ไฟ LED โพสต์: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ลานหน้าบ้านของฉันแต่เดิมเป็นพุ่มไม้และหินสนที่รก หลังจากที่ชายคนนั้นเข้ามาและฉีกมันออกทั้งหมด ฉันก็เหลือแต่ดินและมีโอกาสทำให้ลานของฉันสว่างไสว ลานหน้าบ้านใหม่ของฉันมีเสาอิฐ 6 เสาที่ต้องการพิซซ่าบ้าง แต่ไม่มากเกินไป ฉันแค่ต้องการบางสิ่งที่ไม่เหมือนใคร เมื่อดูผ่านร้านค้าปลีกออนไลน์และร้านค้ากล่องใหญ่ๆ ฉันไม่ต้องจ่าย 250 x 6 ดอลล่าร์เพื่อตกแต่งโพสต์ของฉันด้วยไฟที่ฉันแทบไม่ชอบเลย ดูเหมือนว่าฉันสามารถตั้งงบประมาณบางอย่างให้น้อยลงและเพลิดเพลินกับผลลัพธ์

อย่างมีความสุข ฉันสามารถรายงานว่าฉันเชื่อว่าฉันมีเสาไฟที่ฉลาดและเจ๋งที่สุดในละแวกของฉัน และมีค่าควรแก่การโพสต์ที่สอนได้ เพื่อที่ฉันจะได้ช่วยให้ผู้อื่นเรียนรู้จากความผิดพลาดของฉันหรือสนับสนุนโครงการใหม่

ขณะนี้ฉันมีไฟ LED WS2818 100 แถบจำนวน 6 แถบควบคุมโดยชิป ESP32 6 ตัวที่ซิงโครไนซ์กับซอฟต์แวร์ WLED ที่เชื่อมต่อกับการเดินสายแนวนอน 12 V ในแนวนอนของฉัน แสงอาจดูบอบบางหรืออยู่ด้านบนสุดก็ได้ พวกมันอยู่ในตัวเรือนอะครีลิกแบบกำหนดเองพร้อมฐานพิมพ์ 3 มิติ พวกเขาทำงานทุกคืนโดยมีการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อย (ถ้าคุณทำบางสิ่งอย่างถูกต้อง)

ฉันภูมิใจในตัวพวกเขามาก พวกเขาทำให้วันหยุดและงานอื่นๆ เป็นเทศกาล นี่คือเรื่องราวของฉัน

เสบียง

-6 แถบ 100 แถบระบุตำแหน่ง LED WS2812b 5m 60leds/Pixels/m Waterproof IP65 ไฟส่องเฉพาะจุดที่สามารถระบุตำแหน่งได้ (เดิมใช้ SK9882s)

-6 EPBOWPT DC 12V 24V to DC 5V 10A 50W Converter Regulator 5V 50W แหล่งจ่ายไฟขั้นตอนลงโมดูล Transformer

-6 ESP32 ESP32-DEVKITC รวม ESP-WROOM-32

-6 ESP32 DevKitC Wi-Fi และ BLE LED Controller

-พวงเศษอะครีลิค

-กาวอะคริลิก

-6 ฐานพิมพ์ 3 มิติ

เครื่องมือที่ฉันใช้

-เครื่องตัดเลเซอร์

-3D เครื่องพิมพ์

ขั้นตอนที่ 1: ต้นแบบ

ฉันไม่แน่ใจว่าขนาดและรูปทรงใดจะดูดี ฉันมีความคิดมากมายและทำงานผ่านบางอย่าง นี่เป็นต้นแบบแรกของฉัน มันใหญ่มากที่จะคลุมยอดอิฐทั้งหมด แต่มันก็ดูไม่ถูกต้อง ฉันรู้ว่าฉันต้องการเพิ่มการกระจายของไฟ LED ให้สูงสุด แต่ท้ายที่สุดแล้ว ราคาแพงเกินไปจากมุมมองอะคริลิก เนื่องจากฉันจะต้องเลเซอร์แผ่นขนาดใหญ่ของมัน

