Синхронизированные светодиодные панели WiFi Mesh: 3 шага (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Автор: CarlSTeleToyland Следуйте дальше Автор:

О себе: Создатель с детства со всеми классическими симптомами, робот-строитель и технический директор по интернет-программному обеспечению / технический менеджер по продуктам. Подробнее о CarlS »

Этот проект представляет собой набор светодиодных полосок с индивидуально управляемыми цифровыми светодиодами (WS2812b «Neopixels»). Они позволяют выполнять анимацию через них, не связывая их вместе. Они используют сетку WiFi для соединения друг с другом, и анимация адаптируется к наличию большего или меньшего количества полос в сетке.

Вдохновение было для пары барабанщиков украсить булавы / дубинки для рождественского парада. Светодиодная анимация между ними синхронизирована. Светодиоды также могут быть прядями вместо полос.

Другое использование - это установка для светодиодного искусства, где вы не хотите прокладывать провод для передачи данных между всеми светодиодами в комнате - все, что им нужно сделать, это подключить индивидуально.

Для этого проекта они не подключены к Интернету. Они устанавливают свои собственные частные точки доступа Wi-Fi и веб-серверы. Таким образом, этот проект не зависит от внешней сети и может работать в удаленных местах. Они работают от 5 В, поэтому их можно легко запитать от внешних аккумуляторов сотового телефона!

Шаг 1: Детали

В проекте для каждой полосы были использованы следующие детали:

• Водонепроницаемая светодиодная лента WS2812b. Я использовал 30 светодиодов на метр. Не водонепроницаемые обычно имеют уже прикрепленную двустороннюю ленту, поэтому их легко установить. Вам понадобится 1 метр на канал, поскольку длина каналов составляет метр. Больше светодиодов на метр - это нормально - просто убедитесь, что у вас есть блок питания соответствующей мощности. Каждый светодиод (5050) в этих полосах может потреблять до 60 мА при полном включении.
• Пластиковый корпус для электроники 60x36x25 мм - этого достаточно, чтобы вместить D1 Mini.

• Гнездо постоянного тока 5,5 мм x 2,1 мм для монтажа на панели

• Источник питания 5 В - 2 А должен быть в порядке с 30 светодиодами по 0,06 А каждый при полном включении.
• Кабель USB на 5,5 мм x 2,1 мм, если вы хотите питать этот проект от аккумулятора USB.
• Плата D1 Mini ESP8266 - также доступна по более низкой цене, но с более длительным ожиданием.
• Алюминиевый канал с крышкой и заглушками для светодиодных лент. Есть много профилей на выбор. Этот достаточно широкий для светодиодных лент WS2812b (12 мм) и низкий профиль.
• Алюминиевый стержень - ширина канала 17 мм, поэтому алюминиевый стержень шириной 1/2 дюйма - хороший размер. Он должен быть 1/16 дюйма толщиной и 6 дюймов длиной для каждого стержня, который вы делаете.
• Двусторонняя лента из вспененного материала - шириной 1/2 дюйма.
• Конденсатор 1000 мкФ - рекомендуется для каждой полосы, чтобы предотвратить повреждение светодиодов скачками напряжения.
• Монтажный провод. Этот силиконовый провод 26 калибра очень гибкий и помогает предотвратить отрыв паяльных площадок от светодиодной ленты. Он также не плавится при прикосновении к нему паяльником. Я также использовал провод сервопривода, который также очень гибкий, но силиконовой проволоки - мой новый любимый провод. Вам понадобится всего около 6 дюймов каждого цвета (красный, черный, желтый).
• Перемычки - красные, черные и желтые розетки используются для подключения к процессору. Вы можете пропустить их и припаять соединительный провод прямо к плате, если вы уверены в себе.
• Резистор 330 Ом для уменьшения шума в линии передачи данных светодиодной ленты.
• Сигнальный диод 1N4448 или аналогичный, позволяющий процессору 3,3 В надежно управлять светодиодной лентой 5 В.
• Термоусадочная трубка диаметром 3 мм - вам понадобится всего около 5 дюймов.

