Cầu thang tự động LED "Bloody Red" dựa trên Arduino: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

GÌ?

Chào!

Tôi đã làm cho cầu thang đèn LED chảy máu! Đó là một Tài liệu hướng dẫn mới tận dụng một số cài đặt phần cứng mà tôi đã thực hiện từ một tài liệu trước đó mà tôi có thể thực hiện được. Tôi đã tạo một hoạt ảnh ĐỎ giống như giọt máu, hoàn hảo để được kích hoạt tự động trong những khoảnh khắc lừa hoặc điều trị đó!

Ngay sau khi bạn đến gần cầu thang, "giọt máu" xuất hiện từ những vị trí ngẫu nhiên trên cầu thang và bắt đầu đi xuống, để lại dấu vết máu trên đường đi của chúng, dần dần biến mất. Số lượng giọt là một tham số trong bản phác thảo Arduino.

Tính hiện thực của hiệu ứng này được tăng cường bởi tốc độ ngẫu nhiên của các giọt: chúng không đi xuống theo tuyến tính, nhưng chúng sẽ chậm lại và tăng tốc như các giọt chất lỏng khi đi xuống một bề mặt (như máu).

Như tôi đã nói, tôi đã tận dụng một số cài đặt phần cứng hiện có, tuy nhiên lập trình (bản phác thảo Arduino) là hoàn toàn mới, cộng với một số lớp hoàn thiện bằng gỗ mới để làm cho chúng được gắn hoàn toàn với cầu thang. Cài đặt phần cứng hiện có được sao chép trong bước 1 và 2, và để hoàn thiện, được thực hiện từ đây:

www.instructables.com/id/Automatic-IoT-Sta…

Các bước 3, 4 và 5 là hoàn toàn mới, danh sách mua sắm bên dưới cũng khác.

TẠI SAO?

Cầu thang đã có một số hình ảnh động, nhưng tôi đã thiếu một thứ gì đó cụ thể cho Halloween. Cầu thang có thể nhìn thấy từ bên ngoài cửa chính, vì vậy thật tuyệt khi xua đuổi tất cả những con quái vật đó bằng cách cho chúng xem máu thật!:)

DANH SÁCH MUA SẮM

Tôi đã sử dụng các thành phần sau, cuộn xuống để xem các bước xây dựng:

1) Dải LED 2 x 4m ws2813 rgb:

www.aliexpress.com/whorors?catId=0&initi…

có được phiên bản không chống nước, với 60 đèn LED / m. Ngoài ra, tôi đã tìm thấy một phiên bản 5m rẻ hơn và chỉ cắt 1m từ cuối của cả hai dải. Lưu ý rằng bạn có thể làm điều này với đèn LED ws2812 và ws2812b, ánh sáng sẽ giống hệt nhau và chúng rẻ hơn. Ws2813 đáng tin cậy hơn vì chúng có kết nối dữ liệu dự phòng, vì vậy nếu bạn làm hỏng một đèn LED, phần còn lại của dải sẽ tiếp tục hoạt động. Chúng khoảng 27 $ / 25 € mỗi cái.

2) Cấu hình nhôm chữ U 4 x 2m, 14mm x 13mm:

www.ebay.ie/itm/New-2-METERS-U-LINE-Alumin…

Đây là 20 € mỗi cái, khoảng 22 đô la. Tôi cũng đã mua các nắp thiết bị đầu cuối và các vít lắp. Không thể lắp các vít ở phía tôi cần chúng, chúng phải được lắp ở phía đối diện với bộ khuếch tán, vì vậy chúng không có ích gì đối với tôi. Thay vào đó, nhờ độ dốc của cầu thang và một số ma sát do tấm ốp chân tường cung cấp, một số miếng băng keo dính kết dính đủ để lắp các cấu hình lên các tấm ốp chân tường.

3) Cáp Ethernet 2 x cat-5:

www.aliexpress.com/item/Vention-Ethernet-C…

Tôi không biết chiều dài nào được sử dụng ở đây, tôi đoán là khoảng 2m, thợ điện và thợ mộc đã lắp đặt dây cáp dưới sàn nhà, đi từ các tấm ốp chân tường của cầu thang, đến căn phòng bằng máy ép. Lưu ý rằng cáp quá dài sẽ làm giảm dòng điện và bạn sẽ cần một số thiết lập phức tạp hơn để cung cấp dòng điện chính xác và tránh phá vỡ kết nối dữ liệu.

