi có thể sử dụng 60mA khi bật hoàn toàn. Vì có ba đèn LED (Đỏ / Xanh lá cây / Xanh lam) và mỗi đèn có thể có giá trị 0-256 (trong mã), bật đầy đủ sẽ là 256 + 256 + 256 = 768 cho cường độ Đỏ, Xanh lục và Xanh lam. Trong mã của tôi, tôi đang sử dụng 50 cho Đỏ, 50 cho Xanh lục và 0 cho Xanh lam, vì vậy mỗi đèn LED trên đèn LED sẽ tiêu thụ khoảng 60mA * 100/768 = 7,8125mA cho mỗi đèn LED khi chúng bật.

Điều quan trọng là có bao nhiêu đèn LED sẽ được bật cùng một lúc. Mã của tôi hiện chỉ bật chúng ở một số tỷ lệ cược ngẫu nhiên rất thấp - 5/10, 000. Trong thực tế, tôi chỉ thấy một vài mã tại một thời điểm, nhưng về mặt lý thuyết, tất cả chúng đều có thể xuất hiện cùng một lúc. Tôi có thể thêm mã để giới hạn số cùng một lúc, nhưng tỷ lệ cược là rất xa. Số lượng bật một phần phụ thuộc vào số lượng đèn LED và tỷ lệ cược được tính cho mỗi đèn LED, do đó, khi đèn LED được thêm vào, nhiều đèn LED sẽ sáng hơn.

Bộ điều chỉnh Arduino 5v có thể cấp nguồn khoảng 500mA, và một số được sử dụng cho chính Arduino, vì vậy có thể khoảng 450mA khả dụng. Ở mức 7,8mA trên mỗi đèn LED, cho phép khoảng 57 đèn LED bật sáng cùng một lúc và ngay cả khi đèn LED đang bật, nó hầu như mờ dần lên hoặc xuống, thậm chí sử dụng ít năng lượng hơn. Vì vậy, trên thực tế, bộ điều hợp nguồn Arduino USB phù hợp với nhiều đèn LED.

Số lượng đèn LED và bộ nhớ Arduino

Khi biên dịch, chương trình với 100 đèn LED, Arduino IDE báo cáo rằng 21% DRAM đang được sử dụng (chủ yếu cho mảng trạng thái đèn LED), đối với 300 đèn LED, con số này là 60%. Vì vậy, một vài sợi là ổn. Nếu bạn cần nhiều đèn LED hơn, bạn có thể chỉ cần giữ một danh sách các đèn LED thực sự đang bật - sẽ hiệu quả hơn nhiều, nhưng với nhiều sợi đó, bạn cũng sẽ gặp phải các vấn đề về điện - sụt áp và sẽ cần các kỹ thuật như chích điện. Tôi đã sử dụng nó trong các Tài liệu hướng dẫn khác, nhưng nằm ngoài phạm vi của dự án nhanh này. Ở 100-200 đèn LED, có rất nhiều DRAM và nguồn.

Bước 3: Lập trình Arduino

Bản phác thảo đính kèm sẽ nhấp nháy đèn LED như đom đóm. Mã được nhận xét một chút, nhưng điều chính là thiết lập số lượng đèn LED với số lượng bạn đang sử dụng.

Bước 4: Vị trí, nguồn điện, thời tiết

Dự án này được cấp nguồn bằng cổng USB trên Arduino, vì vậy có thể sử dụng bất kỳ nguồn điện USB nào. Để có màn hình lâu dài hơn, bạn có thể sử dụng bộ chuyển đổi gắn tường USB.

Nếu công trình sẽ ở bên ngoài trong thời gian dài, nó nên được chống thấm. Hộp điện tử chống thấm nước hay thậm chí là hộp đựng thức ăn cũng được.