Lucciole senza saldatura / Lightning Bug: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Volevo aggiungere lucciole a LED (lampo in cui sono cresciuto) al mio giardino per Halloween e ho deciso di farne alcune con fili LED e un Arduino. Ci sono molti progetti come questo, ma la maggior parte richiede saldatura e circuiti. Sono fantastici, ma ho deciso di vedere se si può fare tutto senza saldature per renderli super semplici da creare.

Ho anche scritto il codice per gestire facilmente qualsiasi numero di lucciole che possono lampeggiare realisticamente.

L'approccio di base è utilizzare i fili LED WS2811 poiché sono già impermeabili. Sono popolari per l'illuminazione delle vacanze e la combinazione del chip WS2811 e del LED 5050 in questi è essenzialmente una versione più robusta del WS2812b o "Neopixel" nel gergo di Adafruit. L'altro vantaggio è che è necessaria una sola linea dati per un numero qualsiasi di LED.

L'alimentazione è molto semplice: un cavo mini USB a qualsiasi blocco di alimentazione USB o batteria. Non consumano molta energia e possono durare a lungo con una batteria USB.

Passaggio 1: parti

L'elenco delle parti è volutamente semplice:

- Un Arduino. Ho usato un Arduino Nano poiché sono meno costosi e più piccoli. Hanno quasi le stesse specifiche di un Arduino Uno. Quelli nel link sopra hanno i pin saldati e sono dotati di cavi micro USB. Avrai bisogno di un cavo mini USB e alcuni vengono forniti con i Nano collegati sopra.

- Scudo terminale Arduino Nano. Questo è il trucco per non saldare: puoi usare un cacciavite per fissare i fili. Se invece vuoi saldare tre fili, puoi saltare questo e ordinare le schede Arduino Nano con i pin non collegati in modo da poter saldare direttamente alla scheda Nano.

- LED. Ho usato i fili WS2811, che sono programmati proprio come le strisce LED WS2812b. Sono impermeabili, e ne ho presi alcuni con fili neri per renderli meno visibili nelle piante. Vengono anche con fili verdi. Sono dotati di 50 LED per filo e hanno connettori in modo da poterli collegare a margherita. Sto usando 100-200 LED, quindi da 2 a 4 di questi fili. Li sto alimentando dal regolatore Arduino 5v per semplicità.

- Batteria. Ho alimentato il mio con qualsiasi batteria USB, ma puoi anche collegarlo a qualsiasi sorgente USB. - Batteria di base - Batteria più grande - Batteria enorme - probabilmente eccessiva Questi ultimi due sono ottimi per i robot e l'illuminazione a LED poiché hanno entrambe le uscite 5v e 12v.

- Connettore JST - questi vengono forniti con i fili LED, ma per ogni evenienza, questi sono quelli necessari.

Passaggio 2: assemblaggio

Il montaggio è molto semplice.

Collega Arduino Nano alla schermatura del terminale. Assicurati che i pin siano corretti in base alle etichette: può essere collegato al contrario.

Utilizzare il connettore JST di riserva fornito con i LED. Collega 5v e Gnd a quei pin su Arduino. Collegare la linea dati al pin 6 (può essere modificato nel codice se lo si desidera).

I trefoli LED sono dotati di cavi di alimentazione spellati e stagnati. Questi potrebbero cortocircuitare la batteria, quindi tagliali o fissali con del nastro adesivo (o usa un tubo termoretraibile se ce l'hai). Ho tagliato le punte in scatola e ne ho tagliata una più corta dell'altra per evitare che si toccassero.

Ora puoi collegare il filo ad Arduino.

Questo è tutto!

Numero di LED e potenza

Ciascuno dei 5050 LED nel filo può utilizzare 60 mA quando è completamente acceso. Poiché ci sono tre LED (Rosso/Verde/Blu) e ciascuno può avere un valore di 0-256 (nel codice), completamente acceso sarebbe 256 + 256 + 256 = 768 per l'intensità di Rosso, Verde e Blu. Nel mio codice, sto usando 50 per il rosso, 50 per il verde e 0 per il blu, quindi ogni LED consumerebbe circa 60 mA * 100 / 768 = 7,8125 mA per LED quando è acceso.

La chiave è quanti LED sarebbero accesi contemporaneamente. Il mio codice attualmente li attiva solo a quote casuali molto basse: 5/10.000. In pratica ne ho visti solo alcuni alla volta, ma in teoria potrebbero andare avanti tutti contemporaneamente. Potrei aggiungere il codice per bloccare il numero in una volta, ma le probabilità sono molto remote. Il numero acceso dipende in parte dal numero di LED e le probabilità vengono calcolate per ciascun LED, quindi man mano che vengono aggiunti LED, si accendono più LED.

Il regolatore Arduino 5v può fornire circa 500 mA e alcuni vengono utilizzati per l'Arduino stesso, quindi forse sono disponibili circa 450 mA. A 7,8 mA per LED, che consente l'accensione simultanea di circa 57 LED, e anche quando un LED è acceso, per lo più si affievolisce verso l'alto o verso il basso, consumando ancora meno energia. Quindi, in pratica, l'adattatore di alimentazione USB Arduino va bene per molti LED.

Numero di LED e memoria Arduino

Durante la compilazione, il programma con 100 LED, l'IDE di Arduino ha riferito che veniva utilizzato il 21% della DRAM (principalmente per l'array di stato dei LED), per 300 LED era il 60%. Quindi, qualche filo va bene. Se hai bisogno di molti più LED, potresti semplicemente tenere un elenco dei LED che sono effettivamente accesi - sarebbe molto più efficiente, ma con così tanti fili, incontrerai anche problemi di alimentazione - caduta di tensione e avresti bisogno di tecniche come iniezione di potenza. L'ho usato in altri Instructables, ma va oltre lo scopo di questo rapido progetto. A 100-200 LED, c'è molta DRAM e potenza.

Passaggio 3: programma Arduino

Lo schizzo allegato farà lampeggiare i LED come lucciole. Il codice è un po' commentato, ma la cosa principale è impostare il numero di LED su quanti ne stai usando.

Passaggio 4: posizione, alimentazione, impermeabilità

Questo progetto è alimentato dalla porta USB su Arduino, quindi è possibile utilizzare qualsiasi fonte di alimentazione USB. Per una visualizzazione più permanente, puoi utilizzare un adattatore da parete USB.

Se il progetto sarà all'aperto per un certo periodo di tempo, dovrebbe essere impermeabilizzato. Una scatola elettronica impermeabile o anche un contenitore per alimenti va bene.