RGB-LED Wire Tree: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Jeg vil dele mit RGB-LED-trådtræ med dig. En aften huskede jeg, at jeg byggede trådtræer som barn. I dag nyder jeg virkelig at bygge små elektroniske projekter med mikrokontrollere, der ligner arduino, især med LED'er. Så jeg tænkte ved mig selv, hvorfor ikke kombinere begge dele, og ideen om et LED -trådtræ blev født. Først tjekkede jeg, om nogen allerede havde gjort sådan noget før, men jeg kunne ikke finde det, jeg ledte efter. Jeg kunne hovedsageligt finde LED -trådtræer, der viser en farve. Da jeg synes, at enkeltfarvede lysdioder er lidt kedelige, ville jeg have en med RGB-lysdioder for at lade trådtræet forekomme i alle regnbuens farver. Så jeg begyndte selv at bygge en. Resultatet kan du se på billedet ovenfor. Trådtræet, jeg baserede dette instruktive på, er mit tredje. Jeg håber du nyder min instruktive, og jeg kan motivere nogle af jer til selv at lave en.

Forbrugsvarer

Til selve projektet har du kun brug for få forsyninger og værktøjer:

• 10 RGB-lysdioder (+ reservedele, hvis en er beskadiget), eller mere hvis du vil
• kobbertråd 0, 14 mm² (eller tykkere, men ikke for tyk, da det bliver svært at flette) med 3 forskellige farvede isoleringer omkring 5 m pr. farve (antal lysdioder x længde mellem 40 og 50 cm)
• sølvtråd 0, 6 mm omkring 15 m (2 til 3 gange den længde, der er nødvendig for hver farve)
• mikrokontroller, i mit tilfælde en Wemos D1 mini, men grundlæggende vil alle arbejde, så længe det passer i urtepotten)
• Strømkilde (i tilfælde af Wemos D1 mini fungerer enhver mikro-usb telefonoplader)
• 3 MOSFET'er eller transistorer (jeg brugte n-kanal Mosfets, men du kan også bruge p-kanal, hvis du tilpasser kredsløbet)
• Modstande mod forskellige værdier
• Varmekrympende slanger eller elektrisk tape
• Blomsterkrukke
• Varm lim
• Sten
• Små træpinde (f.eks. Pindene fra nytårsraketterne)
• Tyndt træbræt (f.eks. Bunden af trækasserne sælges undertiden frugt i)

Valgfri

• Pin Headers (han og/eller hun)
• Brødbræt

Værktøjer

• Loddekolbe
• Trådskærer
• Bore
• Pincet (valgfrit)
• Hjælpende hånd (valgfrit)
• Rotationsværktøj (valgfrit)

De fleste ting, du har brug for, er vist på et af billederne ovenfor. Du kan få dem i isenkræmmere, håndværksbutikker eller Amazon. Nogle ting kan dog komme gratis: Stenene tog jeg fra en nærliggende mark. Og træpladen var spild, indtil jeg genbrugte frugtkassen.

Trin 1: Forberedelser

Sørg først for, at alle RGB-lysdioder fungerer, da det er virkelig irriterende at udskifte en LED senere. For at teste lysdioderne skal du blot slutte dem til en strømkilde med spænding fra 3,3 til 5 V. Jeg brugte en laboratorieforsyning, der var justeret til 4 V. Hvis du ikke har nogen, kan du bruge spændingsstifterne på mikrokontrolkortet eller batterierne. I tilfælde af almindelig anode RGB-LED tilsluttes anoden (det længste ben), se billede 1, til spændingen (eller "+") og et af de resterende ben til jorden ("-"). LED'en skal nu lyse i en farve, se billeder 2 til 4. Hvis du har en fælles katode RGB-LED, er den omvendt. Gør dette for alle ben ækv. farver og alle lysdioder. Du kan måske indse, at med en fast spænding vil de tre forskellige farver have forskellig lysstyrke. Det må vi overveje senere.

I det næste trin skærer du alle benene undtagen til fælles anode på RGB-LED'en, så der kun er få millimeter tilbage. Jeg brugte den lille bule, du kan se på det første billede på alle fire ben som en orientering, se billede 5.

Nu skal du vælge, hvilke farvede kobbertråde du vil kombinere til trådtræet. Mens jeg skriver denne vejledning, har jeg lavet tre forskellige RGB-LED-trådtræer. Afhængig af blomsterpottens farve kombinerede jeg forskellige farver. Til denne med en sortlig blomsterpotte brugte jeg farverne brun, gul og sort. Når du har besluttet dig for, hvilke farver du skal bruge, kan du begynde at skære kobbertrådene i længden, billede 7. I mit tilfælde skar jeg dem til en længde på 50 cm med træet hævet noget omkring 30 cm ud af urtepotten. Du vil miste en vis længde, når du fletter kablerne, og endnu vigtigere, du har brug for noget længde tilbage til de elektriske forbindelser. Så som en tommelfingerregel skal kablerne være mindst 15-20 cm længere end den højde, du ønsker for dit træ. Afhængigt af blomsterpottens størrelse kan du vælge forskellige størrelser her.

