RGB LED օպտիկամանրաթելային ծառ (aka Project Sparkle) ՝ 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Գտե՞լ եք ձեր սենյակը մի փոքր չափազանց ձանձրալի: Wantանկանում եք դրան մի փոքր շող տալ: Կարդացեք այստեղ, թե ինչպես վերցնել RGB LED, ավելացնել մի քանի օպտիկամանրաթելային մետաղալար և դարձնել այն ՓԱՌԵԼ:

Project Sparkle- ի հիմնական նպատակն է վերցնել սուպեր պայծառ LED գումարած օպտիկամանրաթելային մալուխ և միացնել այն արդուինոյին `ստեղծելով գեղեցիկ լուսավորության էֆեկտ: Սա օպտիկամանրաթելային աստղերի առաստաղների/առաստաղների իմիտացիա է, բայց տեղադրված է ուղղահայաց ՝ առաստաղը չկարողանալու պատճառով և չի օգտագործում նախապես պատրաստված լուսավորիչ ՝ օպտիկամանրաթելային լարերը լուսավորելու համար: Այսպիսով, դա իսկապես օպտիկամանրաթելային էֆեկտներ ձեռք բերելու միջոց է ՝ առանց թանկարժեք լուսատուների մեջ ներդրումներ կատարելու: LED- ի միջոցով arduino- ին միացնելը նաև ավելացնում է ցանկացած տեսակի հարմարեցում և գույնի կատարելագործում: Երկու աշխարհներից լավագույնը: Նյութեր. 10W LED - 5 դոլար - eBay: ** Wգուշացում, սա շատ պայծառ է: Մի նայեք սա ուղղակիորեն, երբ միացված եք: Կպցրեք այն տուփի տակ ՝ փորձարկման կամ մեկ այլ համապատասխան ծածկույթի համար ** Օպտիկամանրաթելային վերջի փայլուն մետաղալար - 25-30 դոլար - - ես այն գնել եմ առցանց TriNorthLighting- ից: Օպտիկամանրաթելային մալուխը հիմնականում վաճառվում է ոտքով `մալուխի ներսում տարբեր թելերով: Մալուխի ավելի քիչ տողերը, ընդհանուր առմամբ, ավելի հաստ են յուրաքանչյուր առանձին մետաղալար, ինչը նշանակում է, որ ընդհանուր առմամբ ավելի լուսավոր ծայր է: Ստուգեք այս էջը ՝ մալուխի համարի և լայնության վերաբերյալ հարմար աղյուսակի համար: 12V, 2Amp սնուցման աղբյուր - 10 դոլար $ 5 oldոդման երկաթ - whereանկացած վայրից $ 10 -ից մինչև սխեմայի ավելի բարձր մասի միացման բաղադրիչներ. Յուրաքանչյուրն արժեր ընդամենը մի քանի սենթ, ամենավատ խնդիրն, ամենայն հավանականությամբ, այն է, թե որտեղից կարելի է դրանք ձեռք բերել մեր օրերում Հաղորդալար, մետաղալարեր, կտրիչներ և այլն: խանութ. Դա այն նյութն է, որը ես օգտագործել եմ օպտիկամանրաթելային թելերը պատին հյուսելու համար

