Автоматическая лестница со светодиодной подсветкой «Кроваво-красный» на базе Arduino: 5 ступеней (с изображениями)

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

КАКИЕ?

Привет!

Я сделал кровоточащие светодиодные лестницы! Это новый Instructables, использующий некоторую установку оборудования, которую я уже выполнил из моего предыдущего проекта. Я сделал КРАСНУЮ анимацию, напоминающую капли крови, идеально подходящую для автоматической активации в моменты уловок или угощений!

Как только вы подходите к лестнице, «капли крови» появляются из случайных мест на лестнице и начинают спускаться, оставляя на своем пути следы крови, которые постепенно исчезают. Количество капель - это параметр в скетче Arduino.

Реалистичность эффекта усиливается за счет случайной скорости капель: они не спускаются линейно, но замедляются и ускоряются, как капли жидкости при спуске по поверхности (как и кровь).

Как я уже сказал, я использовал некоторые существующие аппаратные установки, однако программирование (эскиз Arduino) совершенно новое, плюс новая деревянная отделка, чтобы они были полностью встроены в лестницу. Существующая установка оборудования повторяется на шагах 1 и 2 и для полноты взята отсюда:

www.instructables.com/id/Automatic-IoT-Sta…

Шаги 3, 4 и 5 совершенно новые, также другой список покупок ниже.

ПОЧЕМУ?

У лестницы уже была анимация, но мне не хватало чего-то особенного для Хэллоуина. Лестница видна снаружи главного входа, так что отпугнуть всех этих монстров, показав им настоящую кровь, довольно круто!:)

СПИСОК ПОКУПОК

Я использовал следующие компоненты, прокрутите вниз, чтобы увидеть этапы сборки:

1) 2 x 4м светодиодные ленты ws2813 rgb:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

получите не водонепроницаемую версию с 60 светодиодами / м. Кроме того, я нашел более дешевую 5-метровую версию и просто отрезал 1 м от конца обеих полос. Обратите внимание, что вы также можете сделать это со светодиодами ws2812 и ws2812b, свет будет точно таким же, и они дешевле. WS2813 просто более надежны, так как у них есть резервное соединение для передачи данных, поэтому, если вы сломаете один светодиод, остальная часть полосы продолжит работать. Это было примерно 27 $ / 25 € каждая.

2) U-образные алюминиевые профили 4 x 2 м, 14 мм x 13 мм:

www.ebay.ie/itm/New-2-METERS-U-LINE-Alumin…

Это были 20 евро каждая, примерно 22 доллара. Я также купил клеммные крышки и крепежные винты. Винты нельзя было установить на той стороне, которая мне нужна, они должны были быть установлены на стороне, противоположной диффузору, поэтому они мне не пригодились. Вместо этого, благодаря наклону лестницы и некоторому трению, создаваемому плинтусом, нескольких кусков двухклеевого скотча было достаточно, чтобы закрепить профили на плинтусах.

3) 2 кабеля Ethernet категории 5:

www.aliexpress.com/item/Vention-Ethernet-C…

Понятия не имею, какая длина здесь использовалась, примерно 2 метра, электрик и плотник проложили кабели под полом, идущие от плинтусов лестницы в комнату с горячим прессом. Обратите внимание, что слишком длинные кабели уменьшат ток, и вам потребуется более сложная настройка, чтобы обеспечить правильный ток и избежать разрыва соединения для передачи данных.

4) запасные разные кабели dupont:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

5) в качестве микроконтроллера с поддержкой Wi-Fi я использовал первую версию Wemos D1, которая сейчас снята с производства, которую вы все еще можете найти в Интернете:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

Для будущих читателей, если вы его не найдете, версия R2 Wemos D1 также должна работать.

6) 2 датчика движения PIR для Arduino:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

7) один блок питания 5 В, 40 А, 200 Вт:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

Это было 21,5 фунта, примерно 25 или 27 долларов. Вам, вероятно, понадобится менее 40 А, но это было дешевле, чем 20 А, а с учетом силы тока всегда лучше увеличить номинал, чтобы блок питания работал холодно и прослужил дольше.

8) две сосновые рейки, 36мм:

www.builderdepot.co.uk/richard-burbidge-pin…. Примерно по 6 евро в Ирландии.