Шаг 2: создайте стержни

Конструкция стержней такая же, как и в предыдущем Руководстве. Здесь есть аналогичные пошаговые изображения из недавней сборки, а обсуждение можно найти на этом другом Instructable.

Один новый совет по приклеиванию светодиодов к алюминиевому каналу: иногда двусторонняя лента на светодиодных лентах немного короче, чем монтажная плата светодиодов, и вы увидите небольшую застежку на светодиодной полосе. Если вы просто разрежете ленту в этом месте, она будет лежать ровно.

Я также использовал несколько капель УФ-клея, чтобы заблокировать провод питания и любые части светодиодной ленты, которые не оставались внизу.

Вместо контроллеров Particle Photon в этом проекте использовались платы WeMos D1 Mini на базе чипсета ESP8266. Они хороши и малы для светодиодного проекта. Я использовал мужские заголовки, чтобы освободить место для женских прыгунов. Перестановка разъемов не поместится в корпусе. Такой подход также легко паять. Я также использовал одножильный провод 20 калибра с обжимными гнездами, и это тоже работает, но требует больших усилий.

В этих полосах используется тот же подход, что и для первого светодиода. На практике это действительно не заметно. Также почти незаметен небольшой разрыв между первыми двумя.

Если вы собираетесь использовать зажимы для крепления алюминиевого канала, алюминиевая планка, соединяющая канал с проектной коробкой, может помешать прямому креплению зажимов к стене, поэтому вам может потребоваться подкладывать шайбы или ослабленную гайку. чтобы выдержать их на 1/16 дюйма.

Шаг 3: Сеточный код

На каждой из светодиодных полосок выполняется один и тот же код. В основе этого проекта лежит библиотека painlessMesh по адресу https://gitlab.com/BlackEdder/pcoholMesh. Эта библиотека выполняет большую часть низкоуровневой работы по установке точек доступа, веб-серверов и т. Д. Каждая полоса представляет собой узел сетки.

У сетки есть один контроллер, и уведомления об изменении анимации транслируются на все узлы / светодиодные панели. Для большой сетки могла быть некоторая задержка в обмене сообщениями, но для масштаба, с которым я работал, это было незаметно.

При запуске узел предполагает, что это контроллер, но затем сообщение changedNodes запускает оценку. Контроллером становится # чип с наименьшим ID в сетке. Обычно это занимает секунду или две, чтобы все узлы успокоились и приняли один контроллер. Вы могли бы приложить больше усилий для более быстрой повторной синхронизации (в середине анимации), но эти сообщения об изменениях довольно болтливы, поэтому сети в любом случае требуется немного времени, чтобы успокоиться. На практике после повторной синхронизации они остаются очень прочными.

Для анимаций с поперечными полосами код получает список узлов, сортирует его, а затем рисует только в том случае, если рисуется текущий узел. Они сортируются в порядке идентификаторов чипов, поэтому вы можете делать анимацию, которая будет согласованной, независимо от того, когда они запускаются. Кроме того, анимация будет адаптироваться к удаляемым узлам.

Код анимации появляется в трех местах. Первая - это функция receiveCallback, когда панель получила новую команду анимации. Это довольно просто - просто установите размер временного шага для анимации и сбросьте счетчики. Второе место занимает функция цикла. Там код проверяет, завершена ли текущая анимация, и переходит к следующему шагу. Последнее место для кода анимации - это функция stepAnimation, где и делается весь рисунок.

Система использует миллисекундный таймер для обновления, избегая использования функции задержки, поскольку она блокирует некоторые библиотеки. Миллис-код должен правильно измениться.

Обратите внимание, что у меня были проблемы с библиотекой NeoPixel и painlessMesh с более чем одним светодиодом, поэтому я переключился на FastLED.

Вот код на GitHib, и он также прикреплен сюда. Вы в значительной степени загружаете его на все панели, и вы готовы приступить к кодированию светодиодной анимации!