RGB-LED Wire Tree: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Jeg vil dele med deg mitt RGB-LED wire-tre. En kveld husket jeg å bygge tråd som barn. I dag liker jeg veldig godt å bygge små elektroniske prosjekter med mikrokontrollere som ligner på arduino, spesielt med lysdioder. Så jeg tenkte for meg selv, hvorfor ikke kombinere begge deler, og ideen om et LED -trådtrær ble født. Først sjekket jeg om noen allerede hadde gjort noe slikt før, men jeg fant ikke det jeg lette etter. Jeg kunne hovedsakelig finne LED -trådtrær som viser en farge. Siden jeg synes enkeltfargede lysdioder er litt kjedelige, ønsket jeg å ha en med RGB-lysdioder for å la trådtrærne vises i alle regnbuens farger. Så jeg begynte å bygge en selv. Resultatet kan du se på bildet ovenfor. Tretreet jeg baserte dette instruktivt på er mitt tredje. Jeg håper du liker min instruksjonsrike og jeg kan motivere noen av dere til å lage en selv.

Rekvisita

For selve prosjektet trenger du bare noen få rekvisita og verktøy:

• 10 RGB-lysdioder (+ reservedeler i tilfelle en er skadet), eller mer hvis du vil
• kobbertråd 0, 14 mm² (eller tykkere, men ikke for tykk, da det blir vanskelig å flette) med 3 forskjellige fargede isolasjoner rundt 5 m per farge (antall lysdioder x lengde mellom 40 og 50 cm)
• sølvtråd 0, 6 mm rundt 15 m (2 til 3 ganger lengden som er nødvendig for hver farge)
• mikrokontroller, i mitt tilfelle en Wemos D1 mini, men i utgangspunktet vil alle jobbe så lenge det passer i blomsterpotten)
• Strømkilde (i tilfelle Wemos D1 mini vil en hvilken som helst mikro-usb telefonlader fungere)
• 3 MOSFET-er eller transistorer (jeg brukte n-kanal Mosfets, men du kan også bruke p-kanal hvis du tilpasser kretsen)
• Motstander mot forskjellige verdier
• Varmekrympende rør eller elektrisk tape
• Blomsterpotte
• Varmt lim
• Steiner
• Små trepinner (for eksempel pinner fra nyttårsrakettene)
• Tynn treplate (for eksempel bunnen av trekassene noen ganger selges frukt)

Valgfri

• Pin Headers (mann og/eller hunn)
• Brødbrett

Verktøy

• Loddejern
• Wire cutter
• Bore
• Pincett (valgfritt)
• Helping Hand (valgfritt)
• Rotasjonsverktøy (valgfritt)

De fleste tingene du trenger er vist på et av bildene ovenfor. Du kan få dem i jernvarehandel, håndverksbutikker eller Amazon. Noen ting kan imidlertid komme gratis: Steinene jeg tok fra et nærliggende felt. Og treplaten var søppel til jeg resirkulerte fruktboksen.

Trinn 1: Forberedelser

Først må du kontrollere at alle RGB-lysdioder fungerer, da det er veldig irriterende å bytte ut en lysdiode senere. For å teste lysdiodene bare koble dem til en strømkilde med spenning fra 3,3 til 5 V. Jeg brukte en laboratorieforsyning justert til 4 V. Hvis du ikke har noen, kan du bruke spenningspinnene på mikrokontrollerkortet eller batteriene. Ved vanlig anode RGB-LED kobles anoden (det lengste benet), se bilde 1, til spenningen (eller "+") og et av de resterende benene til bakken ("-"). Lysdioden skal nå lyse i en farge, se bilder 2 til 4. Hvis du har en felles katode RGB-LED, er den omvendt. Gjør dette for alle ben eq. farger og alle lysdioder. Du skjønner kanskje at med en fast spenning vil de tre forskjellige fargene ha ulik lysstyrke. Det må vi vurdere senere.

I neste trinn kutter du alle beina bortsett fra vanlig anode på RGB-LED slik at bare noen få millimeter gjenstår. Jeg brukte den lille bulken du kan se på det første bildet på alle fire benene som en orientering, se bilde 5.

Nå må du velge hvilke fargede kobbertråder du vil kombinere for trådtreet. Mens jeg skriver denne guiden har jeg gjort tre forskjellige RGB-LED-trådtrær. Avhengig av fargen på blomsterpotten kombinerte jeg forskjellige farger. Til denne med en svartaktig blomsterpotte brukte jeg fargene brun, gul og svart. Når du har bestemt deg for hvilke farger du skal bruke, kan du begynne å kutte kobbertrådene i lengde, bilde 7. I mitt tilfelle klipper jeg dem til en lengde på 50 cm med treet som stiger noe rundt 30 cm ut av blomsterpotten. Du mister litt lengde når du fletter kablene, og enda viktigere, du trenger litt lengde igjen for de elektriske tilkoblingene. Så som en tommelfingerregel skal kablene være minst 15-20 cm lengre enn høyden du ønsker for treet ditt. Avhengig av størrelsen på blomsterpotten kan du velge forskjellige størrelser her.