อะคริลิคสามารถต้านทานแสงยูวีได้ดี ในที่สุดพวกเขาจะล้มเหลวจากสภาพอากาศ แต่ฉันไม่ต้องการทำงานกับแก้วและโลหะกับโครงการนี้ อะครีลิคสีขาวโปร่งแสงแบบกระจายคือสิ่งที่ฉันต้องการ

การพิสูจน์แนวคิดใช้งานได้ดีและดูดีในตอนกลางคืน ฉันเพิ่งวิ่งด้วย Arduino nano clone และรู้สึกเหมือนกำลังไปในทิศทางที่ดี

เมื่อคุณต้องทำ 6 อย่าง มันอาจจะแพงเร็วมาก ฉันไม่ต้องการสร้างมันขึ้นมาแล้วตระหนักว่าฉันสามารถทำได้ดีกว่านี้ ฉันจึงใช้เวลามากคิดว่าจะทำอย่างไรดี และฉันจะลดแรงงานลงได้อย่างไร

ขั้นตอนที่ 2: ท็อปส์ซูอะคริลิค

ดังนั้นหลังจากตัดสินใจเลือกการออกแบบที่ฉันวาดใน OpenSCAD/Fusion 360 ฉันจึงใช้เศษอะคริลิกเพื่อสร้างผนังในรูปแบบของอะคริลิกใส โปร่งแสง และมีควัน ฉันต้องการซ่อนไฟ LED ส่วนใหญ่และใช้การกระจายเพื่อทำเช่นนั้น แต่ฉันยังต้องการอะคริลิกที่ชัดเจนเพื่อที่เมื่อคุณเดินหรือขับรถโดยสายตาของคุณไม่แน่ใจว่าพวกเขาเห็นอะไร ฉันทำจิ๊กเพื่อยึดผนังให้เข้าที่และเป็นระเบียบ ทั้งหมดทำมาจากเศษอะครีลิคที่ฉันซื้อมาจากร้านขายพลาสติกในท้องถิ่น ดังนั้นจึงมีราคาถูกกว่าแผนเดิมของฉันมาก การถอดกระดาษทั้งหมดออกจากชิ้นส่วนที่ตัดแต่ละชิ้นเป็นเรื่องที่เจ็บปวดมาก แต่ฉันก็ได้รับความช่วยเหลือบ้าง ฉันจัดการพวกมันด้วยความระมัดระวังแม้ว่าพวกมันจะแข็ง

ขั้นตอนที่ 3: ฐานอะคริลิก

ฐานอะคริลิกถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ฉันสามารถรูดซิปผูกไฟ LED กับผนังและเปิดขึ้นเล็กน้อยเพื่อที่ฉันจะได้เอานิ้วเข้าไปดึงที่ผูกซิป พวกเขาทั้งหมดเป็น slotted และฉันใช้แผ่นอะครีลิคใสด้านบนเพื่อให้อยู่ในแนวเดียวกัน ช่องเสียบด้านบนพอดีกับด้านบนอย่างแน่นหนา ภาพ LED จะแสดงวิธีการติดเทปและซิปเข้ากับผนัง จำเป็นต้องมี 17 มม. หรือมากกว่านั้นระหว่างผนังด้านนอกและตำแหน่ง LED ภายในเพื่อกระจายและแยกสีออกจากกัน ฉันสร้างแบบจำลองหลายๆ วิธีเพื่อให้แน่ใจว่าแสงทั้งสองจะผสมกันแต่ไม่มากเกินไป จากนั้นฉันก็ติดฐานพิมพ์ 3 มิติที่ด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 4: ฐานพิมพ์ 3 มิติ

ฐานมีสองส่วน ส่วนล่างถูกขันเข้ากับอิฐและส่วนบนติดกาวที่ด้านล่างของตัวเรือนอะครีลิค สกรูด้านข้างเก็บไว้ด้วยกัน ความสามารถในการลบไฟโพสต์ทั้งหมดและแทนที่ดูเหมือนเป็นข้อเสนอที่สมเหตุสมผลในกรณีที่ฉันต้องการสร้างใหม่ ออกแบบใน Fusion 360 และพิมพ์ด้วย ABS เพื่อต้านทานสภาพอากาศ

