Ampolles de llet dirigibles (il·luminació LED + Arduino): 12 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Feu ampolles de llet EPI en llums LED de bon aspecte i utilitzeu un Arduino per controlar-les. Això recicla una sèrie de coses, principalment les ampolles de llet, i utilitza una quantitat d’energia molt baixa: els LED aparentment dissipen menys de 3 watts, però són prou brillants com per veure-ho. Entre altres coses, volia veure si podia fer la llum electrònica se sent més amigable per a la gent que la majoria, i els controladors rotatius trobats són una bona manera de fer-ho. Les ampolles de llet EPI són una forma barata però estèticament agradable de difondre la il·luminació LED. Sobretot si en podeu trobar de rodons agradables:) Modificar un objecte amb il·luminació LED no només és respectuós amb el medi ambient, sinó que també és molt més senzill que construir una carcassa des de zero. Com que els LED són petits, podeu posar-los gairebé a qualsevol lloc i no produeixen molta calor sempre que estiguin repartits i funcionin al voltatge correcte. suposarà que té un coneixement bàsic de creació de circuits electrònics i il·luminació LED. Com que els LED exactes i la font d'alimentació que utilitzeu probablement variaran, només entraré en els conceptes bàsics del meu circuit en termes d'especificacions. També intentaré assenyalar-vos recursos útils i explicar-los més sobre el microcontrolador Arduino i el codi que els indica que funcionin en seqüència. trigar molt a recollir.

Pas 1: eines i materials

Per fabricar els llums per si mateixos, necessitareu: ampolles de llet EPI Full de cable elèctric de 2 mm d’acrílic transparent de 2 nuclis (o el cable de l’altaveu ho farà), pot ser molt lleuger, ja que només necessitarà uns 12 V i molt poc corrent, segons el disseny El vostre circuit). LEDs Resistors Soldador Tubs encongibles Un transformador antic (berruga de paret als nord-americans), a més de sòcol + endoll per anar-hi. Fil de coure trenzat. Filferro de campana de nucli sòlid. Corretges. pas 2) Assortiment de broques minúscules Sega mecànica per a júnior (segons el que utilitzeu com a carcassa) Tornavisos Decapadors de cables Talladors laterals / Talls de fil Ferro de soldadura Multímetre Tercera mà (vital per soldar components junts) Metxa de dessoldatge (si es recuperen components d’altres dispositius) també és possible que vulgueu fer algun tipus d’habitatge per a ells. He provat diverses formes de penjar-les i m’he establert en una secció doblegada de canonada de PVC, penjada del sostre amb forats foradats per als cables. També he intentat grapar-les fins al sostre. També podeu penjar-los a través d’un tros de tauler muntat al sostre, des d’un conducte, o fins i tot fer forats al mateix sostre per acomodar els cables i alimentar-los des d’un altell. El pas 5 mostra i parla d'algunes d'aquestes opcions: l'anterior és tot el que necessiteu per fer algunes llums que funcionin amb un interruptor bàsic d'encès / apagat. Per oferir-los funcions més avançades, com la decoloració o la seqüenciació, també necessitareu una gran quantitat de components, com ara transitors i un microcontrolador: adaptador USB Arduino miniMini per sobre, o USB FTDL al capçal. es mostra a continuació, però sobre ells i com funcionen junts al pas 6. També hi ha un recinte per a la caixa de commutació, que pot ser qualsevol cosa que vulgueu. Vaig veure una preciosa capsa de sagrament rodona a la sala del Japó del British Museum, però no em van deixar tenir. Al final, he utilitzat una caixa de targeta moo de plàstic blanc perquè encaixa molt bé amb el tema:) Amb aquest circuit al seu lloc, hi ha tot tipus de coses que es poden programar amb un arduino. M’agrada la il·luminació cinètica, però trobo llums de Nadal intermitents, etc., vistoses i mecàniques. La seva regularitat i consistència és freda i poc acollidora (cal treballar per crear el centelleig naturalista de bones llums de Nadal). No vull res cridaner (literalment). Vull un control analògic únic per a les llums que se senti molt operat per l’ésser humà, que seqüenciï simplement la manera d’encendre i apagar. El codi per a això, juntament amb un dial senzill i un pom d’alumini estèticament agradable el converteixen en una joguina agradable.