For at give dig en ide om de størrelser, jeg brugte:

Første træ var 20 cm højt i en blomsterpotte 10 cm højde og diameter. De andre er omkring 30 cm høje i en urtepotte med 12 cm højde og 13 cm diameter.

Trin 2: Lodning af kobbertrådene

For at lodde kobbertrådene til RGB-lysdioderne skal du først afskrive enden på hver ledning omkring 3-5 mm og lægge noget loddetin på den. Hvis du bruger fletning som jeg gør, skal du sørge for, at de enkelte fletninger er snoet sammen, så de ikke stikker ud. Da der er lidt plads mellem benene på LED'erne og ledningerne, bør de ikke røre hinanden. Det er meget vigtigt, at farverne altid er loddet i samme rækkefølge på LED'en, ellers bliver det meget vanskeligt at tilslutte LED'erne senere til mikrokontrolleren.

Dernæst kan du lodde ledningerne til RGB-LED. For at gøre dette spændte jeg LED'en fast med det rammende lange ben, den fælles anode eller katode, til en hjælpende hånd, som du kan se på det andet billede. Gentag dette for alle lysdioder. Sørg for at have en tæt forbindelse ved at vrikke med kobbertrådene.

Trin 3: Fletning af kobbertrådene

Efter at du loddet kobbertrådene til lysdioderne, var det tid til at flette. Hvis du ikke ved, hvordan du fletter, er der mange selvstudier på youtube. Bare søg efter "3 -strengs fletning". Til at flette ledningerne brugte jeg igen den hjælpende hånd til at holde lysdioderne for mig. I mit tilfælde gled den hjælpende hånd ofte mod mig, mens jeg flettede, så jeg klemte den fast på skrivebordet. Da fletning er tidskrævende, gjorde jeg det mest, mens jeg hørte nogle tv-serier. Du bør efterlade omkring 8-10 cm kobbertråd, der ikke er flettet. For at gøre dette skal du bare knytte ledningerne, når du kommer tæt på de 8 cm på den korteste ledning. For alle stykker skal den resterende længde være mere eller mindre den samme.

Trin 4: Lodning af sølvtråden og vridning

Nu kan du lodde sølvtråden til lysdiodernes resterende ben. For at gøre det skal du først skære et stykke af. Længden af stykket skal være dobbelt længden af kobbertrådene plus 20 cm, afhængigt af hvor fast du vrider det rundt senere. Hvis du laver mere twist pr. Cm end naturligvis, har du brug for mere trådlængde end med færre twist pr. Cm. I mit tilfælde betyder det 120 cm pr. Stykke. For at være sikker på, hvor meget du har brug for, skal du først skære et stykke og huske længden på det.

Derefter foldes sølvtråden i halve og skaber en sløjfe i midten, se billede 1. Derefter skubbes sløjfen hen over LED'ens resterende ben, den fælles anode (eller katode). For at gøre dette lettere kan du bøje benet lidt opad, se billede 2. Derefter påføres soder på løkken med benet inde. Sørg for, at der er en god forbindelse mellem sølvtråden og benet. Derefter kan du skære den del af benet, der stikker ud og måske fil de skarpe kanter, der følger med skæringen.

Når du har loddet sølvtråden på plads, kan du begynde at vride den rundt om de flettede kobbertråde indtil knuden fra trinnet før. Sølvtråden skal være mindst lige så lang som kobbertrådene, som du kan se på billede 5. Den del af sølvtråden, der stikker ud bag knuden, vil senere blive trådtræets rødder. Det er ligegyldigt, om nogle sølvtråde er kortere, men størstedelen bør være lige så lange kobbertrådene. Afhængigt af dit resultat kan du nu tilpasse længden af de næste sølvtråde, der stammer fra længden af den første ledning, eller lade den være som den er. Gentag nu dette for alle resterende lysdioder. Til sidst har du et bundt af disse "grene".