9) немного белой краски из яичной скорлупы, которая у меня уже была (такая же краска плинтусов)

10) герметик силиконовый, под покраску:

www.woodies.ie/decorating/decorating-acces…. Это было 5 евро

11) два напечатанных на 3D-принтере корпуса для датчиков PIR, например:

www.thingiverse.com/thing:1374677

Получил бесплатно от друга, 3д принтера у меня нет:(

Шаг 1. Подключение

Вам необходимо реализовать следующие подключения: 1) Светодиодные ленты - Wemos D1

2) Светодиодные ленты - блок питания

3) ИК-датчики - Wemos D1

4) Датчики PIR - питание

5) Wemos D1 - блок питания

6) электроснабжение - домашняя электросеть

Подготовка: у меня были два кабеля Ethernet категории 5 (https://en.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable), проложенные под полом между плинтусами стикаса и горячим прессом плотником и электриком, прежде чем плотник установил деревянный пол. По одному кабелю с каждой стороны лестницы, выходящим из кончика плинтуса на одном конце и из отверстия в стене горячего пресса на другом конце. Кабель категории 5 имеет 8 небольших кабелей, разделенных на 4 витые пары с использованием 4 разных цветных баз и 2 цветных узоров (сплошной цвет или пунктирная линия). Удалите по 8-10 см резины с каждого конца каждого кабеля Cat 5, чтобы получить доступ к 4 парам твистеров. Раскрутите каждую пару, чтобы получить 8 независимых крошечных кабелей. Удалите около 1 см пластика только с каждого конца каждого крошечного кабеля с обоих концов каждого из двух кабелей категории 5. Этот шаг занимает довольно много времени, и я рекомендую использовать подходящий нож для снятия кабеля, чтобы сделать это быстро. Я использовала ножницы.

Для подключения, обозначенного как 1), я взял 4-контактный разъем (плюс два дополнительных кабеля питания) от светодиодной ленты и подключил зеленый кабель от светодиода (кабель для передачи данных) к одному из 8 крошечных кабелей от кабель категории 5. Для этого я выбрал бело-оранжевые контакты кабеля cat 5.

Для подключения, обозначенного как 2), я взял 4-контактный разъем (плюс два дополнительных кабеля питания) от светодиодной ленты и подключил красный кабель от разъема светодиодного индикатора (кабель VCC) к * двум * из 8 крошечных кабели от кабеля кат 5, перекручены вместе. Для этого я выбрал синий и бело-синий контакты кабеля cat 5. Кроме того, я подключил белый кабель от разъема светодиода (кабель ЗАЗЕМЛЕНИЯ) к * двум * из 8 крошечных кабелей от кабеля Cat 5, повторно скрученных вместе. Для этого я выбрал коричневый и зеленый контакты кабеля Cat 5. Наконец, чтобы подать еще больше тока на полосу, я подключил дополнительный белый кабель снаружи разъема светодиода (дополнительный кабель ЗАЗЕМЛЕНИЯ) к одному из крошечных кабелей кабеля Cat 5 (я выбрал бело-зеленый контакт кошки). 5 для этого) и дополнительный красный кабель снаружи разъема светодиода (дополнительный кабель VCC) к одному из крошечных кабелей от кабеля категории 5 (для этого я выбрал бело-коричневый контакт кабеля категории 5). Причина для питания светодиодной ленты с помощью 3 кабелей, подводящих к положительному положению, и 3 проводов для заземления, заключается в том, чтобы распределить ток по большему количеству контактов, чтобы избежать перегрева и убедиться, что ток достигает светодиодов. Этого можно было добиться, проложив более толстый кабель только для питания, но тогда мне пришлось бы проложить слишком много отдельных кабелей (толстый для питания, толстый для заземления, один кабель для передачи данных для светодиодов, один кабель для передачи данных для датчики PIR. Я предпочел меньше платить электрику и иметь только 1 кабель с каждой стороны:)

Для подключения, обозначенного как 3), я подключил «выходной» контакт датчика PIR к одному из крошечных кабелей кабеля категории 5 (для этого я выбрал оранжевый контакт кабеля категории 5).