Pas 2: tallar i perforar Perspex

Primer de tot, tallarem alguns discs de perspex per entrar dins dels taps de les ampolles de llet i, a continuació, practicar forats a través dels quals podem muntar els LED i el cable. Si premeu el material contra alguna cosa com aquesta mentre tallau, ajudareu a mantenir la vora posterior neta. La fusta tova també us permet saber quan heu recorregut tot el recorregut, ja que realment podeu sentir com canvia el trepant mentre arriba a la fusta. Un cop els discs estiguin a punt, fes forats a totes les tapes de les ampolles de llet perquè coincideixin amb el centre També heu de foradar llestos per al cablejat i els LED. El que feu exactament aquí depèn del tipus de subministrament elèctric que utilitzeu i del tipus de circuits que vulgueu connectar-hi. El meu fa servir tres LED per llum, que he disposat de manera uniforme al voltant del disc. Necessiteu un parell de forats per passar les potes de cada LED i dos forats prou grans per passar els dos fils del cable. (Vegeu la imatge per obtenir notes explicatives). No he fet servir cap plantilla ni res per a això, ho he fet a simple vista amb un trepant de bateria, alguns trossos petits i paciència. De vegades, dos forats estarien una mica massa separats o units entre si per a les potes LED, però sempre que tingueu cura, una mica de flexió els permetrà ajustar-se. Si això encara no té sentit, no us preocupeu, el pas següent hauria de deixar-ho clar.

Pas 3: muntar els LED

Ara, introduïu els LED pels forats, tenint cura d’observar la polaritat. Bàsicament els anirem encadenant, amb cada pota negativa d’un LED que es connecta a la pota positiva de la següent. El meu és de 12v i els meus LEDs tenen una tensió directa de 3,3, de manera que els 9,9 volts de tres LEDs són el màxim que pot suportar el meu subministrament. També necessitaran una resistència per augmentar el circuit fins a 12v. Definitivament, haureu de tenir una resistència a cada ampolla, perquè si no, els LED es cremaran o, com a mínim, s’escalfaran (i seran més brillants). Vaig provar-ho amb un prototipus primerenc i es van posar prou calents sense resistència per fondre el EPI del tap de l'ampolla. Podeu utilitzar aquesta pràctica calculadora LED per esbrinar què fer amb el vostre propi circuit: https://led.linear1.org / led.wiz La captura de pantalla d’aquest pas mostra exactament els valors amb els quals treballava i el circuit resultant (les resistències s’afegeixen al següent pas). Un cop els LED passin pels forats i estigueu segur que la polaritat és correcte, comenceu a girar els cables junts com es mostra a la seqüència d'imatges d'aquest pas. Els cables més propers als orificis del cable es deixen sense torçar, ja que es soldaran al cable en lloc d’uns amb els altres. Seguiu fent això amb tots, assegurant-vos que només connecteu positiu a negatiu en lloc de pos-pos o neg-neg. També em vaig assegurar de mantenir coherents totes aquestes llums. Mirant-los cap avall, el corrent sempre entra a l’esquerra i, a continuació, en sentit horari al voltant dels LED, que es posen a terra a través del forat esquerre.

Pas 4: components de soldadura

Ara hem de soldar-ho tot al seu lloc. Primer de tot, soldeu tots els vostres parells de cables enrotllats i, a continuació, retalleu l’excés. A continuació, retireu la longitud del cable elèctric i, a continuació, passeu-los pels orificis de cable que heu perforat a cada disc. Emboliqueu els cables al voltant dels cables LED, amb el corrent (marró) cap al cable llarg (positiu) de la corda LED. Enrotlleu el coure al voltant dels cables, soldeu-lo al lloc i torneu a treure qualsevol excés de cable. Doble el cable cap enrere a través del forat central i, a continuació, feu lliscar el tap de l'ampolla cap avall i sobre el disc. A l’altre extrem, soldeu una resistència del valor correcte (en el meu cas 120 ohms) al cable positiu. La longitud dels cables depèn de com penjarà els llums. Com podeu veure a la imatge final d’aquest pas, vaig optar per utilitzar flexions bastant curtes, perquè sabia que les uniria a longituds més llargues i faria allotjaments que ocultessin les juntes. També és més fàcil treballar amb 12 longituds més curtes, en lloc de 12 de molt més llargues.

