Arduino-baserte LED "Bloody Red" automatiske trapper: 5 trinn (med bilder)

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

HVA?

Hei!

Jeg har laget blødende LED -trapper! Det er en ny Instructables som utnytter noen maskinvareinstallasjon jeg hadde gjort allerede fra en tidligere jeg fra min. Jeg lagde en RØD animasjon som ligner bloddråper, perfekt for å bli aktivert automatisk under disse triks eller behandle øyeblikkene!

Så snart du nærmer deg trappene, dukker det opp "bloddråper" fra tilfeldige steder på trappene og begynner å gå ned og etterlater spor av blod langs veien, som gradvis forsvinner. Antall dråper er en parameter i Arduino -skissen.

Realismen av effekten forsterkes av den tilfeldige hastigheten på dråpene: de 'går ikke ned lineært, men de bremser og øker hastigheten som væskedråper gjør når de går nedover en overflate (som blod også).

Som jeg sa, har jeg utnyttet noen eksisterende maskinvareinstallasjon, men programmeringen (Arduino sketch) er helt ny, pluss noen nye trefinisher for å gjøre dem helt innebygd i trappene. Den eksisterende maskinvareinstallasjonen er gjentatt i trinn 1 og 2, og er for fullstendighet hentet herfra:

www.instructables.com/id/Automatic-IoT-Sta…

Trinn 3, 4 og 5 er helt nye, også handlelisten nedenfor er annerledes.

HVORFOR?

Trappene hadde allerede noen animasjoner, men jeg manglet noe spesifikt til Halloween. Trappen er synlig fra hoveddøren, så det er ganske kult å skremme av alle disse monstrene ved å vise dem noe sant blod!:)

HANDLELISTE

Jeg brukte følgende komponenter, rull ned for byggetrinnene:

1) 2 x 4m ws2813 rgb LED -strips:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

få den ikke -vanntette versjonen, med 60 leds/m. Jeg fant også en billigere 5m versjon og kuttet bare 1 m fra enden av begge strimlene. Vær oppmerksom på at du også kan gjøre dette med ws2812 og ws2812b LED, lyset vil være nøyaktig det samme, og disse er billigere. Ws2813 er bare mer pålitelig, ettersom de har en redundant datatilkobling, så hvis du bryter en LED, vil resten av stripen fortsette å fungere. Disse var omtrent 27 $ / 25 € hver.

2) 4 x 2 m U-line aluminiumsprofiler, 14 mm x 13 mm:

www.ebay.ie/itm/New-2-METERS-U-LINE-Alumin…

Disse var 20 € hver, omtrent 22 $. Jeg har også kjøpt terminalhettene og festeskruene. Skruene kunne ikke installeres på siden jeg trengte dem, de skal være installert på siden motsatt diffusoren, så de var ikke til nytte for meg. I stedet, takket være trappens skråning og litt friksjon fra gulvlisten, var noen biter av klebende tape nok til å passe profilene over gulvlistene.

3) 2 x cat-5 Ethernet-kabler:

www.aliexpress.com/item/Vention-Ethernet-C…

Jeg aner ikke hvilken lengde som ble brukt her, antar jeg at rundt 2 meter installerte elektrikeren og snekkeren kablene under gulvet, som gikk fra gulvlistene til trappene, til rommet med hotpressen. Vær oppmerksom på at for lange kabler reduserer strømmen, og du trenger et mer sofistikert oppsett for å gi riktig strøm og for å unngå brudd på datatilkoblingen.

4) ekstra forskjellige dupont -kabler:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

5) Som wifi-aktivert mikrokontroller har jeg brukt den første versjonen av Wemos D1, nå utgått, som du fortsatt kan finne på nettet:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

For fremtidige lesere, hvis du ikke finner den, bør versjon R2 av Wemos D1 også fungere.

6) 2 x PIR bevegelsessensorer for Arduino:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

7) en 5v, 40a, 200w strømforsyning:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

Dette var 21,5 pund, omtrent 25 € eller 27 $. Du trenger sannsynligvis mindre enn 40A, men dette var billigere enn 20A, og med ampere er det alltid bedre å overdimensjonere, så strømforsyningen vil gå kaldt og leve lenger.

8) to furutrær, 36 mm:

www.builderdepot.co.uk/richard-burbidge-pin…. Omtrent 6 euro hver i Irland.