ขั้นตอนที่ 5: การเลือก LED

ตอนแรกฉันเริ่มด้วย SK9822 ที่ 60 LEDs/M ความคิดแรกของฉันคือมันสว่างกว่าและมีอัตราการรีเฟรชที่รวดเร็ว พวกเขาดูดีสำหรับปีแรก แต่ฉันล้มเหลวในการซื้ออันที่ทนฝนและแดด ฉันคิดว่าใต้ผ้าห่มน้ำจะไม่มีวันเข้าไปข้างในและฉันควรจะไม่เป็นไร แต่บางครั้งฝนก็ตกลงมาอย่างหนักจริงๆ ในที่สุด แถบบางอันก็ล้มเหลวเนื่องจากความเสียหายจากน้ำ และต้องเปลี่ยนใหม่

ฉันแทนที่พวกมันด้วย WS2812B ที่ถูกกว่าที่มีความหนาแน่นเท่ากัน แต่มีการกันน้ำ

ถ้าฉันต้องสร้างมันขึ้นมาใหม่หรือถ้าฉันต้องออกแบบใหม่ ฉันคิดว่าฉันจะมองหาแถบ RBG ที่มีส่วนประกอบ W การมีไฟ LED สีขาวพิเศษสามารถประหยัดพลังงานได้บ้าง และฉันจะเลือกสีขาวนวลสำหรับกลางแจ้ง

ปัญหาอื่นคือแรงดันไฟฟ้า แถบ LED ที่กำหนดแอดเดรสได้ส่วนใหญ่เป็น 5V แต่มีแถบ 12V ใหม่ที่จะเข้ากับการเดินสายแนวนอนของฉัน CPU สำหรับ Post Light แต่ละอันคือ 5V ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจใช้ 5V และตัวแปลงสเต็ปดาวน์

อย่าลืมคำนวณไฟแต่ละดวงของคุณ คุณคงไม่อยากใช้กระแสไฟมากเกินไปผ่านสายไฟที่บางมาก 5V*.060A*100 LEDs = 30 W (6A) สำหรับไฟแต่ละดวงของฉัน ฉันไม่เคยวิ่งเต็มแรงเป็นเวลานาน แต่ฉันแน่ใจว่าสายไฟนั้นแข็งแรง แหล่งจ่ายไฟสำหรับการจัดสวนของฉันจะสะดุดถ้าฉันมีปัญหา แต่ลองเพิ่มฟิวส์ให้กับไฟ LED จำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากอยู่ใกล้กับโครงสร้างที่สำคัญหรือติดไฟได้

ขั้นตอนที่ 6: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ความยุ่งยากในการสื่อสารผ่านสายไฟระหว่างโพสต์เพื่อให้ซิงค์กันดูเหมือนจะเป็นธุระของคนโง่ ดังนั้นจึงเป็นแบบไร้สาย ฉันเลือกบอร์ด ESP32 DevKitC เพราะมี Bluetooth, wifi และคุณสมบัติอื่นๆ ในที่สุด การเลือกซอฟต์แวร์จะทันกับฮาร์ดแวร์ที่ฉันให้เหตุผลเมื่อปีที่แล้ว และนั่นก็กลายเป็นข้อสันนิษฐานที่ดี

Evil Genius Labs มีเกราะป้องกันราคาไม่แพงที่เชื่อมต่อกับ ESP32 ที่ฉันแนะนำเป็นอย่างยิ่ง คุณสามารถซื้อ ESP32 DevKitC Wi-Fi และ BLE LED Controller จาก Tindie และช่วยตัวคุณเองด้วยการใช้ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุสำหรับการควบคุม LED ที่ไม่มีข้อผิดพลาด ต้องใช้การบัดกรีเล็กน้อย แต่ก็เป็นช่วงเวลาที่ผ่านมาที่สนุกสนานสำหรับฉัน ESP32 เชื่อมต่อด้านขวาบน

หลังจากทำการคำนวณสำหรับแถบ LED ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย ฉันสั่งให้ DC 12V 24V เป็น DC 5V 10A 50W Converter Regulator เพื่อแปลงกำลังการจัดสวนของฉันเป็น 5V 50W นั้นเกินความจำเป็นโดย 20W แต่มันทำให้ฉันรู้สึกสบายใจขึ้นเล็กน้อย

