Glühwürmchen ohne Löten / Lightning Bugs - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Ich wollte meinem Garten für Halloween LED-Glühwürmchen (Blitzkäfer, in denen ich aufgewachsen bin) hinzufügen und beschloss, einige mit LED-Strängen und einem Arduino zu machen. Es gibt viele Projekte wie dieses, aber die meisten erfordern Löten und Schaltungen. Die sind großartig, aber ich habe mich entschieden, zu sehen, ob alles ohne Löten gemacht werden kann, um sie super einfach zu erstellen.

Ich habe auch den Code geschrieben, um eine beliebige Anzahl von Glühwürmchen, die realistisch blinken können, einfach zu verwalten.

Der grundlegende Ansatz besteht darin, WS2811 LED-Stränge zu verwenden, da diese bereits wasserdicht sind. Sie sind beliebt für die Urlaubsbeleuchtung, und die Kombination aus dem WS2811-Chip und der 5050-LED in diesen ist im Wesentlichen eine klobigere Version des WS2812b oder "Neopixels" im Adafruit-Sprachgebrauch. Ihr weiterer Vorteil ist, dass für beliebig viele LEDs nur eine Datenleitung benötigt wird.

Die Stromversorgung ist sehr einfach - ein Mini-USB-Kabel an einen USB-Powerblock oder eine Batterie. Sie verbrauchen nicht viel Strom und können mit einem USB-Akku lange halten.

Schritt 1: Teile

Die Stückliste ist bewusst einfach gehalten:

- Ein Arduino. Ich habe einen Arduino Nano verwendet, da sie weniger teuer und kleiner sind. Sie haben fast die gleichen Spezifikationen wie ein Arduino Uno. Die im obigen Link haben die Pins angelötet und werden mit Micro-USB-Kabeln geliefert. Sie benötigen ein Mini-USB-Kabel und einige werden mit den oben verlinkten Nanos geliefert.

- Arduino Nano-Terminal-Schild. Dies ist der Trick für kein Löten - Sie können einen Schraubendreher verwenden, um die Drähte zu befestigen. Wenn Sie stattdessen drei Drähte löten möchten, können Sie dies überspringen und Arduino Nano-Boards mit nicht befestigten Pins bestellen, damit Sie direkt an das Nano-Board löten können.

- LEDs. Ich habe WS2811-Stränge verwendet, die genau wie WS2812b-LED-Streifen programmiert sind. Sie sind wasserdicht, und ich habe einige mit schwarzen Drähten, um sie in den Pflanzen weniger sichtbar zu machen. Sie kommen auch mit grünen Drähten. Sie werden mit 50 LEDs pro Strang geliefert und verfügen über Anschlüsse, damit Sie sie verketten können. Ich verwende 100-200 LEDs, also 2 bis 4 dieser Stränge. Ich versorge sie der Einfachheit halber über den Arduino 5V-Regler.

- Batterie. Ich habe meine mit einer beliebigen USB-Batterie betrieben, aber Sie können sie auch an eine beliebige USB-Quelle anschließen. - Grundbatterie - Größere Batterie - Riesige Batterie - wahrscheinlich übertriebenDie letzten beiden sind ideal für Roboter und LED-Beleuchtung, da sie sowohl 5 V- als auch 12 V-Ausgänge haben.

- JST-Anschluss - diese werden mit den LED-Strängen geliefert, aber nur für den Fall, dass dies die benötigten sind.

Schritt 2: Montage

Die Montage ist sehr einfach.

Stecken Sie den Arduino Nano in die Anschlussabschirmung. Stellen Sie sicher, dass die Pins anhand der Etiketten richtig sind - es kann rückwärts eingesteckt werden.

Verwenden Sie den mit den LEDs gelieferten Ersatz-JST-Anschluss. Verbinden Sie die 5V und Gnd mit diesen Pins auf dem Arduino. Verbinden Sie die Datenleitung mit Pin 6 (kann im Code geändert werden, wenn Sie möchten).

