أشرطة LED متزامنة لشبكة WiFi: 3 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

بواسطة CarlSTeleToyland تابع المزيد بالمؤلف:

حول: صانع منذ الطفولة مع كل الأعراض الكلاسيكية ، ومنشئ روبوت ، و CTO / Tech Product Manager لبرامج الإنترنت. المزيد عن CarlS »

هذا المشروع عبارة عن مجموعة من أشرطة LED مع مصابيح LED رقمية يمكن التحكم فيها بشكل فردي (WS2812b "Neopixels"). إنها تسمح بعمل الرسوم المتحركة عبرها دون توصيلها ببعضها البعض. يستخدمون شبكة WiFi للاتصال ببعضهم البعض ، وتتكيف الرسوم المتحركة مع وجود عدد أكبر أو أقل من الأشرطة في الشبكة.

كان الإلهام لزوج من الطبول الكبرى لتزيين الصولجان / الهراوات لاستعراض عيد الميلاد. تتم مزامنة الرسوم المتحركة LED بينهما. يمكن أيضًا أن تكون مصابيح LED عبارة عن خيوط بدلاً من شرائط.

الاستخدام الآخر هو لتثبيت فن LED حيث لا تريد تشغيل سلك بيانات بين جميع مصابيح LED حول الغرفة - كل ما يحتاجون إليه هو توصيله بشكل فردي.

بالنسبة لهذا المشروع ، فهي غير متصلة بالإنترنت. قاموا بإعداد نقاط وصول WiFi الخاصة بهم وخوادم الويب. لذلك ، لا يعتمد هذا المشروع على الشبكات الخارجية ، ويمكن تشغيله في مواقع بعيدة. تعمل بجهد 5 فولت ، لذا يمكن تشغيلها بسهولة بواسطة بطاريات الهاتف الخلوي الخارجية!

الخطوة 1: الأجزاء

تم استخدام الأجزاء التالية في المشروع لكل قطاع:

• شريط LED غير مقاوم للماء WS2812b. لقد استخدمت 30 LED / متر. عادةً ما يكون للأشرطة غير المقاومة للماء شريط على الوجهين متصل بها بالفعل بحيث يسهل تركيبها. ستحتاج إلى متر واحد لكل قناة لأن طول القنوات متر. المزيد من مصابيح LED لكل متر جيد - فقط تأكد من الحصول على مصدر طاقة كبير في المقابل. يمكن لكل مصباح LED (5050) في هذه الشرائط استخدام ما يصل إلى 60 مللي أمبير عند تشغيله بالكامل.
• حاوية المشروع الإلكترونية البلاستيكية 60x36x25mm - هذا واحد صغير بما يكفي لحمل D1 Mini.
• حامل لوحة مقاس 5.5 مم × 2.1 مم تيار مستمر
• مزود طاقة 5 فولت - يجب أن يكون 2 أمبير جيدًا مع 30 LEDS @ 0.06 أمبير عند الامتلاء.
• كابل USB إلى 5.5 مم × 2.1 مم إذا كنت ترغب في تشغيل هذا المشروع من بطارية USB
• لوحة D1 Mini ESP8266 - متوفرة أيضًا بسعر أقل ولكن مع انتظار أطول.
• قناة ألومنيوم بغطاء وأغطية طرفية لشرائط LED. هناك العديد من الملفات الشخصية للاختيار من بينها. هذا واحد عريض بما يكفي لشرائط WS2812b LED (12 مم) وملف تعريف منخفض.
• قضيب ألومنيوم - يبلغ عرض القناة 17 مم ، لذا فإن حجم قضيب الألومنيوم بعرض 1/2 بوصة جيد ، ويجب أن يكون سمكه 1/16 بوصة وطوله 6 بوصات لكل قضيب تصنعه.
• شريط فوم مزدوج الجوانب - بعرض 1/2 بوصة.
• مكثف 1000 فائق التوهج - موصى به لكل شريط ، للمساعدة في منع ارتفاعات الجهد من إتلاف مصابيح LED.
• وصل الأسلاك. إن سلك السيليكون المقياس 26 مرن للغاية ويساعد على منع السلك من سحب وسادات اللحام من شريط LED. كما أنه لا يذوب عند لمسه بمكواة اللحام. لقد استخدمت أيضًا سلك مؤازر وهو أيضًا مرن للغاية ، لكن سلك السيليكون هو السلك المفضل الجديد. ستحتاج فقط إلى abot 6 بوصات من كل لون (أحمر ، أسود ، أصفر).
• أسلاك العبور - تستخدم الأنثى الأحمر والأسود والأصفر للاتصال بوحدة المعالجة المركزية. يمكنك تخطيها ولحام سلك التوصيل مباشرة باللوحة إذا كنت من النوع الواثق.
• مقاومة 330 أوم لتقليل الضوضاء في خط بيانات شريط LED.
• ديود إشارة 1N4448 أو ما شابه للسماح للمعالج 3.3 فولت بتشغيل شريط LED 5 فولت بشكل موثوق.
• أنبوب انكماش حراري 3 مم - ستحتاج فقط حوالي 5 بوصات منه.

الخطوة 2: بناء القضبان

بناء القضبان هو نفسه كما في Instructable السابق. هناك صور مشابهة خطوة بخطوة هنا من إصدار حديث ، ويمكن العثور على المناقشة على Instructable الآخر.