Для подключения, обозначенного как 4), я подключил контакт «vcc» датчика PIR к бело-коричневому крошечному кабелю кабеля Cat 5, который уже был подключен к красному кабелю от светодиодной ленты, и контакту «заземления». датчика PIR к бело-зеленому крошечному кабелю кабеля cat 5, который уже был подключен к белому кабелю от светодиодной ленты. Все вышеперечисленные соединения можно сделать более аккуратными, если использовать термоусаживаемые трубки. Я их не использую, так как планирую все покрыть белой МДФ доской поверх алюминиевого профиля, чтобы профиль врезался в плинтус. Это скроет все кабели и оставит мне доступ на случай, если потребуется ремонт или дальнейшее развитие. Эти первые 4 соединения были воспроизведены точно на другой стороне лестницы, где находится другой датчик PIR. Также обратите внимание, что синий кабель от разъема светодиода остался без подключения, так как это избыточные данные с полосы ws2813. Чтобы реализовать другие стороны соединений (например, в горячем прессе), я: а) скрутил вместе синий, бело-синий и бело-коричневый контакты кабелей категории 5, и я вставил результат в один из три порта «+ V» источника питания. б) скрутил вместе зеленый, бело-зеленый и коричневый контакты кабелей категории 5, и я вставил результат в один из трех "COM" портов источника питания. a) и b) были воспроизведены для другого кабеля категории 5, соответствующего другой стороне лестницы. Я использовал другие порты "+ V" и "COM" источника питания. c) два оранжевых контакта двух кабелей категории 5 были вставлены в контакты 4 и 5 Wemos D1 d) два бело-оранжевых контакта двух кабелей категории 5 были скручены вместе и вставлены в контакт 1 Wemos D1.. Теперь, если бы я использовал обычный Arduino Uno с экраном Wi-Fi или внешний модуль esp8266, я мог бы оставить две полосы независимыми, не скручивая два кабеля и не соединяя два контакта с контактами 1 и 2 Arduino. Таким образом, я мог управлять анимацией двух сторон лестницы по отдельности. Однако я решил упростить и сохранил их. Это ограничение Wemos D1 R1, который может управлять светодиодной лентой, совместимой с Neopixel, только с контакта 1. Я не уверен, исправили ли они это в R2, это возможно, если вы в конечном итоге попытаетесь использовать R2, дайте мне знать если это работает.

Для подключения, обозначенного как 5), у меня было много возможных вариантов (например, использование запасного источника питания USB для телефона и использование напрямую порта microusb в Wemos D1), но, поскольку у меня была последняя (третья) пара + V и COM-порты от моего блока питания 40A не используются, я решил подключить вывод 5 В Wemos к порту + V источника питания, а контакт GND Wemos к COM-порту блока питания. Обратите внимание, что это обходит внутренний регулятор напряжения Wemos и будет работать только в том случае, если источник питания имеет довольно постоянное напряжение, как в моем случае. В противном случае вы рискуете сжечь Wemos D1. Обратите внимание, что на картинке вы увидите кабель microusb, подключенный к Wemos D1. Ну, он ни к чему не подключен на другой стороне, я просто оставил его там, когда мне придется подключить Wemos к ноутбуку, чтобы запрограммировать его. Как вы узнаете на следующем этапе, я сейчас программирую Wemos по беспроводной связи OTA (по воздуху), чтобы кабель можно было отсоединить навсегда.

Для подключения, обозначенного как 6), электрик оставил белый кабель, подключенный к выключателю с предохранителем, на 220 В, выходящему из стены. Поэтому все, что мне нужно было сделать, это вынуть немного резины на конце белого кабеля, удалить примерно 1 см резины с каждого из трех контактов, затем подключить коричневый к порту «L» источника питания, синий - в порт «N», а желто-зеленый - в порт «земля». Это был, безусловно, самый трудоемкий этап, в том числе потому, что я не использовал подходящие инструменты для снятия резины кабеля, я просто использовал кухонные ножницы. Я всегда делал это таким образом, поэтому моя частота ошибок составляла всего 3/35 (где 35 - это 8 контактов от каждого кабеля категории 5 и каждого их конца, плюс 3 контакта от домашнего сетевого кабеля), то есть мне нужно было только повторно -вырезать 3 пина из 35 соединений. Тем не менее, вы можете сделать это, вероятно, быстрее с помощью подходящего инструмента для зачистки кабеля.

