Smart Crystal Light String: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Saat Natal mendekat dan saya sedang dalam penelitian penuh tentang otomatisasi rumah diy dan objek pintar, saya memutuskan tahun ini untuk mencoba membuat string cahaya RGB yang cerdas dan terlihat bagus.

Saya melakukan banyak penelitian tentang solusi DIY di seluruh web, di satu sisi beberapa proyek terdiri dari menambahkan relai Wifi atau steker pintar untuk mengontrol kekuatan string cahaya di sisi lain beberapa proyek menggunakan strip led yang dapat dialamatkan dengan pengontrol wifi untuk sepenuhnya mengontrol led. Saya menyukai cara pengontrol digunakan untuk mengontrol strip led yang dapat dialamatkan tetapi bagi saya strip LED tidak terlihat cukup baik untuk string lampu Natal yang bagus.

Saya sedikit kehabisan waktu untuk memesan beberapa komponen elektronik, jadi saya memilih untuk membuat string lampu pintar saya sendiri dengan diffuser bola lampu yang dapat disesuaikan dan diubah dan dengan fitur maksimal saya hanya bisa menggunakan komponen yang saya miliki di kantor saya.

Secara keseluruhan string lampu pintar keluar dengan sangat baik, diffuser yang digunakan tampak hebat dan fitur yang diberikan oleh firmware Wled luar biasa. Anda benar-benar dapat sepenuhnya menyesuaikan lampu Anda sesuai dengan kebutuhan Anda. Tetapi proyek ini masih jauh dari sempurna, saya masih menganggapnya sebagai versi beta dan beberapa perbaikan perlu dilakukan untuk itu. Saya akan menjelaskan lebih lanjut apa yang akan saya lakukan untuk membuatnya lebih baik saat saya membangunnya nanti.

Langkah 1: Bagian dan Alat yang Dibutuhkan

Saya hanya menggunakan suku cadang yang saya miliki di kantor saya untuk proyek ini karena tidak sepenuhnya dioptimalkan. Saya akan memberi Anda suku cadang yang saya gunakan dan juga beberapa suku cadang yang dapat Anda gunakan untuk mengoptimalkan strip cahaya.

Bagian:

Wemos D1mini (ESP8266)

Relay 5v 10A

• WS2812b strip 144LED/m
• Catu Daya 5V
• Kapasitor 1000uF
• 470 Ohm resistor
• Konektor Daya 2 pin
• Konektor Data 3pin
• Tombol
• Protoboard
• Pateri
• Kabel 22 AWG (terdampar dan fleksibel lebih baik)
• Hapus PETG
• Non Clear PETG (saya pakai yang Putih)

Peralatan:

• pencetak 3D
• Besi solder
• Tang potong
• Pinset
• Multimeter
• Kabel mikro USB

Opsional:

• WS2812b dengan PCB
• Perisai Wled Wemos (papan diy yang bagus)
• 3 Kawat kabel listrik
• Lem panas

Langkah 2: Cetakan 3D

Untuk membuat bola lampu, saya memodifikasi model 3D yang saya temukan di thingiverse (ini sumbernya). Model aslinya dirancang untuk menjadi pernak-pernik Natal. Saya memodifikasinya menggunakan Fusion 360 untuk menambahkan ulir sekrup di bagian bawah. Saya terutama menggunakan fungsi "Utas" dari Fusion360 dan mengurangi ukuran kedua utas sebesar 0,15mm pada setiap bagian untuk memastikan memiliki jarak yang cukup agar potongan tersebut muat satu sama lain.

Untuk membuat tali lampu dan menahan LED, saya merancang soket dengan lubang untuk kabel daya dan data, ceruk kecil untuk LED dari strip ws2812b dan ulir untuk memasang bola lampu ke soket LED. Lubang untuk kabel melalui soket agak longgar untuk memungkinkan Anda menempatkan 4 kabel jika Anda memerlukan injeksi daya karena panjang strip Anda. Dalam hal ini Anda dapat memiliki 3 kabel untuk 5V, Data dan Ground dan yang ke-4 untuk membawa 5V lain untuk dihubungkan ke ujung strip Anda.

