หิ่งห้อยที่ไม่มีการบัดกรี / แมลงฟ้าผ่า: 4 ขั้นตอน

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

ฉันต้องการเพิ่มหิ่งห้อย LED (แมลงฟ้าผ่าที่ฉันโตมา) ไปที่ลานบ้านของฉันในวันฮาโลวีน และตัดสินใจทำบางอย่างด้วยเส้น LED และ Arduino มีหลายโครงการเช่นนี้ แต่ส่วนใหญ่ต้องการการบัดกรีและวงจร สิ่งเหล่านี้ยอดเยี่ยม แต่ฉันตัดสินใจที่จะดูว่ามันสามารถทำได้โดยไม่ต้องบัดกรีเพื่อให้สร้างง่ายสุด ๆ หรือไม่

ฉันยังเขียนโค้ดเพื่อจัดการหิ่งห้อยจำนวนเท่าใดก็ได้ที่สามารถกะพริบตาได้อย่างสมจริง

แนวทางพื้นฐานคือการใช้เส้น LED WS2811 เนื่องจากกันน้ำได้อยู่แล้ว พวกเขาเป็นที่นิยมสำหรับไฟวันหยุดและการรวมกันของชิป WS2811 และ 5050 LED ในเหล่านี้เป็นรุ่น WS2812b หรือ "Neopixels" ที่หนากว่าในภาษา Adafruit ข้อดีอื่น ๆ ของพวกเขาคือต้องใช้สายข้อมูลเพียงเส้นเดียวสำหรับ LED จำนวนเท่าใดก็ได้

การเปิดเครื่องทำได้ง่ายมาก - ใช้สาย mini USB กับชุดจ่ายไฟ USB หรือแบตเตอรี่ พวกเขาไม่ใช้พลังงานมากนักและสามารถใช้เวลานานกับแบตเตอรี่ USB

ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่

รายการชิ้นส่วนนั้นเรียบง่ายโดยเจตนา:

- Arduino ฉันใช้ Arduino Nano เนื่องจากราคาถูกกว่าและเล็กกว่า พวกเขามีข้อกำหนดเกือบเหมือนกับ Arduino Uno รายการในลิงก์ด้านบนมีหมุดบัดกรีและมาพร้อมกับสายไมโคร USB คุณจะต้องใช้สาย mini USB และบางรุ่นมาพร้อมกับ Nanos ที่เชื่อมโยงด้านบน

- Arduino นาโนเทอร์มินัลชิลด์ นี่คือเคล็ดลับสำหรับผู้ไม่บัดกรี - คุณสามารถใช้ไขควงยึดสายไฟได้ หากคุณต้องการบัดกรีสายไฟสามเส้นแทน คุณสามารถข้ามขั้นตอนนี้และสั่งซื้อบอร์ด Arduino Nano โดยไม่ต้องต่อหมุด เพื่อให้คุณสามารถบัดกรีโดยตรงไปยังบอร์ด Nano

- ไฟ LED ฉันใช้เส้น WS2811 ซึ่งตั้งโปรแกรมไว้เหมือนกับแถบ LED WS2812b พวกมันกันน้ำได้ และฉันได้ลวดสีดำมาเพื่อให้มองเห็นได้น้อยลงในต้นไม้ พวกเขายังมาพร้อมกับสายสีเขียว มีไฟ LED 50 ดวงต่อหนึ่งเส้น และมีขั้วต่อเพื่อให้คุณสามารถต่อสายโซ่เดซี่ได้ ฉันใช้หลอด LED 100-200 ดวง ดังนั้น 2 ถึง 4 เส้นนี้ ฉันกำลังเปิดเครื่องจากตัวควบคุม Arduino 5v เพื่อความเรียบง่าย

- แบตเตอรี่ ฉันใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ USB ใด ๆ แต่คุณสามารถเสียบเข้ากับแหล่ง USB ใดก็ได้ - แบตเตอรี่พื้นฐาน - แบตเตอรี่ที่ใหญ่กว่า - แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ - อาจใช้เกินกำลังสองอันสุดท้ายนั้นยอดเยี่ยมสำหรับหุ่นยนต์และไฟ LED เนื่องจากมีทั้งเอาต์พุต 5v และ 12v

- ขั้วต่อ JST - สายไฟเหล่านี้มาพร้อมกับสายไฟ LED แต่จำเป็นเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบ

การประกอบนั้นง่ายมาก

เสียบ Arduino Nano เข้ากับแผงขั้วต่อ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหมุดถูกต้องตามฉลาก - สามารถเสียบกลับด้านได้

ใช้ขั้วต่อ JST สำรองที่มาพร้อมกับไฟ LED เชื่อมต่อ 5v และ Gnd กับพินเหล่านั้นบน Arduino เชื่อมต่อสายดาต้ากับพิน 6 (สามารถเปลี่ยนในโค้ดได้หากต้องการ)

สายไฟ LED มาพร้อมกับสายไฟที่ถอดและบรรจุกระป๋อง สิ่งเหล่านี้อาจทำให้แบตเตอรี่ของคุณลัดวงจร ดังนั้นให้ตัดออกหรือปิดเทปไว้ (หรือใช้ท่อหดแบบใช้ความร้อนหากคุณมี) ฉันตัดปลายกระป๋องออกแล้วตัดให้สั้นกว่าอีกอันหนึ่งเพื่อป้องกันไม่ให้สัมผัส

ตอนนี้คุณสามารถเสียบสายเกลียวเข้ากับ Arduino ได้แล้ว

แค่นั้นแหละ!