Trin 5: Montering af trådtræet

For at samle trådtræet skal du først sætte alle grenene sammen, så knuderne for enden af den flettede del ligger ved siden af hinanden, som det kan ses på det første billede. End midlertidigt fiksere dem sammen og groft design dit træ, som du finder passende. For at designe træet lavede jeg forskellige stilarter af grene. Nogle forlod jeg, som de er, og nogle parrede jeg for at repræsentere branche gafler. Jeg markerede de grene, jeg ønskede i par med en klippemaskine på det punkt, hvor jeg ville have dem til at adskille. Derefter demonterede jeg trådtræet igen og lagde sølvtråd omkring grenene for at blive sat i par. Sølvtråden havde omtrent samme længde som før, cirka 120 cm i mit tilfælde. Det sidste trin er, at lægge alle grene, de parrede og de enkelte, sammen og igen sno lidt sølvtråd rundt, startende på det punkt, hvor de alle adskiller sig. Denne sidste sølvtråd skal være den længste, da bagagerummet nu har en stor diameter. Jeg gik 140 cm.

Trin 6: Sortering af ledninger og lodning af elektriske forbindelser

Nu hvor du var færdig med træstammen, var det tid til at sortere trådene. Start med sølvtrådene, da de er de mindst bevægelige. Læg først de 3 til 4 korteste sølvtråde lige ned fra bagagerummet og vrid dem sammen. De andre ledninger skal bøje udenfor og vil senere blive rødderne. Afkort de snoede ledninger, der stikker ud af bunden til lige længde og når mindst 2-3 cm ud af træstammen. Tag derefter et kort (f.eks. 10 cm) stykke tråd, der skal loddes til sølvtrådene, der stikker ud af bunden af træet. Sølvledningerne vil senere blive forbundet med positiv spænding. (Normalt i elektronik svarer rød ledning til positiv spænding (eller Vin) og sort til negativ (eller GND). Men med RGB -lysdioder reserverer jeg normalt den røde ledning til den røde LED, så i dette tilfælde bruger jeg derfor orange ledning som den er "nærmest" til rød.) Striml den ene side af tråden i 1-2 cm, og vrid den rundt om sølvtrådene i bunden, som det kan ses på billede 4, og lod dem på plads.

Start derefter med at sortere de forskellige trådfarver sammen. Forlæng ti i henhold til den korteste på og strimmel dem alle i 1-2 cm, og vrid den afisolerede ende sammen. Test nu LED'erne igen ved at anvende positiv spænding til sølvledningerne og de tomme kobbertrådsdele. Husk hvilken af din farve, der svarer til hvilken af det røde, grønne eller blå lys. Nu loddes grøn ledning til ledningerne, der styrer de grønne lysdioder og så videre, på samme måde som for sølvledningerne i afsnittet ovenfor. I det sidste trin placeres nogle varmekrympende slanger eller elektrisk tape over de nøgne kobbertråde for at isolere dem fra at røre ved og derfor afkorte hinanden.

For senere at styre RGB-LED-trådtræet brugte jeg en standardknapkontakt. Jeg skar det ikke nødvendige ben af knapkontakten og loddet til ledninger ved de resterende. Sørg for at bruge de rigtige, da de 2 ben "forbinder" med "plastikstangen" i bunden af kontakten er forbundet med hinanden.

Trin 7: Plantning af træet

Som du kan se på billederne, er træet plantet inde i blomsterpotten på et stykke træplade og omgivet af sten.

For at lave træpladen målte jeg først urtepottens indre diameter. Derefter tegner jeg en cirkel på et stykke pap og skærer det ud. Derefter kontrollerede jeg, om papcirklen passede i blomsterpottens ønskede dybde, og hvis ikke, skar den en lille smule mindre. Da jeg var tilfreds, overførte jeg kartonformen på træpladen og skar den ud. Til træpladen brugte jeg bunden af en orange orange æske fra det lokale supermarked. Træpladen har brug for et hul i midten med en diameter på 10 mm. For at holde træpladen i den ønskede højde savede jeg 3 små pinde af skrot, jeg havde liggende. I mit tilfælde var de 7 cm lange.

Dernæst borede jeg et hul i bunden af urtepotten for at køre strømkablet igennem og slibede en kanal til kablet med et roterende multiværktøj dybt nok til, at mit kabel kunne lade blomsterpotten sidde fladt på jorden. Dernæst lagde jeg lidt varm lim på de to ender af de pinde, jeg savede tidligere, og lagde dem i urtepotten og dannede et stativ til træpladen at sidde på.

Nu hvor træet kan sættes i urtepotten, begyndte jeg at arrangere stenene omkring træstammen. Det er ikke vigtigt helt at dække træpladen med træer, da selv når du kun er en halv meter væk, kan du ikke rigtig se det dybt ned i blomsterpotten. Sørg for, at du lader et lille sted stå åbent, hvor du kan sætte og nå knapkontakten for at styre lysdioderne. Da jeg var tilfreds med udseendet, limede jeg stenene på plads ved hjælp af varm lim. Derefter borede jeg to små huller ved siden af hinanden for at føre kablerne loddet til knapkontakten igennem og limede knapkontakten på plads.

