Atmen: Fading Lichterketten in einem Glasblock - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Zu Weihnachten in diesem Jahr habe ich mich entschieden, einen Glasblock, einen PWM-Controller und einige LED-Lichterketten zu verwenden, um meiner Frau ein farbenfrohes Geschenk zu machen.

Schritt 1: Teile

Hier sind die Teile, die Sie benötigen.

Mikrocontroller

Dies muss nichts besonders großes, schnelles oder viele Pins sein (Sie benötigen nur 2 Datenpins für die I2C-Verbindungen). Ich habe das Adafruit Trinket M0 verwendet, weil es klein ist, ich dieses Format mag und ich lernen wollte, mit CircuitPython zu arbeiten.

16-Kanal-PWM-Breakout-Platine

Es gibt viele ähnliche Arten von PWM-Breakout-Boards, einschließlich des von Adafruit. Selbst wenn Ihr Controller über viele verfügbare PWM-Pins verfügt, würde ich es dennoch vermeiden, alle Ihre Stränge von dort aus mit Strom zu versorgen, und mich stattdessen für die Breakout-Platine entscheiden: Die LEDs können viel mehr Strom ziehen, als der Controller zulässt. Die meisten Controller schützen davor, aber einige könnten tatsächlich in Rauch aufgehen. Verwenden Sie am besten das Break-Out-Board.

Lichterketten

Es gibt viele, viele Farben, Arten und Längen von Lichterketten, die günstig erhältlich sind, sogar einige mit RGB-Lichtern. Sie kosten etwa 1 US-Dollar pro Strang, geben oder nehmen. Ich mag die Art, bei der jeder Strang eine einzige Farbe hat, weil es einfacher ist, die Effekte zu kontrollieren. Hier ist eine Option bei Amazon. Jeder Strang wird mit einem eigenen Anhänger mit Knopfzellen und einem Schalter geliefert. Sie können nicht mehr Stränge mit Strom versorgen, als die Anzahl der Geräte, die von Ihrem PWM-Breakout-Board unterstützt werden (in meinem Fall 16).

Glas block

Sie können verschiedene Arten von Glasblöcken in Kunsthandwerksläden und sogar in Baumärkten finden. Ich rate davon ab, sie online zu kaufen, da sie zu teuer sind (wahrscheinlich wegen ihres Gewichts). Es gibt sie flach, wellig, klar, diffus, farbig, in verschiedenen Größen usw. Sie sind sehr hübsch, aber auch zerbrechlich, rutschig und sehr, sehr schwer. Stellen Sie sicher, dass der, den Sie erhalten, auf einer Seite ein Langloch und einen Plastikeinsatz hat, der hineinspringt und dieses Loch abdeckt.

Wenn das Gewicht oder die Größe des Glasblocks ein Problem darstellt, funktioniert fast jeder transparente Behälter. Sie können sogar eine (saubere, trockene) Wein- oder Spirituosenflasche, eine Glaskugel, ein übergroßes Champagnerglas oder einen anderen durchsichtigen Behälter verwenden. Ich würde allerdings etwas größeres nehmen, da die Wirkung meiner Meinung nach besser ist, wenn der Behälter groß ist. Wenn Sie den Glasblock verlassen, müssen Sie einige der Anleitungsschritte überspringen oder improvisieren.

Kunststoffgehäuse für die Schaltung

Ich mag es, meine gesamte Elektronik an einem Ort unterzubringen. Wählen Sie Ihr Lieblingsgehäuse aus, ungefähr 2 Zoll x 4 Zoll x 1 Zoll (zum Beispiel dieses von Amazon), aber wenn Sie diesem Beispiel folgen, stellen Sie sicher, dass es klein genug ist, um bequem auf die Außenseite des Blocks zu passen. aber groß genug, um den Controller, die PWM-Platine und die Kabel aufzunehmen.

Was ich wirklich verwenden wollte, war ein hohler Holzsockel, auf dem der Block sitzen konnte. Leider konnte ich keines davon finden und hatte keine Zeit, selbst eines zu machen. Sie können das Gehäuse sogar ganz überspringen und einfach den Controller und die Break-Out-Platine in den Glasblock schieben, wenn es Ihnen nichts ausmacht, wie das aussieht.

