مصباح الطقس / المصفوفة: 42 خطوة (بالصور)

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:54

بقلم جوس أديما

في Instructable ، أصف تصميم مصباح مصفوفة LED وبناءه وبرمجته. يشبه التصميم المصباح العادي ، ولكن تم استبدال الجزء الداخلي بمصفوفة من ws2812 LEDs. يتم التحكم عن طريق Raspberry Pi ، بحيث يمكن برمجة الكل وفقًا لرغباتك الخاصة.

يبلغ ارتفاع المصباح حوالي 12 بوصة (30 سم) وقطر 4 بوصات (10 سم). يتكون الجزء الخارجي بشكل أساسي من أسطوانة زجاجية.

مع أكثر من 40 خطوة ، أصبح أمرًا شاملاً قابلًا للتوجيه. يبدأ بتصميم المصباح. يغطي هذا كلاً من التصميم ثلاثي الأبعاد في Fusion 360 والجزء الكهربائي. يتم إيلاء اهتمام إضافي لاستهلاك الطاقة لمصابيح LED. على سبيل المثال ، تم تصميم لوحة خاصة لتوزيع الطاقة.

بعد التصميم ، يستمر Instructable بتجميع الأجزاء المختلفة: حامل LED وقاعدة المصباح. يحتوي حامل LED على 16 شريطًا مع 18 مصباحًا لكل منها ، مما يعطي إجمالي 288 مصباحًا. تحتوي قاعدة المصباح على Raspberry Pi ، ومروحة صغيرة ومكونات إلكترونية إضافية.

بالإضافة إلى التصميم والبناء ، يتم وصف برمجة المصباح. يبدأ هذا بالتحكم في مصابيح LED واسترداد بيانات الطقس باستخدام Python. تليها وظائف المصباح المختلفة.

تتمثل الوظيفة الأساسية لهذا المصباح في عرض بيانات الطقس. نظرًا للتصميم المختار ، يمكن استخدام هذا المصباح لأغراض أخرى. مثل الساعة أو مؤشر الوسائط الاجتماعية (يتم تضمين رمز Python لمصباح الطوارئ ومصباح الحمم في Instructable).

الخطوة 1: الرسومات الأولى والتصميم

منذ حوالي عام ، صنعت بعض الحلي المضيئة لشجرة عيد الميلاد. احتوت هذه على واجهة ويب لتغيير ألوان مصابيح LED. في إصدار لاحق ، تم استبدال واجهة الويب هذه باستخدام بيانات الطقس. يعتمد لون مصابيح LED على درجة الحرارة الخارجية ، مع وجود جميع مصابيح LED بنفس اللون.

لاحقًا خطرت لي فكرة صنع "مقياس حرارة". بقراءة درجة الحرارة الفعلية ، الدنيا والقصوى. سيكون لجميع مصابيح LED ألوان مختلفة اعتمادًا على هذه القيم. لم يتم تطوير هذا إلى نموذج أولي عملي لأن لدي فكرة أخرى ، والتي نتج عنها مصباح مصفوفة LED. حيث يكون عرض بيانات الطقس أحد الاحتمالات فقط.

أثناء عمل بعض الرسومات ، توصلت إلى الوظائف التالية:

1. اعرض درجة الحرارة الحالية.
2. عرض درجات الحرارة العظمى والصغرى المتوقعة.
3. عرض هطول الأمطار المتوقع للساعة القادمة (أزرق = مطر ، أبيض = ثلج).
4. عرض سرعة الرياح الحالية واتجاهها إن أمكن.

الرسومات أعلاه هي أول تصميم لهذا المصباح.

لا تقتصر إمكانيات هذا المصباح على عرض بيانات الطقس. يوفر استخدام Raspberry PI العديد من الاحتمالات. مثل الساعة ، ومصباح البلازما أو الحمم ، والعديد من مؤشرات الوسائط الاجتماعية.

هناك طريقتان لوضع مصابيح LED داخل المصباح: شبكة مربعة أو حلزوني من مصابيح LED. النسخة الحلزونية أسهل في البناء. لكن المصابيح تنحدر قليلاً عند استخدام اللولب ، وبالتالي تبدو أقل جمالا. بجانب ذلك ، سيكون من الصعب برمجة التدرج اللوني. لهذا السبب اخترت إنشاء شبكة LED باستخدام شرائط ws2812 LED.

