Akıllı Kristal Işık İpi: 9 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Noel yaklaşırken ve kendin yap ev otomasyonu ve akıllı nesneler konusunda tam bir araştırma yaparken, bu yıl akıllı, hoş görünümlü bir RGB ışık dizisi yapmaya karar verdim.

Web'de kendin yap çözümleri hakkında çok araştırma yaptım, bir yandan bazı projeler ışık dizisinin gücünü kontrol etmek için bir Wifi rölesi veya akıllı fiş eklemekten oluşuyor, diğer yandan bazı projeler bir wifi denetleyicili adreslenebilir led şeritler kullanıyor ledleri tamamen kontrol etmek için. Kontrolörün adreslenebilir led şeridi kontrol etmek için kullanılma şeklini beğendim ama benim için bir LED şerit harika bir Noel ışık dizisi için yeterince iyi görünmüyor.

Bazı elektronik bileşenleri sipariş etmek için biraz zamanım azalıyordu, bu yüzden özelleştirilebilir ve değiştirilebilir ampul difüzörü ile kendi akıllı ışık dizimi yaratmayı seçtim ve sadece ofisimde sahip olduğum bileşeni kullanarak elde edebileceğim maksimum özellik ile.

Genel olarak akıllı ışık dizisi çok iyi çıktı, kullanılan difüzör harika görünüyor ve Wled belleniminin sunduğu özellikler harika. Işıklarınızı ihtiyaçlarınıza göre tamamen özelleştirebilirsiniz. Ancak bu proje mükemmel olmaktan çok uzak, hala beta sürümü olarak görüyorum ve üzerinde bazı iyileştirmeler yapılması gerekiyor. Bir dahaki sefere inşa ettiğimde daha iyi hale getirmek için ne yapacağımı daha fazla açıklayacağım.

Adım 1: Gerekli Parçalar ve Aletler

Bu proje için sadece ofisimde bulunan parçaları kullandım çünkü tamamen optimize edilmemiş, size kullandığım parçaları ve ayrıca ışık şeridini optimize etmek için kullanabileceğiniz bazı parçaları vereceğim.

Parçalar:

Wemos D1mini (ESP8266)

Röle 5v 10A

• WS2812b şerit 144LED/m
• 5V Güç Kaynağı
• 1000uF Kapasitör
• 470 Ohm direnç
• 2 pinli Güç Konektörü
• 3pin Veri Konektörü
• Buton
• Protoboard
• Lehim
• Teller 22 AWG (bükümlü ve esnek daha iyidir)
• PETG'yi temizle
• Şeffaf Olmayan PETG (Beyaz olanı kullandım)

Aletler:

• 3 boyutlu yazıcı
• Havya
• Pense kesme
• Cımbız
• multimetre
• Mikro USB kablosu

İsteğe bağlı:

• PCB'li WS2812b
• Wled Wemos kalkanı (harika kendin yap tahtası)
• 3 telli elektrik kablosu
• Sıcak tutkal

2. Adım: 3D Baskılar

Ampulleri oluşturmak içinthingiverse'de bulduğum bir 3B modeli değiştirdim (burada kaynak). Orijinal model Noel süsleri olacak şekilde tasarlandı. Parçanın altına vida dişi eklemek için Fusion 360 kullanarak değiştirdim. Esas olarak Fusion360'ın "İplik" işlevini kullandım ve parçanın birbirine uyması için yeterli boşluğa sahip olduğundan emin olmak için her iki dişin boyutunu her bir parçada 0,15 mm küçülttüm.

Işık dizisini yapmak ve LED'leri tutmak için, güç ve veri kablosu için delikli bir soket, ws2812b şeridinden LED için küçük bir girinti ve ampulü LED soketine vidalayabilmek için bir diş tasarladım. Soket üzerinden kablolama delikleri, şeridinizin uzunluğundan dolayı bir miktar güç enjeksiyonuna ihtiyaç duymanız durumunda 4 kablo koymanıza izin vermek için biraz gevşektir. Bu durumda, 5V, Veri ve Toprak için 3 kabloya ve şeridinizin ucuna bağlanmak için başka bir 5V getirmek için 4. kabloya sahip olabilirsiniz.