จำนวนไฟ LED และกำลังไฟ

ไฟ LED 5050 แต่ละดวงในเกลียวสามารถใช้ 60mA เมื่อเปิดเต็มที่ เนื่องจากมี LED สามดวง (สีแดง/เขียว/น้ำเงิน) และแต่ละดวงสามารถมีค่าเป็น 0-256 (ในรหัส) โดยสมบูรณ์จะเป็น 256 + 256 + 256 = 768 สำหรับความเข้มของสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน ในรหัสของฉัน ฉันใช้ 50 สำหรับสีแดง 50 สำหรับสีเขียว และ 0 สำหรับสีน้ำเงิน ดังนั้นแต่ละ LED จะกินไฟประมาณ 60mA * 100 / 768 = 7.8125mA ต่อ LED เมื่อเปิดอยู่

กุญแจสำคัญคือจำนวน LED ที่จะเปิดพร้อมกัน ปัจจุบันรหัสของฉันเปิดมันที่อัตราต่อรองสุ่มที่ต่ำมาก - 5/10, 000 ในทางปฏิบัติฉันได้เห็นเพียงไม่กี่ครั้งในแต่ละครั้ง ฉันสามารถเพิ่มรหัสเพื่อใส่หมายเลขได้ในคราวเดียว แต่อัตราต่อรองนั้นห่างไกลมาก ตัวเลขบนส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับจำนวนของ LED และอัตราต่อรองจะถูกคำนวณสำหรับ LED แต่ละตัว ดังนั้นเมื่อ LED ถูกเพิ่มเข้าไป ไฟ LED จำนวนมากขึ้นจะสว่างขึ้น

ตัวควบคุม Arduino 5v สามารถจ่ายไฟได้ประมาณ 500mA และบางส่วนใช้สำหรับ Arduino ดังนั้นอาจมีประมาณ 450mA ที่ 7.8mA ต่อ LED ซึ่งอนุญาตให้เปิดไฟ LED ได้ประมาณ 57 ดวงในเวลาเดียวกัน และแม้ในขณะที่ไฟ LED เปิดอยู่ ไฟส่วนใหญ่จะจางลงหรือลดลง โดยใช้พลังงานน้อยลง ในทางปฏิบัติแล้ว อะแดปเตอร์แปลงไฟ USB ของ Arduino นั้นใช้ได้กับไฟ LED จำนวนมาก

จำนวน LED และหน่วยความจำ Arduino

เมื่อรวบรวมโปรแกรมที่มี 100 LEDs Arduino IDE รายงานว่า 21% ของ DRAM ถูกใช้ (ส่วนใหญ่สำหรับอาร์เรย์สถานะ LED) สำหรับ 300 LEDs เป็น 60% ดังนั้นบางเส้นก็ใช้ได้ หากคุณต้องการไฟ LED มากกว่านี้ คุณสามารถเก็บรายการของ LED ที่เปิดใช้งานจริงได้ - จะมีประสิทธิภาพมากกว่านั้นมาก แต่ด้วยหลายเส้นนั้น คุณจะประสบปัญหาด้านพลังงาน - แรงดันตก และต้องใช้เทคนิคเช่น การฉีดพลังงาน ฉันได้ใช้สิ่งนั้นใน Instructables อื่น ๆ แต่อยู่นอกเหนือขอบเขตของโครงการด่วนนี้ ที่ 100-200 LEDs มี DRAM และกำลังไฟมากมาย

ขั้นตอนที่ 3: ตั้งโปรแกรม Arduino

ภาพร่างที่แนบมาจะกะพริบไฟ LED เช่นหิ่งห้อย รหัสมีความคิดเห็นเล็กน้อย แต่สิ่งสำคัญคือการตั้งค่าจำนวน LED เป็นจำนวนที่คุณใช้

ขั้นตอนที่ 4: ที่ตั้ง ขุมพลัง ทนฝนและแดด

โปรเจ็กต์นี้ใช้พลังงานจากพอร์ต USB บน Arduino ดังนั้นจึงสามารถใช้แหล่งพลังงาน USB ใดก็ได้ คุณสามารถใช้อะแดปเตอร์เสียบผนัง USB เพื่อการแสดงผลที่ถาวรยิ่งขึ้น

หากโครงการจะออกไปข้างนอกเป็นเวลานานควรมีการกันน้ำ กล่องอิเล็กทรอนิกส์กันน้ำหรือแม้แต่ภาชนะใส่อาหารก็ใช้ได้