En julestjerne med programmerbare lysdioder: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Jeg ville have noget anderledes til mit udendørs juledisplay i år, så jeg besluttede at købe en række RGB -programmerbare lysdioder (undertiden kaldet neopixel -lysdioder) og oprette en julestjerne. Disse lysdioder kan individuelt programmeres til farve og lysstyrke med kun en kontrolledning.

Trin 1: Materiale

WS2811 diffust digital RGB LED -streng (5V)

Arduino board (der er MANGE kilder)

FastLED Arduino bibliotek

+5V DC strømforsyning (500 ma eller derover-kan være en "vægvorte-type")

Power splitter kabel

3-leder strøm-/kontrolkabel

3-benet JST SM hanstik

Krympeslange (3 stk. 3/16 diameter, 1 tommer lang)

Vandtæt plastkasse

2 'x 2' x ¼ krydsfiner

2 'x 2' stykke karton (valgfrit)

Udvendig maling

Klar indpakningstape (eller klar GorillaTM -tape)

Skrot til elektronikhylde (valgfrit)

Trælim (valgfrit)

¼”flettet reb (valgfrit)

Parcord (valgfrit)

CommandTM Outdoor Light Clips (valgfrit - jeg fandt dem på Walmart)

Teltepæle (valgfrit)

Trin 2: Værktøjer

Computer til programmering af Arduino

El -boremaskine eller boremaskine

12 mm bor

Fintandet træsav (jeg brugte en jigssav)

Varmepistol, lighter eller tændstikker til krympeslanger

Syle eller ispind

Sandpapir

Elektrisk slibemaskine (valgfrit)

Trin 3: Star Build -proces

Jeg ville have min stjerne til at passe på et 24 tommer kvadratisk stykke krydsfiner, så jeg ville have, at den bredeste dimension ikke var større end 24 tommer. Spidstrekantens øverste vinkel er 36 °. De to andre vinkler er 72 °.

Jeg ville have, at lysmønsteret i stjernen var så stort som muligt, så jeg planlagde ikke at få stjernens punkter til at nå en fuldstændig top. Hvert ben på en stjerne er identisk, så jeg beregnede dimensionerne på et ben som vist på tegningen her.

Jeg udskrev derefter fem eksemplarer af mønsteret og fortsatte med at placere stjernen på pap.

Da min LED -streng har 50 LED'er, havde jeg brug for fem pr. Ben jævnt fordelt. Længden af et ben (fra tegningen) er 8,125 tommer ÷ 5 = 1,625 tommer (1-5/8”). Da jeg havde tegnet stjernepunktet i Visio, markerede jeg hver LED -placering på Visio -mønsteret for at undgå at skulle måle på paplayoutet. Klik på linket i slutningen af dette afsnit for et stjernemønster i fuld størrelse. BEMÆRK: Hvis det udskrevne mønster ikke måler som angivet, skal du muligvis justere printerens margenindstillinger. Jeg satte min til 0,15 tommer på alle sider.

Derefter tapede jeg kartonen oven på krydsfinerstykket og slog en syl gennem pap i krydsfiner på hvert LED -sted. Jeg var nødt til at bruge ganske lidt pres for at få dybe nok mærker i krydsfiner til at kunne se dem (måske fordi min syl skal skærpes).

Selvfølgelig kan du omgå papmønsteret og lave layoutet direkte på krydsfiner, hvis du er fortrolig med processen og sikker på, at du ikke ødelægger et helt godt stykke krydsfiner.

Jeg fjernede papskabelonen og målte vinkelret omkring ¾ tommer fra LED-borelinjen hele vejen rundt om stjernen for at få min udskæringslinje. Bemærk: Klippelinjen på billedet vises på pap, da jeg besluttede mig for at gøre denne instruerbare, havde jeg allerede afsluttet stjernen.

Efter at jeg havde skåret stjernen ud, slibede jeg alle overflader og påførte to lag akryl udvendig primer og to finish lag akryl udvendig husmaling. Jeg malede, før jeg borede hullerne for at undgå at få maling inde i hullerne.

Jeg borede hullerne til lysdioderne på hvert sted, jeg havde markeret ved hjælp af et 12 mm bor, men hullerne var lidt underdimensionerede, så jeg måtte gå tilbage og "vælte ud" hvert hul ved at vinkle borekronen på en cirkulær måde. Det kan være, at et ½”bor ville være den perfekte størrelse. Jeg råder dig til at prøve det på et stykke træ og se, hvor godt det fungerer. Lysdioderne skal passe nogenlunde tæt i krydsfiner for at forhindre dem i at falde ud. Efter boring gik jeg tilbage med en lille pensel og malede steder, hvor borekronen rev krydsfiner. Selvom jeg borede med en backup, fik jeg stadig lidt rive.

Du kan se på introduktionsbilledet, at punkterne på min stjerne ikke alle er identiske. Det skyldes en lille fejl ved måling og beregning af stjernestørrelsen, men det gør virkelig ingen forskel. Ingen har nogensinde nævnt det, og det er selvfølgelig ikke synligt om natten.