5V/2A Adapter oder Akku

Die meisten PWM-Boards haben einen MAX von 6 V, also halten Sie die Spannung darunter, z. B. etwa 5 Volt (zum Beispiel diese bei Amazon). Außerdem würde ich nicht viel weniger als 2A gehen, da die LEDs ziemlich viel verlangen. Sie können es auch mit einem Akku versuchen.

Der Einfachheit halber versorge ich alles immer mit 5,5 mm / 2,1 mm-Buchsen.

Sonstige Teile

Sie benötigen außerdem: einen Schalter (bei runden Schaltern ist es einfacher, Löcher zu bohren), Hohlsteckerbuchse (passend zur Buchse des Adapters), Patchkabel, Buchsenleisten, Schrauben, Bolzen, Muttern, Lötgerät, Seitenschneider, Bohrer, Heißkleber Pistole, silberner Filzstift usw.

Schritt 2: Verbinden Sie den Controller und das PWM-Board

Sie können diesen Anweisungen folgen, um den Controller und die PWM-Platine zu verbinden. Verbinden Sie die SCL- und SDA-Pins an jedem Gerät miteinander. Sie sollten die Vout-Leitung von der PWM-Platine zum Stromeingang des Controllers und die Vout des Controllers zum Vcc-Pin der PWM-Platine führen.

Es ist keine Schaltung oder sogar ein Steckbrett erforderlich, da Sie Patchkabel verwenden können, um die Steckerstifte von einem Gerät mit den Steckerstiften des anderen zu verbinden.

Als nächstes müssen Sie vorübergehend 5 V DC an die Eingangsschraubenblöcke der PWM-Platine anschließen. Wenn Sie ein Tischnetzteil haben, schließen Sie dieses an. Andernfalls müssen Sie eine Buchse zusammenlöten, die der Buchse des Adapters entspricht (verwenden Sie ein Voltmeter, um sicherzustellen, dass Sie positiv und negativ richtig löten) und die Drähte zu den Eingangsschraubenblöcken führen.

Schritt 3: Bereiten Sie die Lichterketten vor

Wir werden die Batterieanhänger nicht verwenden. Bevor Sie die Drähte durchschneiden, stellen Sie jedoch sicher, dass Sie den winzigen Widerstand finden, der in Reihe zwischen der Batterie und der ersten LED gelötet ist. Schneiden Sie das NICHT ab (mit anderen Worten, das sollte bei der Strähne bleiben, nicht beim Anhänger). Verwenden Sie danach Ihr bevorzugtes scharfes Werkzeug, wie z. B. einen Seitenschneider, um den Batterieanhänger vom Strang zu trennen. Ich lasse gerne ein oder zwei Zoll Draht auf der Seite des Batterie-Anhängers, damit er in Zukunft wieder verwendet werden kann. Machen Sie sich noch keine Sorgen, welcher Draht positiv und welcher negativ ist. Das ist bei der Arbeit mit LEDs zwar immer wichtig, für uns bequemerweise aber an dieser Stelle egal. Die Stränge, die ich gekauft habe, haben sowieso einen hellgrauen Streifen auf dem Pluskabel. Machen Sie sich keine Sorgen, wenn es bei Ihnen nicht der Fall ist.

Die PWM-Breakout-Platine verfügt über 16 Cluster mit drei Pins: Masse, 5 V und Signal, sodass jeder Strang seinen eigenen Cluster von 3 passenden Buchsenleisten benötigt. Wir werden nur die äußeren Stifte (Masse und Signal) verwenden. Nachdem Sie Ihren Cluster aus dem langen Kopfstreifen geschnitten haben, ziehen Sie einfach den mittleren (nicht benötigten) Stift der Buchsenleiste heraus. Löten Sie die Drähte für jeden Strang an die äußeren Stifte eines weiblichen Header-Clusters.

Nachdem Sie jeden Strang gelötet haben, sollten Sie ihn testen. Ich habe dies getan, indem ich den Controller und die PWM-Platine eingeschaltet und dann ein temporäres Programm geladen habe, das einfach alle 16 Pin-Sets einschaltet.

