Soldeervrije vuurvliegjes / blikseminsecten - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Ik wilde LED-vuurvliegjes (bliksembeestjes waar ik opgroeide) voor Halloween aan mijn tuin toevoegen en besloot er een paar te maken met LED-strengen en een Arduino. Er zijn veel van dit soort projecten, maar de meeste vereisen solderen en circuits. Die zijn geweldig, maar ik besloot om te kijken of het allemaal kan worden gedaan zonder solderen om ze supereenvoudig te maken te maken.

Ik heb ook de code geschreven om gemakkelijk een willekeurig aantal vuurvliegjes te beheren die realistisch kunnen knipperen.

De basisbenadering is om WS2811 LED-strengen te gebruiken, omdat deze al waterdicht zijn. Ze zijn populair voor vakantieverlichting, en de combinatie van de WS2811-chip en 5050 LED hierin is in wezen een grovere versie van de WS2812b of "Neopixels" in Adafruit-taal. Hun andere voordeel is dat er slechts één datalijn nodig is voor een willekeurig aantal LED's.

Het voeden van deze is heel eenvoudig - een mini-USB-kabel naar een USB-stroomblok of batterij. Ze verbruiken niet veel stroom en gaan lang mee op een USB-batterij.

Stap 1: Onderdelen

De onderdelenlijst is opzettelijk eenvoudig:

- Een Arduino. Ik gebruikte een Arduino Nano omdat ze minder duur en kleiner zijn. Ze hebben bijna dezelfde specificaties als een Arduino Uno. De pinnen in de bovenstaande link hebben de pinnen erop gesoldeerd en worden geleverd met micro-USB-draden. Je hebt een mini-USB-kabel nodig, en sommige worden geleverd met de hierboven gekoppelde Nano's.

- Arduino Nano-terminalschild. Dit is de truc voor niet-soldeer - u kunt een schroevendraaier gebruiken om de draden te bevestigen. Als je in plaats daarvan drie draden wilt solderen, kun je dit overslaan en Arduino Nano-kaarten bestellen zonder de pinnen, zodat je direct op het Nano-bord kunt solderen.

- LED's. Ik heb WS2811-strengen gebruikt, die net als WS2812b LED-strips zijn geprogrammeerd. Ze zijn waterdicht en ik heb er een paar met zwarte draden om ze minder zichtbaar te maken in de planten. Ze worden ook geleverd met groene draden. Ze worden geleverd met 50 LED's per streng en hebben connectoren zodat u ze in serie kunt schakelen. Ik gebruik 100-200 LED's, dus 2 tot 4 van deze strengen. Ik voed ze voor de eenvoud van de Arduino 5v-regelaar.

- Accu. Ik heb de mijne van stroom voorzien met elke USB-batterij, maar je kunt hem ook op elke USB-bron aansluiten. - Basisbatterij - Grotere batterij - Enorme batterij - waarschijnlijk overkill Die laatste twee zijn geweldig voor robots en LED-verlichting, omdat ze zowel 5v- als 12v-uitgangen hebben.

- JST-connector - deze worden geleverd met de LED-strengen, maar voor het geval dat deze nodig zijn.

Stap 2: Montage

Montage is heel eenvoudig.

Sluit de Arduino Nano aan op het terminalschild. Zorg ervoor dat de pinnen correct zijn op basis van de labels - deze kan achterstevoren worden aangesloten.

Gebruik de reserve JST-connector die bij de LED's wordt geleverd. Verbind de 5v en Gnd met die pinnen op de Arduino. Sluit de datalijn aan op pin 6 (kan desgewenst in de code worden gewijzigd).

De LED-strengen worden geleverd met stroomdraden die zijn gestript en vertind. Die kunnen kortsluiting veroorzaken in je batterij, dus knip ze af of plak ze vast (of gebruik krimpkous als je die hebt). Ik sneed de vertinde punten af en knipte de ene korter dan de andere om te voorkomen dat ze elkaar raken.

Nu kunt u de streng in de Arduino steken.

Dat is het!

Aantal LED's en voeding

Elk van de 5050 LED's in de streng kan 60mA gebruiken wanneer deze volledig aan is. Aangezien er drie LED's zijn (rood/groen/blauw) en elk een waarde van 0-256 (in de code) kan hebben, zou volledig aan 256 + 256 + 256 = 768 zijn voor de intensiteit van rood, groen en blauw. In mijn code gebruik ik 50 voor rood, 50 voor groen en 0 voor blauw, dus elk op LED zou ongeveer 60mA * 100 / 768 = 7.8125mA per LED verbruiken wanneer ze aan zijn.

De sleutel is hoeveel LED's er tegelijkertijd zouden branden. Mijn code zet ze momenteel gewoon aan met een zeer lage willekeurige kans - 5/10, 000. In de praktijk heb ik er maar een paar tegelijk gezien, maar in theorie zouden ze allemaal tegelijk kunnen doorgaan. Ik zou een code kunnen toevoegen om het nummer in één keer te begrenzen, maar de kans is erg klein. Het aantal aan is gedeeltelijk afhankelijk van het aantal LED's en de kansen worden berekend voor elke LED, dus als LED's worden toegevoegd, zullen er meer LED's oplichten.

De Arduino 5v-regelaar kan ongeveer 500mA leveren, en een deel wordt gebruikt voor de Arduino zelf, dus misschien is er ongeveer 450mA beschikbaar. Met 7,8 mA per LED laat dat ongeveer 57 LED's tegelijkertijd branden, en zelfs wanneer een LED aan is, gaat deze meestal omhoog of omlaag, met nog minder stroomverbruik. Dus praktisch is de Arduino USB-voedingsadapter prima voor veel LED's.

Aantal LED's en Arduino-geheugen

Bij het compileren van het programma met 100 LED's meldde de Arduino IDE dat 21% van de DRAM werd gebruikt (meestal voor de LED-statusarray), voor 300 LED's was dit 60%. Dus een paar strengen is prima. Als je veel meer LED's nodig hebt, kun je gewoon een lijst bijhouden van de LED's die daadwerkelijk aan zijn - zou veel efficiënter zijn, maar met zoveel strengen, zul je ook stroomproblemen tegenkomen - spanningsval, en heb je technieken nodig zoals kracht injectie. Ik heb dat in andere Instructables gebruikt, maar valt buiten het bestek van dit snelle project. Met 100-200 LED's is er voldoende DRAM en vermogen.

Stap 3: Programmeer de Arduino

De bijgevoegde schets laat de LED's knipperen als vuurvliegjes. De code is een beetje becommentarieerd, maar het belangrijkste is om het aantal LED's in te stellen op het aantal dat u gebruikt.

Stap 4: Locatie, stroomvoorziening, weersbestendigheid

Dit project wordt gevoed door de USB-poort op de Arduino, dus elke USB-stroombron kan worden gebruikt. Voor een meer permanente weergave kunt u een USB-wandadapter gebruiken.

Als het project voor langere tijd buiten staat, moet het waterdicht worden gemaakt. Een waterdichte elektronicadoos of zelfs een voedselcontainer is prima.