Arduino-baserede LED "Bloody Red" automatiske trapper: 5 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

HVAD?

Hej!

Jeg har lavet blødende LED -trapper! Det er en ny instruktion, der udnytter en hardwareinstallation, jeg allerede havde foretaget fra en tidligere jeg fra min. Jeg lavede en RØD animation, der ligner bloddråber, perfekt til at blive aktiveret automatisk under disse trick or treat -øjeblikke!

Så snart du nærmer dig trapperne, dukker "bloddråber" op fra tilfældige steder på trappen og begynder at gå ned og efterlader spor af blod langs deres veje, der gradvist forsvinder. Antallet af dråber er en parameter i Arduino -skitsen.

Virkelighedens realisme forstærkes af dråbernes tilfældige hastighed: de 'går ikke lineært ned, men de sænker farten og fremskynder som væskedråber gør, når de går ned ad en overflade (ligesom blod også).

Som sagt har jeg benyttet mig af en eksisterende hardwareinstallation, men programmeringen (Arduino sketch) er helt ny, plus en ny træfinish for at gøre dem fuldstændigt indlejret i trapperne. Den eksisterende hardwareinstallation replikeres i trin 1 og 2, og for fuldstændighedens skyld er den taget herfra:

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

Trin 3, 4 og 5 er helt nye, også nedenstående indkøbsliste er anderledes.

HVORFOR?

Trappen havde allerede nogle animationer, men jeg manglede noget specifikt til Halloween. Trappen er synlig udefra hoveddøren, så det er ret sejt at skræmme alle de monstre af ved at vise dem noget sandt blod!:)

INDKØBSLISTE

Jeg brugte følgende komponenter, rul ned til byggetrinnene:

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

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

få den ikke -vandtætte version med 60 leds/m. Jeg fandt også en billigere 5m version og skar lige 1m fra enden af begge strimler. Bemærk, at du også kan gøre dette med ws2812 og ws2812b LED'er, lyset vil være nøjagtig det samme, og disse er billigere. Ws2813 er bare mere pålidelige, da de har en redundant dataforbindelse, så hvis du bryder en LED, vil resten af strimlen fortsætte med at fungere. Disse var cirka 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, cirka 22 $. Jeg har også købt terminalhætterne og skruerne. Skruerne kunne ikke installeres på den side, jeg havde brug for dem, de skulle være installeret på siden modsat diffusoren, så de var ikke til nogen nytte for mig. Takket være trappens hældning og en vis friktion fra fodlisten var der i stedet nogle stykker bi-klæbende tape til at passe profilerne over fodlisterne.

3) 2 x cat-5 Ethernet-kabler:

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

Jeg aner ikke, hvilken længde der blev brugt her, jeg gætter på, at omkring 2 m installerede elektriker og tømrer kablerne under gulvet fra trappens fodlister til rummet med hotpressen. Bemærk, at for lange kabler reducerer strømmen, og du skal bruge en mere sofistikeret opsætning for at levere den korrekte strøm og for at undgå at bryde dataforbindelsen.

4) reservedelssorterede dupontkabler:

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

5) Som wifi-aktiveret mikro-controller har jeg brugt den første version af Wemos D1, nu udgået, som du stadig kan finde online:

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

For fremtidige læsere, hvis du ikke finder den, burde version R2 af Wemos D1 også fungere.

6) 2 x PIR -bevægelsessensorer til 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 £, cirka 25 € eller 27 $. Du har sandsynligvis brug for mindre end 40A, men dette var billigere end en 20A, og med ampere er det altid bedre at overdimensionere, så strømforsyningen kører køligt og lever længere.