Wenn Sie einen CircuitPython-Controller (wie das M0 Trinket) verwenden, bietet Adafruit ein hervorragendes Tutorial zum Starten, Aktualisieren und Programmieren des Boards. Sobald dies erledigt ist und das Board über ein USB-Kabel mit Ihrem Computer verbunden ist, können Sie eine Datei namens "code.py" im Stammverzeichnis des Controller-Boards schreiben und speichern. Die integrierte Software auf dem Controller führt das Python-Programm in code.py aus. Das einfache Programm, das ich zum Testen der Stränge verwendet habe, ist unten angehängt und heißt test_code.py. Sie sollten diese in code.py umbenennen und in das Stammverzeichnis von Trinket M0 kopieren.

Wenn Sie CircuitPython nicht verwenden, sollten Sie die Arduino-IDE oder eine andere Möglichkeit verwenden, um Ihren Controller so zu programmieren, dass er die Signale sendet, die erforderlich sind, um alle PWM-Ports auf volle Leistung zu bringen.

Wenn das Programm geladen ist, testen Sie einen Strang, indem Sie die Buchsenleiste des Strangs auf einen beliebigen Satz von PWM-Pins drücken. Wenn die Strähne nicht aufleuchtet, ziehen Sie sie ab, drehen Sie sie um und schieben Sie sie wieder auf. Wenn das immer noch nicht funktioniert, sollten Sie die Drähte umlöten und es erneut versuchen. Sobald der Strang aufleuchtet, sollten Sie die positive ("Signal") Seite des Headers irgendwie markieren, damit Sie wissen, wie Sie ihn beim nächsten Mal richtig aufschieben. Ich habe einen silbernen Sharpie verwendet, um die positive Seite jedes getesteten Headers zu markieren.

Nachdem Sie das Löten getestet haben, möchten Sie die Lötstellen isolieren, indem Sie ein oder zwei Tropfen Heißkleber auf den freiliegenden Draht, das Lötmittel und das Metall geben. Ich entschied mich für Heißkleber (im Gegensatz zu Schrumpfschlauch), weil es klar ist, wie die Drähte. Dies hat nicht nur die Vermeidung von Kurzschlüssen, sondern auch den Vorteil, dass die Verbindung stabilisiert und verstärkt wird, sodass sie sich weniger verbiegt und bricht.

Wenn alle Stränge gelötet, getestet und isoliert sind, sollten Sie ALLE Header auf die Pins der PWM-Platine schieben können, und ALLE Stränge sollten aufleuchten. Die Reihenfolge der Farben spielt bei diesem Prototyp keine Rolle.

Schritt 4: Bereiten Sie den Glasblock und das Gehäuse vor

Wie ich oben geschrieben habe, muss der Glasblock ein längliches Loch haben und muss auch eine Art Hartplastikeinsatz haben, der einrastet, um das Loch zu bedecken. Zuallererst müssen Sie entscheiden, in welche Richtung der Block ausgerichtet wird und somit auf welcher Seite das Gehäuse sein soll: links, oben oder rechts. Ich habe mich für rechts entschieden. Ich wollte, dass der Schalter auf der Rückseite und die Adapterbuchse auf der Unterseite ist.

Wir müssen jetzt unser Elektronikgehäuse an diesem Einsatz befestigen.

Wir müssen zwei (oder mehr) kleine Schrauben durch die beiden Kunststoffteile stecken, um sie aneinander zu befestigen. Während der Einsatz in den Glasblock eingeschoben wird, halten Sie das Gehäuse daran, so dass sie zentriert sind. Kleben Sie sie zusammen. Entfernen Sie den Einsatz und das Gehäuse vorsichtig vom Block, ohne ihre relative Position zu ändern. Entscheiden Sie sich für zwei Punkte, die die beiden Teile gut zusammenhalten. Suchen Sie einen sicheren Ort, um sie abzustellen und bohren Sie 2 Löcher durch beide. Entfernen Sie das Klebeband, ziehen Sie sie auseinander und säubern Sie die Löcher. Setzen Sie sie wieder zusammen, schieben Sie die Schrauben durch und montieren Sie die Muttern und ziehen Sie sie fest.

