Arduino-basierte LED "Bloody Red" automatische Treppe - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

WAS?

Hi!

Ich habe blutende LED-Treppen gemacht! Es ist ein neues Instructables, das eine Hardware-Installation nutzt, die ich bereits von einem früheren I'ble von meinem gemacht hatte. Ich habe eine ROTE Animation erstellt, die Blutstropfen ähnelt, perfekt, um in diesen Trick-or-Treat-Momenten automatisch aktiviert zu werden!

Sobald Sie sich der Treppe nähern, erscheinen "Blutstropfen" von zufälligen Stellen auf der Treppe und beginnen nach unten zu gehen, wobei sie Blutspuren auf ihrem Weg hinterlassen, die allmählich verschwinden. Die Anzahl der Tropfen ist ein Parameter in der Arduino-Skizze.

Der Realismus des Effekts wird durch die zufällige Geschwindigkeit der Tropfen verstärkt: Sie sinken nicht linear, sondern verlangsamen und beschleunigen sich wie flüssige Tropfen, wenn sie auf eine Oberfläche fallen (wie auch Blut).

Wie gesagt, ich habe einige vorhandene Hardwareinstallationen genutzt, aber die Programmierung (Arduino-Skizze) ist völlig neu, plus einige neue Holzoberflächen, um sie vollständig in die Treppe einzubetten. Die vorhandene Hardwareinstallation wird in den Schritten 1 und 2 nachgebildet und der Vollständigkeit halber hier entnommen:

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

Die Schritte 3, 4 und 5 sind ganz neu, auch die untenstehende Einkaufsliste ist anders.

WARUM?

Die Treppe hatte schon einige Animationen, aber mir fehlte etwas spezielles für Halloween. Die Treppe ist von außerhalb des Haupteingangs sichtbar, also ist es ziemlich cool, all diese Monster zu verscheuchen, indem man ihnen echtes Blut zeigt!:)

EINKAUFSLISTE

Ich habe die folgenden Komponenten verwendet, scrolle nach unten für die Bauschritte:

1) 2 x 4m ws2813 RGB-LED-Streifen:

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

Holen Sie sich die nicht wasserdichte Version mit 60 LEDs/m. Außerdem habe ich eine billigere 5m-Version gefunden und nur 1m vom Ende der beiden Streifen abgeschnitten. Beachten Sie, dass Sie dies auch mit ws2812- und ws2812b-LEDs tun können, das Licht ist genau gleich und diese sind billiger. Die ws2813 sind einfach zuverlässiger, da sie über eine redundante Datenverbindung verfügen. Wenn Sie also eine LED kaputt machen, funktioniert der Rest des Streifens weiter. Diese waren jeweils ungefähr 27 $ / 25 €.

2) 4 x 2m U-Line Aluminiumprofile, 14mm x 13mm:

www.ebay.ie/itm/New-2-METER-U-LINE-Aluminium…

Diese waren jeweils 20€, ungefähr 22$. Ich habe auch die Klemmenkappen und die passenden Schrauben gekauft. Die Schrauben konnten nicht an der Seite angebracht werden, an der ich sie brauchte, sie sollen auf der dem Diffusor gegenüberliegenden Seite montiert werden, also waren sie für mich unbrauchbar. Stattdessen reichten dank der Neigung der Treppe und einiger Reibung durch die Sockelleiste einige Stücke doppelseitiges Klebeband aus, um die Profile über die Sockelleisten zu kleben.

3) 2 x Cat-5-Ethernet-Kabel:

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

Ich habe keine Ahnung, welche Länge hier verwendet wurde, ich schätze etwa 2m, der Elektriker und der Schreiner haben die Kabel unter dem Boden verlegt, die von den Sockelleisten der Treppe zum Raum mit der Heißpresse führen. Beachten Sie, dass zu lange Kabel den Strom reduzieren und Sie eine ausgefeiltere Einrichtung benötigen, um den richtigen Strom bereitzustellen und eine Unterbrechung der Datenverbindung zu vermeiden.

4) Ersatzkabel für Dupont:

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

5) Als WLAN-fähigen Mikrocontroller habe ich die erste Version des Wemos D1 verwendet, die jetzt abgekündigt ist, die Sie noch online finden:

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

Für zukünftige Leser sollte die Version R2 des Wemos D1 ebenfalls funktionieren, falls Sie sie nicht finden.