نصيحة جديدة حول لصق مصابيح LED على قناة الألومنيوم: في بعض الأحيان يكون الشريط على الوجهين على شرائط LED أقصر قليلاً من لوحة دائرة LED وسترى إبزيمًا طفيفًا في شريط LED. إذا قمت بقص الشريط ببساطة في هذا المكان ، فسيتم وضعه بشكل مسطح.

لقد استخدمت أيضًا بعض قطرات من الغراء فوق البنفسجي لإغلاق سلك الطاقة وأي أجزاء من شريط LED لم تبقى منخفضة.

بدلاً من وحدات تحكم Particle Photon ، استخدم هذا المشروع لوحات WeMos D1 Mini ، بناءً على مجموعة شرائح ESP8266. هذه جميلة وصغيرة لمشروع LED. لقد استخدمت رؤوس الذكور لإفساح المجال أمام النساء. لن يتناسب عكس الموصلات مع العلبة. هذا النهج سهل اللحام أيضًا. لقد استخدمت أيضًا سلكًا صلبًا ذو قياس 20 مع مجعد على موصلات أنثوية ، وهذا يعمل أيضًا ، ولكنه المزيد من الجهد.

تستخدم هذه القضبان نفس نهج LED القرباني لمصباح LED الأول. من الناحية العملية ، لا يمكن ملاحظته حقًا. أيضًا ، الفجوة الطفيفة بين الأولين تكاد تكون غير ملحوظة

إذا كنت تنوي استخدام المشابك لتركيب قناة الألومنيوم ، فقد يعيق قضيب الألمنيوم الذي يربط القناة بصندوق المشروع الطريق لتركيب المشابك مباشرة على الحائط ، لذلك قد تحتاج إلى وضع بعض الغسالات أو صامولة فضفاضة تحتها هناك لابتعادهم بمقدار 1/16.

الخطوة 3: كود الشبكة

يعمل كل شريط من أشرطة LED بنفس الرمز. أساس هذا المشروع هو مكتبة غير مؤلمة على https://gitlab.com/BlackEdder/p painMesh. تتعامل هذه المكتبة مع معظم الأعمال ذات المستوى المنخفض لإنشاء نقاط الوصول وخوادم الويب وما إلى ذلك. كل شريط عبارة عن عقدة شبكية.

تحتوي الشبكة على وحدة تحكم واحدة ، ويتم بث إشعارات تغيير الرسوم المتحركة إلى جميع العقد / أشرطة LED. بالنسبة للشبكة الكبيرة ، يمكن أن يكون هناك بعض التأخير في الرسائل ، ولكن بالنسبة للمقياس الذي كنت أعمل فيه ، لم يكن ملحوظًا.

عند بدء التشغيل ، تفترض العقدة أنها وحدة التحكم ، ولكن بعد ذلك تؤدي رسالة تغيير العقد إلى إجراء تقييم. يصبح أقل معرف شريحة # في الشبكة هو وحدة التحكم. يستغرق هذا عادةً ثانية أو ثانيتين حتى تستقر جميع العقد وتتولى وحدة تحكم واحدة. يمكنك بذل المزيد من الجهد لإعادة المزامنة بشكل أسرع (منتصف الرسوم المتحركة) ، لكن رسائل التغيير هذه عبارة عن دردشة إلى حد ما ، لذلك يستغرق الأمر بعض الشيء حتى تستقر الشبكة على أي حال. من الناحية العملية ، بمجرد إعادة المزامنة ، تظل صلبة جدًا.

بالنسبة إلى الرسوم المتحركة التي تتقاطع مع الأشرطة ، تحصل الشفرة على قائمة بالعقد ، وتفرزها ، ثم ترسم فقط إذا كانت العقدة الحالية هي التي يتم رسمها. يقومون بالفرز بترتيب معرّف الشريحة ، لذا يمكنك عمل رسوم متحركة متسقة ، بغض النظر عن وقت بدء تشغيلها. أيضًا ، ستتكيف الرسوم المتحركة مع العقد التي يتم إسقاطها.

يظهر رمز الرسوم المتحركة في ثلاثة أماكن. الأول هو وظيفة الاستلام والاستدعاء ، حيث تلقى الشريط أمر حركة جديدًا. هذا بسيط إلى حد ما - ما عليك سوى تعيين حجم خطوة التوقيت للرسوم المتحركة وإعادة تعيين العدادات. المركز الثاني في وظيفة الحلقة. هناك ، يتحقق الرمز لمعرفة ما إذا كانت الرسوم المتحركة الحالية قد تمت أم لا ، وينتقل إلى الخطوة التالية. المكان الأخير لرمز الرسوم المتحركة هو وظيفة stepAnimation ، حيث يتم الرسم بالكامل.

يستخدم النظام مؤقت المللي للتحديث - مع تجنب استخدام وظيفة التأخير لأنها تمنع بعض المكتبات. يجب أن يتم تمرير رمز المللي بشكل صحيح.

لاحظ أنني واجهت مشكلات مع مكتبة NeoPixel وغير مؤلم مع أكثر من مؤشر LED ، لذلك قمت بالتبديل إلى FastLED.

هذا هو الكود الموجود على GitHib ، وهو مرفق أيضًا هنا. أنت تقوم بتحميله إلى حد كبير على جميع الأشرطة وأنت على استعداد للذهاب إلى ترميز الرسوم المتحركة LED!