Potongan dibuat sedemikian rupa sehingga benang akan menjepit kabel yang terhubung ke lampu ketika kedua bagian dikencangkan bersama-sama untuk menghindari robeknya kabel saat memanipulasi string cahaya.

Untuk mencetak potongan yang saya gunakan:

Hapus PETG untuk diffuser dengan tinggi lapisan 0,12mm, pengisi 0% dan 2 dinding untuk menjaga kekuatan

PETG Putih untuk Soket LED dengan tinggi lapisan 0,12mm, Isi 100% untuk membatasi cahaya yang masuk melalui bagian bawah soket

Saya sudah bisa mencetak semua soket LED dalam satu cetakan karena kualitas cetak tidak terlalu penting pada cetakan ini.

Untuk bola lampu saya akan merekomendasikan untuk mencetak kemudian satu per satu. Mereka sangat tipis dan mencetaknya sekaligus dapat menyebabkan hasil akhir yang buruk pada bohlam dan bahkan beberapa masalah kekuatan pada bagian berulir.

Berikut adalah bagian cetak 3D yang digunakan untuk proyek ini:

www.thingiverse.com/thing:4672612

Langkah 3: Persiapan LED

Dalam kasus saya, saya menggunakan LED 5V WS2812b tetapi perhatikan bahwa semua LED yang dapat dialamatkan akan berfungsi untuk proyek ini.

Untuk bagian ini jika Anda bisa, akan lebih baik menggunakan PCB bulat ws2812b standalone yang sudah dirakit sebelumnya. Itu akan membuat strip lampu Anda lebih andal dan akan membuat perakitan LED di soket LED lebih mudah.

Jika Anda menggunakan strip lampu ws2812b seperti saya, Anda harus memotong LED satu per satu dari strip Anda, memastikan Anda menyimpan cukup banyak bantalan solder pada strip untuk menyolder kabel Anda pada langkah selanjutnya.

Jika Anda tidak berhasil mempertahankan permukaan solder yang cukup pada setiap LED, Anda hanya dapat menyimpan satu di atas dua LED dengan mengorbankan satu LED dan memotong panjang penuh bantalan soldernya di antara dua LED.

Selanjutnya Anda harus menyiapkan semua kabel Anda. Pilih panjang yang Anda inginkan antara dua bohlam (saya memilih untuk memiliki sekitar 30cm) dan sejumlah LED yang Anda inginkan pada string Anda (saya menggunakan 20LED) dan potong semua kabel Anda dengan panjang yang Anda pilih. Anda harus memiliki 3 kabel per LED. (Dalam kasus saya, saya membutuhkan 3x20LED jadi 60 kabel masing-masing 30cm). Adaptor daya Anda akan tergantung pada jumlah LED yang Anda gunakan di strip Anda. Pada kecerahan penuh 5V WS2812b membutuhkan 60mA Anda perlu mengalikan angka ini per jumlah LED untuk memiliki kebutuhan daya yang dibutuhkan pada adaptor daya Anda. Dalam kasus saya, daya maksimal yang dibutuhkan adalah 20LED x 60mA = 1200mA. Saya menggunakan 5V/3A yang saya miliki, tetapi saya bisa menggunakan catu daya yang kurang kuat.

Jika Anda tidak berencana untuk menggunakan strip lampu Anda pada pola putih solid dengan kecerahan penuh strip lampu Anda tidak akan pernah membutuhkan kekuatan penuh. Sebagai lampu Natal, Anda dapat mempertimbangkan bahwa Anda hanya membutuhkan 1A untuk 40LED.

Setelah semuanya dipotong, Anda dapat mengupas setiap sisi dari semua kabel dan memasangnya. (Ini langkah yang cukup panjang…)

Jika mau, Anda dapat membungkus kabel 3 kali 3 agar terlihat bagus di antara LED dan membuatnya kecil kemungkinannya tersangkut di pohon Natal Anda.

Anda sekarang dapat memasang timah pada semua bantalan solder pada LED Anda.

Saat semuanya sudah timah, pasang LED Anda di soket LED, LED menghadap ke atas.