Pas 5: interruptors i allotjaments

En aquest moment teniu un conjunt de llums muntats en taps d’ampolles de llet i dissenyats per funcionar amb una font d’alimentació particular. Les ampolles EPI, un cop les hagueu desetiquetat i rentat, només tornaran a cargolar-se de nou a les tapes i actuaran com a difusors d’aspecte agradable. fer alguna cosa més complexa, com conduir-los mitjançant la mateixa font d’alimentació, però també un microcontrolador, perquè facin coses més interessants. i en aquest temps els he muntat de dues maneres diferents amb tres quadres diferents. També els vaig adaptar amb uns millors LEDs, que donaven una llum una mica més blava i tenien carcasses difuses. En lloc de detallar cada pas de cada iteració, he posat una selecció d’imatges en aquest pas amb notes que il·lustren cadascuna d’elles. aquest instructiu tractarà la forma més recent (i més fresca) que he escollit per utilitzar-los: muntats en tubs de plàstic i controlats individualment.

Pas 6: Microcontrol, components, captació

D’acord, doncs, genial. Ara tenim llums d’ampolles de llet de treball. Però el control on-off no és molt interessant. Què passa amb l’enfosquiment i la seqüenciació? Per a això, necessitem un microcontrolador i faré servir un Arduino. També necessitarem un munt de components per treballar-hi, alguns dels quals escanejaré i reciclaré de maquinari antic. Vaig utilitzar un Arduino estàndard per prototipar i assegurar-me que pogués codificar el que volia (encara estic molt un novell en aquest tipus de coses): https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardDiecimila I va comprar un d’aquests més un adaptador USB per anar a la llum real: https://arduino.cc/en/ Main / ArduinoBoardMini Per si encara no n’heu sentit a parlar, Arduinos són petites plataformes de prototipatge que us permeten començar a aprendre de manera econòmica sobre microcontroladors. El llenguatge de programació utilitzat per dir-los què han de fer també és bastant accessible. Hi ha una gran referència al lloc web d’Arduino i un munt de bons tutorials per a principiants de Limor Friedman: https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePagehttps://www.ladyada.net/learn/arduino/So I necessito redissenyar el meu circuit, més complex per acomodar un mini arduino. Vull que els pugui encendre i apagar segons una lectura d'un potenciòmetre rotatiu, el que significa incorporar transistors al circuit perquè l'arduino s'activi com a interruptors. L'arduino també funciona a 5v, de manera que hauré de produir un subministrament regulat de 5v a partir del meu existent de 12v tret que faci servir dues berrugues a la paret. El LM317T s’adapta a la factura; utilitzant només unes resistències (detallades més endavant) puc aconseguir que pugi la quantitat adequada de voltatge per a l’arduino. Aquí hi ha algunes referències al LM317T: https://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/page12.htm He inclòs algunes imatges dels components següents, que realment formaran un circuit força senzill. També he inclòs algunes fotos d’un amplificador antic que vaig obtenir d’un mercat local per 2 lliures. Té uns bonics poms d'alumini que probablement costarien més de 2 lliures cadascun, i una gran quantitat de bonics potenciòmetres i interruptors gruixuts per arrencar. L’eliminació d’equips antics us pot arreglar components vells molt bons per gairebé res. Consulteu les fotos per obtenir alguns consells.