Det sidste trin er at designe rødderne. Til det snoede jeg 2 eller flere af sølvtrådene, der stak ud sammen med dem adskilt på forskellige afstande, som det kan ses på billede 11. Derefter bøjer jeg rødderne omkring træpladen som på billede 12. Bagefter dannede jeg en cirkel med sølvtråd at jeg lagde dem over og bøjede rødderne omkring ringen, som det kan ses på billede 13 og strammer dem en efter en lidt efter lidt. Det sidste trin er at skære enderne af sølvtråd, der stikker for meget ud.

Trin 8: Elektrisk kredsløb og mikrokontrolleren

I det sidste trin sammensatte jeg det elektriske kredsløb. Mikrocontrolleren styrer RGB-lysdioderne. Da mikrokontrollerens GPIO'er kun leverer 3,3 V, hvilket ikke er nok til, at nogle af lysdioderne lyser klart, tilsluttede jeg mikrocontrolleren til MOSFET'er, der kan skifte lysdioderne med mikrokontrollerens indgangsspænding, som er 5 V. (I stedet for af MOSFET'er kan du lige så godt bruge transistor, men jeg havde MOSFETS liggende fra et futerprojekt, så jeg brugte dem.) Men nogle LED kan ikke tåle 5 V, og de forskellige farver vil skinne i forskellig lysstyrke, når de påføres den samme spænding af 5 V. Det er her modstandene kommer ind. Modstandens værdier skal beregnes for hver farve på RGB-LED i henhold til databladet og kan variere fra producent til producent. Eller du kan bare bruge værdierne i kredsløbsdiagrammet og teste, om værdierne fungerer for dig. Hvis ikke, kan du pille lidt med modstandsværdierne ved at stige og sænke resitorværdierne, indtil alle farver skinner lige så klare. For at knappen skal fungere, skal der være en pullup -modstand, ellers kan knappen blive registreret som tryk for altid. I dette tilfælde har Wemos D1 mini interne pullup -modstande, der kan aktiveres inden for koden. Hvis den brugte mikrokontroller ikke understøtter det, er en ekstern pullup -modstand nødvendig.

Efter at have valgt modstandsværdierne lod jeg alle de elektroniske dele sammen på et brødbræt. For at forbinde ledningerne fra træet brugte jeg mandlige pinheaders på brættet og kvindelige på ledningerne, men du kan lige så godt lodde dem direkte til brættet. Inden alt forbindes og sættes i blomsterpotten, skal du blinke programmet på mikrokontrolleren. Jeg vedhæftede kodefilen. Jeg håber, jeg har kommenteret nok i koden, så alle kan forstå, hvad der foregår. Lige nu er koden meget grundlæggende, og jeg kan tilføje funktioner til den i fremtiden. Hvis jeg gør det, sender jeg en opdatering her og vil sandsynligvis flytte koden til github. Når du tilslutter træet, blinker det i rødt grønt, blåt og hvidt og begynder derefter at cykle gennem farvetone. Du kan mere end ændre farveform med knappetryk.

Fra nu af indeholder koden 3 tilstande:

• 0: Fra
• 1: Rainbow mode: Cykling gennem farvetone
• 2: Fast farvetilstand

Du kan skifte mellem farverne ved at holde knappen inde i mere end et halvt sekund. Hvis det lykkes, vil træet blinke hvidt det antal gange, der er angivet før ovenstående tilstand. I fast farvetilstand vil et kort tryk på knap (mindre end et halvt sekund) gå igennem 7 forskellige farver, der er defineret i koden. Hvis et tryk på knappen ikke accepteres (et kort tryk på knappen virker kun i fast farvetilstand) vil træet blinke som første gang det blev tilsluttet. Du er velkommen til at ændre koden, som du finder passende.

Trin 9: Nyd det

Hvad der er tilbage at gøre er at finde et sødt sted til dit nyfremstillede RGB-LED-trådtræ og nyde det. Alt i alt tog det at lave dette træ mig cirka 8-10 timer fordelt på et par dage. Nogle af de mere tidskrævende ting som at flette og vride sølvtråden rundt om grenene, jeg lavede, da jeg så tv.

Du undrer dig måske over, hvorfor der ikke er billeder af træet, der skinner rødt. Det er simpelthen fordi jeg, mens jeg skriver dette instruerbare, venter på en forsendelse elektronik, at jeg skal samle controlleren. Derfor brugte jeg controlleren fra mit første RGB-LED-træ til billederne. Men lysdioderne i RGB-LED-træet I, som jeg baserede disse instruktioner på, har behov for lavere modstandsværdier for rødt, og det røde lys er derfor meget dæmpet.