اليراعات لا لحام / حشرات البرق: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

كنت أرغب في إضافة اليراعات LED (حشرات البرق حيث نشأت) إلى الفناء الخاص بي في عيد الهالوين ، وقررت أن أصنع بعضها باستخدام خيوط LED و Arduino. هناك العديد من المشاريع من هذا القبيل ، لكن معظمها يتطلب لحامًا ودوائر كهربائية. هذه رائعة ، لكنني قررت معرفة ما إذا كان يمكن القيام بكل ذلك بدون لحام لجعلها سهلة للغاية في الإنشاء.

لقد كتبت أيضًا الكود لإدارة أي عدد من اليراعات التي يمكن أن تومض بشكل واقعي بسهولة.

تتمثل الطريقة الأساسية في استخدام خيوط WS2811 LED لأنها مقاومة للماء بالفعل. تشتهر بإضاءة العطلات ، والجمع بين شريحة WS2811 و 5050 LED في هذه هي في الأساس نسخة مكتنزة من WS2812b أو "Neopixels" بلغة Adafruit. ميزتهم الأخرى هي أن هناك حاجة إلى خط بيانات واحد فقط لأي عدد من مصابيح LED.

يعد تشغيل هذه الأجهزة أمرًا بسيطًا للغاية - سلك USB صغير لأي كتلة طاقة أو بطارية USB. لا يستخدمون الكثير من الطاقة ويمكن أن يستمروا لفترة طويلة على بطارية USB.

الخطوة 1: الأجزاء

قائمة الأجزاء بسيطة عن قصد:

- اردوينو. لقد استخدمت Arduino Nano لأنها أقل تكلفة وأصغر. لديهم نفس المواصفات تقريبًا مثل Arduino Uno. تلك الموجودة في الرابط أعلاه لها دبابيس ملحومة وتأتي مع أسلاك USB صغيرة. ستحتاج إلى كبل USB صغير ، ويأتي البعض مزودًا بشبكات Nanos المرتبطة أعلاه.

- درع اردوينو نانو طرفي. هذه هي الحيلة لعدم وجود لحام - يمكنك استخدام مفك براغي لتوصيل الأسلاك. إذا كنت تريد لحام ثلاثة أسلاك بدلاً من ذلك ، فيمكنك تخطي ذلك وطلب لوحات Arduino Nano مع عدم توصيل المسامير حتى تتمكن من اللحام مباشرة بلوحة Nano.

- المصابيح. لقد استخدمت خيوط WS2811 ، والتي تمت برمجتها تمامًا مثل شرائط WS2812b LED. إنها مقاومة للماء ، ولدي بعضها أسلاك سوداء لجعلها أقل وضوحًا في النباتات. كما أنها تأتي بأسلاك خضراء. إنها تأتي مع 50 مصباح LED لكل خيط ، ولديها موصلات حتى يمكنك ربطها بسلسلة ديزي. أنا أستخدم 100-200 مصباح LED ، لذلك 2 إلى 4 من هذه الخيوط. أنا أقوم بتشغيلها من منظم Arduino 5v من أجل البساطة.

- بطارية. لقد قمت بتشغيل أي بطارية USB ، ولكن يمكنك أيضًا توصيلها بأي مصدر USB. - بطارية أساسية - بطارية أكبر - بطارية ضخمة - ربما تكون مبالغة في الاستخدام ، تعتبر هاتان الأخيرتان رائعتان للروبوتات وإضاءة LED نظرًا لأن لها مخرجات 5 فولت و 12 فولت.

- موصل JST - يأتي مع خيوط LED ، ولكن فقط في حالة وجودها ، فهذه هي المطلوبة.

الخطوة 2: التجميع

التجميع بسيط للغاية.

قم بتوصيل Arduino Nano بالدرع الطرفي. تأكد من صحة المسامير بناءً على الملصقات - يمكن توصيلها للخلف.

استخدم موصل JST الاحتياطي الذي يأتي مع مصابيح LED. قم بتوصيل 5v و Gnd بتلك المسامير على Arduino. قم بتوصيل خط البيانات بالرقم 6 (يمكن تغييره في الكود إذا أردت).