4) các loại cáp dupont dự phòng:

www.aliexpress.com/whorors?catId=0&initi…

5) là bộ điều khiển vi mô hỗ trợ wifi, tôi đã sử dụng phiên bản đầu tiên của Wemos D1, hiện đã ngừng hoạt động, bạn vẫn có thể tìm thấy phiên bản này trực tuyến:

www.aliexpress.com/whorors?catId=0&initi…

Đối với những người đọc trong tương lai, nếu bạn không tìm thấy nó, phiên bản R2 của Wemos D1 cũng sẽ hoạt động.

6) 2 x cảm biến chuyển động PIR cho Arduino:

www.aliexpress.com/whorors?catId=0&initi…

7) một nguồn điện 5v, 40a, 200w:

www.aliexpress.com/whorors?catId=0&initi…

Đây là 21,5 £, khoảng 25 € hoặc 27 $. Bạn có thể cần ít hơn 40A, nhưng loại này rẻ hơn 20A, và với ampe, tốt hơn hết là quá kích thước, vì vậy bộ nguồn sẽ chạy mát hơn và sống lâu hơn.

8) hai dải gỗ thông, 36mm:

www.builderdepot.co.uk/richard-burbidge-pin…. Khoảng 6 euro mỗi người ở Ireland.

9) một số sơn vỏ trứng màu trắng mà tôi đã có (cùng một màu sơn của các tấm ốp chân tường)

10) keo silicon, có thể sơn:

www.woodies.ie/dechering/decorated-acces…. Đây là 5 euro

11) hai trường hợp in 3d cho cảm biến PIR, như sau:

www.thingiverse.com/thing:1374677

Tôi nhận được của tôi miễn phí từ một người bạn, tôi không có máy in 3d:(

Bước 1: Đấu dây

Bạn cần nhận ra các kết nối sau: 1) Dải đèn LED - Wemos D1

2) Dải đèn LED - cung cấp điện

3) Cảm biến PIR - Wemos D1

4) Cảm biến PIR - cung cấp điện

5) Wemos D1 - nguồn cung cấp

6) cung cấp điện - mạng lưới điện gia đình

Chuẩn bị: Tôi đã có hai cáp Ethernet cat 5 (https://en.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable) được lắp đặt dưới sàn nhà giữa các tấm ốp chân tường và máy ép nóng của thợ mộc và thợ điện trước khi thợ mộc lắp đặt sàn gỗ. Một dây cáp cho mỗi bên của cầu thang, bật ra từ đầu của tấm ốp chân tường ở một đầu và từ một lỗ trên tường của máy ép nóng ở đầu kia. Cáp cat 5 có 8 sợi cáp nhỏ, được chia thành 4 cặp xoắn sử dụng 4 đế màu khác nhau và 2 mẫu màu (màu liền, hoặc đường đứt nét). Tháo 8-10 cm cao su từ mỗi đầu của mỗi cáp cat 5 để tiếp cận 4 cặp xoắn. Hãy tháo từng cặp ra, để kết thúc với 8 sợi cáp nhỏ độc lập. Chỉ lấy khoảng 1cm nhựa từ mỗi đầu của mỗi sợi cáp nhỏ, ở cả hai đầu của mỗi sợi cáp mèo 5. Bước này khá mất thời gian và tôi khuyên bạn nên sử dụng dụng cụ bóc cáp thích hợp để thực hiện nhanh chóng. Tôi đã dùng kéo.

Đối với kết nối được liệt kê là 1), tôi đã chọn đầu nối 4 chiều (cộng với hai cáp nguồn bổ sung) từ dải đèn LED và kết nối cáp màu xanh lục từ đèn LED (cáp dữ liệu) với một trong 8 cáp nhỏ từ cáp cat 5. Tôi đã chọn các chân màu trắng-cam của cáp cat 5 cho việc này.