9) litt hvit eggeskallmaling som jeg allerede hadde (samme maling av gulvlistene)

10) silikonforsegling, maling:

www.woodies.ie/decorating/decorating-acces…. Dette var 5 euro

11) to 3d-trykte kasser for PIR-sensorene, som disse:

www.thingiverse.com/thing:1374677

Jeg har min gratis av en venn, jeg har ikke en 3d -skriver:(

Trinn 1: Kabling

Du må realisere følgende tilkoblinger: 1) LED -strips - Wemos D1

2) LED -strips - strømforsyning

3) PIR -sensorer - Wemos D1

4) PIR -sensorer - strømforsyning

5) Wemos D1 - strømforsyning

6) strømforsyning - husstrømnett

Forberedelse: Jeg hadde to cat 5 Ethernet -kabler (https://en.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable) installert under gulvet mellom gulvlisten til staricase og varmpressen av snekkeren og elektrikeren før snekkeren installerte tregulv. Én kabel på hver side av trappen, som dukker ut fra tuppen av gulvlisten i den ene enden, og fra et hull i veggen til den varme pressen i den andre enden. En cat 5 -kabel har 8 små kabler i den, delt inn i 4 vridde par ved hjelp av 4 forskjellige fargebaser og 2 fargemønstre (ensfarget eller stiplet linje). Fjern 8-10 cm gummi fra hver ende av hver av kattens 5 kabler, for å få tilgang til de 4 twisterparene. Fjern hvert par for å ende opp med åtte uavhengige små kabler. Fjern omtrent 1 cm plast fra hver spiss av hver lille kabel, i begge ender av hver av de to cat 5 -kablene. Dette trinnet er ganske tidkrevende, og jeg anbefaler å bruke en skikkelig kabelskreller for å gjøre det raskt. Jeg brukte saks.

For tilkoblingen som er oppført som 1), valgte jeg 4-veis-kontakten (pluss de to ekstra strømkablene) fra LED-stripen, og koblet den grønne kabelen fra LED-en (datakabelen) til en av de 8 små kablene fra cat 5 kabel. Jeg valgte de hvit-oransje pinnene på cat 5-kabelen for dette.

For tilkoblingen oppført som 2), valgte jeg 4-veis-kontakten (pluss de to ekstra strømkablene) fra LED-stripen, og koblet den røde kabelen fra LED-kontakten (VCC-kabelen) til * to * av de 8 små kabler fra cat 5-kabelen, vridd sammen igjen. Jeg valgte de blå og hvit-blå pinnene til cat 5-kabelen for dette. Jeg koblet også den hvite kabelen fra LED-kontakten (jordkabelen) til * to * av de 8 små kablene fra cat 5-kabelen, som er vridd sammen igjen. Jeg valgte de brune og de grønne pinnene på cat 5 -kabelen for dette. Til slutt, for å få enda mer strøm til stripen, koblet jeg den ekstra hvite kabelen fra utsiden av LED-kontakten (den ekstra jordkabelen) til en av de små kablene fra cat 5-kabelen (jeg valgte den hvitgrønne pinnen til katten 5-kabel for dette), og den ekstra røde kabelen fra utsiden av LED-kontakten (den ekstra VCC-kabelen) til en av de små kablene fra cat 5-kabelen (jeg valgte den hvitbrune pinnen til cat 5-kabelen for dette). Grunnen til at LED-stripen drives med 3 kabler som bringer det positive, og 3 bringer bakken, er å fordele strømmen over flere pinner, for å unngå overoppheting og for å sikre at nok strøm når lysdiodene. Dette kunne ha blitt oppnådd ved å kjøre en tykkere kabel bare for strøm, men da ville jeg ha trengt å kjøre for mange separate kabler (en tykk for strøm, en tykk for jord, en datakabel for lysdiodene, en datakabel for PIR -sensorene. Jeg foretrakk å betale elektriker mindre og har bare 1 kabel per side installert:)

For tilkoblingen som er oppført som 3) koblet jeg "ut" -pinnen til PIR -sensoren til en av de små kablene fra cat 5 -kabelen (jeg valgte den oransje pinnen til cat 5 -kabelen for dette).