8) to fyrretræer, 36 mm:

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

9) noget hvidt æggeskal, som jeg allerede havde (samme maling af fodlisterne)

10) silikoneforsegling, der kan males:

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

11) to 3d-trykte kasser til PIR-sensorerne, som disse:

www.thingiverse.com/thing:1374677

Jeg har min gratis fra en ven, jeg har ikke en 3d printer:(

Trin 1: Ledningsføring

Du skal realisere følgende tilslutninger: 1) LED -strips - Wemos D1

2) LED strips - strømforsyning

3) PIR -sensorer - Wemos D1

4) PIR -sensorer - strømforsyning

5) Wemos D1 - strømforsyning

6) strømforsyning - husets strømnet

Forberedelse: Jeg havde to cat 5 Ethernet -kabler (https://da.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable) installeret under gulvet mellem fodlisterne i staricase og varmpressen af tømreren og elektrikeren, før tømreren installerede trægulv. Et kabel pr. Side af trappen, der springer ud fra spidsen af fodlisten i den ene ende og fra et hul i væggen i den varme presse i den anden ende. Et cat 5 -kabel har 8 små kabler i det, opdelt i 4 snoet par ved hjælp af 4 forskellige farvebaser og 2 farvemønstre (ensfarvet eller stiplet linje). Fjern 8-10 cm gummi fra hver ende af hver af kattens 5 kabler, så du får adgang til de 4 twister-par. Fjern hvert par, så du ender med 8 uafhængige små kabler. Fjern kun ca. 1 cm plast fra hver spids af hvert lille kabel, i begge ender af hver af de to kat 5 kabler. Dette trin er ret tidskrævende, og jeg anbefaler at bruge en ordentlig kabelskaler til at gøre det hurtigt. Jeg brugte saks.

For forbindelsen angivet som 1) valgte jeg 4-vejs stikket (plus de to ekstra strømkabler) fra LED-båndet og tilsluttede det grønne kabel fra LED'en (datakablet) til et af de 8 små kabler fra kat 5 kabel. Jeg valgte de hvid-orange stifter på cat 5-kablet til dette.

For forbindelsen angivet som 2) valgte jeg 4-vejs stikket (plus de to ekstra strømkabler) fra LED-båndet og tilsluttede det røde kabel fra LED-stikket (VCC-kablet) til * to * af de 8 små kabler fra cat 5-kablet, snoet sammen igen. Jeg valgte de blå og hvidblå stifter på cat 5-kablet til dette. Jeg tilsluttede også det hvide kabel fra LED-stikket (GROUND-kablet) til * to * af de 8 bittesmå kabler fra cat 5-kablet, der blev snoet igen. Jeg valgte de brune og de grønne stifter på cat 5 -kablet til dette. Til sidst, for at bringe endnu mere strøm til båndet, tilsluttede jeg det ekstra hvide kabel udefra LED-stikket (det ekstra jordkabel) til et af de små kabler fra cat 5-kablet (jeg valgte kattens hvidgrønne stift) 5-kabel til dette), og det ekstra røde kabel udefra LED-stikket (det ekstra VCC-kabel) til et af de små kabler fra cat 5-kablet (jeg valgte den hvidbrune pin på cat 5-kablet til dette). Grunden til at forsyne LED-båndet med 3 kabler, der bringer det positive, og 3 bringer jorden, er at fordele strømmen over flere ben, for at undgå overophedning og for at sikre, at nok strøm når lysdioderne. Dette kunne have været opnået ved at køre et tykkere kabel bare for strøm, men så havde jeg haft brug for at køre for mange separate kabler (et tykt til strøm, et tykt til jord, et datakabel til lysdioderne, et datakabel til PIR -sensorerne. Jeg foretrak at betale elektrikeren mindre og har kun 1 kabel pr. side installeret:)

For forbindelsen angivet som 3), tilsluttede jeg "out" -stiften på PIR -sensoren til et af de små kabler fra cat 5 -kablet (jeg valgte den orange pin på cat 5 -kablet til dette).