يتم وضع شريط ws2812 LED عموديًا من خلال المصباح ، في نمط متعرج. جميع توصيلات LED في الجزء العلوي أو السفلي من الأسطوانة. هذا يعطي مساحة داخل الاسطوانة ، للمكونات الإلكترونية الأخرى.

نظرًا لأن الفكرة الأولى كانت عرض بيانات الطقس ، فقد اخترت 16 مصباحًا LED لكل صف. يسمح هذا بـ 16 اتجاهًا للرياح:

• ن
• شمال شرق
• شمال شرق
• ENE
• ه
• ESE
• SE
• SSE
• س
• SSW
• جنوب غرب
• WSW
• دبليو
• WNW
• شمال غرب
• شمال غرب

كان المشروع السابق "زخرفة شجرة عيد الميلاد" قائمًا على شكل منتظم عشري الوجوه ، مع نافذة دائرية لكل مصباح LED. يحصل هذا المشروع على هيكل مماثل لمصابيح LED. ولكن بعد ذلك داخل اسطوانة زجاجية.

الخطوة 2: ألوان LED

تتراوح درجة الحرارة خلال عام في هولندا تقريبًا بين -10 و +30 درجة مئوية. يمكن أن يصبح أكثر دفئًا أو برودة ، لكن هذه استثناءات. ألوان درجة الحرارة العامة هي الأحمر للسخونة والأزرق للبرودة. لقد أضفت لونًا ثالثًا: أصفر. هذا يعطي المزيد من الألوان ويجعل التدرج أكثر جمالا.

تتغير درجات الحرارة الدنيا والقصوى خلال المواسم. نتيجة لذلك ، لا يزيد فرق درجة الحرارة أبدًا عن 25 درجة. بمعنى آخر ، ما يقرب من نصف نطاق الألوان بأكمله. لزيادة هذا النطاق ، يمكن استخدام مقياس ديناميكي. على سبيل المثال ، قد يعتمد المقياس على الشهر. يمكن أن يكون اللون الأزرق 10 درجات مئوية في الصيف ، و -10 درجات مئوية في الشتاء.

يجب أن يتغير هذا المقياس ببطء. على سبيل المثال:

من -10 يناير إلى +15

فبراير -10 إلى +15 مارس -5 إلى +20 أبريل -5 إلى +20 مايو 0 إلى +25 يونيو +5 إلى +30 يوليو +10 إلى +35 أغسطس +10 إلى +35 سبتمبر +5 إلى +30 أكتوبر 0 إلى +25 نوفمبر -5 إلى +20 ديسمبر -10 حتى +15

يمكن تخزين الترجمة بين درجة الحرارة واللون في جدول. نتيجة لذلك ، مطلوب الحد الأدنى من الحساب. والمصباح سهل التكيف مع المناخات الأخرى. يسهل الجدول أيضًا إجراء تعديلات صغيرة في كثافة اللون.

الخطوة 3: اسطوانة زجاجية

تم استخدام اسطوانة زجاجية لهذا المصباح. إنه جزء من مصباح متوفر جيدًا. لقد اشتريت المصباح من متجر ويب هولندي. لها المواصفات التالية:

الأبعاد: قطر 10 سم عند ارتفاع +/- 27 سم

اللون: أبيض حليبي التركيب: مقاس الفتحة E27 (تركيب عادي / كبير) 4 سم المادة: زجاج ملاحظات: مناسبة للمصابيح المعلقة وكذلك مصابيح الأرضية. على جانب واحد هو ثقب للاتصال ، والجانب الآخر مفتوح. وقت التسليم: حوالي أسبوعين (من النمسا)

تنتمي الأسطوانة الزجاجية إلى مصابيح من نوع "طروادة". التي تصنعها شركة باسم Eglo.

إذا لم يتم بيع الأسطوانة الزجاجية بشكل منفصل ، فمن الممكن أيضًا شراء المصباح نفسه. هناك قلادة وإصدار طاولة متاحان (رابط الولايات المتحدة الأمريكية ، رابط المملكة المتحدة ، رابط الاتحاد الأوروبي).

من الممكن دائمًا إنشاء نسختك الخاصة باستخدام مصباح آخر.

على الرغم من الصورة البسيطة للأبعاد ، إلا أنها صحيحة. الارتفاع 270 مم (10.6 بوصة) والقطر 100 مم (3.9 بوصة).

الخطوة 4: واجهة ويب Wemos

الجائزة الكبرى في مسابقة LED 2017

الجائزة الثانية في مسابقة Raspberry Pi 2017