Քայլ 1. Շրջանակային բաղադրիչների ակնարկ

Բացի հիմնական մետաղալարից (և LED- ից), մեր սխեման ունի երկու հիմնական բաղադրիչ ՝ տրանզիստորներ և ռեզիստորներ: Տրանզիստորներ Այսպիսով, մենք ունենք 10 Վտ LED, հոսանքի մալուխ և արդուինո: Նպատակն է լուսադիոդին միացնել տախտակին և կցել arduino- ն նույն տախտակին, որպեսզի arduino- ն կարողանա դուրս բերել մի արժեք, և LED- ը միանա որոշակի պայծառությամբ (համապատասխանող արժեքին, որն arduino- ն թողնում է): Հարցն այն է, որ arduino- ն կարող է ապահովել միայն 5 Վ լարման, սակայն մեր LED- ին անհրաժեշտ է 12 Վ (նշեք. Սա կարող է փոխվել ՝ կախված այն բանից, թե ինչ էներգիայի LED եք օգտագործում): Այստեղ է, որ գալիս է սնուցման աղբյուրը: կարող եք հարցնել. Պատասխանը կախարդական է: TRANSISTORS- ի կախարդանքը: Պարզ ասած, տրանզիստորը ուժեղացուցիչ կամ անջատիչ է: Այս դեպքում մենք այն օգտագործում ենք որպես անջատիչ: Այն միացված կլինի arduino- ին, մյուսը `հոսանքի աղբյուրին, իսկ երրորդը` LED- ին: Երբ arduino- ն հոսանք է ուղարկում որոշակի շեմի վրայով, տրանզիստորը «կմիանա» և թույլ կտա հոսանքի հոսանքի լարումը անցնել դրա միջով ՝ լուսավորելով LED- ը: Երբ arduino- ից բավարար հոսանք չկա, տրանզիստորը թույլ չի տա, որ հոսանքի հոսքը անցնի դրա միջով, և LED- ն անջատված կլինի: Անցման տրանզիստորի տեսակը հայտնի է որպես անջատիչ կամ միացման տրանզիստոր: Կան բազմաթիվ տարբեր տեսակներ, որոնք ունեն տարբեր հատկություններ, ինչպիսիք են լարերի մեջ անհրաժեշտ լարումը, շահույթը և այլն: Ես խրախուսում եմ բոլոր ցանկացողներին կարդալ ավելին տրանզիստորների մասին `դրանց մասին ավելի լավ հասկանալու համար: 10W հզորությամբ LED- ն ունի ընդամենը չորս կապում, մի կողմից գետնին, իսկ մյուս կողմում ՝ յուրաքանչյուր գույնի քորոց: Եթե ցանկանում ենք կարողանալ վերահսկել յուրաքանչյուր գույն առանձին (որպեսզի կարողանանք ցուցադրել RGB- ի ցանկացած գունային համադրություն), ապա յուրաքանչյուր գույն պետք է ունենա իր տրանզիստորը, ուստի մեզ պետք է ընդամենը երեք տրանզիստոր: Օգտագործված տրանզիստորների մասին ավելի շատ մանրամասներ կլինեն հաջորդ քայլին: Դիմադրիչներ Այժմ, երբ մենք պարզել ենք, թե ինչպես միացնել LED- ն, կա մեկ այլ խնդիր: Այս ամբողջ ուժը պարտադիր չէ, որ լավ բան լինի: Մենք չենք ուզում կարճացնել LED- ն, ուստի դրան անհրաժեշտ է ավելացնել դիմադրողներ: LED- ի չորս կապումներից, գետնին քորոցը դիմադրության կարիք չունի, քանի որ այն պարզապես կիջնի: Բայց երեք գույնի կապում կպահանջվի առնվազն մեկ դիմադրություն, և քանի որ տարբեր գույներ ձգում են տարբեր լարումներ, դրանք պարտադիր չէ, որ նույն դիմադրությունն են: «Ինչպե՞ս ենք մենք երբևէ պարզելու այդ արժեքները»: կարող եք հարցնել. Դե պատասխանը ՄԱԳԻԿ է: Մաթեմատիկայի կախարդանքը: (կարդացեք, արժե, խոստանում եմ …)