For tilkoblingen som er oppført som 4), koblet jeg "vcc" -pinnen til PIR-sensoren til den hvitbrune bittesmå kabelen til cat 5-kabelen som allerede var koblet til den røde kabelen fra LED-stripen, og "bakken" -nålen av PIR-sensoren til den hvite-grønne lille kabelen til cat 5-kabelen som allerede var koblet til den hvite kabelen fra LED-stripen. Alle tilkoblingene ovenfor kan gjøres mer ryddige ved å bruke varmekrympbare rør. Jeg bruker dem ikke, ettersom jeg planlegger å dekke alt med et hvitt MDF -bord plassert på toppen av aluminiumsprofilen, så for å legge profilen inn i gulvlisten. Dette vil skjule alle kablene og vil gi meg tilgang hvis reparasjoner eller videreutvikling er nødvendig. Disse fire første tilkoblingene ble kopiert nøyaktig på den andre siden av trappen, der den andre PIR -sensoren er. Vær også oppmerksom på at den blå kabelen fra LED -kontakten er igjen uten tilkobling, da det er de overflødige dataene fra ws2813 -stripen. For å realisere de andre sidene av tilkoblingene (dvs. i den varme pressen), har jeg: a) skrudd sammen de blå, hvitblå og hvitbrune pinnene på cat 5-kablene, og jeg har satt resultatet inn i en av de tre "+V" -portene på strømforsyningen. b) vridd sammen igjen de grønne, hvitgrønne og brune pinnene på cat 5-kablene, og jeg har satt resultatet inn i en av de tre "COM" -portene på puwer-forsyningen. a) og b) ble replikert for den andre cat 5 -kabelen som tilsvarer den andre siden av trappen. Jeg har brukt en annen "+V" og "COM" port (er) på strømforsyningen. c) de to oransje pinnene til de to cat 5-kablene ble satt inn i pinnene 4 og 5 på Wemos D1 d) de to hvitorange pinnene på de to cat 5-kablene ble vridd sammen igjen og satt inn i pinne 1 på Wemos D1. Hvis jeg hadde brukt en vanlig Arduino Uno med et wifi -skjold eller en ekstern esp8266 -modul, kunne jeg ha forlatt de to stripene uavhengige uten å vri de to kablene og koble de to pinnene til pinnene 1 og 2 på Arduino. På denne måten kunne jeg ha kontrollert animasjonen til de to sidene av trappene separat. Jeg bestemte meg for å forenkle, og holdt dem sammen. Dette er en begrensning av Wemos D1 R1, som kun kan kjøre en Neopixel-kompatibel LED-stripe fra pin 1. Jeg er ikke sikker på om de fikset dette til R2, det er mulig, hvis du ender med å prøve med en R2, gi meg beskjed hvis dette fungerer.

For tilkoblingen som er oppført som 5), hadde jeg mange mulige alternativer (som å bruke en ekstra usb -strømforsyning til en telefon og direkte bruke microusb -porten i Wemos D1), men siden jeg hadde det siste (tredje) paret +V og COM -porter fra min 40A strømforsyning ubrukt, bestemte jeg meg for å koble 5v -pinnen til Wemos til +V -porten på strømforsyningen, og GND -pinnen til Wemos til COM -porten på strømforsyningen. Vær oppmerksom på at dette omgår den interne spenningsregulatoren til Wemos og vil bare fungere hvis strømforsyningen har en ganske konstant spenning, noe som var mitt tilfelle. Hvis ikke, risikerer du å brenne Wemos D1. Vær oppmerksom på at på bildet ser du en mikro -USB -kabel koblet til Wemos D1. Vel, den er ikke koblet til noe på den andre siden, jeg la den bare ligge der når jeg må koble Wemos til den bærbare datamaskinen for å programmere den. Som du vil oppdage i det senere trinnet, programmerer jeg Wemos trådløst OTA (Over The Air) nå, slik at kabelen kan fjernes for godt.

For tilkoblingen oppført som 6), forlot elektrikeren en hvit kabel koblet til en sikret bryter, som bærer 220v, og dukket ut fra veggen. Så alt jeg måtte gjøre var å ta litt av gummien ut på enden av den hvite kabelen, fjerne ca 1 cm gummi fra hver av de tre kontaktene, og deretter koble det brune til "L" -porten på strømforsyningen, den blå inn i "N" -porten, og den gulgrønne inn i "jord" -porten. Dette var det desidert mest tidkrevende trinnet, også fordi jeg ikke brukte de riktige verktøyene for å skrelle av gummikabelen, jeg brukte bare noen kjøkken saks. Jeg har alltid gjort det på den måten, så min feilprosent var bare 3/35 (hvor 35 er 8 pinner fra hver katt 5 kabel og hver ende av dem, pluss de 3 pinnene fra husets nettverkskabel), dvs. jeg måtte bare re -kutt 3 pins totalt av 35 tilkoblinger. Imidlertid kan du gjøre det sannsynligvis raskere med en skikkelig kabelstripper.