6) 2 x PIR-Bewegungssensoren für Arduino:

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

7) ein 5v, 40a, 200w Netzteil:

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

Das waren 21,5 £, ungefähr 25 € oder 27 $. Du brauchst wahrscheinlich weniger als 40A, aber das war billiger als ein 20A, und bei den Ampere ist es immer besser, überdimensioniert zu werden, damit das Netzteil kühl läuft und länger lebt.

8) zwei Kiefernstäbchen, 36mm:

www.builderdepot.co.uk/richard-burbidge-pin…. Etwa 6 Euro pro Stück in Irland.

9) etwas weiße Eierschalenfarbe, die ich bereits hatte (gleiche Farbe der Sockelleisten)

10) Silikondichtmasse, überstreichbar:

www.woodies.ie/decorating/decorating-acces…. Das waren 5 Euro

11) zwei 3D-gedruckte Hüllen für die PIR-Sensoren, wie diese:

www.thingiverse.com/thing:1374677

Ich habe meine kostenlos von einem Freund bekommen, ich habe keinen 3D-Drucker:(

Schritt 1: Verkabelung

Folgende Anschlüsse müssen Sie realisieren:1) LED-Streifen - Wemos D1

2) LED-Streifen - Netzteil

3) PIR-Sensoren - Wemos D1

4) PIR-Sensoren - Stromversorgung

5) Wemos D1 - Netzteil

6) Stromversorgung - Hausstromnetz

Vorbereitung: Ich habe zwei Cat-5-Ethernet-Kabel (https://en.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable) unter dem Boden zwischen den Sockelleisten der Staricase und der Heißpresse vom Schreiner und dem Elektriker verlegen lassen, bevor der Schreiner die montiert hat Holzboden. Ein Kabel pro Seite der Treppe, das an einem Ende aus der Spitze der Sockelleiste und am anderen Ende aus einem Loch in der Wand der Heißpresse herausspringt. Ein Cat-5-Kabel enthält 8 kleine Kabel, die in 4 verdrillte Paare mit 4 verschiedenen Farbbasen und 2 Farbmustern (durchgezogene Farbe oder gestrichelte Linie) unterteilt sind. Entfernen Sie 8-10 cm Gummi von jedem Ende jedes Cat-5-Kabels, um Zugang zu den 4 Twister-Paaren zu erhalten. Drehen Sie jedes Paar auseinander, um am Ende 8 unabhängige kleine Kabel zu erhalten. Entfernen Sie nur etwa 1 cm Plastik von jeder Spitze jedes winzigen Kabels an beiden Enden jedes der beiden Cat-5-Kabel. Dieser Schritt ist ziemlich zeitaufwendig und ich empfehle die Verwendung eines geeigneten Kabelschälers, um dies schnell zu erledigen. Ich habe eine Schere verwendet.

Für die als 1) aufgeführte Verbindung nahm ich den 4-Wege-Stecker (plus die beiden zusätzlichen Stromkabel) vom LED-Streifen und verband das grüne Kabel von der LED (das Datenkabel) mit einem der 8 winzigen Kabel vom Kat 5 Kabel. Dafür habe ich die weiß-orangefarbenen Pins des Cat-5-Kabels gewählt.