For forbindelsen, der er angivet som 4), tilsluttede jeg "vcc" -stiften på PIR-sensoren til det hvide-brune lille kabel på cat 5-kablet, som allerede var forbundet til det røde kabel fra LED-strimlen, og "jord" -stiften af PIR-sensoren til det hvide-grønne lille kabel på cat 5-kablet, som allerede var forbundet til det hvide kabel fra LED-strimlen. Alle ovenstående forbindelser kunne gøres mere ryddelige ved hjælp af varmekrympbare rør. Jeg bruger dem ikke, da jeg planlægger at dække alt med et hvidt MDF -bord placeret oven på aluminiumsprofilen, så for at integrere profilen i fodpanelet. Dette vil skjule alle kabler og give mig adgang, hvis der er behov for reparationer eller yderligere udviklinger. Disse første 4 forbindelser blev replikeret nøjagtigt på den anden side af trappen, hvor den anden PIR -sensor er. Bemærk også, at det blå kabel fra LED -stikket efterlades uden forbindelse, da det er de redundante data fra ws2813 -strimlen. For at realisere de andre sider af forbindelserne (dvs. i den varme presse) har jeg: a) vendt de blå, hvidblå og hvidbrune stifter sammen på cat 5-kablerne sammen igen, og jeg har indsat resultatet i en af de tre "+V" -porte på strømforsyningen. b) vendte de grønne, hvidgrønne og brune stifter sammen på cat 5-kablerne sammen igen, og jeg har indsat resultatet i en af de tre "COM" -porte i puwer-forsyningen. a) og b) blev replikeret for det andet kat 5 -kabel svarende til den anden side af trappen. Jeg har brugt en anden "+V" og "COM" port (er) på strømforsyningen. c) de to orange stifter på de to kat 5-kabler blev indsat i stifter 4 og 5 i Wemos D1 d) de to hvid-orange stifter på de to kat 5-kabler blev snoet sammen igen og indsat i stift 1 på Wemos D1. Nu, hvis jeg havde brugt en almindelig Arduino Uno med et wifi -skjold eller eksternt esp8266 -modul, kunne jeg have efterladt de to strimler uafhængige uden at vride de to kabler og forbinde de to ben til stifterne 1 og 2 på Arduino. På denne måde kunne jeg have kontrolleret animationen af trappens to sider separat. Jeg besluttede mig dog for at forenkle og holdt dem tilsluttet. Dette er en begrænsning af Wemos D1 R1, der kun kan køre en Neopixel-kompatibel LED-strip fra pin 1. Jeg er ikke sikker på, om de fikseret dette til R2, det er muligt, hvis du ender med at prøve med en R2, lad mig vide hvis dette virker.

For forbindelsen angivet som 5) havde jeg mange mulige muligheder (som at bruge en ekstra usb -strømforsyning til en telefon og direkte bruge microusb -porten i Wemos D1), men da jeg havde det sidste (tredje) par +V og COM -porte fra min 40A strømforsyning ubrugt, besluttede jeg at tilslutte Wemos 5v pin til strømforsyningens +V port og Wemos GND pin til COM porten på strømforsyningen. Bemærk, at dette omgår Wemos interne spændingsregulator og fungerer kun, hvis strømforsyningen har en temmelig konstant spænding, hvilket var mit tilfælde. Hvis ikke, risikerer du at brænde Wemos D1. Bemærk, at du på billedet kan se et mikrousb -kabel tilsluttet Wemos D1. Nå, det er ikke forbundet med noget på den anden side, jeg lod det bare ligge der, da jeg skulle slutte Wemos til den bærbare computer for at programmere det. Som du vil opdage i det senere trin, programmerer jeg Wemos trådløst OTA (Over The Air) nu, så kablet kan fjernes for godt.

For forbindelsen, der er angivet som 6), forlod elektrikeren et hvidt kabel, der var tilsluttet en sikret kontakt, der bærede 220v, og dukkede ud af væggen. Så alt hvad jeg skulle gøre var at tage noget af gummiet ud for enden af det hvide kabel, fjerne ca. 1 cm gummi fra hver af de tre kontakter og derefter tilslutte det brune til "L" -porten på strømforsyningen, den blå ind i "N" -porten, og den gulgrønne i "jord" -porten. Dette var langt det mest tidskrævende trin, også fordi jeg ikke brugte de rigtige værktøjer til at skrælle gummikablet af, jeg brugte bare en køkkensaks. Jeg har altid gjort det på den måde, så min fejlprocent var kun 3/35 (hvor 35 er 8 ben fra hver kat 5 kabel og hver ende af dem plus de 3 ben fra husets netværkskabel), dvs. jeg skulle kun genstarte -skær 3 pins i alt ud af 35 forbindelser. Du kan dog gøre det sandsynligvis hurtigere med en ordentlig kabelstripper.