Pas 7: Circuit de transistors

No puc canviar els llums per l’arduino, perquè funcionen a 12v i l’Arduino a 5v. Els transistors em permeten utilitzar un corrent més petit per encendre i apagar un de molt més gran, sense fregir l’Arduino. La primera vegada que vaig separar el cablejat dels llums, vaig etiquetar cada cable amb un número, sabent que hi tornaria. amb un Arduino en algun moment. Com que faig servir transistors NPN, que van a l’extrem terrestre del circuit, hauré de separar tots aquests cables i començar a empalmar els de + 12v. Utilitzant filferro d’altaveu, em vaig adherir a la convenció que el costat de ratlles negres de cada parell estaria viu, mentre que el pla seria terra. Fer convencions d’aquest tipus i complir-les és important per no perdre’m més endavant. Després de separar tots els cables, vaig serrar un forat a la part superior de la canonada per cablejar-lo. La meva intenció era segellar-la amb cinta adhesiva blanca, amb el cablejat i l’arduino a dins, però això va anar una mica malament, com veureu més endavant. El primer va ser provar el meu circuit. El transistor té tres pins: un col·lector, sortida de tensió i base. La base és la que parlarà Arduino mitjançant una resistència de 1 K, el col·lector agafarà corrent de la connexió de terra i la tensió surt a terra. La prova funciona. Més informació sobre l’ús de transistors amb Arduinos aquí: https://itp.nyu.edu/physcomp/Tutorials/HighCurrentLoads (tingueu en compte la resistència de 1 K entre l’Arduino i el pin base)..mayothi.com / transistors.html Així doncs, bàsicament:

• Resistències de soldadura a pins de transistors
• Connexió de terra separada per a cada llum i número, de manera que pugueu mantenir-los en un ordre comprensible.
• Empalmeu totes les connexions en viu de les llums juntes, reduint la calor sobre les empalmes quan acabin (això és realment important, ja que els cables es tornaran a col·locar a la canonada, seria massa probable que tallessin la llum quan estiguessin empaquetats). no estaven aïllats correctament). Construïu els empalmes fins a una única connexió per al + 12v.
• Soldeu el col·lector de cada transistor a la connexió de terra de cada llum i també la reduïu.
• Utilitzeu trossos de cable curts per empalmar tots els emissors de transistors, construint-los fins a una única connexió a terra.

A continuació, es connectaran per comunicar-se.

Pas 8: Cables de comunicació

Talla i tira 12 cables per soldar-los a les resistències dels passadors de la base dels transistors. Aquests seran els cables que utilitza l’arduino per parlar amb els transistors. No us oblideu de la reducció de calor: un cop els cables estiguin al seu lloc, soldeu-los a preses de corrent per adaptar-les a les capçaleres de pins de l’Arduino Mini. He utilitzat els pins 4-13 i els pins AD0 (14) i AD1 (15) com a 12 pins de sortida per canviar els transistors. Podeu trobar el pinout per a l’Arduino Mini aquí: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMini Si soldeu els cables de comunicacions als endolls de pin en l’ordre correcte, haurien de connectar-se directament a l’arduino i funcionar com pensat … el meu ho va fer. Uf. Amb els endolls acabats, passeu-los per l'extrem de la canonada per ara, juntament amb les connexions de terra i de corrent que heu empalmat anteriorment. Si teniu cap capçalera de pinça de recanvi, us facilitarà l'ús de clips de cocodril per provar que tot funcioni.. Podeu indicar a l’arduino que estableixi un sol pin en tot moment i, a continuació, utilitzeu un cable per tocar el pin de cada llum al seu torn.

Pas 9: regulació de la tensió

Atès que els llums funcionen amb un subministrament de 12 V, cal que hi hagi un regulador de voltatge que el deixi a 5 V per a l’arduino. Introduïu el LM317T, que proporciona una tensió de sortida en funció de les resistències amb les quals augmenteu. La diferència entre l'entrada i la sortida es produeix com a calor, de manera que de vegades aquests circuits integrats necessiten un dissipador de calor. Aquí teniu un tutorial al LM317: https://www.sash.bgplus.com/lm_317/tutorial-full.htmland calculadora: https://www.electronics-lab.com/articles/LM317/Un cop he trobat els valors adequats per aconseguir que es redueixi el voltatge de 5V per a l’Arduino, soldo, redueixi la calor i provi. 5.07v que surt, no està malament. Ara sé que funciona, el puc soldar al paquet principal de cablejat, prenent 12v, anant a terra i tenint una tercera sortida que anirà a l’arduino. Començo un altre sòcol de capçalera, posant-hi la línia de 5v corresponent al pin de 5v de l’arduino. També connecto terra des de l’arduino al mateix sòcol. Gairebé el temps de provar-lo.