For å gi deg en ide om størrelsene jeg brukte:

Det første treet var 20 cm høyt i en blomsterpotte 10 cm høyde og diameter. De andre er rundt 30 cm høye i en blomsterpotte med 12 cm høyde og 13 cm diameter.

Trinn 2: Lodding av kobbertrådene

For å lodde kobbertrådene til RGB-lysdiodene, må du først stripe på enden av hver ledning rundt 3-5 mm og legge litt loddetinn på den. Hvis du bruker flette som jeg gjør, må du kontrollere at enkeltflettene er vridd sammen slik at de ikke stikker ut. Siden det er liten plass mellom beina på lysdiodene og ledningene, bør de ikke berøre hverandre. Det er veldig viktig at fargene alltid er loddet i samme rekkefølge på LED -en, ellers blir det veldig vanskelig å koble lysdiodene senere til mikrokontrolleren.

Deretter kan du lodde ledningene til RGB-LED. For å gjøre dette, klemte jeg LED -en med det rammende lange benet, den vanlige anoden eller katoden, til en hjelpende hånd, som du kan se på det andre bildet. Gjenta dette for alle lysdioder. Sørg for at du har en tett forbindelse ved å vri på kobbertrådene.

Trinn 3: Fletting av kobbertrådene

Etter at du loddet kobbertrådene til lysdiodene, var det på tide å flette. Hvis du ikke vet hvordan du fletter, er det mange opplæringsprogrammer på youtube. Bare søk etter "3 -strengs flette". For å flette ledningene brukte jeg igjen den hjelpende hånden til å holde lysdiodene for meg. I mitt tilfelle gled den hjelpende hånden ofte mot meg mens jeg flettet, så jeg klemte den fast på skrivebordet. Siden fletting er tidkrevende, gjorde jeg det meste mens jeg hakket på noen TV-serier. Du bør legge igjen 8-10 cm kobbertråd som ikke er flettet. For å gjøre dette, bare knyt ledningene når du kommer nær 8 cm på den korteste tråden. For alle brikkene skal lengden til overs være mer eller mindre den samme.

Trinn 4: Lodding av sølvtråden og vridning

Nå kan du lodde sølvtråden til det gjenværende benet på lysdiodene. For å gjøre det må du først kutte et stykke. Lengden på stykket skal være dobbelt så lang som kobbertrådene pluss 20 cm, avhengig av hvor fast du vrir det rundt senere. Hvis du gjør mer vridning per cm enn selvfølgelig trenger du mer trådlengde enn med færre vri per cm. I mitt tilfelle betyr dette 120 cm per stykke. For å være sikker på hvor mye du trenger, må du først kutte ett stykke og huske lengden på det.

Etter det bretter du sølvtråden i to og skaper en sløyfe i midten, se bilde 1. Sløyfen skyves deretter over det gjenværende benet på LED -en, den vanlige anoden (eller katoden). For å gjøre dette lettere kan du bøye beinet litt oppover, se bilde 2. Etterpå påfør soder på løkken med beinet inne. Sørg for at det er en god forbindelse mellom sølvtråden og beinet. Etter det kan du kutte den delen av beinet som stikker ut og kanskje fil de skarpe kantene som følger med skjæringen.

Når du har loddet sølvtråden på plass, kan du begynne å vri den rundt de flettede kobbertrådene til knuten fra trinnet før. Sølvtråden skal være minst like lang som kobbertrådene som du kan se på bilde 5. Den delen av sølvtråden som stikker ut bak knuten vil senere bli røttene til trådtræret. Det spiller ingen rolle om noen sølvtråder er kortere, men flertallet bør være like lange kobbertrådene. Avhengig av resultatet kan du nå tilpasse lengden på de neste sølvtrådene som stammer fra lengden på den første ledningen eller la den være som den er. Gjenta dette for alle gjenværende lysdioder. Til slutt har du en bunt med disse "grenene".