تأتي خيوط LED مع أسلاك طاقة مجردة ومعلبة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقصير البطارية ، لذا قم بقطعها أو لصقها (أو استخدم أنابيب الانكماش الحراري إذا كان لديك). لقد قطعت النصائح المعلبة وقطعت إحداها أقصر من الأخرى لمنعها من اللمس.

الآن يمكنك توصيل الخيط في Arduino.

هذا كل شيء!

عدد المصابيح والطاقة

يمكن لكل مصباح من مصابيح LED 5050 في الشريط استخدام 60 مللي أمبير عند تشغيله بالكامل. نظرًا لوجود ثلاثة مصابيح LED (أحمر / أخضر / أزرق) ويمكن أن يكون لكل منها قيمة من 0-256 (في الكود) ، سيكون التشغيل الكامل 256 + 256 + 256 = 768 للأحمر والأخضر والأزرق. في الكود الخاص بي ، أستخدم 50 للأحمر ، و 50 للأخضر ، و 0 للأزرق ، لذا فإن كل مصباح LED يستهلك حوالي 60 مللي أمبير * 100/768 = 7.8125 مللي أمبير لكل مؤشر LED عند تشغيله.

المفتاح هو عدد مصابيح LED التي سيتم تشغيلها في نفس الوقت. يقوم الكود الخاص بي حاليًا بتشغيلها عند بعض الاحتمالات العشوائية المنخفضة جدًا - 5/10 ، 000. من الناحية العملية ، لم أر سوى عدد قليل منها في وقت واحد ، ولكن من الناحية النظرية يمكنهم جميعًا الاستمرار مرة واحدة. يمكنني إضافة رمز لتحديد الرقم في وقت واحد ، لكن الاحتمالات بعيدة جدًا. يعتمد الرقم قيد التشغيل جزئيًا على عدد مصابيح LED ، ويتم حساب الاحتمالات لكل مؤشر LED ، بحيث تضيء المزيد من مصابيح LED عند إضافة مصابيح LED.

يمكن لمنظم Arduino 5v أن يصدر حوالي 500 مللي أمبير ، وبعضها يستخدم في Arduino نفسه ، لذلك ربما يتوفر حوالي 450 مللي أمبير. عند 7.8mA لكل LED ، يسمح ذلك بتشغيل حوالي 57 مصباح LED في نفس الوقت ، وحتى عندما يكون LED قيد التشغيل ، فإنه يتلاشى في الغالب لأعلى أو لأسفل ، باستخدام طاقة أقل. لذلك ، من الناحية العملية ، فإن محول الطاقة Arduino USB مناسب للعديد من مصابيح LED.

عدد المصابيح وذاكرة اردوينو

عند التجميع ، البرنامج الذي يحتوي على 100 مصباح LED ، أفاد Arduino IDE أنه تم استخدام 21 ٪ من ذاكرة الوصول العشوائي (معظمها لصفيف حالة LED) ، بالنسبة لـ 300 مصباح LED ، كان 60 ٪. لذلك ، القليل من الخيوط على ما يرام. إذا كنت بحاجة إلى المزيد من مصابيح LED ، فيمكنك فقط الاحتفاظ بقائمة من مصابيح LED قيد التشغيل بالفعل - ستكون أكثر كفاءة ، ولكن مع وجود العديد من الخيوط ، ستواجه أيضًا مشكلات في الطاقة - انخفاض الجهد ، وستحتاج إلى تقنيات مثل حقن الطاقة. لقد استخدمت ذلك في Instructables أخرى ، ولكن خارج نطاق هذا المشروع السريع. في 100-200 LEDs ، هناك الكثير من الذاكرة الديناميكية والقوة.

الخطوة 3: برمجة Arduino

سيومض الرسم المرفق مصابيح LED مثل اليراعات. تم التعليق على الكود قليلاً ، ولكن الشيء الرئيسي هو تحديد عدد مصابيح LED على عدد المصابيح التي تستخدمها.

الخطوة 4: الموقع ، القوة ، مقاومة الطقس

يتم تشغيل هذا المشروع من خلال منفذ USB في Arduino ، بحيث يمكن استخدام أي مصدر طاقة USB. للحصول على عرض دائم ، يمكنك استخدام محول حائط USB.

إذا كان المشروع سيظل بالخارج لأي فترة من الوقت ، فيجب أن يكون مقاومًا للماء. علبة إلكترونيات مقاومة للماء أو حتى حاوية طعام جيدة.