Lâmpada de clima / matriz: 42 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Por Gosse AdemaFollow Mais do autor:

Neste Instructable, descrevo o projeto, a construção e a programação de uma lâmpada de matriz LED. O design lembra uma lâmpada comum, mas o interior foi substituído por uma matriz de LEDs ws2812. O controle é feito por meio de um Raspberry Pi, para que o conjunto seja programado de acordo com sua vontade.

A lâmpada tem cerca de 30 cm de altura e um diâmetro de 10 cm. O exterior consiste principalmente em um cilindro de vidro.

Com mais de 40 passos, tornou-se um Instructable bastante abrangente. Tudo começa com o design da lâmpada. Isso cobre tanto o design 3D do Fusion 360 quanto a parte elétrica. Atenção extra é dada ao consumo de energia dos LEDs. Por exemplo, uma placa especial foi projetada para distribuição de energia.

Após o projeto, o Instructable continua com a montagem das várias partes: O suporte do LED e o pé da lâmpada. O suporte de LED contém 16 faixas com 18 LEDs cada, totalizando 288 LEDs. A base da lâmpada contém o Raspberry Pi, um pequeno ventilador e componentes eletrônicos adicionais.

Além de projetar e construir, a programação da lâmpada é descrita. Isso começa controlando os LEDs e recuperando dados meteorológicos com Python. Seguido pelas diferentes funções da lâmpada.

A principal função desta lâmpada é exibir dados meteorológicos. Devido ao desenho escolhido é possível utilizar esta lâmpada para outros fins. Como um relógio ou indicador de mídia social (o código Python para uma luz de emergência e uma lâmpada de lava está incluído neste Instructable).

Etapa 1: primeiros esboços e projeto

Há cerca de um ano, fiz alguns enfeites iluminados para árvores de Natal. Estes continham uma interface web para alterar as cores dos LEDs. Em uma versão posterior, essa interface da web foi substituída pelo uso de dados meteorológicos. A cor dos LEDs depende da temperatura externa, com todos os LEDs tendo a mesma cor.

Mais tarde tive a ideia de fazer um 'termómetro'. Lendo a temperatura real, mínima e máxima. Todos os LEDs teriam cores diferentes dependendo desses valores. Isso nunca foi desenvolvido em um protótipo funcional porque eu tive outra ideia, que resultou nesta lâmpada de matriz LED. Onde exibir dados meteorológicos é apenas uma das possibilidades.

Enquanto fazia alguns esboços, cheguei às seguintes funções:

1. Exibe a temperatura atual.
2. Exibindo as temperaturas mínimas e máximas esperadas.
3. Exibindo a precipitação esperada para a próxima hora (azul = chuva, branco = neve).
4. Exibindo a velocidade do vento atual e, se possível, a direção.

Os desenhos acima são um primeiro design desta lâmpada.

As possibilidades desta lâmpada não se limitam à exibição de dados meteorológicos. Usar um Raspberry PI oferece muito mais possibilidades. Como um relógio, uma lâmpada de plasma ou lava e vários indicadores de mídia social.

Existem 2 maneiras de colocar os LEDs dentro de uma lâmpada: Uma grade quadrada ou uma espiral de LEDs. A versão em espiral é mais fácil de construir. Mas os LEDs inclinam um pouco ao usar uma espiral e, portanto, parecem menos bonitos. Além disso, o gradiente de cor será mais difícil de programar. É por isso que escolhi criar uma grade de LED usando fitas de LED ws2812.

A faixa de LED ws2812 é colocada verticalmente através da lâmpada, em zigue-zague. Todas as conexões de LED estão na parte superior ou inferior do cilindro. Isso dá espaço dentro do cilindro, para os outros componentes eletrônicos.

Como a primeira ideia era exibir dados meteorológicos, escolhi 16 LEDs por linha. Isso permite 16 direções de vento:

• N
• NNE
• NE
• ENE
• E
• ESE
• SE
• SSE
• S
• SSW
• SW
• WSW
• C
• WNW
• NO
• NNW

O projeto anterior "enfeite de árvore de Natal" foi baseado em um icosaedro regular, com uma janela circular para cada LED. Este projeto obtém uma estrutura semelhante para os LEDs. Mas então dentro de um cilindro de vidro.

Etapa 2: Cores LED

A temperatura durante um ano na Holanda é aproximadamente entre -10 e +30 graus Celsius. Pode ficar mais quente ou mais frio, mas essas são exceções. As cores universais de temperatura são Vermelho para quente e Azul para frio. Eu adicionei uma terceira cor: Amarelo. Isso dá mais cores e torna o gradiente mais bonito.

As temperaturas mínimas e máximas mudam durante as estações. Como resultado, a diferença de temperatura nunca é maior que 25 graus. Em outras palavras, quase metade de toda a gama de cores. Para aumentar esse intervalo, uma escala dinâmica pode ser usada. Por exemplo, a escala pode depender do mês. A cor azul pode ser de 10 graus Celsius no verão e -10 graus Celsius no inverno.

Essa escala deve mudar lentamente. Por exemplo:

Janeiro -10 a +15

Fevereiro -10 a +15 março -5 a +20 abril -5 a +20 maio 0 a +25 junho +5 a +30 julho +10 a +35 agosto +10 a +35 setembro +5 a +30 outubro 0 a +25 de novembro -5 a +20 de dezembro -10 a +15

A tradução entre temperatura e cor pode ser armazenada em uma tabela. Como resultado, um cálculo mínimo é necessário. E a lâmpada é fácil de se adaptar a outros climas. Uma mesa também permite fazer pequenos ajustes na intensidade da cor.

Etapa 3: Cilindro de vidro

Um cilindro de vidro foi usado para esta lâmpada. É uma peça sobressalente de uma lâmpada disponível. Comprei a lâmpada em uma loja online holandesa. Possui as seguintes especificações:

Dimensões: 10 cm de diâmetro a +/- 27 cm de altura

Cor: Branco leitoso Encaixe: Tamanho do orifício E27 (encaixe normal / grande) 4 cm Material: Vidro Observações: Adequado para lâmpadas penduradas, bem como lâmpadas de assoalho. De um lado está o orifício para a conexão, do outro lado está aberto. Tempo de entrega: cerca de 2 semanas (da Áustria)

O cilindro de vidro pertence a lâmpadas do tipo 'Troy'. Que são fabricados por uma empresa com o nome Eglo.

Se o cilindro de vidro não for vendido separadamente, também é possível comprar a própria lâmpada. Estão disponíveis uma versão pendente e uma tabela (link dos EUA, link do Reino Unido, link da UE).

Sempre é possível fazer sua própria versão usando outra lâmpada.

Apesar da imagem simples para as dimensões, elas estão corretas. A altura é 270 mm (10,6 polegadas) e o diâmetro é 100 mm (3,9 polegadas).

Etapa 4: Wemos Web Interface

Grande Prêmio no Concurso LED 2017

Segundo prêmio no Raspberry Pi Contest 2017