Für die als 2) aufgeführte Verbindung habe ich den 4-Wege-Anschluss (plus die beiden zusätzlichen Stromkabel) vom LED-Streifen genommen und das rote Kabel vom LED-Anschluss (dem VCC-Kabel) an *zwei* der 8 winzigen. angeschlossen Kabel vom Cat-5-Kabel, wieder zusammengedreht. Ich habe dafür die blauen und weiß-blauen Pins des Cat-5-Kabels gewählt. Außerdem habe ich das weiße Kabel vom LED-Anschluss (das GROUND-Kabel) mit * zwei * der 8 winzigen Kabel des Cat 5-Kabels verbunden, die wieder zusammengedreht wurden. Dafür habe ich den braunen und den grünen Pin des Cat-5-Kabels gewählt. Um noch mehr Strom in den Streifen zu bringen, habe ich das zusätzliche weiße Kabel von außerhalb des LED-Anschlusses (das zusätzliche GROUND-Kabel) mit einem der winzigen Kabel des Cat 5-Kabels verbunden (ich habe den weiß-grünen Pin der Katze gewählt). 5-Kabel dafür) und das zusätzliche rote Kabel von außerhalb des LED-Anschlusses (das zusätzliche VCC-Kabel) zu einem der winzigen Kabel vom Cat 5-Kabel (ich habe dafür den weiß-braunen Pin des Cat 5-Kabels gewählt). Der Grund für die Stromversorgung des LED-Streifens mit 3 Kabeln, die das Plus bringen, und 3 Kabeln, die die Masse bringen, besteht darin, den Strom auf mehr Pins zu verteilen, eine Überhitzung zu vermeiden und sicherzustellen, dass genügend Strom die LEDs erreicht. Dies hätte man erreichen können, indem man ein dickeres Kabel nur für die Stromversorgung verlegt hätte, aber dann hätte ich zu viele separate Kabel verlegen müssen (ein dickes für die Stromversorgung, ein dickes für die Masse, ein Datenkabel für die LEDs, ein Datenkabel für die PIR-Sensoren. Ich habe es vorgezogen, den Elektriker weniger zu bezahlen und nur 1 Kabel pro Seite installiert zu haben:)

Für die als 3) aufgeführte Verbindung habe ich den "out" -Pin des PIR-Sensors mit einem der winzigen Kabel des Cat 5-Kabels verbunden (ich habe dafür den orangefarbenen Pin des Cat 5-Kabels gewählt).

Für die als 4) aufgeführte Verbindung habe ich den "vcc" -Pin des PIR-Sensors mit dem weißbraunen winzigen Kabel des Cat-5-Kabels verbunden, das bereits mit dem roten Kabel des LED-Streifens verbunden war, und dem "Masse" -Pin des PIR-Sensors an das weiß-grüne winzige Kabel des Cat-5-Kabels, das bereits mit dem weißen Kabel des LED-Streifens verbunden war. Alle oben genannten Verbindungen könnten durch die Verwendung von Schrumpfschläuchen sauberer gemacht werden. Ich verwende sie nicht, da ich vorhabe, alles mit einer weißen MDF-Platte zu bedecken, die auf das Aluminiumprofil gelegt wird, um das Profil in die Sockelleiste einzubetten. Dadurch werden alle Kabel versteckt und ich habe Zugriff, falls Reparaturen oder Weiterentwicklungen erforderlich sind. Diese ersten 4 Anschlüsse wurden genau auf der anderen Seite der Treppe nachgebaut, wo sich der andere PIR-Sensor befindet. Beachten Sie auch, dass das blaue Kabel vom LED-Anschluss ohne Verbindung bleibt, da dies die redundanten Daten vom ws2813-Streifen sind. Um die anderen Seiten der Anschlüsse (dh in der Heißpresse) zu realisieren, habe ich: a) die blauen, weiß-blauen und weiß-braunen Pins der Cat-5-Kabel wieder zusammengedreht und das Ergebnis in eines von. eingefügt die drei "+V"-Anschlüsse des Netzteils. b) habe die grünen, weiß-grünen und braunen Pins der Cat-5-Kabel wieder zusammengedreht und das Ergebnis in einen der drei "COM"-Ports der Puwer-Versorgung gesteckt. a) und b) wurden für das andere Kat-5-Kabel entsprechend der anderen Seite der Treppe repliziert. Ich habe einen anderen "+V"- und "COM"-Port(s) des Netzteils verwendet. c) die beiden orangen Pins der beiden Cat 5 Kabel wurden in die Pins 4 und 5 des Wemos D1 gesteckt d) die beiden weiß-orange Pins der beiden Cat 5 Kabel wurden wieder zusammengedreht und in Pin 1 des Wemos D1 gesteckt. Wenn ich nun ein normales Arduino Uno mit einem WLAN-Schild oder einem externen ESP8266-Modul verwendet hätte, hätte ich die beiden Streifen unabhängig lassen können, die beiden Kabel nicht verdrehen und die beiden Pins mit den Pins 1 und 2 des Arduino verbinden. Auf diese Weise hätte ich die Animation der beiden Seiten der Treppe separat steuern können. Ich beschloss jedoch zu vereinfachen und behielt sie bei. Dies ist eine Einschränkung des Wemos D1 R1, der einen Neopixel-kompatiblen LED-Streifen nur von Pin 1 ansteuern kann. Ich bin mir nicht sicher, ob dies in R2 behoben wurde, das ist möglich, wenn Sie es mit einem R2 versuchen, lassen Sie es mich wissen wenn das geht.