Parçalar, her iki parça birbirine sıkıldığında, ışık dizisini manipüle ederken telleri koparmaktan kaçınarak, ipliğin ışığa bağlı telleri sıkıştıracağı şekilde yapılır.

Kullandığım parçaları yazdırmak için:

0.12 mm katman yüksekliği, %0 dolgu ve biraz güç sağlamak için 2 duvarlı difüzör için şeffaf PETG

0.12mm katman yüksekliğine sahip LED Soket için Beyaz PETG, soketin altından gelen ışığı sınırlamak için %100 Dolgu

Bu baskıda baskı kalitesi çok önemli olmadığı için tüm LED soketlerini tek baskıda basabildim.

Ampul için tek tek yazdırmanızı tavsiye ederim. Çok incedirler ve hepsini bir kerede basmak, ampul üzerinde kötü bir sonuç almanıza ve hatta dişli kısımda bazı güç sorunlarına neden olabilir.

İşte bu proje için kullanılan 3D baskılı parçalar:

www.thingiverse.com/thing:4672612

Adım 3: LED'lerin Hazırlanması

Benim durumumda 5V WS2812b LED'ler kullandım ancak bu proje için herhangi bir adreslenebilir LED'in işe yarayacağını fark ettim.

Bu kısım için mümkünse, önceden birleştirilmiş bağımsız ws2812b yuvarlak PCB kullanmak çok daha iyi olur. Işık şeridinizi çok daha güvenilir hale getirecek ve LED'in LED soketine montajını kolaylaştıracaktır.

Tıpkı benim gibi bir ws2812b ışık şeridi kullanıyorsanız, sonraki adımlarda tellerinizi lehimlemek için şerit üzerindeki lehim pedlerinden yeterince tuttuğunuzdan emin olarak LED'lerinizi şeridinizden tek tek kesmeniz gerekecektir.

Her bir LED'de yeterli lehim yüzeyi tutmayı başaramazsanız, bir LED'i feda ederek ve iki LED arasında lehim pedlerinin tam uzunluğunu keserek iki LED'den yalnızca birini tutabilirsiniz.

Daha sonra tüm tellerinizi hazırlamanız gerekecek. İki ampul (yaklaşık 30 cm olmasını seçtim) ve ipinizde istediğiniz sayıda LED (20 LED kullandım) arasından istediğiniz uzunluğu seçin ve tüm kablonuzu istediğiniz uzunlukta kesin. LED başına 3 kabloya ihtiyacınız olacak. (Benim durumumda 3x20LED'e ihtiyacım vardı, yani her biri 30 cm'lik 60 kablo). Güç adaptörünüz, şeridinizde kullandığınız LED sayısına bağlı olacaktır. Tam parlaklıkta 5V WS2812b 60mA gerektirir, güç adaptörünüzde gereken güç gereksinimlerine sahip olmak için bu sayıyı LED sayısı başına çarpmanız gerekir. Benim durumumda gereken maksimum güç 20LED x 60mA = 1200mA'dır. Ortada yatan bir 5V/3A kullandım ama daha az güçlü bir güç kaynağı kullanabilirdim.

Işık şeridinizi tam parlaklıkta düz beyaz bir desen üzerinde kullanmayı planlamıyorsanız, ışık şeridinizin asla tam güce ihtiyacı olmayacaktır. Bir Noel ışığı olarak, 40LED'ler için yalnızca 1A'ya ihtiyacınız olduğunu düşünebilirsiniz.