Jeg tilføjede små stykker 3/8”tykt massivt træ til stjernens nedadrettede punkter, så jeg kunne tilføje nogle skrueøjne, så jeg kunne forankre stjernen for at forhindre den i at blæse rundt, da jeg bor i Oklahoma, hvor” vinden kommer fejende ned ad sletten”.

Jeg suspenderede min stjerne mellem to store træer i min forhave. Jeg fastgjorde to 3M CommandTM Outdoor Light Clips på bagsiden af stjernen og sløjfede dem over et ¼”reb, jeg spændte op mellem træerne.

Jeg forankrede stjernens nedadrettede spidser til jorden ved hjælp af teltpæle og paracord. Jeg overvejede at montere stjernen i gavlen over min garage, men montering af elektronikboksen på det sted var problematisk for mig.

Trin 4: Programmering af lysdioderne

Enhver mikrokontroller kunne bruges til at styre lysdioderne, men jeg har leget med Arduino i et par år, så jeg gik den vej. Jeg er en pensioneret elektronikingeniør, men ikke meget programmerer, så jeg var begejstret for at finde FastLED -biblioteket, hvilket gør programmering af LED'erne til en leg. AdaFruit har også et lignende bibliotek, men jeg var allerede i FastLED, før jeg opdagede det. Derfor har jeg ingen mening om, hvilket bibliotek der er bedre.

Jeg overvejede forskellige lysmønsterideer, men besluttede mig for en simpel fade-in/fade-out med farveændringer på hver cyklus for min stjerne. Jeg fandt ud af, at i mørket var lysdioderne for lyse til den effekt, jeg ønskede, så jeg satte det maksimale lysstyrkeniveau til 36. Lysdioder er MEGET lyse, når de ses direkte, da de er placeret i dette projekt.

Hvis du ikke kender Arduino-mikrokontrolleren, er der nogle meget informative instruktioner til begyndere. Jeg vil råde dig til at tjekke dem ud og blive fortrolig med Arduino -programmering, før du prøver et projekt som dette. Bare søg på Instructable -webstedet efter Arduino.

Klik på linket herunder for den Arduino -skitse, jeg skrev til min stjerne.

Trin 5: Tænd for Arduino og lysdioder

Jeg havde allerede en 10A, +5V DC strømforsyning. Det er langt overkill for dette projekt, men hvorfor købe en anden strømforsyning? Jeg brugte power splitter -kablet i delelisten til at få strøm til både LED -strengen og Arduino -kortet fra forsyningen. BEMÆRK: LED -strengene findes i både 5V og 12V varianter. Hvis du vælger 12V LED'erne, skal du enten bruge en separat strømforsyning til Arduino-kortet eller bruge en DC-DC-trin-ned-spændingsomformer (eller for dem med mere erfaring inden for elektronik, en lineær regulator) for at reducere Arduino forsyningsspænding til 5V til 9V DC.

Til strøm- og kontrolledninger i den sidste installation brugte jeg 3-leder "termostatkabel", jeg fandt hos Lowe's. To ledninger til strøm og en ledning til styresignalet. Er det ikke fantastisk, at farven og lysstyrken på 50 lysdioder kan styres af EN ledning ?! Som elektronikingeniør forstår jeg fuldt ud, hvordan det fungerer, men jeg er stadig MEGET imponeret.

Strøm-/styrekablet skal afsluttes med en 3-benet JST-terminal. Jeg lodde terminalenhedens ledninger til de 3-lederede kabeltråde og dækkede splejserne med varmekrympeslange. Elektrisk tape ville fungere i klemme, men det vejrer ikke godt. Jeg undgår det, når det er muligt.

Trin 6: Beskyttelse af elektronikken

Selvfølgelig er Arduino -kortet og strømforsyningen ikke vejrbestandige, så de skal beskyttes. Jeg brugte en "engangs" plastikopbevaringskasse. For at understøtte kassen byggede jeg en lille hylde, som jeg også malede som beskrevet for stjernen, og skruede den fast på et af træerne. Jeg borede et hul på siden af boksen nær bunden. Jeg skar derefter en spalte fra hullet til toppen af kassen for at skubbe ledningerne ned til hullet. Efter at ledningerne var på plads, brugte jeg klar tape inden for og uden for boksen til at forsegle spalten. Selve hullet behøver ikke at være helt forseglet, hvis du observerer følgende note.

BEMÆRK: Åbningen til netledningen og strøm-/kontrolkablet til lysdioderne skal placeres, så vand ikke finder vej ind i boksen. Sæt hullet i bunden af kassen og form en løkke med ledningerne, så vand på ledningerne drypper af frem for at følge ledningen ind i kassen.

Jeg løb strøm-/kontrolwiren fra kassen til stjernen langs rope”rebet, hvorfra stjernen blev suspenderet, ved hjælp af lynlåse til at fastgøre wiren til rebet.

Trin 7: Se det i aktion

Her er en video af min stjerne, da det var totalt mørkt udenfor. Jeg kan godt lide den rolige effekt af de falmende farver.