Lampada meteorologica/a matrice: 42 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Di Gosse AdemaFollow Altro dell'autore:

In questo Instructable descrivo la progettazione, la costruzione e la programmazione di una lampada a matrice di LED. Il design ricorda una normale lampada, ma l'interno è stato sostituito da una matrice di LED ws2812. Il controllo avviene tramite un Raspberry Pi, in modo che il tutto possa essere programmato secondo i propri desideri.

La lampada è alta circa 12 pollici (30 cm) con un diametro di 4 pollici (10 cm). L'esterno è costituito principalmente da un cilindro di vetro.

Con più di 40 passaggi è diventato un Instructable abbastanza completo. Si inizia con il design della lampada. Questo copre sia il design 3D in Fusion 360, sia la parte elettrica. Particolare attenzione viene data al consumo energetico dei LED. Ad esempio, è stata progettata una scheda speciale per la distribuzione dell'energia.

Dopo la progettazione l'Instructable prosegue con l'assemblaggio delle varie parti: Il porta LED e il piede della lampada. Il supporto LED contiene 16 strisce con 18 LED ciascuna, per un totale di 288 LED. La base della lampada contiene il Raspberry Pi, una piccola ventola e componenti elettronici aggiuntivi.

Oltre alla progettazione e costruzione, viene descritta la programmazione della lampada. Questo inizia con il controllo dei LED e il recupero dei dati meteorologici con Python. Seguono le diverse funzioni della lampada.

La funzione principale di questa lampada è quella di visualizzare i dati meteorologici. Grazie al design scelto è possibile utilizzare questa lampada per altri scopi. Come un orologio o un indicatore di social media (il codice Python per una luce di emergenza e una lampada lava è incluso in questo Instructable).

Passaggio 1: primi schizzi e progettazione

Circa un anno fa ho realizzato degli addobbi luminosi per l'albero di Natale. Questi contenevano un'interfaccia web per alterare i colori dei LED. In una versione successiva, questa interfaccia web è stata sostituita dall'utilizzo dei dati meteorologici. Il colore dei LED dipende dalla temperatura esterna, con tutti i LED dello stesso colore.

Più tardi ho avuto l'idea di fare un 'termometro'. Leggendo la temperatura effettiva, minima e massima. Tutti i LED avrebbero colori diversi a seconda di questi valori. Questo non è mai stato sviluppato in un prototipo funzionante perché ho avuto un'altra idea, che ha portato a questa lampada a matrice di LED. Dove la visualizzazione dei dati meteorologici è solo una delle possibilità.

Facendo alcuni schizzi, sono arrivato alle seguenti funzioni:

1. Visualizza la temperatura attuale.
2. Visualizzazione delle temperature minime e massime previste.
3. Visualizzazione delle precipitazioni previste per l'ora successiva (blu = pioggia, bianco = neve).
4. Visualizzazione della velocità del vento attuale e, se possibile, della direzione.

I disegni sopra sono un primo progetto di questa lampada.

Le possibilità di questa lampada non si limitano alla visualizzazione dei dati meteorologici. L'utilizzo di un Raspberry PI offre molte più possibilità. Come un orologio, una lampada al plasma o lava e diversi indicatori dei social media.

Ci sono 2 modi per posizionare i LED all'interno di una Lampada: Una griglia quadrata o una spirale di LED. La versione a spirale è più facile da costruire. Ma i LED si inclinano leggermente quando si utilizza una spirale e quindi sembrano meno belli. Inoltre, il gradiente di colore sarà più difficile da programmare. Ecco perché ho scelto di creare una griglia LED utilizzando strisce LED ws2812.

La striscia LED ws2812 è posizionata verticalmente attraverso la lampada, a zigzag. Tutte le connessioni LED sono nella parte superiore o inferiore del cilindro. Questo dà spazio all'interno del cilindro, per gli altri componenti elettronici.

Poiché la prima idea era quella di visualizzare i dati meteorologici, ho scelto 16 LED per riga. Ciò consente 16 direzioni del vento:

• n
• NNE
• NO
• ENE
• E
• ESE
• SE
• SSE
• S
• SSW
• SW
• WSW
• W
• WNW
• NO
• NNW

Il precedente progetto "Addobbo per l'albero di Natale" si basava su un icosaedro regolare, con una finestra circolare per ogni LED. Questo progetto ottiene una struttura simile per i LED. Ma poi dentro un cilindro di vetro.

Passaggio 2: colori LED

La temperatura durante un anno nei Paesi Bassi è approssimativamente tra -10 e +30 gradi Celsius. Può diventare più caldo o più freddo, ma queste sono eccezioni. I colori della temperatura universale sono il rosso per il caldo e il blu per il freddo. Ho aggiunto un terzo colore: giallo. Questo dà più colori e rende il gradiente più bello.

Le temperature minime e massime cambiano durante le stagioni. Di conseguenza, la differenza di temperatura non è mai superiore a 25 gradi. In altre parole, quasi la metà dell'intera gamma di colori. Per aumentare questo intervallo, è possibile utilizzare una scala dinamica. Ad esempio, la scala può dipendere dal mese. Il colore blu può essere di 10 gradi Celsius in estate e -10 gradi Celsius in inverno.

Questa scala dovrebbe cambiare lentamente. Per esempio:

gennaio -10 a +15

febbraio da -10 a +15 marzo da -5 a +20 aprile da -5 a +20 maggio da 0 a +25 giugno da +5 a +30 luglio da +10 a +35 agosto da +10 a +35 settembre da +5 a +30 ottobre da 0 a +25 novembre da -5 a +20 dicembre da -10 a +15

La traduzione tra temperatura e colore può essere memorizzata in una tabella. Di conseguenza, è richiesto un calcolo minimo. E la lampada è facile da adattare ad altri climi. Una tabella rende anche semplice apportare piccole modifiche all'intensità del colore.

Passaggio 3: cilindro di vetro

Per questa lampada è stato utilizzato un cilindro di vetro. È un pezzo di ricambio di una lampada ben disponibile. Ho acquistato la lampada da un negozio online olandese. Ha le seguenti specifiche:

Dimensioni: diametro 10 cm a +/- 27 cm di altezza

Colore: bianco latte Montaggio: dimensione del foro E27 (montaggio normale / grande) 4 cm Materiale: vetro Note: adatto per lampade a sospensione e lampade da terra. Da un lato c'è il foro per il collegamento, l'altro lato è aperto. Tempi di consegna: Circa 2 settimane (dall'Austria)

Il cilindro di vetro appartiene alle lampade del tipo 'Troy'. Che sono realizzati da un'azienda con il nome Eglo.

Se il cilindro in vetro non viene venduto separatamente, è possibile acquistare anche la lampada stessa. Sono disponibili una versione a sospensione e una da tavolo (link USA, link UK, link EU).

È sempre possibile creare la propria versione utilizzando un'altra lampada.

Nonostante la semplice immagine per le dimensioni, sono corrette. L'altezza è di 270 mm (10,6 pollici) e il diametro è di 100 mm (3,9 pollici).

Passaggio 4: interfaccia Web Wemos

Gran Premio al LED Contest 2017

Secondo Premio al Concorso Raspberry Pi 2017