En julestjerne med programmerbare lysdioder: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Jeg ville ha noe annet for min utendørs juledisplay i år, så jeg bestemte meg for å kjøpe en rekke RGB -programmerbare lysdioder (noen ganger kalt neopiksell -lysdioder) og lage en julestjerne. Disse lysdiodene kan individuelt programmeres for farge og lysstyrke med bare én kontrolltråd.

Trinn 1: Materiale

WS2811 diffus digital RGB LED -streng (5V)

Arduino -bord (det er MANGE kilder)

FastLED Arduino -bibliotek

+5V DC strømforsyning (500 ma eller mer-kan være en "veggvortype")

Strømskillerkabel

3-leder strøm/kontrollkabel

3-pinners JST SM hankontakt

Krympeslange (3 deler 3/16 diameter, 1 tomme lang)

Vanntett plastboks

2 'x 2' x ¼ kryssfiner

2 x 2 tommer papp (valgfritt)

Utvendig maling

Klar emballasje tape (eller gjennomsiktig GorillaTM tape)

Skrot for elektronikkhylle (valgfritt)

Trelim (valgfritt)

¼”flettet tau (valgfritt)

Parcord (valgfritt)

CommandTM Outdoor Light Clips (valgfritt - jeg fant dem på Walmart)

Teltinnsatser (valgfritt)

Trinn 2: Verktøy

Datamaskin for å programmere Arduino

Motorbor eller borpress

12 mm bor

Fintannet tresag (jeg brukte en jiggsag)

Varmepistol, lighter eller fyrstikker for krympeslange

Syl eller ispinne

Sandpapir

Elektrisk slipemaskin (valgfritt)

Trinn 3: Star Build -prosess

Jeg ville at stjernen min skulle passe på et 24-tommers kvadratisk kryssfiner, så jeg ønsket at den bredeste dimensjonen ikke skulle være større enn 24 tommer. Toppvinkelen på spiss -trekanten er 36 °. De to andre vinklene er 72 °.

Jeg ønsket at lysmønsteret i stjernen skulle være så stort som mulig, så jeg planla å ikke få stjernens punkter til å nå et komplett toppunkt. Hvert ben på en stjerne er identisk, så jeg beregnet dimensjonene til ett ben som vist på tegningen her.

Jeg skrev deretter ut fem eksemplarer av mønsteret og fortsatte med å legge stjernen på pappet.

Siden min LED -streng har 50 lysdioder, trengte jeg fem per ben jevnt fordelt. Lengden på ett ben (fra tegningen) er 8,125 tommer ÷ 5 = 1,625 tommer (1-5/8”). Siden jeg hadde tegnet stjernepunktet i Visio, merket jeg hver LED -plassering på Visio -mønsteret for å unngå å måtte måle på pappoppsettet. Klikk på lenken på slutten av denne delen for et stjernemønster i full størrelse. MERK: Hvis det utskrevne mønsteret ikke måler som angitt, må du kanskje justere skriverens marginnstillinger. Jeg satte min til 0,15 tommer på alle sider.

Deretter teipet jeg pappa på toppen av kryssfinerstykket og slo en syl gjennom pappa inn i kryssfiner på hvert LED -sted. Jeg måtte bruke ganske mye press for å få dype nok merker i kryssfiner for å kunne se dem (kanskje fordi sylen min må skjerpes).

Selvfølgelig kan du omgå pappmønsteret og gjøre oppsettet direkte på kryssfiner hvis du er komfortabel med prosessen og trygg på at du ikke vil ødelegge et helt godt stykke kryssfiner.

Jeg fjernet pappmalen og målte vinkelrett ca ¾ tommer fra LED-borelinjen hele veien rundt stjernen for å få utklippslinjen min. Merk: Snittlinjen på bildet er vist på kartongen fordi da jeg bestemte meg for å lage denne instruerbare, hadde jeg allerede fullført stjernen.

Etter at jeg klippet ut stjernen, pusset jeg alle overflatene og påførte to strøk akryl utvendig primer og to ferdiglag med akryl utvendig husmaling. Jeg malte før jeg boret hullene for å unngå å få maling inne i hullene.

Jeg boret hullene til lysdiodene på hvert sted jeg hadde merket ved hjelp av en 12 mm bor, men hullene var litt for små, så jeg måtte gå tilbake og "velte ut" hvert hull ved å vinkle borekronen på en sirkulær måte. Det kan være at et ½”bor ville ha den perfekte størrelsen. Jeg råder deg til å prøve det på et treverk og se hvor godt det fungerer. Lysdiodene må passe godt i kryssfiner for å forhindre at de faller ut. Etter boring gikk jeg tilbake med en liten pensel og malte steder der borekronen rev kryssfiner. Selv om jeg boret med en sikkerhetskopi, fikk jeg litt rive.

Du kan se på introduksjonsbildet at punktene på stjernen min ikke alle er identiske. Det skyldes en liten feil ved måling og beregning av stjernestørrelsen, men det spiller ingen rolle. Ingen har noen gang nevnt det, og det er selvfølgelig ikke synlig om natten.