Քայլ 2. Շղթայի բաղադրիչների հաշվարկը

Տրանզիստորների տեսակը Ինչպես ասվեց նախորդ քայլին, այստեղ օգտագործվող տրանզիստորները միացման բազմազանության են: Ինչպիսի տրանզիստոր է անհրաժեշտ միացումում, կախված է այն բանից, թե ինչ է պահանջում միացումը, բայց այս միացումում հարմար է 2N2219 տրանզիստորը: Ուշադրություն դարձրեք, կարող եք օգտագործել 2N2219- ից տարբերվող տրանզիստոր, քանի դեռ այն ունի համապատասխան բնութագրեր այն սխեմայի համար, որի վրա աշխատում եք: (Առավել տարածված 2N2222 տրանզիստորը նույնպես պետք է հարմար լինի) Կախված տրանզիստորի տեսակից, տրանզիստորի երեք կապում կլինեն կամ «արտանետիչ, հիմք, կոլեկտոր» կամ «դարպաս, աղբյուր, արտահոսք»: 2N2219 տիպը նախկինն է: Կան բազմաթիվ տրանզիստորների մարմնի տեսակներ, ուստի որոշելու համար, թե որ քորոցը է համապատասխանում արտանետողին, հիմքին և կոլեկտորին, ժամանակն է խորհրդակցելու ձեր բնութագրերի թերթիկին: Տրանզիստորին անհրաժեշտ է նաև երկու դիմադրություն: Մեկը տրանզիստորի հիմքը միացնում է arduino- ին. Սա կարող է լինել ցանկացած արժեք, ընդհանուր առմամբ 1kΩ- ի սահմաններում: Սա օգտագործվում է այնպես, որ arduino- ի ցանկացած կեղծ հոսանք չհանգեցնի տրանզիստորի գործարկմանը և պատահաբար լույսը միացնելուն: Երկրորդ անհրաժեշտ ռեզիստորը հիմքը միացնում է գետնին և, ընդհանուր առմամբ, մեծ արժեք է, ինչպես 10kΩ դիմադրողների տեսակները Էներգամատակարարումը LED- ին միացնելու համար մենք պետք է օգտագործենք որոշ ռեզիստորներ: LED- ի յուրաքանչյուր գույն ունի տարբեր պահանջվող լարման մուտք: Հատուկ արժեքները կախված են ձեր օգտագործած LED- ից, բայց ստանդարտ 10W LED- ի դեպքում դրանք, ամենայն հավանականությամբ, կլինեն ճիշտ տիրույթում. (մԱ) Էներգամատակարարման լարումը `12 Վ: Այսպիսով, իրավիճակն այն է. մենք օգտագործում ենք 12 Վ էլեկտրասնուցման աղբյուր` LED- ն հզորացնելու համար, և յուրաքանչյուր գույն պետք է ստանա դրանից ցածր լարման: Մենք պետք է դիմադրիչներ օգտագործենք ՝ LED- ի յուրաքանչյուր գույնի իրականում տեսած լարումը նվազեցնելու համար: Անհրաժեշտ դիմադրության արժեքը որոշելու համար ժամանակն է խորհրդակցել Օհմի օրենքի հետ: Օրինակ ՝ կարմիր գույնի համար ՝ Լարման = Ընթացիկ * Դիմադրություն…. Վերաշարադրել դիմադրության = Լարման (անկման) / Ընթացիկ դիմադրության = 4 Վ / 0.3 Ա = 13.3Ω (4 Վ -ի արժեքը 12 Վ -ից է (սնուցման աղբյուր) - կարմիր միջակայքի առավելագույնը (8 Վ)) Չնայած դեռ ավարտված չենք. Կախված ձեր դիմադրության տեսակից (այսինքն ՝ դրա չափից) դրանով կարող է միայն որոշակի քանակությամբ էներգիա ցրվել: Եթե մենք օգտագործում ենք այնպիսի ռեզիստորներ, որոնք չեն կարող բավականաչափ էներգիա ցրել, մենք դրանք կայրենք: Ռեզիստորի հզորությունը հաշվարկելու բանաձևը գալիս է Օհմի օրենքից. Դա Հզորություն = Լարման * Ընթացիկ: Հզորություն = 4V * 0.3 A = 1.2 W Սա նշանակում է, որ մեզ անհրաժեշտ է 13.3Ω, 1.2 W (առնվազն) դիմադրություն `համոզվելու համար, որ մեր LED- ն անվտանգ է: Խնդիրն այն է, որ ամենատարածված դիմադրիչները գալիս են 1/4 Վտ կամ ավելի քիչ: Ինչ անել?! Օգտագործելով դիմադրությունները զուգահեռ տեղադրելու կախարդանքը, մենք կարող ենք լուծել խնդիրը: Չորս (1/4 Վտ) ռեզիստորների զուգահեռ համատեղմամբ ՝ էներգիայի ընդհանուր սպառումը ավելանում է մինչև 1 Վտ (իդեալական տարբերակում զուգահեռաբար կավելացնեինք հինգ դիմադրող, բայց քանի որ 1.2 Վ -ը կերևա միայն այն դեպքում, երբ այն առավելագույն լուսավորված է, և մենք մի փոքր ավելի քիչ ենք օգտագործում): Ռեզիստորների զուգահեռ ավելացումն առաջացնում է դրանց դիմադրության համաչափ նվազում (նկատի ունի, եթե զուգահեռաբար միավորենք 13,3 Ω չորս դիմադրողներ, ընդհանուր դիմադրությունը կլինի միայն ~ 3 Ω) զուգահեռ. Մենք ստանում ենք այս թիվը ՝ բազմապատկելով 13.3Ω- ը չորսով, ինչը Ω 53Ω է, այնուհետև վերցնելով դիմադրության հաջորդ ամենաբարձր ստանդարտ արժեքը: Ընդհանուր առմամբ. Կարմիր գույնը սնուցելու համար մենք պետք է օգտագործենք կամ մեկ 13.3Ω 1W դիմադրություն, կամ չորս 68Ω 1/4W չորս դիմադրող զուգահեռ: Մնացած գույների համար անհրաժեշտ դիմադրությունը հաշվարկելու համար օգտագործեք նույն գործընթացը: Պահանջվող սխեմայի բաղադրիչների ամփոփում. 3 x 2N2219 տրանզիստոր 3 x 1kΩ ռեզիստոր 3 x 10 kΩ ռեզիստոր Կարմիր ՝ 4 x 68Ω 1/4 Վտ ռեզիստորներ Կապույտ ՝ 4 x 27Ω 1/ 4W դիմադրություններ Կանաչ ՝ 4 x 27 Ω 1/4W դիմադրիչներ