Đối với kết nối được liệt kê là 2), tôi đã chọn đầu nối 4 chiều (cộng với hai cáp nguồn bổ sung) từ dải LED và kết nối cáp màu đỏ từ đầu nối LED (cáp VCC) với * hai * trong số 8 nhỏ cáp từ cáp cat 5, xoắn lại với nhau. Tôi đã chọn các chân màu xanh lam và trắng-xanh của cáp cat 5 cho việc này. Ngoài ra, tôi đã kết nối cáp màu trắng từ đầu nối LED (cáp GROUND) với * hai * trong số 8 cáp nhỏ từ cáp cat 5, được xoắn lại với nhau. Tôi đã chọn các chân màu nâu và màu xanh lá cây của cáp cat 5 cho việc này. Cuối cùng, để mang lại nhiều dòng điện hơn nữa cho dải, tôi đã kết nối cáp màu trắng bổ sung từ bên ngoài đầu nối LED (cáp GROUND bổ sung) với một trong các cáp nhỏ từ cáp cat 5 (Tôi đã chọn chân trắng-xanh của con mèo Cáp 5 cho cái này), và thêm cáp màu đỏ từ bên ngoài đầu nối LED (cáp VCC phụ) đến một trong những cáp nhỏ từ cáp cat 5 (tôi đã chọn chân màu nâu trắng của cáp cat 5 cho cái này). Lý do cấp nguồn cho dải LED với 3 cáp mang điện tích cực và 3 cáp nối đất là để phân phối dòng điện qua nhiều chân hơn, để tránh quá nhiệt và đảm bảo đủ dòng điện đến các đèn LED. Điều này có thể đạt được bằng cách chạy một cáp dày hơn chỉ để cấp nguồn, nhưng sau đó tôi sẽ phải chạy quá nhiều cáp riêng biệt (một cáp dày cho nguồn, một cáp dày cho mặt đất, một cáp dữ liệu cho đèn LED, một cáp dữ liệu cho cảm biến PIR. Tôi muốn trả cho thợ điện ít hơn và chỉ lắp đặt 1 dây cáp mỗi bên:)

Đối với kết nối được liệt kê là 3), tôi đã kết nối chân "ra" của cảm biến PIR với một trong những dây cáp nhỏ từ cáp cat 5 (tôi đã chọn chân màu cam của cáp cat 5 cho điều này).

Đối với kết nối được liệt kê là 4), tôi đã kết nối chân "vcc" của cảm biến PIR với cáp nhỏ màu nâu trắng của cáp cat 5 đã được kết nối với cáp màu đỏ từ dải đèn LED và chân "nối đất" của cảm biến PIR tới cáp nhỏ màu trắng xanh của cáp cat 5 đã được kết nối với cáp trắng từ dải đèn LED. Tất cả các kết nối trên có thể được làm gọn gàng hơn bằng cách sử dụng các ống co nhiệt. Tôi không sử dụng chúng, vì tôi định bao phủ mọi thứ bằng một tấm ván MDF màu trắng đặt trên tấm nhôm định hình, vì vậy, để nhúng hồ sơ vào tấm ốp chân tường. Thao tác này sẽ ẩn tất cả các cáp và sẽ cho phép tôi truy cập trong trường hợp cần sửa chữa hoặc phát triển thêm. 4 kết nối đầu tiên này được sao chép chính xác ở phía bên kia của cầu thang, nơi đặt cảm biến PIR khác. Cũng lưu ý rằng cáp màu xanh lam từ đầu nối đèn LED không có kết nối vì đó là dữ liệu dự phòng từ dải ws2813. Để nhận ra các mặt khác của các kết nối (tức là trong máy ép nóng), tôi đã: a) xoắn lại với nhau các chân màu xanh lam, trắng-xanh lam và nâu trắng của cáp cat 5 và tôi đã chèn kết quả vào một trong các ba cổng "+ V" của nguồn điện. b) xoắn lại các chân màu xanh lá cây, trắng-xanh lục và nâu của cáp cat 5 lại với nhau và tôi đã cắm kết quả vào một trong ba cổng "COM" của nguồn cung cấp puwer. a) và b) được lặp lại cho cáp cat 5 khác tương ứng với phía bên kia của cầu thang. Tôi đã sử dụng (các) cổng "+ V" và "COM" khác của bộ nguồn. c) hai chân màu cam của hai cáp cat 5 được luồn vào chân 4 và 5 của Wemos D1 d) hai chân màu trắng-cam của hai cáp cat 5 được xoắn lại với nhau và lắp vào chân 1 của Wemos D1. Bây giờ, nếu tôi đã sử dụng Arduino Uno thông thường với tấm chắn wifi hoặc mô-đun esp8266 bên ngoài, tôi có thể để hai dải độc lập, không xoắn hai dây cáp và kết nối hai chân với chân 1 và 2 của Arduino. Bằng cách này, tôi có thể kiểm soát hoạt ảnh của hai bên cầu thang một cách riêng biệt. Tuy nhiên, tôi quyết định đơn giản hóa và giữ họ tham gia. Đây là một hạn chế của Wemos D1 R1, có thể điều khiển dải đèn LED tương thích với Neopixel chỉ từ chân 1. Tôi không chắc liệu họ có sửa lỗi này vào R2 hay không, điều đó có thể xảy ra, nếu bạn kết thúc thử với R2, hãy cho tôi biết nếu điều này hoạt động.

Đối với kết nối được liệt kê là 5), tôi có nhiều lựa chọn khả thi (như sử dụng nguồn điện USB dự phòng cho điện thoại và sử dụng trực tiếp cổng microusb trong Wemos D1), nhưng vì tôi có cặp + V cuối cùng (thứ ba) và các cổng COM từ bộ nguồn 40A của tôi không được sử dụng, tôi quyết định kết nối chân 5v của Wemos với cổng + V của bộ nguồn và chân GND của Wemos với cổng COM của bộ nguồn. Xin lưu ý rằng điều này bỏ qua bộ điều chỉnh điện áp bên trong của Wemos và sẽ chỉ hoạt động nếu nguồn điện có điện áp khá ổn định, đó là trường hợp của tôi. Nếu không, bạn có nguy cơ đốt cháy Wemos D1. Lưu ý rằng trong hình, bạn sẽ thấy cáp microusb được kết nối với Wemos D1. Chà, nó không được kết nối với bất cứ thứ gì ở phía bên kia, tôi chỉ để nó ở đó khi tôi phải cắm Wemos vào máy tính xách tay để lập trình nó. Như bạn sẽ khám phá trong bước sau, tôi đang lập trình Wemos không dây OTA (Over The Air) ngay bây giờ, để có thể tháo cáp đó ra.

Đối với kết nối được liệt kê là 6), thợ điện đã để một dây cáp màu trắng được cắm vào một công tắc hợp nhất, mang điện 220v, bật ra từ tường. Vì vậy, tất cả những gì tôi phải làm là lấy một ít cao su ra ở đầu cáp màu trắng, loại bỏ khoảng 1 cm cao su từ mỗi ba điểm tiếp xúc, sau đó kết nối màu nâu vào cổng "L" của nguồn điện, màu xanh lam vào cổng "N" và màu vàng-xanh lục vào cổng "đất". Đây là bước tốn thời gian nhất, cũng bởi vì tôi không sử dụng các dụng cụ thích hợp để bóc cao su của cáp, tôi chỉ sử dụng một số kéo nhà bếp. Tôi đã luôn làm theo cách đó nên tỷ lệ lỗi của tôi chỉ là 3/35 (trong đó 35 là 8 chân từ mỗi cáp cat 5 và mỗi đầu của chúng, cộng với 3 chân từ cáp mạng gia đình), tức là tôi chỉ phải làm lại -cắt 3 chân trong tổng số 35 kết nối. Tuy nhiên, bạn có thể làm điều đó nhanh hơn với một bộ rút dây cáp thích hợp.

Bước 2: Lắp đèn LED và cấu hình nhôm

Điều này khá dễ dàng khi bạn tìm ra trình tự các bước tốt nhất. Tôi đề nghị những điều sau:

1) với sự giúp đỡ của một người khác, lấy cả hai cấu hình để cài đặt ở một bên, đặt chúng trên bảng ốp chân tường với bộ khuếch tán hướng về phía bên kia của cầu thang, quyết định khu vực cầu thang bạn muốn che (cầu thang của chúng tôi dài 4,4m và chúng tôi chỉ có 4m nhôm định hình) và đánh dấu nó bằng bút chì.

2) đặt 3 hoặc 4 đoạn băng keo dính hai lớp dọc theo chiều dài của mỗi trong hai thanh nhôm (hoặc trực tiếp trên tấm ốp chân tường). Được rồi, tôi đã nói dối, tôi không có băng dính hai lớp nên tôi chỉ sử dụng băng dính thông thường cuộn lại để tạo thành một miếng dán hai lớp. Nó hoạt động.

3) nhẹ nhàng tháo bộ khuếch tán khỏi các cấu hình nhôm (xem các ngón tay của bạn!)

