Vaga-lumes / vaga-lumes sem solda: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Eu queria adicionar vaga-lumes de LED (vaga-lumes onde cresci) ao meu quintal para o Halloween e decidi fazer alguns com fios de LED e um Arduino. Existem muitos projetos como este, mas a maioria requer solda e circuitos. Esses são ótimos, mas decidi ver se tudo pode ser feito sem solda para torná-los super simples de criar.

Também escrevi o código para gerenciar facilmente qualquer número de vaga-lumes que podem piscar de forma realista.

A abordagem básica é usar fios de LED WS2811, pois eles já são à prova d'água. Eles são populares para iluminação de férias, e a combinação do chip WS2811 e 5050 LED nestes é essencialmente uma versão mais robusta do WS2812b ou "Neopixels" na linguagem Adafruit. Sua outra vantagem é que apenas uma linha de dados é necessária para qualquer número de LEDs.

Alimentá-los é muito simples - um mini fio USB para qualquer bloco de alimentação USB ou bateria. Eles não consomem muita energia e podem durar muito tempo com uma bateria USB.

Etapa 1: Peças

A lista de peças é intencionalmente simples:

- Um Arduino. Usei um Arduino Nano por serem mais baratos e menores. Eles têm quase as mesmas especificações de um Arduino Uno. Os do link acima têm os pinos soldados e vêm com fios micro USB. Você precisará de um cabo mini USB, e alguns vêm com os Nanos vinculados acima.

- Arduino Nano Terminal Shield. Este é o truque para não usar solda - você pode usar uma chave de fenda para prender os fios. Se você quiser soldar três fios em vez disso, pode pular isso e pedir placas Arduino Nano com os pinos não conectados para que você possa soldar diretamente na placa Nano.

- LEDs. Usei fios WS2811, que são programados da mesma forma que as fitas LED WS2812b. São à prova d'água, e comprei alguns com fios pretos para torná-los menos visíveis nas plantas. Eles também vêm com fios verdes. Eles vêm com 50 LEDs por fio e têm conectores para que você possa conectá-los em cadeia. Estou usando 100-200 LEDs, portanto, 2 a 4 desses fios. Estou alimentando-os com o regulador Arduino 5v para simplificar.

- Bateria. Eu alimentei o meu com qualquer bateria USB, mas você também pode conectá-lo a qualquer fonte USB. - Bateria básica - Bateria maior - Bateria enorme - provavelmente exagero Esses dois últimos são ótimos para robôs e iluminação LED, pois têm saídas de 5v e 12v.

- Conector JST - vem com os fios de LED, mas, por precaução, esses são os necessários.

Etapa 2: Montagem

A montagem é muito simples.

Conecte o Arduino Nano na blindagem do terminal. Certifique-se de que os pinos estejam corretos com base nas etiquetas - ele pode ser conectado ao contrário.

Use o conector JST sobressalente que vem com os LEDs. Conecte 5v e Gnd a esses pinos no Arduino. Conecte a linha de dados ao pino 6 (pode ser alterado no código, se desejar).

Os fios de LED vêm com fios elétricos descascados e estanhados. Eles podem causar curto-circuito na bateria, portanto, corte-os ou prenda-os com fita adesiva (ou use um tubo termorretrátil, se tiver). Cortei as pontas enlatadas e cortei uma mais curta que a outra para evitar que se tocassem.

Agora você pode conectar o fio ao Arduino.

É isso!

Número de LEDs e energia

Cada um dos 5050 LEDs no filamento pode usar 60mA quando totalmente ligado. Como existem três LEDs (Vermelho / Verde / Azul) e cada um pode ter um valor de 0-256 (no código), totalmente ligado seria 256 + 256 + 256 = 768 para as intensidades de Vermelho, Verde e Azul. No meu código, estou usando 50 para vermelho, 50 para verde e 0 para azul, então cada LED ligado consumiria aproximadamente 60mA * 100/768 = 7,8125mA por LED quando eles estivessem ligados.

A chave é quantos LEDs estariam acesos ao mesmo tempo. Meu código atualmente apenas os ativa com algumas probabilidades aleatórias muito baixas - 5/10, 000. Na prática, vi apenas alguns ativados por vez, mas teoricamente eles poderiam continuar ao mesmo tempo. Eu poderia adicionar um código para limitar o número de uma vez, mas as chances são muito remotas. O número ligado depende parcialmente do número de LEDs e as probabilidades são calculadas para cada LED, de modo que, à medida que os LEDs são adicionados, mais LEDs acendem.

O regulador Arduino 5v pode fornecer cerca de 500mA, e parte é usada para o próprio Arduino, então talvez cerca de 450mA estejam disponíveis. A 7,8 mA por LED, isso permite cerca de 57 LEDs acesos ao mesmo tempo e, mesmo quando um LED está aceso, ele está aumentando ou diminuindo principalmente, usando ainda menos energia. Então, praticamente, o adaptador de alimentação USB Arduino serve para muitos LEDs.

Número de LEDs e memória Arduino

Ao compilar, o programa com 100 LEDs, o IDE do Arduino relatou que 21% da DRAM estava sendo usada (principalmente para a matriz de status de LEDs), para 300 LEDs era 60%. Então, alguns fios estão bem. Se você precisar de muito mais LEDs, pode apenas manter uma lista dos LEDs que estão realmente ligados - seria muito mais eficiente, mas com tantos fios, você também terá problemas de energia - queda de tensão e precisaria de técnicas como injeção de energia. Eu usei isso em outros Instructables, mas está além do escopo deste projeto rápido. Em 100-200 LEDs, há bastante DRAM e potência.

Etapa 3: programar o Arduino

O esboço em anexo piscará os LEDs como vaga-lumes. O código é um pouco comentado, mas o principal é ajustar o número de LEDs para quantos você está usando.

Etapa 4: localização, alimentação, proteção contra intempéries

Este projeto é alimentado pela porta USB do Arduino, portanto, qualquer fonte de alimentação USB pode ser usada. Para uma exibição mais permanente, você pode usar um adaptador de parede USB.

Se o projeto vai ficar ao ar livre por qualquer período de tempo, deve ser impermeabilizado. Uma caixa de eletrônicos à prova d'água ou até mesmo um recipiente para alimentos é suficiente.