Քայլ 3. Շղթայի սխեմատիկ / Շղթայի կառուցում

Մաթեմատիկայի միջով անցնելով և հավաքելով բոլոր անհրաժեշտ կտորները, ժամանակն է դրանք համատեղել:

Նախ վերցրեք ձեր էլեկտրամատակարարումը և անջատեք վերջում ինչ կապ ունի այն և մեկուսացրեք հոսանքի և գրունտի լարերը: Աղացած մետաղալարն ավելացրեք տախտակի ռելսերից մեկին: Էլեկտրական լարերը կպցրեք LED- ին անհրաժեշտ ռեզիստորների վրա: Այնուհետև կառուցեք միացում, ինչպես նշված է սխեմայի սխեմայի վրա: Նկատի ունեցեք, որ շղթայի բոլոր հիմքերը (arduino հիմք, տրանզիստորների հիմքեր, էլեկտրամատակարարման հիմքեր) պետք է ինչ -որ կերպ միացված լինեն միմյանց:

Քայլ 4: Arduino կոդ

Մենք գրեթե այնտեղ ենք: Circuitամանակն է միացնել մեր սխեման արդուինոյին:

Այստեղ ծածկագիրը պարզապես RGB LED- ն անցնում է գունային ցիկլի միջոցով (այսինքն ՝ ստուգում է ամբողջ ծիածանը): Եթե ծանոթ եք arduino- ին, ապա դա այնքան էլ բարդ չէ: Այս կոդը ի սկզբանե իմ կողմից չէ գրված, բայց անկեղծորեն չեմ կարող հիշել, թե որտեղից եմ այն ներբեռնել. բաց աղբյուր էր: Եթե հիշում եմ կամ որևէ մեկը աղբյուրը գիտի, սիրով մեջբերեմ: Էսքիզը տեղադրված է ստորև: Պարզապես համոզվեք, որ ուրվագծի քորոցների արժեքները համապատասխանում են arduino- ի կապում, որն օգտագործվում է LED- ին միանալու համար: Կոդն ընդամենը LED արժեքի յուրաքանչյուր կապում ուղարկում է անհատական արժեք (0 -ից 255 -ը): Եթե ցանկանում եք, որ որոշակի գույն գա, ստուգեք RGB գունային աղյուսակը // Գործարկում է RGB LED- ը գունային անիվի ցիկլի միջոցով int brightness = 0; // որքան լուսավոր է LED- ը: Առավելագույն արժեքը 255 int rad = 0; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup () {// պինները հայտարարեք որպես ելք. pinMode (RED, OUTPUT); pinMode (Կանաչ, Ելք); pinMode (Կապույտ, ելք); } // 0 -ից մինչև 127 անվավեր displayColor (uint16_t WheelPos) {բայթ r, g, b; անջատիչ (WheelPos / 128) {case 0: r = 127 - WheelPos % 128; // Կարմիր ներքև g = WheelPos % 128; // Կանաչապատում b = 0; // կապույտ անջատում; գործ 1: g = 127 - WheelPos % 128; // կանաչ ներքև b = WheelPos % 128; // կապույտ մինչև r = 0; // կարմիր անջատում; գործ 2: b = 127 - WheelPos % 128; // կապույտ ներքև r = WheelPos % 128; // կարմիր մինչեւ g = 0; // կանաչ անջատում; } analogWrite (RED, r*2); analogWrite (GREEN, g*2); analogWrite (BLUE, b*2); } void loop () {displayColor (rad); ուշացում (40); ռադ = (ռադ+1) % 384; }

Քայլ 5: Օպտիկամանրաթելային լարերի ավելացում

Նույնիսկ եթե դուք չեք ավարտում այս քայլը, գեղեցիկն այն է, որ այժմ մենք ունենք հիանալի, պայծառ, լիովին կարգավորելի RGB LED: Ես որոշեցի այն համատեղել օպտիկամանրաթելերի հետ, բայց իսկապես կարող եք անել այն, ինչ ցանկանում եք: Քաղցր լուսարձակի տեղ դնե՞լ: Դիսկոտեկի գնդակ վառե՞լ: Այսքան հնարավորություններ:

Սկզբում ես գնեցի հինգ ոտնաչափ 50 թել մանրաթել, 10 ոտնաչափ 12 թել մանրաթել և 5 ոտնաչափ 25 թել մանրաթել: Վերջացրեցի երկարությունը կիսով չափ, որպեսզի ավելի շատ բծեր ունենամ, չնայած որ լարերն իրենք ավելի կարճ էին: Ես ընտրեցի ծառ պատրաստել, քանի որ չէի կարող դրանք պատի միջով ամրացնել: Շղարշը սոսնձված էր պատին ռետինե ցեմենտի միջոցով (շղարշը բավականին թեթև է, ուստի ժապավենը կարող է բավարար լինել): Մանրաթելերը թելի միջով անցնում են ծառի նման նախշի: Օգտագործելով դատարկ/չորացրած սոդա, LED- ը տեղադրվում է ներքևում, իսկ մանրաթելերը ավելացվում են դրա վերևում: Այս պահին ամենամեծ խնդիրը փորձում է համոզվել, որ լույսը մանրաթելերի միջով անցնում է, այլ ոչ թե սոդայի տարայի վերևից դուրս: Մանրաթելերը սերտորեն փայլաթիթեղով փաթաթելը կարող է օգնել, բայց ես առաջարկում եմ փորձել այն ցանկացած պարամետրը, որը կարծում եք, որ կարող է աշխատել: Այս բոլոր կտորները միացրեք, և մենք ունենք մեր ծառը:

Քայլ 6: Խնջույքի ժամանակ:

Ոչինչ չի մնում անել, քան լույսերը մարել, միացնել arduino- ն և զվարճանալ օպտիկամանրաթելային մեր նոր տեղադրման փայլով:

Կցել եմ նաև տեղադրման տեսանյութը: Այն անձամբ ավելի լավ տեսք ունի, բայց դուք կարող եք տեսնել, որ այն դանդաղորեն շարժվում է գունավոր անիվի միջով: