Sinkronizirane LED šipke s WiFi mrežom: 3 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Autor CarlSTeleToylandFollow Više od autora:

O: Proizvođač od djetinjstva sa svim klasičnim simptomima, graditelj robota i CTO/Tech Product Manager za internetski softver. Više o CarlS -u »

Ovaj projekt je zbirka LED šipki s individualno kontroliranim digitalnim LED diodama (WS2812b "Neopikseli"). Omogućuju izvođenje animacija bez povezivanja. Za međusobno povezivanje koriste WiFi mrežu, a animacija se prilagođava tome da u mreži ima više ili manje šipki.

Inspiracija je bila za par bubnjeva koji su ukrasili buzdovane/palice za božićnu paradu. LED animacija između njih je sinkronizirana. LED diode također mogu biti niti umjesto traka.

Druga je namjena za LED umjetničku instalaciju u kojoj ne želite provoditi podatkovnu žicu između svih LED dioda u prostoriji - sve što trebaju učiniti je da se pojedinačno priključe.

Za ovaj projekt nisu povezani s internetom. Postavili su vlastite privatne WiFi pristupne točke i web poslužitelje. Dakle, ovaj projekt ne ovisi o vanjskom umrežavanju i može se izvoditi na udaljenim lokacijama. Rade na 5V, pa se lako mogu napajati vanjskim baterijama za mobitele!

Korak 1: Dijelovi

U projektu su za svaku traku korišteni sljedeći dijelovi:

• Ne vodootporna LED traka WS2812b. Koristio sam 30 LED dioda/metar. Oni koji nisu vodootporni obično imaju već pričvršćenu dvostranu traku pa ih je lako montirati. Trebat će vam 1 metar po kanalu jer su kanali dugi metar. Više LED dioda po metru je u redu - samo pazite da dobijete odgovarajuće veliko napajanje. Svaka (5050) LED dioda na ovim trakama može koristiti do 60 ma kada je potpuno uključena.
• Plastično elektroničko kućište za projekte 60x36x25mm - ovo je dovoljno malo da primi D1 Mini.
• DC utičnica za montažu na ploču 5,5 mm x 2,1 mm
• Napajanje od 5 V - jedno pojačalo od 2 pojačala bi trebalo biti u redu s 30 LED dioda po 0,06 pojačala kad je potpuno uključeno.
• Kabel USB do 5,5 mm x 2,1 mm ako želite napajati ovaj projekt iz USB baterije
• D1 Mini ESP8266 ploča - također dostupna za manje, ali s duljim čekanjem.
• Aluminijski kanal s poklopcem i završnim kapicama za LED trake. Postoji mnogo profila za odabir. Ova je dovoljno široka za LED trake WS2812b (12 mm) i niskog profila.
• Aluminijska šipka - kanal je širok 17 mm, pa je aluminijska šipka širine 1/2 "dobre veličine. Trebala bi biti debljine 1/16" i duga 6 "za svaku šipku koju napravite.
• Dvostrana pjenasta traka - 1/2 "širine.
• 1000uF kondenzator - preporučuje se za svaku traku, kako bi se spriječilo da naponski skokovi oštete LED diode.
• Spojna žica. Ova silikonska žica promjera 26 vrlo je fleksibilna i sprječava žicu da povuče lemilice s LED trake. Također se ne topi kada ga dodirnete lemilicom. Koristio sam i servo žicu koja je također vrlo fleksibilna, ali silikonska žica je moja nova omiljena žica. Trebat će vam samo 6 "svake boje (crvena, crna, žuta).
• Žice kratkospojnika - ženska crvena, crna i žuta koriste se za spajanje na CPU. Možete ih preskočiti i lemiti spojnu žicu izravno na ploču ako ste samouvjereni.
• Otpor od 330 ohma za smanjenje šuma u podatkovnoj liniji LED trake.
• Signalna dioda 1N4448 ili slična koja omogućuje 3.3V procesoru pouzdan pogon 5v LED trake.
• Termoskupljajuće cijevi od 3 mm - trebat će vam samo oko 5 ".

Korak 2: Izgradite šipke

Konstrukcija šipki je ista kao u ovom prethodnom Instructable. Ovdje postoje slične korak-po-korak slike iz nedavne gradnje, a raspravu možete pronaći na tom drugom Instructable-u.

Jedan novi savjet o lijepljenju LED dioda na aluminijski kanal: Ponekad je dvostrana traka na LED trakama nešto kraća od LED ploče i vidjet ćete blagu kopču u LED traci. Ako jednostavno prerežete traku na tom mjestu, ona će leći ravno.

Također sam upotrijebio nekoliko kapi UV ljepila za zaključavanje žice za napajanje i svih dijelova LED trake koji nisu ostali dolje.

Umjesto kontrolera čestica Photon, ovaj projekt je koristio rabljene WeMos D1 Mini ploče, temeljene na skupu čipova ESP8266. Lijepe su i male za LED projekt. Koristio sam muške zaglavlje kako bih omogućio prostor ženskim skakačima. Promjena konektora neće stati u kućište. Ovaj pristup je također lako lemiti. Također sam koristio žicu s čvrstom jezgrom promjera 20 s naboranim ženskim konektorima, i to također radi, ali je više truda.

Ove šipke koriste isti žrtveni LED pristup za prvu LED. U praksi se to doista ne primjećuje. Također, mali jaz između prva dva je također gotovo neprimjetan

Ako namjeravate pomoću kopči montirati aluminijski kanal, aluminijska šipka koja povezuje kanal s projektnom kutijom mogla bi vas ometati u izravnom postavljanju isječaka na zid, pa ćete možda morati staviti podloške ili labavu maticu ispod kako bi ih odvojili za 1/16.

Korak 3: Mesh kod

Svaka LED traka ima isti kôd. Temelj ovog projekta je bezbolna knjižnica Mesh na https://gitlab.com/BlackEdder/painlessMesh. Ta knjižnica vodi većinu poslova na niskoj razini uspostave pristupnih točaka, web poslužitelja itd. Svaka traka je čvor mreže.

Mreža ima jedan kontroler, a obavijesti o promjenama animacije emitiraju se na sve čvorove/LED trake. Za veliku mrežu moglo bi doći do kašnjenja u razmjeni poruka, ali za razmjere na kojima sam radio to nije bilo zamjetno.

Prilikom pokretanja čvor pretpostavlja da je to kontroler, ali tada poruka modifiedNodes pokreće procjenu. Najniži # ID čipa u mreži postaje kontroler. To obično traje sekundu ili dvije da se svi čvorovi slegnu i preuzmu jedan kontroler. Mogli biste uložiti više napora u bržu ponovnu sinkronizaciju (srednja animacija), ali te su poruke o promjenama prilično brbljave, pa je potrebno ipak malo vremena da se mreža smiri. U praksi, nakon ponovne sinkronizacije, ostaju vrlo čvrsti.

Za animacije koje prelaze pruge, kôd dobiva popis čvorova, sortira ga, a zatim crta samo ako je trenutni čvor taj koji se crta. Oni sortiraju prema redoslijedu ID -a čipa, pa možete raditi dosljedne animacije, bez obzira na to kada se pokrenu. Također, animacije će se prilagoditi čvorovima koji se ispuštaju.

Kôd animacije pojavljuje se na tri mjesta. Prva je primljena funkcija Callback, gdje je traka primila novu naredbu za animaciju. Ovo je prilično jednostavno - samo se postavlja veličina vremenskog koraka za animaciju i poništavaju se brojači. Drugo mjesto je u funkciji petlje. Tamo kod provjerava je li trenutna animacija gotova i prelazi na sljedeći korak. Posljednje mjesto animacijskog koda je stepAnimation funkcija, gdje se čitav crtež obavlja.

Sustav koristi milis timer za ažuriranje - izbjegavajući korištenje funkcije odgode jer blokira neke od knjižnica. Milisov kod trebao bi se ispravno prevrnuti.

Imajte na umu da sam imao problema s knjižnicom NeoPixel i painlessMesh s više od jedne LED, pa sam prešao na FastLED.

Ovdje je kôd na GitHibu, a također je priložen ovdje. Prilično ste ga učitali na sve trake i spremni ste za kodiranje LED animacije!