Trinn 5: Montering av Wire Tree

For å montere trådtreet, legg først alle grenene sammen slik at knutene på enden av den flettede delen ligger ved siden av hverandre som det kan sees på det første bildet. Fiksere dem sammen midlertidig og utform treet ditt etter behov. For å designe treet laget jeg forskjellige stiler av grener. Noen forlot jeg som de er, og noen paret jeg for å representere branchegafler. Jeg markerte grenene som jeg ønsket i par med en klippemaskin på det punktet hvor jeg ville at de skulle skilles. Så demonterte jeg trådtræret igjen og la sølvtråd rundt grenene som skulle settes i par. Sølvtråden hadde omtrent samme lengde som før, omtrent 120 cm i mitt tilfelle. Det siste trinnet er å sette alle grenene, de sammenkoblede og de enkle, sammen og igjen vri litt sølvtråd rundt og starte på det punktet hvor de alle skiller seg. Denne siste sølvtråden må være den lengste, ettersom stammen nå har en stor diameter. Jeg gikk for 140 cm.

Trinn 6: Sortering av ledninger og lodding av elektriske tilkoblinger

Nå som du er ferdig med trestammen, er det på tide å sortere ledningene. Start med sølvtrådene, ettersom de er de minst bevegelige. Sett først de 3 til 4 korteste sølvtrådene rett ned fra bagasjerommet og vri dem sammen. De andre ledningene skal bøyes utenfor og vil bli røttene senere. Forkort de vridde ledningene som stikker ut av bunnen til samme lengde og når minst 2-3 cm ut av trestammen. Ta deretter en kort (for eksempel 10 cm) tråd som skal loddes til sølvtrådene som stikker ut av bunnen av treet. Sølvledningen vil senere bli koblet til positiv spenning. (Normalt i elektronikk tilsvarer rød ledning positiv spenning (eller Vin) og svart til negativ (eller GND). Men med RGB -lysdioder reserverer jeg vanligvis den røde ledningen for den røde lysdioden, så i dette tilfellet bruker jeg derfor oransje ledning som den er "nærmest" til rødt.) Strip den ene siden av tråden i 1-2 cm og vri den rundt sølvtrådene nederst som det kan sees på bilde 4 og lodd dem på plass.

Deretter begynner du å sortere de forskjellige trådfargene sammen. Forleng ti i henhold til den korteste på og strip dem alle i 1 - 2 cm og vri den strippede enden sammen. Test nå lysdiodene igjen ved å bruke positiv spenning til sølvledningen og de tomme kobbertråddelene. Husk hvilken av fargene dine som tilsvarer hvilken av det røde, grønne eller blå lyset. Nå loddes grønn ledning til ledningene som styrer de grønne lysdiodene og så videre, på samme måte som for sølvledningene i avsnittet ovenfor. I det siste trinnet legg noen varmekrympende slanger eller elektrisk tape over de nakne kobbertrådene for å isolere dem fra å berøre og derfor kortslutte hverandre.

For senere å kontrollere RGB-LED wire-treet, brukte jeg en standard knappbryter. Jeg kuttet det ikke nødvendige benet på knappbryteren og loddet til ledninger på de som gjenoppstod. Sørg for å bruke de riktige ettersom de to benene "kobles" til "plaststangen" på bunnen av bryteren er koblet sammen.

Trinn 7: Plante treet

Som du kan se på bildene, er treet plantet inne i blomsterpotten på et trebord og omgitt av steiner.

For å lage treplaten målte jeg først blomsterpottens indre diameter. Deretter tegner jeg en sirkel på et stykke papp og skjærer det ut. Så sjekket jeg om pappsirkelen passet inn i ønsket dybde på blomsterpotten, og hvis ikke, kuttet den litt mindre. Når jeg var fornøyd, overførte jeg karbonformen på treplaten og skar den ut. Til treplaten brukte jeg bunnen av en oransje eske av tre fra det lokale supermarkedet. Treplaten trenger et hull i midten med en diameter på 10 mm. For å holde treplaten i ønsket høyde, så jeg 3 små pinner av skrapvirke jeg hadde liggende. I mitt tilfelle var de 7 cm lange.

Deretter boret jeg et hull i bunnen av blomsterpotten for å føre strømkabelen gjennom og slipte en kanal for kabelen med et roterende multiverktøy dypt nok til at kabelen min kunne la blomsterpotten sitte flatt på bakken. Deretter la jeg litt varmt lim på de to endene av pinnene jeg saget tidligere og la dem i blomsterpotten og dannet et stativ for treplaten å sitte på.

Nå som treet kan settes i blomsterpotten, begynte jeg å ordne steinene rundt trestammen. Det er ikke viktig å dekke treplaten helt med trær, ettersom du ikke kan se det dypt inn i blomsterpotten selv når du bare er en halv meter unna. Sørg for å la et lite sted stå åpent hvor du kan sette og nå knappbryteren for å kontrollere lysdiodene. Da jeg var fornøyd med utseendet, limte jeg steinene på plass med varmt lim. Etter det boret jeg to små hull ved siden av hverandre for å føre kablene loddet til knappbryteren og limte knappbryteren på plass.