Hepsi kesildikten sonra, tüm tellerinizin her iki tarafını sıyırıp kalaylayabilirsiniz. (Bu oldukça uzun bir adım…)

İsterseniz, LED'ler arasında güzel görünmelerini sağlamak ve Noel ağacınıza takılma olasılığını azaltmak için kabloları 3'e 3 sarabilirsiniz.

Artık LED'lerinizdeki tüm lehim pedlerini kalaylayabilirsiniz.

Her şey kalay olduğunda, LED'inizi LED'i yukarı bakacak şekilde LED soketine yerleştirin.

Adım 4: Kablolama

Şimdi projenin en zor kısmı geliyor. Daha önce hazırladığınız telleri kullanarak tüm LED'leri birbirine zincirlemeniz gerekecek.

Bunun için LED'inizin yuvalarından birinden 3 telli bir kablo geçirin ve havyanızla kabloları LED lehim pedlerine lehimleyin. (havyanızda çok ince bir uç kullanmaya çalışın) Lehim yaparken LED soketini ısıtmamak ve deforme etmemek için hızlı olmalısınız.

LED'lerinizi zincire lehimlemek için LED'lerinizin yönüne gerçekten saygı duymaya dikkat edin!

Kablolama yönüne uyduğunuzdan emin olmak için her bir LED üzerindeki oku kullanabilirsiniz. Önlem almazsanız, geriye doğru kablolanmış LED'leri kızartırsınız.

Kabloları sarmayı seçenler için, bir sonraki LED'e bağlamanız gereken kabloların her bir ucunu tespit etmek için bir multimetre kullanmanız gerekecektir. (Testten sonra tamir etmektense önce kontrol etmek her zaman daha iyidir)

Soğuk veya zayıf lehimlemeyi önlemek için lehiminizi doğrulamak için işlem sırasında multimetrenizle her şeyin iyi kaynaklandığından emin olun. Kötü kaynaklı bir LED, bundan sonra tüm LED'lerin çalışmamasına veya kötü çalışmasına neden olur. LED'in yanmaması sorununuz varsa, önce lehimi kontrol edin (Bunu deneyimle söylüyorum;))

Adım 5: Programlama

Denetleyici için bir Wemos D1 mini seçtim çünkü o anakartla zaten çalıştım. Oldukça ucuz, güvenilir, programlanması kolay ve bir Wifi anteni içeriyorlar.

WLED projesini github'da buldum, wifi üzerinden LED kontrolü için yapılmış bir ürün yazılımı, projem için tam olarak ihtiyacım olan şey!

WLED, Aircoookie tarafından geliştirilmiş, Esp8266 ve ESP32 kartlarıyla uyumlu ve birçok özelliğe sahip gerçekten harika bir ürün yazılımıdır. Örneğin:

• 100'den fazla özel yıldırım efekti
• Bir LED şeridin farklı bölümlerine farklı efekt ve renkler ayarlamak için LED Segmentleri
• LED'lerinizi bilgisayarınızla kontrol etmek için web kontrol arayüzü
• LED'lerinizi telefonunuzla kontrol etmek için Akıllı Telefon Uygulaması
• Kızılötesi uzaktan kumanda
• Ev otomasyonu uyumluluğu
• Alexa Ses yardımcısı uyumluluğu
• Işık gücünüzü kontrol etmek için röle ekleme
• Wifi olmadan LED'inizi kontrol etmek için harici bir düğme ekleme
• Yerel ağınız üzerinden birden fazla WLED cihazını senkronize edin

Ve çok daha fazlası…

Projenin Github'ındaki tüm olasılıkları keşfedin:

Wled'i bir esp8266'ya yanıp sönmek o kadar da zor değil. Özel bir şey gerekli değildir. Yalnızca şu adımları izlemeniz gerekir:

Son üretici yazılımını indirmek için Wled Github sayfasına gidin (https://github.com/Aircoookie/WLED/releases)

Wemos D1 Mini için ESP8266.bin ile biten dosyayı indirin

Pytno'yu indirmek ve kurmak için Python sayfasına gidin (https://www.python.org/downloads/)

İşletim sisteminiz için en yeni Python sürümünü yükleyin

Bir Terminal açın ve aşağıdaki komutları kullanın:

pip kurulum esptool

Aracın doğru kurulup kurulmadığını kontrol etmek için bir sonraki komutu kullanın:

esptool.py

Esptool.py ile sorun yaşarsanız, esphome-flasher'ı indirmeyi deneyebilirsiniz. Bu yükleyici tam olarak aynısını yapar ancak bir grafik arabirim kullanır.