Pas 10: programació

Primer he d’escriure algun codi per provar-lo i, per penjar-lo a l’Arduino, he de connectar una placa per connectar l’adaptador USB a l’Arduino Mini. Vegeu la guia de l’Arduino mini aquí: https:// arduino. cc / ca / Guide / ArduinoMinian i el pinout de l'adaptador USB aquí: https://arduino.cc/en/Main/MiniUSBA Després de provar seqüències intermitents amb el codi, etc. Em conformo amb alguna cosa com el codi depurat i ajustat al final d'aquest instructable. Tingueu en compte també que les proves del clip de cocodril es fan més netes com més soldadura es fa. És una mica satisfactori i també val la pena provar que cada llum encara funciona en cada etapa. Fer proves només al final us deixarà desconcertats i no saber per on començar si teniu algun problema.

Pas 11: Cablatge i Switchbox

Ara pels controls. Com que vull que els controls estiguin separats de la llum, necessitaré un cable. El circuit necessita connexions a terra i en directe, i el potenciòmetre necessitarà tres connexions. Un d’aquests serà en directe des de l’Arduino, un amb la connexió al pin analògic que l’arduino utilitzarà per llegir el pot. L’altre és terra, de manera que només necessito quatre nuclis que pugin a la llum. Com que no tinc cap cable de quatre nuclis, giro dos llargs llargs de filferro d’altaveu. No és perfecte, però no està malament. Podeu fer-ho fàcilment tal com es mostra a les fotos següents lligant amb cremallera els extrems de dos llargs de cable, posant un extrem a sota d’alguna cosa prou pesat per aguantar-lo i, a continuació, trenant els cables vosaltres mateixos. caixa de targeta moo de plàstic blanc buida que tinc des de fa força temps. Alguns dels components, com la presa de corrent, també es reciclen de projectes anteriors. Una tapa final i alguns tirants de cremallera serviran com a alleujament de la tensió a l’extrem lleuger del cable. Començo a marcar la caixa de l’olla i, a continuació, em fixo per connectar els cables a l’extrem clar. En despullar un parell però no l’altre quan estan entrellaçats, facilita la seva identificació. Una de les despullades anirà a terra al potenciòmetre de la caixa d’interruptors, una anirà a + 12v a la presa de corrent. Els altres dos seran cables de senyalització connectats als altres pins de l’olla. A l’altre extrem, un d’ells anirà al pin analògic al qual el codi indica a l’arduino que prengui una lectura i un a + 5v. Una vegada més, tot es va encongir quan estaven al seu lloc. Les imatges haurien de mostrar-vos millor com vaig fer la meva caixa de canvis, que gairebé no va funcionar desastrosament. Primer vaig intentar enganxar-lo i el plàstic sembla impermeable a la superglue … al final, el vaig ordenar fent servir un parell de coixinets de goma dins de la caixa i després posant un parell de cargols de carcassa per a PC a través de totes les capes de la caixa junts i manteniu l’olla al seu lloc. La presa de corrent també necessitava un tirant perquè no tenia cap femella per encabir-hi el fil.

Pas 12: Llum seqüenciada

Acabat! Més fotos i vídeos per venir, i el codi s’adjunta a continuació. Va resultar que el cablejat era massa gran per tornar a la canonada, cosa lamentable. Significa que el LM317 i l’arduino sobresurten de la part superior de la canonada perquè estan plens de cables i components. Comprimir-los en qualsevol altre lloc va començar a fer que es comportés de manera irregular, així que els deixaré fora. Com que penjarà del sostre, dubto que es notin especialment. Tanmateix, m’hauria agradat haver trobat una solució que quedés de bon aspecte alhora que donava cabuda a tots els circuits, però no importa, funciona com vull. El simple control analògic se sent agradablement humà. Observeu al codi que els números en què s’activen i desactiven les coses no tenen diferències uniformes? Això es deu al fet que l'olla que vaig fer servir va resultar ser Log més que no pas lineal, de manera que distribuir els llindars de manera uniforme va provocar que tota l'activitat fos aixafada en un extrem del viatge del pot.

Primer premi al repte Epilog