Det siste trinnet er å designe røttene. For det tvinnet jeg 2 eller flere av sølvtrådene som stakk ut sammen med dem som skilte seg på forskjellige avstander som det kan sees på bilde 11. Deretter bøyer jeg røttene rundt treplaten som på bilde 12. Etterpå dannet jeg en sirkel med sølvtråd at jeg legger over dem og bøyer røttene rundt ringen, som det kan sees på bilde 13 og strammer dem en etter en litt etter litt. Det siste trinnet er å kutte endene av sølvtråd som stikker ut for mye.

Trinn 8: Elektrisk krets og mikrokontrolleren

I det siste trinnet satte jeg sammen den elektriske kretsen. Mikrokontrolleren styrer RGB-lysdiodene. Ettersom GPIOene til mikrokontrolleren bare leverer 3,3 V, noe som ikke er nok til at noen av lysdiodene lyser sterkt, koblet jeg mikrocontrolleren til MOSFET -er som kan bytte lysdioder med inngangsspenningen til mikrokontrolleren, som er 5 V. (I stedet av MOSFET -er kan du like godt bruke transistor, men jeg hadde MOSFETS liggende fra et futerprosjekt, så jeg brukte dem.) Noen LED -er tåler imidlertid ikke 5 V, og de forskjellige fargene vil skinne i forskjellig lysstyrke når de påføres samme spenning på 5 V. Det er her motstandene kommer inn. Verdiene til motstandene må beregnes for hver farge på RGB-LED i henhold til databladet og kan variere fra produsent til produsent. Eller du kan bare bruke verdiene i kretsdiagrammet og teste om verdiene fungerer for deg. Hvis ikke, kan du tinke litt med motstandsverdiene ved å øke og senke resitorverdiene til alle farger skinner like lyse. For at knappen skal fungere, må det være en pullup -motstand, ellers kan knappen bli oppdaget som trykk for alltid. I dette tilfellet har Wemos D1 mini interne pullup -motstander som kan aktiveres i koden. Hvis den brukte mikrokontrolleren ikke støtter det, er det nødvendig med en ekstern pullup -motstand.

Etter å ha valgt motstandsverdiene loddet jeg alle de elektroniske delene sammen på et brødbrett. For å koble til ledningene som kom fra treet, brukte jeg mannlige pinheaders på brettet og hunner på ledningene, men du kan like godt lodde dem direkte til brettet. Før du kobler alt sammen og setter det i blomsterpotten, bør du blinke programmet på mikrokontrolleren. Jeg har lagt ved kodefilen. Jeg håper jeg har kommentert nok i koden slik at alle kan forstå hva som skjer. Akkurat nå er koden veldig grunnleggende, og jeg kan legge til funksjoner i den i fremtiden. Hvis jeg gjør det, vil jeg legge ut en oppdatering her og sannsynligvis flytte koden til github. Når du kobler til treet, vil det blinke i rødt grønt, blått og hvitt og deretter begynne å gå gjennom fargespekteret. Du kan endre fargemoduser med knappetrykk.

Fra nå av inneholder koden tre moduser:

• 0: Av
• 1: Rainbow -modus: Sykling gjennom fargespekteret
• 2: Fast fargemodus

Du kan veksle mellom fargemodusene ved å holde knappen inne i mer enn et halvt sekund. Hvis det lykkes, vil treet blinke hvitt antall ganger som er angitt før modusen ovenfor. I fast fargemodus vil et kort knappetrykk (mindre enn et halvt sekund) gå gjennom 7 forskjellige farger definert i koden. Hvis knappetrykket ikke godtas (kort knappetrykk fungerer bare i fast fargemodus) vil treet blinke som første gang det ble plugget inn. Endre koden slik du synes.

Trinn 9: Kos deg

Det som gjenstår er å finne et søtt sted for det nyopprettede RGB-LED-trådtreet og nyte det. Alt i alt tok det å lage dette treet meg omtrent 8-10 timer fordelt på noen dager. Noen av de mer tidkrevende tingene som å flette og vri sølvtråden rundt grenene jeg gjorde da jeg så på TV.

Du lurer kanskje på hvorfor det ikke er noen bilder av treet som skinner rødt. Det er rett og slett fordi jeg, mens jeg skriver dette instruerbare, venter på en forsendelse med elektronikk som jeg trenger for å sette sammen kontrolleren. På grunn av det brukte jeg kontrolleren fra mitt første RGB-LED-tre for bildene. Lysdiodene i RGB-LED-treet jeg baserte denne instruksjonene på trenger imidlertid lavere motstandsverdier for rødt, og det røde lyset er derfor veldig dimmt.