Светодиодные фонари: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Изначально мой двор представлял собой беспорядок из кустов можжевельника и камней. После того, как человек пришел и все вырвал, у меня осталась грязь и шанс зажечь мой двор. В моем новом переднем дворе есть 6 кирпичных столбов, которые требовали немного шика, но не слишком много. Я просто хотел чего-то уникального. Просматривая различные интернет-магазины и большие магазины коробок, я не собирался платить 250 х 6 долларов за то, чтобы снабдить свои столбы огнями, которые мне почти не нравились. Казалось, что я могу запланировать что-то гораздо меньше и наслаждаться результатами.

К счастью, я могу сообщить, что, по моему мнению, у меня есть самые умные и крутые постовые светильники в моем районе и наиболее достойные поста с инструкциями, чтобы я мог помочь другим извлечь уроки из моих ошибок или поддержать новый проект.

В настоящее время у меня есть 6 полосок из 100 светодиодов WS2818, управляемых 6 микросхемами ESP32, синхронизированных с программным обеспечением WLED, подключенных к моей ландшафтной разводке 12 В. Освещение может быть слабым или чрезмерным. Они размещены в нестандартном акриловом корпусе с основанием, напечатанным на 3D-принтере. Они работают по ночам с минимальным обслуживанием (хорошо, если вы сделаете несколько вещей правильно).

Я очень ими горжусь, они делают праздники и другие мероприятия праздничными. Вот моя история.

Запасы

-6 полосок из 100 адресных светодиодных полос. WS2812b 5 м 60 светодиодов / пикселей / м Водонепроницаемая гибкая лента с индивидуальной адресацией IP65. (Первоначально использовались SK9882s)

-6 EPBOWPT DC 12V 24V to DC 5V 10A 50W Converter Regulator 5V 50W Power Supply Step Down Module Transformer

-6 ESP32 ESP32-DEVKITC, включая ESP-WROOM-32

-6 ESP32 DevKitC Wi-Fi и светодиодный контроллер BLE

-Кучка лома акрила

-Акриловый клей

-6 оснований, напечатанных на 3D-принтере

Инструменты, которые я использовал

-Лазерный резак

-3д принтер

Шаг 1: прототипы

Я не был уверен, какой размер и геометрия подойдут. У меня была куча идей, и я проработал несколько. Это был мой первый прототип. Он был очень большим, чтобы покрывать всю верхнюю часть кирпичей, но выглядел не так. Я знал, что хочу максимизировать рассеивание светодиодов, но в конечном итоге это было слишком дорого с точки зрения акрила, так как мне пришлось бы лазерить большие листы.

Акрил хорошо сопротивляется ультрафиолетовому излучению. В конце концов, они выйдут из строя из-за климата, но я не хотел работать со стеклом и металлом в этом проекте. Я хотел диффузный полупрозрачный белый акрил.

Доказательство концепции сработало, и ночью оно выглядело превосходно. Я просто запустил его с клоном Arduino nano и почувствовал, что иду в правильном направлении.

Когда вам нужно сделать 6 штук, это может очень быстро стать дорогим. Я не хотел делать один, а потом понял, что могу сделать это лучше, поэтому я потратил много времени на размышления о том, как я собираюсь его сделать и как я собираюсь свести к минимуму свой труд.

Шаг 2: Акриловые топы

Поэтому, определившись с дизайном, который я нарисовал в OpenSCAD / Fusion 360, я использовал немного акрила, чтобы сформировать стены в виде прозрачного, полупрозрачного и дымчатого акрила. Я хотел в основном скрыть светодиоды и использовать для этого диффузию, но я также хотел немного прозрачного акрила, чтобы, когда вы идете или ведете машину, глаза не были уверены, что они видят. Я сделал приспособление, чтобы стены оставались на месте и порядок. Все это было сделано из акрилового лома, который я купил в местном магазине пластмасс, так что это было намного дешевле, чем мой первоначальный план. Срывать всю бумагу с каждого отрезанного куска было огромной болью, но мне помогли. Я обращаюсь с ними осторожно, хотя они прочные.

Шаг 3: Акриловая основа

Акриловая основа была сконструирована так, чтобы я мог прикрепить светодиоды к стенам и немного приоткрыть их, чтобы я мог засунуть внутрь пальцы и натянуть стяжки. Все они имеют прорези, и я использовал прозрачный акриловый лист сверху, чтобы выровнять их. Прорези сверху плотно прилегают к верху. На светодиодных изображениях будет показано, как они прикреплены к стенам и прикреплены к ним молнией. Между внешними стенами и внутренними светодиодами должно быть 17 мм или около того, чтобы они рассеивали и разделяли цвета. Я смоделировал это несколькими способами, чтобы убедиться, что они смешивают свет вместе, но не слишком сильно. Затем я приклеил основание, напечатанное на 3D-принтере, ко дну.

Шаг 4: основа с 3D-печатью

База состоит из двух частей. Нижняя часть ввинчивается в кирпичи, а верхняя часть приклеивается к нижней части акрилового корпуса. Боковые винты держат его вместе. Возможность удалить весь столб и заменить его казалась разумным предложением на случай, если мне понадобится его восстановить. Создан в Fusion 360 и напечатан из АБС-пластика для защиты от непогоды.