ขั้นตอนที่ 7: ซอฟต์แวร์ฝังตัว

ไฟของฉันทำงานมานานกว่าหนึ่งปีแล้วและเชื่อถือได้มาก ในขั้นต้น พวกเขาทั้งหมดเชื่อมต่อกับ wifi และใช้ ESPHome เพราะทำงานร่วมกับ Home Assistant ได้เป็นอย่างดี ทั้งสองระบบเป็นซอฟต์แวร์ที่น่าอัศจรรย์ แต่นั่นก็เป็นสิ่งที่สอนได้ทั้งหมดด้วยตัวมันเอง ฉันยินดีที่จะแบ่งปันรหัสพื้นฐานของฉัน แต่ฉันพบว่ามีรูปแบบ LED มากมายที่ฉันต้องการจะทำซึ่งค่อนข้างจำกัดโดยค่าเริ่มต้นของ ESPHome ฉันไม่มีเวลาหรือความชอบที่จะทำสิ่งที่ฉันค้นพบว่ามีคนทำไปแล้วหรืออย่างน้อยก็หวังว่าจะมีคนทำ

และมันก็เกิดขึ้น WLED คือเข่าของผึ้ง คุณสามารถตั้งโปรแกรม ESP32 และ ESP8266 ให้กับรูปแบบ จานสี และตัวเลือกต่างๆ ได้หลายล้านรูปแบบ นอกจากนี้ยังซิงโครไนซ์ระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์แต่ละตัว ฉันพูดถึงว่ามีแอพสมาร์ทโฟนสำหรับแพลตฟอร์มที่คุณเลือกหรือไม่? รักมัน! ฉันเปลี่ยนคอนโทรลเลอร์ทั้งหมดเป็น WLED เมื่อไม่กี่สัปดาห์ก่อน มันเหมือนกับว่าฉันมีจอแสดงผล Post Light ใหม่ มันตอบสนอง ซิงโครไนซ์ และตัวเลือกมากมาย แนะนำเป็นอย่างยิ่ง

ขั้นตอนที่ 8: ความคิด/ผลลัพธ์สุดท้าย

ด้วยสิ่งที่เปล่งประกาย อาจเป็นเรื่องยากที่จะจับภาพว่าโครงการออกมาดีเพียงใด ฉันได้ทำมาหลายโครงการแล้ว และนี่ก็เป็นหนึ่งในโครงการที่น่าพึงพอใจที่สุด ส่วนใหญ่เมื่อมีคนเดินผ่านบ้านของฉัน โพสต์ของฉันจะค่อย ๆ ส่องประกายแสงสีขาวอบอุ่นหรือจานสีสามสีที่สะท้อนถึงฤดูกาล ชอบตรงที่ไม่หวือหวา ไม่ฉูดฉาด หรือเกินตัว มันแตกต่างและเห็นได้ชัดก็ต่อเมื่อคุณให้ความสนใจเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม เมื่อมีวันหยุดรอบสวนหน้าบ้านของฉัน ให้คุณรู้ เป็นสีเขียวสำหรับวันเซนต์แพตตี้ ดอกไม้ไฟสีแดง สีขาว และสีน้ำเงินสำหรับวันที่ 4 กรกฎาคม สีรุ้งสำหรับเดือนแห่งความภาคภูมิใจ เปลวไฟสำหรับวันฮาโลวีน และประกายไฟเป็นพิเศษสำหรับคริสต์มาส สักวันหนึ่งฉันวางแผนที่จะเพิ่มสัมผัสแบบ capacitive ให้กับหนึ่งในเสาหลักเพื่อให้เด็ก ๆ เปลี่ยนรูปแบบได้ แต่สำหรับตอนนี้มันเป็นความสุขส่วนตัวที่ฉันสนุกกับการผสมบ่อยๆ

เราทุกคนทำงานบนไหล่ของคนที่สร้างแรงบันดาลใจให้เราหรือให้เครื่องมือในการแสดงออก ชำระเงิน WLED, ESPHome, ผู้ช่วยในบ้าน, Evil Genius Labs, Fusion 360, Tindie ฯลฯ ขอขอบคุณที่ให้ความสนใจ

รางวัลชนะเลิศการประกวด Make it Glow