Nun, da das Gehäuse am Glasblock befestigt werden kann, brauchen wir einen Weg, damit die Stränge hindurchgehen können. Ich benutzte einen sehr großen Bohrer und bohrte ein Loch durch die Mitte der Rückseite des Gehäuses. Mein Einsatz hatte bereits ein großes Loch in der Mitte. Wenn Ihres nicht, bohren Sie einfach durch beide.

Bereiten Sie jetzt Ihren Schalter und Ihre Adapterbuchse vor. Bohren Sie entsprechend Löcher. Ich musste einen Schleifdremel verwenden, um das Loch für den Schalter zu erweitern. Das Loch für den Schalter benötigt ebenfalls eine kleine Rille, verwenden Sie also eine Feile oder ein scharfes, stabiles Messer. Drücken Sie den Schalter durch (er springt ein). Schieben Sie den Wagenheber durch und montieren Sie die Unterlegscheiben und Muttern nach außen; spannen.

Suchen Sie nach einem schwarzen und roten 20 AWG-Draht. Löten Sie die Drähte an die Adapterbuchse; der innere Stift ist positiv und das äußere Gehäuse ist negativ; Verwenden Sie ein Voltmeter, um herauszufinden, welcher Pin übereinstimmt. Ich stecke gerne das Plus (Rot) durch den Schalter, aber das spielt keine Rolle. Isolieren Sie die freien Enden des Drahtes ab und testen Sie, indem Sie die Buchse des Adapters einstecken, einschalten und die Spannung testen. Wenn ein Problem auftritt, entlöten und nach Bedarf neu löten. Überprüfen Sie auch, ob die Spannung Null ist, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.

Setzen Sie den Controller und die PWM-Platine in das Gehäuse ein. Stecken Sie die Stromkabel in die Schraubenblöcke der PWM-Platine: rot an positiv und schwarz an negativ.

Schritt 5: Füge Stränge in den Block ein

Ziehen Sie den Adapter ab.

Schieben Sie mit dem in den Glasblock geschobenen Einsatz langsam einen Strang durch das Loch des Gehäuses in den Block. Lassen Sie es sich einfach auf natürliche Weise kräuseln, während Sie es sanft hineindrücken, ohne zu versuchen, viel zu kontrollieren. Wenn es weit genug drin ist, schieben Sie den Header auf einen Satz PWM-Platinenstifte und achten Sie darauf, die positive Seite richtig auszurichten. Wiederholen Sie für jeden Strang. Wenn es im Block enger wird, werden die Stränge kunstvoller umeinander gewickelt und verdreht.

Wenn der Header des letzten Strangs auf die Pins der PWM-Platine geschoben wurde, stecken Sie den Adapter ein und schalten Sie ihn ein. Alle Stränge sollten leuchten. Wenn dies bei einigen nicht der Fall ist, überprüfen Sie die Ausrichtung des Headers des Strangs auf den Stiften. Überprüfen Sie auch die Lötverbindungen, möglicherweise ist etwas gebrochen. Fixieren Sie das Notwendige, bis alle Stränge leuchten.

Setzen Sie den Deckel auf das Elektronikgehäuse und schrauben Sie ihn fest. Da der Einsatz des Blocks ziemlich leicht aus dem Glasblock herausspringt, dachte ich, es wäre eine gute Idee, ihn besser zu sichern, also habe ich dafür etwas Klebeband verwendet.

Schritt 6: Atmen

Jetzt müssen wir ein interessanteres Programm für die Lichter schreiben.

Schließen Sie den Controller wieder an den Computer an.

Mein Name für dieses Stück ist "Breathe", also wollte ich, dass die Strähnen "atmend" erscheinen, ein- und dann ausatmen und dann eine zufällige Pause machen, bevor ich wieder atme, wobei jeder Strang unabhängig von den anderen arbeitet. Unten ist das Python-Skript, das das Ergebnis erzeugt, das mir gefallen hat; Kopieren Sie dies auf das Board, um zu sehen, wie es funktioniert. Experimentiere auf jeden Fall mit verschiedenen Mustern, Timings, Pausen, Blitzen usw., um das zu machen, was du für hübsch hältst.