Artık Wemos D1 mini kartınızı mikro USB kablosuyla bilgisayarınıza bağlayabilirsiniz.

Bağlandıktan sonra, kartta Wled'i flaş etmek için aşağıdaki komutu kullanın:

esptool.py write_flash 0x0./WLED_X. X. X_ESP8266.bin

./WLED_X. X. X_ESP8266.bin'i daha önce indirdiğiniz.bin dosyasının yolu ile değiştirmeniz yeterlidir.

Wemos kartınız artık WLED ile başarılı bir şekilde parlatılacak mı?

Adım 6: Kartı WiFi'ye Bağlama

Artık kartınız yanıp söndüğüne göre, onu açtığınızda WLED-AP adlı yeni bir Wi-Fi ağı görmelisiniz. Bu Wifi ağına bağlanmayı deneyin ve şu şifreyi kullanın:

wled1234

Bir web sayfasına yönlendirileceksiniz, panoyu ev WiFi'nize bağlamak için adımları izlemeniz yeterli.

Anakartınızı ev WiFi'nize yapılandırdıktan sonra, normal WiFi ağınıza geçin ve daha önce ayarladığınız mDNS adına bağlanmak için yeni bir tarayıcı açın.

Aşağıdaki web sayfasına bağlanmalısınız:

Adım 7: Kontrol PCB'si

Bu kısım sistemin çalışması için bir gereklilik değildir. Güç ünitesini yalnızca şeridinize ve Wemos D1 mini'ye bağlayabilir ve ardından LED şeridinden gelen Veri Girişini Wemos D1 mini'deki D4 pimine bağlamak için bir kablo kullanabilirsiniz.

Röle ve fiziksel düğme özelliğini denemek istedim, bu yüzden bir çalışma kanıtı çözümüne sahip olmak için sistemin bir prototipini yapmak için bir protoboard aldım.

Genelde WLED Wiki'de bulduğum bir kablo şemasını kullandım ve WLED Wiki'nin aynı sayfasında verilen GPIO kullanımını kullanarak röle ve düğmeyi eklemek için biraz değiştirdim.

Röleyi projenize eklemek için 5V güç hattınız ve topraklamanız ile rölenizi beslemeniz ve GPIO12'yi (Wemos D1 mini üzerinde D6 pini) rölenizin komut pinine bağlamanız gerekmektedir. Rölenin diğer tarafında, rölenin giriş pinindeki 5V girişini ve rölenin NO (Normal Açık) pinindeki 5V çıkışını bağlayarak 5V güç hattınızın ortasına rölenizi bağlayın. Varsayılan olarak WLED Bellenimi, LED'leri AÇIK konuma getirirken GPIO12 pimini AÇIK konuma getirir, NO pimindeki 5V hattını bağlayarak LED'leri AÇIK konuma getirirken röleyi çalıştırır ve LED'leri KAPALI konuma getirirken röleyi KAPALI konuma getirirsiniz (bunun nedeni budur). elde etmek istiyoruz).

LED'lerinizi kontrol etmek için saat kullanmadığınızda da devrenize bir buton ekleyebilirsiniz. Düğmeyi kablolamak için GPIO 0 (Wemos D1 mini üzerinde D3) ile toprak arasına bağlayın. Düğme, WLED uygulaması arayüzünde tek dokunuşla, çift dokunarak ve basılı tutarak özel eylemler yapacak şekilde yapılandırılabilir (örneğin Sonraki Efekt, Ön Ayar Döngüsü, AÇIK/KAPALI).