Шаг 5: выбор светодиода

Изначально я начал с SK9822 с 60 светодиодами на метр. Моя первоначальная мысль заключалась в том, что они ярче и имеют быструю частоту обновления. Первый год они выглядели хорошо, но мне не удалось купить те, которые были погодоустойчивыми. Я думал, что под одеялом вода никогда не попадет, и со мной все будет в порядке, но иногда лил действительно сильный. В конце концов, несколько полос вышли из строя из-за повреждения водой, и их пришлось заменить.

Я заменил их более дешевыми WS2812B с такой же плотностью, но с гидроизоляцией.

Если бы мне пришлось их перестроить или если бы я придумал новый дизайн, я бы подумал, что я бы поискал полосы RBG с компонентом W. Наличие дополнительного белого светодиода может сэкономить немного энергии, и я бы выбрал теплый белый для использования вне помещений.

Другой вопрос - это напряжение. Большинство адресуемых светодиодных лент рассчитаны на 5 В, но есть новые полосы на 12 В, которые подходят для моей ландшафтной разводки. ЦП для каждого Post Light составляет 5 В, поэтому я решил просто придерживаться 5 В и понижающего преобразователя.

Обязательно сделайте математические расчеты для каждого из ваших источников света. Вы не хотите пропускать слишком большую силу тока через очень тонкий провод. 5 В * 0,060 А * 100 светодиодов = 30 Вт (6 А) для каждого из моих фонарей. В любом случае я бы никогда не запустил их на полную мощность и очень долго, но я удостоверился, что провода были толстыми. Мой источник питания для ландшафтного дизайна отключился бы, если бы у меня возникла проблема, но подумайте о добавлении предохранителя к большому количеству светодиодов, особенно если они находятся рядом с важной или легковоспламеняющейся структурой.

Шаг 6: Электроника

Возня с связью по проводам между столбами, чтобы синхронизировать их, казалось занятием дурака, так что беспроводное соединение. Я выбрал плату ESP32 DevKitC, потому что у нее есть Bluetooth, Wi-Fi и другие функции. В конце концов, выбор программного обеспечения совпадет с аппаратным обеспечением, которое я рассуждал в прошлом году, и это оказалось хорошим предположением.

У Evil Genius Labs есть недорогой щит, который взаимодействует с ESP32, который я настоятельно рекомендую. Вы можете купить ESP32 DevKitC Wi-Fi и контроллер BLE LED от Tindie и сэкономить на резисторах и конденсаторах для безупречного управления светодиодами. Это требует небольшой пайки, но для меня это приятное времяпрепровождение. ESP32 подключается прямо сверху.

Проведя математические расчеты для светодиодных лент, из соображений безопасности я заказал преобразователь-регулятор постоянного тока с 12 В, 24 В, с постоянным током, 5 В, 10 А, 50 Вт, чтобы преобразовать мощность озеленения в 5 В. 50 Вт - это перебор для 20 Вт, но это заставило меня почувствовать себя немного легче.

Шаг 7: встроенное программное обеспечение

Мои фары работают уже больше года и очень надежны. Первоначально все они были подключены к Wi-Fi и использовали ESPHome, потому что он очень хорошо работал с Home Assistant. Обе системы - потрясающие части программного обеспечения, но это целая инструкция. Я рад поделиться своим базовым кодом, но я обнаружил, что было много светодиодных шаблонов, которые я хотел сделать, которые довольно ограничены настройками по умолчанию ESPHome. У меня нет ни времени, ни желания делать то, что я обнаружил, что кто-то уже сделал или, по крайней мере, надеялся, что кто-то сделает.

Так и случилось. WLED - это колени пчелы. Вы можете запрограммировать ESP32 и ESP8266 на миллион различных паттернов, палитр и опций. Плюс он синхронизируется между каждым микроконтроллером. Я уже упоминал, что для вашей платформы есть приложение для смартфонов? Любить это! Несколько недель назад я переключил все свои контроллеры на WLED. Как будто у меня новый дисплей Post Light. Он отзывчивый, синхронизированный и множество опций. Настоятельно рекомендуется.

Шаг 8: Заключительные мысли / результаты

Со светящимися предметами может быть сложно запечатлеть, насколько удачным оказался проект. Я реализовал несколько проектов, и это один из самых удовлетворительных. В большинстве случаев, когда кто-то проходит мимо моего дома, мои посты медленно сияют теплым белым светом или какой-то тонкой трехцветной палитрой, отражающей время года. Мне нравится, что это не раздражает, не кричит или чрезмерно. Это другое и заметно, только если вы внимательно слушаете.

Однако, когда наступает праздник, мой двор дает вам знать. Он зеленый на День Св. Патти, красный, белый и синий фейерверк на 4 июля, радуги на месяц гордости, пламя на Хэллоуин и дополнительные блестки на Рождество. Когда-нибудь я планирую добавить немного емкостного прикосновения к одному из столпов, чтобы дети могли менять паттерны, но пока это просто личное удовольствие, которое мне нравится время от времени смешивать.

Все мы работаем на плечах людей, которые вдохновили нас или дали нам инструменты для самовыражения. Проверьте WLED, ESPHome, Home Assistant, Evil Genius Labs, Fusion 360, Tindie и т. Д. Благодарим за проявленный интерес.

Первый приз конкурса Make it Glow