Погодная / матричная лампа: 42 ступени (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Подписывайтесь на другие статьи автора:

В этом руководстве я описываю дизайн, конструкцию и программирование светодиодной матричной лампы. Дизайн напоминает обычный светильник, но в интерьере заменена матрица из светодиодов ws2812. Управление осуществляется с помощью Raspberry Pi, так что все может быть запрограммировано в соответствии с вашими собственными желаниями.

Лампа имеет высоту около 12 дюймов (30 см) и диаметр 4 дюйма (10 см). Снаружи в основном состоит из стеклянного цилиндра.

С более чем 40 шагами он стал довольно всеобъемлющим учебным пособием. Все начинается с дизайна лампы. Это касается как 3D-дизайна в Fusion 360, так и электрической части. Особое внимание уделяется энергопотреблению светодиодов. Например, для распределения электроэнергии была разработана специальная плата.

После проектирования Instructable продолжает сборку различных частей: держателя светодиода и ножки лампы. Держатель светодиодов содержит 16 полосок с 18 светодиодами в каждой, всего 288 светодиодов. Цоколь лампы содержит Raspberry Pi, небольшой вентилятор и дополнительные электронные компоненты.

Помимо проектирования и изготовления, описывается программирование лампы. Это начинается с управления светодиодами и получения данных о погоде с помощью Python. Далее следуют разные функции лампы.

Основная функция этой лампы - отображение данных о погоде. Благодаря выбранному дизайну можно использовать эту лампу и для других целей. Как часы или индикатор социальных сетей (код Python для аварийного освещения и лавовой лампы включен в это руководство).

Шаг 1: первые эскизы и дизайн

Около года назад я сделал несколько украшений для елки с подсветкой. Они содержали веб-интерфейс для изменения цвета светодиодов. В более поздней версии этот веб-интерфейс был заменен использованием данных о погоде. Цвет светодиодов зависит от температуры наружного воздуха, все светодиоды имеют одинаковый цвет.

Позже мне пришла идея сделать «градусник». Считывая фактическую, минимальную и максимальную температуру. Все светодиоды будут иметь разные цвета в зависимости от этих значений. Это никогда не было разработано в рабочий прототип, потому что у меня возникла другая идея, которая привела к этой светодиодной матричной лампе. Где отображение данных о погоде - это только одна из возможностей.

Делая несколько набросков, я пришел к следующим функциям:

1. Отображение текущей температуры.
2. Отображение ожидаемых минимальных и максимальных температур.
3. Отображение ожидаемых осадков на следующий час (синий = дождь, белый = снег).
4. Отображение текущей скорости ветра и, если возможно, направления.

На рисунках выше изображена первая конструкция этой лампы.

Возможности этой лампы не ограничиваются отображением данных о погоде. Использование Raspberry PI дает гораздо больше возможностей. Например, часы, плазменная или лавовая лампа и несколько индикаторов социальных сетей.

Есть 2 способа разместить светодиоды внутри лампы: квадратная сетка или спираль светодиодов. Спиральную версию построить проще. Но светодиоды немного наклоняются при использовании спирали, поэтому выглядят менее красиво. Кроме того, будет сложнее запрограммировать цветовой градиент. Вот почему я решил создать светодиодную сетку с использованием светодиодных лент ws2812.

Светодиодная лента ws2812 размещается вертикально через лампу зигзагообразно. Все подключения светодиодов находятся в верхней или нижней части цилиндра. Это дает место внутри цилиндра для других электронных компонентов.

Поскольку первая идея заключалась в отображении данных о погоде, я выбрал 16 светодиодов в каждой строке. Это позволяет использовать 16 направлений ветра:

• N
• NNE
• NE
• ENE
• E
• ESE
• SE
• SSE
• S
• SSW
• ЮЗ
• WSW
• W
• ЗСЗ
• NW
• NNW

Предыдущий проект «Елочное украшение» был основан на обычном икосаэдре с круглым окошком для каждого светодиода. Этот проект имеет аналогичную структуру для светодиодов. Но тогда внутри стеклянного цилиндра.

Шаг 2: Цвета светодиодов

Температура в течение года в Нидерландах составляет примерно от -10 до +30 градусов по Цельсию. Может стать теплее или холоднее, но это исключения. Универсальные температурные цвета: красный для горячего и синий для холода. Я добавил третий цвет: желтый. Это дает больше цветов и делает градиент красивее.

Минимальная и максимальная температура меняются в зависимости от сезона. В результате разница температур никогда не превышает 25 градусов. Другими словами, почти половина всей цветовой гаммы. Чтобы увеличить этот диапазон, можно использовать динамическую шкалу. Например, масштаб может зависеть от месяца. Синий цвет может достигать 10 градусов по Цельсию летом и -10 градусов по Цельсию зимой.

Этот масштаб должен медленно меняться. Например:

Январь -10 до +15

Февраль от -10 до +15 март от -5 до +20 апрель от -5 до +20 май от 0 до +25 июнь от +5 до +30 июль от +10 до +35 август от +10 до +35 сентябрь от +5 до +30 октября от 0 до +25 ноябрь -5 до +20 декабрь -10 до +15

Перевод температуры и цвета можно сохранить в таблице. В результате требуется минимальный расчет. И лампу легко адаптировать к другому климату. Таблица позволяет также легко вносить небольшие корректировки в интенсивность цвета.

Шаг 3: стеклянный цилиндр

Для этой лампы использован стеклянный цилиндр. Запчасть доступной лампы. Я купил лампу в голландском интернет-магазине. Он имеет следующие характеристики:

Размеры: диаметр 10 см при высоте +/- 27 см

Цвет: Молочно-белый. Фурнитура: Размер отверстия E27 (нормальный / большой) 4 см. Материал: Стекло Примечания: Подходит для подвесных светильников, а также торшеров. С одной стороны отверстие для подключения, с другой стороны открыто. Срок доставки: около 2 недель (из Австрии)

Стеклянный цилиндр относится к лампам типа «Троя». Которые производятся компанией Eglo.

Если стеклянный баллон отдельно не продается, можно купить и саму лампу. Доступны подвеска и настольная версия (ссылка на США, ссылка на Великобританию, ссылка на ЕС).

Всегда можно сделать свой вариант, используя другую лампу.

Несмотря на простое изображение размеров, они верны. Высота составляет 270 мм (10,6 дюйма), а диаметр - 100 мм (3,9 дюйма).

Шаг 4: Веб-интерфейс Wemos

Главный приз LED Contest 2017

Второй приз в конкурсе Raspberry Pi Contest 2017