Trinn 2: Montering av lysdiodene og aluminiumsprofilene

Dette er ganske enkelt når du har funnet ut den beste trinnsekvensen. Jeg anbefaler følgende:

1) ved hjelp av en annen person, ta begge profilene for å installere på den ene siden, legg dem over gulvlisten med diffusoren pekende mot den andre siden av trappen, bestem hvilket område av trappen du vil dekke (vår trapp var 4,4 meter lange og vi hadde bare 4 meter aluminiumsprofiler) og merk det med en blyant.

2) legg 3 eller 4 biter av bi-klebende tape i lengden på hver av de to aluminiumsprofilene (eller på gulvet direkte). Ok, jeg løy, jeg hadde ikke to-klebende tape, så jeg endte opp med å bruke vanlig tape som rullet over seg selv for å danne en bi-lim. Det fungerer.

3) Fjern forsiktig diffusoren fra aluminiumsprofilene (pass på fingrene!)

4) legg profilene på gulvlisten (dvs. på tape), og pass på at tape er skjult mellom profilen og gulvlisteret. Pass også på at diffusoren peker mot den andre siden av trappen, ikke peker opp, ellers får du ikke ønsket effekt. Med andre ord, det vedlagte bildet her er bare for referanse, ikke følg bildet med målingene som installerer diffusoren pekende opp. Nå må du ta litt tillit til å gjøre de neste trinnene. Mitt råd er å få hjelp fra en annen person, og få personen med de mindre fingrene til å gjøre disse:

5) rull ut LED-stripen, plasser den ved siden av (men utenfor) aluminiumsprofilen og sørg for at LED-lampene ender opp inne i U-linjen. øverst på stripen har du kontakten, som er tykkere enn aluminiumsprofilen. Legg merke til hvor det vil ende når stripen er inne i U-linjen.

6) fjern dekselet til det bi-klebende båndet som du finner bak LED-spolen (hvis du ikke har et bipassende tape her, få det og sett det langs hele spolens lengde. Ingen sporadiske flekker, du trenger hele lengden dekket av tape). Jeg hadde 3M kvalitet bi-lim så det var veldig lite rom for feil. Hvis du ikke tar hensyn nok, vil tapen feste seg til enten profilen, eller skjørtet, eller til et annet stykke av selve stripen, eller til trinnene, og det er ikke så lett å fjerne det.

7) Sett inn den øverste kontakten på LED-stripen ved å skyve den sammen med de første 2-3 pikslene inn i enden av profilen. Sørg for at du samsvarer med nivået du noterte deg i trinn 5)

8) La nå personen med de mindre fingrene forsiktig trykke hver piksel mot enden av U-linjen. Ta deg god tid mens du gjør dette. Hvis du noterte deg alle lengdene riktig, vil du ende opp med den siste lysdioden bare 2-3 mm inne i U-linjen i den andre enden.:)

Trinn 3: Ferdiggjøring av treinnstøpningen

Du må nå dekke alt med løvtre slik at det ser inn i trappene.

Legg så mye silikon du kan mellom aluminiumsprofilene og veggen. Det vil tjene som en grunnleggende murstein for å legge ytterligere silikon når du legger stripwood på toppen.

Forbered stripwood ved å slipe med stadig finere sandpapir. Jeg begynte med 40 og endte med 120. Mal stripen med den samme malingen som gulvlistene dine. La dem tørke !!!

Gi dem så mange pasninger de trenger. I mitt tilfelle var det 2, for å matche jobben utført av maleren på gulvlistene.

Legg stripwoodene på toppen av aluminiumsprofilene. Du vil ende opp med hull. Fyll de små med silikon. For de store, kutt små biter av treved og gjenta trinnene ovenfor til alle hullene er fylt.

Trinn 4: Programmer mikrokontrolleren

Last opp den vedlagte koden til mikrokontrolleren. Endre wifi -ssid og passord slik at du kan laste opp en ny skisse trådløst via OTA -oppdateringer.

Programmet har følgende funksjoner:

1) det er parametrisk i antall bloddråper. Endre denne linjen for å ha flere/færre dråper:

#define DROPS 5

2) den utløser automatisk dråper når bevegelse oppdages

3) når bevegelsen stoppes, holder den nåværende aktive dråper i gang. Når hver dråpe når bunnen, oppløses de, og lysene slukker igjen.