Für die als 5 aufgeführte Verbindung hatte ich viele mögliche Optionen (wie die Verwendung eines Ersatz-USB-Netzteils für ein Telefon und die direkte Verwendung des Micro-USB-Anschlusses im Wemos D1), aber da ich das letzte (dritte) Paar von +V. hatte und COM-Ports von meinem 40A-Netzteil ungenutzt, entschied ich mich, den 5V-Pin des Wemos mit dem +V-Port des Netzteils und den GND-Pin des Wemos mit dem COM-Port des Netzteils zu verbinden. Bitte beachten Sie, dass dies den internen Spannungsregler des Wemos umgeht und nur funktioniert, wenn das Netzteil eine ziemlich konstante Spannung hat, was bei mir der Fall war. Wenn nicht, riskieren Sie, den Wemos D1 zu verbrennen. Beachten Sie, dass Sie im Bild ein Micro-USB-Kabel sehen, das mit dem Wemos D1 verbunden ist. Nun, es ist auf der anderen Seite mit nichts verbunden, ich habe es einfach dort gelassen, wenn ich das Wemos an den Laptop anschließen muss, um es zu programmieren. Wie Sie im späteren Schritt erfahren werden, programmiere ich das Wemos jetzt drahtlos OTA (Over The Air), damit das Kabel endgültig entfernt werden kann.

Für die als 6) aufgeführte Verbindung ließ der Elektriker ein weißes Kabel zurück, das an einen abgesicherten Schalter mit 220 V angeschlossen war und aus der Wand herausragte. Ich musste also nur am Ende des weißen Kabels etwas Gummi herausnehmen, von jedem der drei Kontakte ca. 1 cm Gummi entfernen, dann den braunen in den "L"-Anschluss des Netzteils stecken, das Blau in den "N"-Port und das Gelb-Grün in den "Erde"-Port. Dies war bei weitem der zeitaufwendigste Schritt, auch weil ich nicht die richtigen Werkzeuge zum Abziehen des Kabelgummis verwendet habe, sondern nur eine Küchenschere verwendet habe. Ich habe es immer so gemacht, also war meine Fehlerrate nur 3/35 (wobei 35 8 Pins von jedem Cat-5-Kabel und jedem Ende davon sind, plus die 3 Pins vom Hausnetzwerkkabel), dh ich musste nur re -schneiden Sie 3 Pins von insgesamt 35 Anschlüssen. Mit einem geeigneten Kabelabisolierer geht das jedoch wahrscheinlich schneller.

Schritt 2: Montage der LEDs und der Aluminiumprofile

Dies ist ziemlich einfach, wenn Sie die beste Reihenfolge der Schritte herausgefunden haben. Ich empfehle folgendes:

1) mit Hilfe einer weiteren Person die beiden zu montierenden Profile auf einer Seite nehmen, sie mit dem Diffusor zur anderen Seite der Treppe zeigend über die Sockelleiste legen, entscheiden, welchen Bereich der Treppe Sie abdecken möchten (unsere Treppe waren 4,4 m lang und wir hatten nur 4 m Aluminiumprofile) und markieren Sie es mit einem Bleistift.

2) Platzieren Sie 3 oder 4 Stück doppelseitiges Klebeband entlang der Länge jedes der beiden Aluminiumprofile (oder direkt auf der Sockelleiste). Ok, ich habe gelogen, ich hatte kein doppelseitiges Klebeband, also habe ich nur normales Klebeband verwendet, das über sich selbst gerollt wurde, um einen doppelklebenden Patch zu bilden. Es klappt.

3) Entfernen Sie den Diffusor vorsichtig von den Aluminiumprofilen (achten Sie auf Ihre Finger!)