Шаг 2: Установка светодиодов и алюминиевых профилей

Это довольно просто, если вы определите наилучшую последовательность шагов. Я рекомендую следующее:

1) с помощью другого человека возьмите оба профиля для установки с одной стороны, поместите их над плинтусом так, чтобы диффузор был направлен на другую сторону лестницы, решите, какую часть лестницы вы хотите закрыть (наша лестница были 4,4 м в длину и у нас было всего 4 м алюминиевых профилей) и отметьте это карандашом.

2) поместите 3 или 4 куска двухклеевого скотча по длине каждого из двух алюминиевых профилей (или непосредственно на плинтус). Ладно, я соврал, у меня не было би-липкого скотча, поэтому я просто использовал обычный скотч, намотанный на себя, чтобы сформировать би-адгезивный пластырь. Оно работает.

3) аккуратно снимите диффузор с алюминиевых профилей (берегите пальцы!)

4) поместите профили на плинтус (то есть на скотч), убедившись, что скотч спрятан между профилем и плинтусом. Также убедитесь, что диффузор направлен на другую сторону лестницы, а не вверх, иначе вы не получите желаемого эффекта. Другими словами, прилагаемое изображение здесь только для справки, не следите за изображением с измерениями, так как при этом диффузор устанавливается направленным вверх. Теперь вам нужно проявить некоторую уверенность в выполнении следующих шагов, я советую обратиться за помощью к другому человеку и попросить человека с меньшими пальцами сделать следующее:

5) разверните светодиодную ленту, поместите ее рядом (но снаружи) с алюминиевым профилем и убедитесь, что все светодиоды попадают внутрь U-образной линии. на верхнем конце полосы находится соединитель, который толще алюминиевого профиля. Обратите внимание на то, где это закончится, когда полоса окажется внутри U-образной линии.

6) снимите крышку двух липкой ленты, которую вы найдете за светодиодной катушкой (если у вас нет би-липкой ленты, возьмите ее и закрепите по всей длине катушки. Никаких спорадических пятен, вы необходимо, чтобы вся длина была покрыта лентой). У меня был двухклеевой клей 3M, поэтому места для ошибки было очень мало. Если не уделять должного внимания, лента будет прилипать либо к профилю, либо к плинтусу, либо к другому участку самой планки, либо к ступенькам, и удалить ее не так-то просто.

7) вставьте верхний разъем светодиодной ленты, сдвинув его вместе с первыми 2-3 пикселями в конец профиля. Убедитесь, что вы соответствуете уровню, который вы записали на шаге 5)

8) теперь попросите человека меньшими пальцами осторожно прижать каждый пиксель к концу U-образной линии. Не торопитесь, делая это. Если вы правильно запомнили все длины, вы получите последний светодиод всего на 2-3 мм внутри U-образной линии на другом конце.:)

Шаг 3: Завершение деревянной заделки

Теперь вам нужно покрыть все полосовой древесиной, чтобы она выглядела встроенной в лестницу.

Поместите как можно больше силикона между алюминиевыми профилями и стеной. Когда вы кладете полоску сверху, он будет служить основным кирпичом для укладки силикона.

Подготовьте полосовую древесину, отшлифуя наждачной бумагой с более мелким зерном. Я начал с 40 и закончил 120. Покрасьте полосу той же краской, что и ваши плинтусы. Дайте им высохнуть !!!

Дайте им столько пропусков, сколько им нужно. В моем случае это было 2, чтобы соответствовать работе, проделанной маляром на плинтусах.

Положите планки поверх алюминиевых профилей. У тебя останутся дыры. Заполните крошечные силиконом. Для больших нарежьте небольшие кусочки полосатой древесины и повторяйте описанные выше шаги, пока все отверстия не будут заполнены.

Шаг 4: запрограммируйте микроконтроллер

Загрузите прикрепленный код в микроконтроллер. Измените свой SSID и пароль Wi-Fi, чтобы вы могли загружать новый эскиз по беспроводной сети через обновления OTA.

Программа имеет следующие особенности:

1) параметрический по количеству капель крови. Измените эту строку, чтобы было больше / меньше капель:

#define DROPS 5

2) он автоматически запускает капли при обнаружении движения

3) когда движение остановлено, текущие активные капли продолжают работать. Когда каждая капля достигает дна, они растворяются, и свет снова гаснет.