Weersvoorspelling Beacon - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

In dit project presenteer ik een model van een lokaal weerbaken dat ik heb gemaakt met behulp van 3D-printen, LED-strepen, een voeding en een Arduino-bord met wifi-verbinding om toegang te krijgen tot de weersvoorspelling van de volgende dag.

Het belangrijkste doel van het project is om de huidige weersvoorspelling weer te geven, maar het kan ook worden gebruikt als lichtshow, kompas of lamp. De weersvoorspelling voor de volgende dag wordt aangegeven door de lichtkleur van de bal en verschillende tijdsverloop van de verlichting van de bal en de schacht.

De weergave betekent:

voor de bal: blauw licht: helder tot bewolkt, droog geel licht: bewolkt tot bewolkt, zonder neerslag wit licht: neerslag (regen of sneeuw) Constant licht: constante weerstendens Knipperlicht: wisselvallig weertendens voor de schacht: opkomend licht: temperatuur stijgt vallend licht: temperatuur daalt constant licht: temperatuur blijft gelijk.

In totaal zijn er 3 × 2 × 3 = 18 verschillende combinaties die kunnen worden weergegeven. Uiteraard kunt u, afhankelijk van het gebruik, elke mogelijke kleurcombinatie op maat gebruiken, aangezien elke afzonderlijke led afzonderlijk kan worden aangestuurd.

Benodigdheden

1x Arduino Nano 33 IoT Amazon

1x 5V 12A voedingsadapter Amazon

1x BTF-VERLICHTING WS2812B 5M 60 LED's/pixels/m Amazon

De led strip die ik heb gebruikt is waterdicht en IP65 gecertificeerd omdat ik het baken soms buiten laat staan, voor binnen gebruik je de IP30 versie.

1x 470 Weerstand

1x 1000 mF condensator

15x Dupont-kabels

Stap 1: Basis- en bovenframes maken

Het model is ontworpen in Autodesk Fusion 360 en daarna in 3D laten printen. Met behulp van de.stl-bestanden kunt u de frames 3D-printen. Zoals je op de foto's ziet, zien het model op de tekening en het gedrukte product er iets anders uit, omdat ik enkele verbeteringen aan het ontwerp heb aangebracht.

De originele hoogte van het baken is elf meter en de gekozen schaal 1:35 wat betekent dat het model ongeveer 35 cm hoog is. De totale lengte van de ledstrips is 1,72 m, wat overeenkomt met 103 leds.

Als u een kleiner of groter model wilt bouwen, kunt u de afmetingen of het ontwerp wijzigen door het Autodesk Fusion 360-bestand (.f3d) te manipuleren.

Stap 2: Montage en solderen van de Led Stripes Together

De led strip is op de gemarkeerde punten af te knippen, zie de eerste foto. Het is heel belangrijk om elk deel van de streep in de juiste richting te plaatsen en na het solderen van twee strepen om te controleren of de verbinding werkt.

Voor de basis heb je drie strepen van twaalf leds nodig. Alle strepen moeten in serie worden aangesloten, dus de eerste 36 leds van de basis zijn verdeeld in drie strepen van acht en moeten worden aangesloten zoals te zien is op de vierde afbeelding. Zorg ervoor dat u de positieve, negatieve en datapin tussen de strepen rechts soldeert.

Controleer na het verbinden van twee strepen of de verbinding goed is gemaakt door de weerstand tussen de pinnen te meten met een Ohmometer. De meting moet kleiner zijn dan 1 Ohm. U moet ook de verbinding testen door de strepen op uw bord aan te sluiten zoals te zien op de laatste afbeelding en de schets uit te voeren. De bibliotheek FastLED.h moet worden geïnstalleerd en de becommentarieerde regels van de code moeten worden aangepast. Als alles goed werkt, moeten de leds een seconde aan gaan en een seconde uit.

Stap 3: De strepen van het bovenste frame monteren en solderen

De aansluitingen van de strepen aan de bovenkant vind je op de eerste foto. Voor het bovenframe zijn zes strepen van acht leds en één streep van negentien leds nodig. Na het doorknippen van de strepen begin je met het solderen van de pinnen aan het uiteinde van led 44 met een kabel van 6 cm, de andere kant moet worden gesoldeerd aan de pinnen van de led 45. Let op de richting van stroom en data, de pijlen op de foto toon de juiste richting en moet overeenkomen met de gegevenspinnen; de Do pin van Led 44 moet gesoldeerd worden aan de Din pin van Led 45.

Als de plakband van sommige strepen niet op het frame blijft plakken, overweeg dan om tie-raps te gebruiken om de betreffende strepen op hun plaats te houden.

Na het solderen en monteren van alle strippen blijft er nog één ding over, soldeer de led 36 van de basis de pinnen van led 37 van het bovenframe.

Het laatste wat u moet doen is de gebieden bij de soldeerpunten met lijm of siliconen vullen als u van plan bent het baken naar buiten te laten, om het waterdicht te maken.

Stap 4: Bedrading van de externe voeding

De stroomsterkte van de strepen hangt af van de helderheid en de kleur van de leds. Elke led verbruikt 60 mA bij volledige helderheid, wat betekent dat 6,2 A nodig is als alle leds tegelijk branden. Omdat USB-poorten slechts tot 500 mA stroom kunnen leveren, is een externe voeding noodzakelijk. Je kunt het baken ook vanuit Arduino van stroom voorzien met behulp van een 5V-powerbank, aangesloten op de USB-poort van het bord, maar je moet de helderheid van de leds tot een minimum beperken, anders zullen de leds flikkeren en het belangrijkste is dat je Arduino-bord permanent kan worden beschadigd.

Voor dit doel heb ik een 5V DC 12 A-voedingsadapter gebruikt, die zorgvuldig moet worden aangesloten op de voeding van uw AC-huis, afhankelijk van de normen van uw land. De klemmen Live, Neutral en Earth moeten correct worden aangesloten op een voedingskabel zoals te zien is op de foto's. !! Werken met wisselstroom kan gevaarlijk zijn, vraag professioneel advies als je geen ervaring hebt met wisselstroomcircuits!!

De DC-kant van de voedingsadapter moet worden aangesloten op de strepen en uw bord.

Dat is het, het hardwaregedeelte is klaar, in het tweede deel zullen we enkele voorbeelden van code zien voor veel verschillende toepassingen van het project.