Die LED-Stränge werden mit abisolierten und verzinnten Stromkabeln geliefert. Diese könnten Ihre Batterie kurzschließen, also schneiden Sie sie ab oder kleben Sie sie auf (oder verwenden Sie Schrumpfschlauch, wenn Sie einen haben). Ich schneide die verzinnten Spitzen ab und schneide eine kürzer als die andere, damit sie sich nicht berühren.

Jetzt können Sie den Strang in den Arduino stecken.

Das ist es!

Anzahl LEDs und Leistung

Jede der 5050 LEDs im Strang kann 60 mA verbrauchen, wenn sie vollständig eingeschaltet ist. Da es drei LEDs (Rot/Grün/Blau) gibt und jede einen Wert von 0-256 (im Code) haben kann, wäre voll an 256 + 256 + 256 = 768 für die Rot-, Grün- und Blau-Intensität. In meinem Code verwende ich 50 für Rot, 50 für Grün und 0 für Blau, sodass jede eingeschaltete LED ungefähr 60 mA * 100 / 768 = 7,8125 mA pro LED verbrauchen würde, wenn sie eingeschaltet sind.

Der Schlüssel ist, wie viele LEDs gleichzeitig leuchten. Mein Code schaltet sie derzeit nur mit sehr geringen Zufallsquoten ein - 5/10.000. In der Praxis habe ich nur wenige gleichzeitig gesehen, aber theoretisch könnten sie alle gleichzeitig weiterlaufen. Ich könnte Code hinzufügen, um die Zahl auf einmal zu begrenzen, aber die Chancen stehen sehr gering. Die Anzahl an hängt teilweise von der Anzahl der LEDs ab, und die Quoten werden für jede LED berechnet, so dass beim Hinzufügen von LEDs mehr LEDs aufleuchten würden.

Der Arduino 5v-Regler kann etwa 500 mA liefern, und einige werden für den Arduino selbst verwendet, sodass möglicherweise etwa 450 mA verfügbar sind. Bei 7,8 mA pro LED können damit etwa 57 LEDs gleichzeitig eingeschaltet werden, und selbst wenn eine LED eingeschaltet ist, blendet sie meistens nach oben oder unten und verbraucht noch weniger Strom. Praktisch ist das Arduino USB-Netzteil also für viele LEDs geeignet.

Anzahl der LEDs und Arduino-Speicher

Beim Kompilieren des Programms mit 100 LEDs meldete die Arduino IDE, dass 21% des DRAMs verwendet wurden (meist für das LED-Status-Array), bei 300 LEDs waren es 60%. Ein paar Strähnen sind also in Ordnung. Wenn Sie viel mehr LEDs benötigen, können Sie einfach eine Liste der LEDs führen, die tatsächlich eingeschaltet sind - wäre viel effizienter, aber bei so vielen Strängen werden Sie auch auf Stromprobleme stoßen - Spannungsabfall und benötigen Techniken wie Krafteinspritzung. Ich habe das in anderen Instructables verwendet, liegt aber außerhalb des Rahmens dieses schnellen Projekts. Bei 100-200 LEDs gibt es viel DRAM und Leistung.

Schritt 3: Programmieren Sie das Arduino

Die beigefügte Skizze wird die LEDs wie Glühwürmchen blinken lassen. Der Code ist etwas kommentiert, aber die Hauptsache ist, die Anzahl der LEDs auf die Anzahl der verwendeten LEDs einzustellen.

Schritt 4: Standort, Strom, Wetterschutz

Dieses Projekt wird über den USB-Anschluss des Arduino mit Strom versorgt, sodass jede USB-Stromquelle verwendet werden kann. Für eine dauerhaftere Anzeige können Sie einen USB-Wandadapter verwenden.

Wenn das Projekt für längere Zeit draußen sein soll, sollte es wasserdicht sein. Eine wasserdichte Elektronikbox oder sogar ein Lebensmittelbehälter sind in Ordnung.