4) đặt các cấu hình lên bảng ốp chân tường (tức là lên băng keo), đảm bảo rằng băng keo được ẩn giữa mặt cắt và bảng ốp chân tường. Cũng cần đảm bảo rằng bộ khuếch tán hướng về phía bên kia của cầu thang, không hướng lên trên, nếu không bạn sẽ không đạt được hiệu quả mong muốn. Nói cách khác, hình ảnh đính kèm ở đây chỉ mang tính chất tham khảo, đừng làm theo hình ảnh với các số đo mà lắp đặt bộ khuếch tán hướng lên trên. Bây giờ bạn cần tự tin khi thực hiện các bước tiếp theo, lời khuyên của tôi là nhờ người thứ hai giúp đỡ và nhờ người có ngón tay nhỏ hơn làm những việc sau:

5) mở dải đèn LED, đặt nó bên cạnh (nhưng bên ngoài) của cấu hình nhôm và đảm bảo rằng tất cả các đèn LED sẽ kết thúc bên trong dòng chữ U. ở đầu trên cùng của dải, bạn có đầu nối, dày hơn so với thanh nhôm. Lưu ý vị trí sẽ kết thúc khi dải nằm bên trong đường chữ U.

6) Tháo nắp của băng dính hai lớp mà bạn tìm thấy đằng sau cuộn dây LED (nếu bạn không có băng dính hai lớp ở đây, hãy lấy một chiếc và lắp nó dọc theo toàn bộ chiều dài của cuộn. Không có miếng dán rời rạc, bạn cần toàn bộ chiều dài được bao phủ bởi băng). Tôi đã có keo sinh học chất lượng 3M nên rất ít chỗ sai sót. Nếu bạn không chú ý đầy đủ, băng dính sẽ dính vào mặt cắt hoặc ván ốp chân tường, hoặc vào một mảnh khác của dải hoặc vào các bậc thang, và không quá dễ dàng để gỡ nó ra.

7) chèn đầu nối trên cùng của dải đèn LED bằng cách trượt nó cùng với 2-3 pixel đầu tiên vào phần cuối của cấu hình. Đảm bảo rằng bạn phù hợp với cấp độ mà bạn đã lưu ý ở bước 5)

8) Bây giờ yêu cầu người dùng các ngón tay nhỏ hơn ấn nhẹ từng pixel vào cuối đường chữ U. Hãy dành thời gian của bạn trong khi làm điều này. Nếu bạn ghi chú tất cả các độ dài một cách chính xác, bạn sẽ kết thúc với đèn LED cuối cùng chỉ 2-3 mm bên trong đường chữ U ở đầu bên kia.:)

Bước 3: Hoàn thiện Đồ gỗ

Bây giờ bạn cần bao phủ tất cả mọi thứ bằng gỗ dải để nó trông được gắn vào cầu thang.

Đặt càng nhiều silicone càng tốt giữa các thanh nhôm và tường. Nó sẽ đóng vai trò như một viên gạch cơ bản để lót thêm silicone khi bạn đặt thanh gỗ lên trên.

Chuẩn bị gỗ dải bằng cách chà nhám với giấy nhám có hạt ngày càng mịn. Tôi bắt đầu với 40 và kết thúc với 120. Sơn dải gỗ với cùng một loại sơn ván ốp chân tường của bạn. Hãy để chúng khô !!!

Cung cấp cho họ bao nhiêu đường chuyền nếu họ cần. Trong trường hợp của tôi, đó là 2, để phù hợp với công việc của người thợ sơn trên các tấm ốp chân tường.

Đặt các thanh gỗ lên trên các thanh nhôm. Bạn sẽ kết thúc với các lỗ. Đổ đầy silicone vào những cái nhỏ. Đối với những cái lớn, cắt những miếng gỗ dải nhỏ và lặp lại các bước trên cho đến khi tất cả các lỗ được lấp đầy.

Bước 4: Lập trình vi điều khiển

Tải mã đính kèm lên bộ vi điều khiển. Thay đổi mật khẩu và ssid wifi của bạn để bạn có thể tải lên bản phác thảo mới không dây thông qua các bản cập nhật OTA.

Chương trình có các tính năng sau:

1) nó là tham số về số lượng giọt máu. Thay đổi dòng này để có nhiều giọt hơn / ít hơn:

#define DROPS 5

2) nó tự động kích hoạt các giọt khi phát hiện chuyển động

3) khi chuyển động dừng lại, nó giữ cho các giọt hiện đang hoạt động chạy xuống. Khi mỗi giọt chạm đến đáy, chúng tan ra và đèn lại tắt.