Işık şeridi güç hattına bağlı kapasitör, güç hattını yumuşatmak ve olası güç artışlarını emmek için kullanılır. daha iyi bir kullanım için röleden sonra ve LED şeridinizin başlangıcına mümkün olduğunca yakın bir yere bağlayın.

Şeridin Veri Hattı girişindeki direnç, LED şeridinizin bu girişten yanmasını önlemek için vardır. Potansiyel olarak, veri hattınız bağlıysa ancak pozitif güç hattı bağlantısı kesilmişse, LED'i veri pininden açmaya çalışma ve LED'i yakma riski vardır.

Denetleyicinizden ilk LED'inize uzun bir kablo kablonuz varsa, LED dizinizde güvenilir bir veri girişi için Seviye Değiştirici kullanabilirsiniz. Bu işi yapmak için yapılmış bileşenler var, ancak şeridinizden bir LED'i seviye değiştirici olarak kullanarak ucuz bir alternatif kullanabilirsiniz. Bu amaca ulaşmak için, LED'lerden birini doğrudan kontrolörünüzün çıkışına yakın bir şekilde protoboard'unuza bağlayın. Daha sonra bu LED'den sonra LED şerit konektörünüzü bağlayabilirsiniz. İlk LED'den geçerek, Veri Hattı bir seviye değiştirici kullanmakla aynı şekilde etkilenecektir. (Bu LED'in LED şeridinizle birlikte parlamasını önlemek için, WLED LED tercihlerinde ilk LED'i atlamayı kontrol etme seçeneği vardır).

Her şey kablolandıktan sonra, tüm bağlantılarınızı ve lehiminizi kontrol etmek için biraz zaman ayırın.

Her şey yolundaysa, şimdi güç kaynağınızı ve LED şeridinizi devre kartınıza bağlayabilirsiniz.

8. Adım: LED'in WLED ile Çalışmasını Sağlayın

Işık şeridinizin Wled'de iyi çalışmasını sağlamak için web arayüzünün ayarlarına, ardından LED tercihlerine gitmeniz ve LED dizinizdeki LED sayısını girmeniz gerekir.

Güç kaynağınızın çok güvenli olması için ışık dizinizin çekmesini istediğiniz maksimum akımı da sınırlayabilirsiniz.

Ayarlarınızı kaydedin ve ışık şeridinizi test etmek için ana sayfaya dönün.

Artık yılbaşı ağacınızı aydınlatmak için farklı renkler ve efektler seçebilirsiniz!

WLED projesinin Wiki sayfasında tüm ön ayarları ve efekt olasılıklarını listeleyen tam bir wiki bulun:

9. Adım: Sonuçlar

Bence Işık Şeridi bir alfa versiyonu için çok iyi çıktı, kristal ampul şeffaf PETG'li bir difüzör olarak harika çalışıyor ve WLED yazılımı tarafından sunulan kontrol harika. Elbette bu, evime akıllı ışık eklemek için WLED'i son kullanışım değil.

Bir dahaki sefere bir ışık şeridi deneyeceğim, WS2812b pcb olarak daha güvenilir bir bileşen kullanacağım ve sanırım daha iyi görünümlü bir PCB sunan ve daha fazla özellik sunan Wled Wemos Shield'i deneyeceğim (Örneğin daha fazla güvenlik için bir sigorta). Ayrıca, şeridi dış mekana ekleme olasılıklarını sunmak için bir sonraki sürüm için su geçirmez bir şey yapmaya çalışacağım.

Bu talimatı okuduğunuz için teşekkürler, umarım sizin için yararlı olmuştur, ikinci sürüm yapıldığında bu makaleyi güncelleyeceğim, ilgileniyorsanız bizi izlemeye devam edin:)