Trin 2: Montering af lysdioder og aluminiumsprofiler

Dette er ret let, når du finder ud af den bedste trinfølge. Jeg anbefaler følgende:

1) ved hjælp af en anden person, skal du tage begge profilerne til at installere på den ene side, læg dem over fodpanelet med diffusoren pegende mod den anden side af trappen, beslutte hvilket område af trappen du vil dække (vores trapper var 4,4 m lange, og vi havde kun 4 m aluminiumsprofiler) og markér det med en blyant.

2) Læg 3 eller 4 bidder af bi-klæbende tape i længden af hver af de to aluminiumsprofiler (eller direkte på fodpanelet). Ok, jeg løj, jeg havde ikke bi-klæbende tape, så jeg endte med at bruge almindeligt tape, der rullede over sig selv til at danne et bi-klæbende plaster. Det virker.

3) Fjern forsigtigt diffusoren fra aluminiumsprofilerne (pas på dine fingre!)

4) Anbring profilerne på fodpanelet (dvs. på tape), og sørg for, at tape er skjult mellem profilen og fodpanelet. Sørg også for, at diffusoren peger mod den anden side af trappen og ikke peger opad, ellers får du ikke den ønskede effekt. Med andre ord, det vedhæftede billede her er kun til reference, følg ikke billedet med målingerne, da det installerer diffusoren pegende opad. Nu skal du tage en vis tillid til at gøre de næste trin, mit råd er at få hjælp fra en anden person og få personen med de mindre fingre til at gøre disse:

5) rul LED-strimlen ud, placer den ved siden af (men uden for) aluminiumsprofilen, og sørg for, at lysdioderne korrekt kommer til at ende inde i U-linjen. i den øverste ende af båndet har du stikket, som er tykkere end aluminiumsprofilen. Bemærk, hvor det ender, når strimlen er inde i U-linjen.

6) fjern dækslet til det bi-klæbende tape, som du finder bag LED-rullen (hvis du ikke har et bi-klæbende tape her, skal du få et og montere det langs hele spolens længde. Ingen sporadiske pletter, du har brug for hele længden dækket af tape). Jeg havde 3M kvalitet bi-klæbemiddel, så der var meget lidt plads til fejl. Hvis du ikke er opmærksom nok, vil tapen klæbe til enten profilen eller fodlisten eller til et andet stykke af selve strimlen eller til trinene, og det er ikke for let at fjerne det.

7) Indsæt det øverste stik på LED-båndet ved at skubbe det sammen med de første 2-3 pixels ind i enden af profilen. Sørg for, at du matcher det niveau, du noterede dig i trin 5)

8) Lad nu personen med de mindre fingre forsigtigt trykke hver pixel mod enden af U-linjen. Tag dig god tid, mens du gør dette. Hvis du noterede dig alle længderne korrekt, ender du med den sidste LED kun 2-3 mm inde i U-linjen i den anden ende.:)

Trin 3: Afslutning af træindlejringen

Du skal nu dække alt med striptræ, så det ser indlejret i trappen.

Læg så meget silikone som muligt mellem aluminiumsprofilerne og væggen. Det vil tjene som en grundsten til at lægge yderligere silikone, når du lægger løvtræet ovenpå.

Forbered stribetræet ved at slibe med et stadig finere sandpapir. Jeg startede med 40 og sluttede med 120. Mal stribetræet med den samme maling af dine fodlister. Lad dem tørre !!!

Giv dem så mange afleveringer, som de har brug for. I mit tilfælde var det 2 for at matche det arbejde, maleren udførte på fodlisterne.

Læg striptræerne oven på aluminiumsprofilerne. Du ender med huller. Fyld de små med silikone. For de store skal du skære små stykker stribetræ og gentage ovenstående trin, indtil alle huller er fyldt.

Trin 4: Programmer mikrokontrolleren

Upload den vedhæftede kode til mikrokontrolleren. Skift din wifi ssid og adgangskode, så du kan uploade en ny skitse trådløst via OTA -opdateringer.

Programmet har følgende funktioner:

1) det er parametrisk i antallet af bloddråber. Skift denne linje for at have flere/mindre dråber:

#define DROPS 5

2) det udløser automatisk faldene, når der registreres bevægelse

3) når bevægelsen stoppes, holder den de aktuelt aktive dråber kørende. Når hver dråbe når bunden, opløses de, og lysene slukker igen.