4) Legen Sie die Profile auf die Sockelleiste (d. h. auf das Klebeband), und achten Sie darauf, dass das Klebeband zwischen dem Profil und der Sockelleiste verborgen ist. Achten Sie auch darauf, dass der Diffusor auf die andere Seite der Treppe zeigt, nicht nach oben, da Sie sonst nicht den gewünschten Effekt erzielen. Mit anderen Worten, das hier angehängte Bild dient nur als Referenz. Folgen Sie dem Bild nicht mit den Maßen, da der Diffusor nach oben zeigt. Jetzt müssen Sie bei den nächsten Schritten etwas Vertrauen gewinnen. Mein Rat ist, sich Hilfe von einer zweiten Person zu holen und die Person mit den kleineren Fingern dazu zu bringen, diese zu tun:

5) Rollen Sie den LED-Streifen ab, legen Sie ihn neben (aber außerhalb) des Aluminiumprofils und stellen Sie sicher, dass alle LEDs richtig in der U-Linie enden. am oberen ende der leiste befindet sich der verbinder, der dicker als das aluminiumprofil ist. Beachten Sie, wo dies endet, sobald sich der Streifen innerhalb der U-Linie befindet.

6) Entfernen Sie die Abdeckung des Doppelklebebands, die Sie hinter der LED-Rolle finden (wenn Sie hier kein Doppelklebeband haben, besorgen Sie sich eines und bringen Sie es über die gesamte Länge der Rolle an. Keine sporadischen Flecken, Sie die volle Länge mit Klebeband abgedeckt). Ich hatte einen Doppelkleber in 3M-Qualität, so dass es sehr wenig Raum für Fehler gab. Wenn Sie nicht aufpassen, klebt das Klebeband entweder am Profil oder an der Sockelleiste oder an einem anderen Stück der Leiste selbst oder an den Stufen und lässt sich nicht so leicht entfernen.

7) Setzen Sie den oberen Verbinder des LED-Streifens ein, indem Sie ihn zusammen mit den ersten 2-3 Pixeln in das Ende des Profils schieben. Stellen Sie sicher, dass Sie mit dem Niveau übereinstimmen, das Sie in Schritt 5 notiert haben)

8) Lassen Sie nun die Person mit den kleineren Fingern jedes Pixel sanft gegen das Ende der U-Linie drücken. Nehmen Sie sich dabei Zeit. Wenn Sie alle Längen richtig notiert haben, haben Sie die letzte LED nur 2-3 mm innerhalb der U-Linie am anderen Ende.:)

Schritt 3: Fertigstellen der Holzeinbettung

Sie müssen jetzt alles mit Streifenholz bedecken, damit es in die Treppe eingebettet aussieht.

Geben Sie so viel Silikon wie möglich zwischen die Aluminiumprofile und die Wand. Es dient als Grundstein, um weiteres Silikon zu verlegen, wenn Sie das Streifenholz darauf legen.

Bereiten Sie das Streifenholz vor, indem Sie es mit immer feiner werdendem Schleifpapier schleifen. Ich habe mit 40 angefangen und mit 120 geendet. Streichen Sie die Leisten mit der gleichen Farbe wie Ihre Sockelleisten. Lass sie trocknen!!!

Geben Sie ihnen so viele Pässe, wie sie benötigen. In meinem Fall waren es 2, passend zur Arbeit des Malers an den Sockelleisten.

Legen Sie die Streifenhölzer auf die Aluminiumprofile. Du wirst mit Löchern enden. Füllen Sie die kleinen mit Silikon. Schneiden Sie für die großen Streifenholz kleine Stücke und wiederholen Sie die obigen Schritte, bis alle Löcher gefüllt sind.

Schritt 4: Programmieren Sie den Mikrocontroller

Laden Sie den beigefügten Code auf den Mikrocontroller hoch. Ändern Sie Ihre WLAN-Ssid und Ihr Passwort, damit Sie eine neue Skizze drahtlos über OTA-Updates hochladen können.

Das Programm hat folgende Funktionen:

1) Es ist parametrisch in der Anzahl der Blutstropfen. Ändern Sie diese Zeile, um mehr/weniger Tropfen zu haben:

#define DROPS 5

2) es löst automatisch die Tropfen aus, wenn eine Bewegung erkannt wird

3) Wenn die Bewegung gestoppt wird, hält es die derzeit aktiven Tropfen nach unten. Wenn jeder Tropfen den Boden erreicht, lösen sie sich auf und die Lichter gehen wieder aus.