Jeg la til små biter av 3/8”tykt massivt tre til stjernens ned-pekende punkter, slik at jeg kunne legge til noen skrueøyne for å la meg forankre stjernen for å unngå at den blåser rundt siden jeg bor i Oklahoma hvor“vinden” kommer feiende nedover sletten”.

Jeg hengte stjernen min mellom to store trær i hagen min. Jeg festet to 3M CommandTM Outdoor Light Clips på baksiden av stjernen og sløyfet dem over et ¼”tau jeg trakk opp mellom trærne.

Jeg forankret stjernens nedadgående tips til bakken ved hjelp av teltpinner og paracord. Jeg vurderte å montere stjernen i gavlen over garasjen min, men å montere elektronikkboksen på det stedet var problematisk for meg.

Trinn 4: Programmering av lysdiodene

Enhver mikrokontroller kan brukes til å kontrollere lysdiodene, men jeg har lekt med Arduino i et par år, så jeg gikk den veien. Jeg er en pensjonert elektronikkingeniør, men ikke særlig programmerer, så jeg var begeistret for å finne FastLED -biblioteket, noe som gjør programmeringen av LED -lampene til en lek. AdaFruit har også et lignende bibliotek, men jeg var allerede i FastLED før jeg oppdaget det. Derfor har jeg ingen mening om hvilket bibliotek som er bedre.

Jeg vurderte forskjellige lysmønsterideer, men bestemte meg for en enkel fade-in/fade-out med fargeendringer på hver syklus for stjernen min. Jeg fant ut at i mørket var lysdiodene for lyse for den effekten jeg ønsket, så jeg satte maksimal lysstyrkenivå til 36. Lysdioder er VELDIG lyse når de sees direkte, slik de er plassert i dette prosjektet.

Hvis du ikke er kjent med Arduino mikrokontroller, er det noen veldig informative instrukser for nybegynnere. Jeg vil råde deg til å sjekke dem ut og bli kjent med Arduino -programmering før du prøver et prosjekt som dette. Bare søk på Instructable -nettstedet for Arduino.

Klikk på lenken nedenfor for Arduino -skissen jeg skrev til stjernen min.

Trinn 5: Slå på Arduino og lysdioder

Jeg hadde allerede en 10A, +5V DC strømforsyning. Det er overkill for dette prosjektet, men hvorfor kjøpe en annen strømforsyning? Jeg brukte strømdelerkabelen i delelisten for å få strøm til både LED -strengen og Arduino -kortet fra forsyningen. MERK: LED -strengene kommer i både 5V og 12V varianter. Hvis du velger 12V-lysdiodene, må du enten bruke en separat strømforsyning til Arduino-kortet, eller bruke en DC-DC-trinnløs spenningsomformer (eller for de som har mer erfaring innen elektronikk, en lineær regulator) for å redusere Arduino forsyningsspenning til 5V til 9V DC.

For strøm- og kontrollledninger i den siste installasjonen brukte jeg en 3-leder "termostatledning" jeg fant hos Lowe's. To ledninger for strøm og en ledning for styresignalet. Er det ikke fantastisk at fargen og lysstyrken til 50 lysdioder kan styres av EN ledning?! Som elektronikkingeniør forstår jeg fullt ut hvordan det fungerer, men jeg er fortsatt MEGET imponert.

Strøm-/kontrolltråden må avsluttes med en 3-pinners JST-terminal. Jeg loddet terminalenheten ledninger til 3-leder kabel ledninger og dekket skjøtene med varmekrympende rør. Elektrisk tape ville fungere i klemme, men det værer ikke godt. Jeg unngår det når det er mulig.

Trinn 6: Beskyttelse av elektronikken

Selvfølgelig er ikke Arduino -kortet og strømforsyningen værbestandig, så de må beskyttes. Jeg brukte en "engangs" plastoppbevaringsboks. For å støtte esken, bygde jeg en liten hylle, som jeg også malte som beskrevet for stjernen, og skrudde den til et av trærne. Jeg boret et hull på siden av boksen nær bunnen. Jeg skar deretter en spalte fra hullet til toppen av esken for å skyve ledningene ned til hullet. Etter at ledningene var på plass, brukte jeg klar tape inne og utenfor boksen for å forsegle spalten. Selve hullet trenger ikke å være helt forseglet hvis du følger følgende merknad.

MERK: Åpningen for strømledningen og strøm-/kontrollledningen til lysdiodene må plasseres slik at vann ikke finner veien inn i boksen. Sett hullet i bunnen av esken og danne en løkke med ledningene slik at vann på ledningene drypper av i stedet for å følge ledningen inn i esken.

Jeg løp strøm-/kontrolltråden fra boksen til stjernen langs rope”tauet som stjernen ble suspendert fra, ved hjelp av glidelåser for å feste ledningen til tauet.

Trinn 7: Se det i bruk

Her er en video av stjernen min da det var helt mørkt ute. Jeg liker den rolige effekten av de falmende fargene.