Langkah 4: Pengkabelan

Sekarang tibalah bagian tersulit dari proyek ini. Anda harus mengikat semua LED bersama-sama menggunakan kabel yang Anda siapkan sebelumnya.

Untuk ini masukkan kabel 3 kawat melalui salah satu lubang socked LED Anda, dan dengan besi solder Anda, solder kabel ke bantalan solder LED. (coba gunakan ujung yang sangat tipis pada besi solder Anda) Anda harus cepat saat menyolder agar tidak panas dan merusak soket LED.

Untuk menyolder LED Anda dalam rantai, berhati-hatilah untuk benar-benar menghormati orientasi LED Anda!!

Anda dapat menggunakan panah pada setiap LED untuk memastikan untuk menghormati arah kabel. Jika Anda tidak mempedulikannya, Anda akan menggoreng kabel LED ke belakang.

Bagi mereka yang memilih untuk membungkus kabel, Anda harus menggunakan multimeter untuk melihat setiap ujung kabel yang harus Anda sambungkan ke LED berikutnya. (Selalu lebih baik untuk memeriksa sebelum daripada memperbaiki setelah pengujian)

Pastikan semuanya jika dilas dengan baik dengan multimeter Anda selama proses untuk memverifikasi solder Anda untuk menghindari penyolderan yang dingin atau buruk. LED las yang buruk akan menghasilkan semua LED setelah yang ini tidak berfungsi atau buruk. Jika Anda memiliki masalah LED tidak menyala, periksa soldernya terlebih dahulu (saya menceritakan ini berdasarkan pengalaman;))

Langkah 5: Pemrograman

Saya memilih mini Wemos D1 untuk pengontrol karena saya sudah bekerja dengan papan itu. Mereka cukup murah, andal, mudah diprogram dan termasuk antena Wifi.

Saya menemukan proyek WLED di github, ini adalah firmware yang dibuat untuk kontrol LED melalui wifi, persis seperti yang saya butuhkan untuk proyek saya!

WLED adalah firmware yang sangat hebat yang dikembangkan oleh Aircoookie, kompatibel dengan papan Esp8266 dan ESP32 dan dengan banyak fitur. Sebagai contoh:

• Lebih dari 100 efek kilat khusus
• Segmen LED untuk mengatur efek dan warna yang berbeda ke berbagai bagian strip LED
• UI kontrol web untuk mengontrol LED Anda dengan komputer Anda
• Aplikasi Smartphone untuk mengontrol LED Anda dengan ponsel Anda
• Kontrol jarak jauh inframerah
• Kompatibilitas otomatisasi rumah
• Kompatibilitas asisten Alexa Voice
• Menambahkan relai untuk mengontrol daya cahaya Anda
• Menambahkan tombol eksternal untuk mengontrol LED Anda tanpa Wifi
• Sinkronkan beberapa perangkat WLED melalui jaringan lokal Anda

Dan jauh lebih…

Temukan semua kemungkinan di Github proyek:

Flashing Wled ke esp8266 tidak begitu sulit. Tidak ada kebutuhan khusus. Anda hanya perlu mengikuti langkah-langkah ini:

Buka halaman Wled Github untuk mengunduh firmware terakhir (https://github.com/Aircoookie/WLED/releases)

Untuk Wemos D1 Mini unduh file yang diakhiri dengan ESP8266.bin

Buka halaman Python untuk mengunduh dan menginstal Pytno (https://www.python.org/downloads/)

Instal versi Python terbaru untuk OS Anda

Buka Terminal dan gunakan perintah berikut:

pip install esptool

Untuk memeriksa apakah alat sudah terpasang dengan benar, gunakan perintah berikut:

esptool.py

Jika Anda mendapatkan masalah dengan Esptool.py Anda dapat mencoba mengunduh esphome-flasher. Pemasang ini melakukan hal yang persis sama tetapi menggunakan antarmuka grafis.

Anda sekarang dapat menghubungkan papan mini Wemos D1 Anda ke komputer Anda dengan kabel micro USB.

Setelah terhubung gunakan perintah berikut untuk mem-flash Wled di papan:

esptool.py write_flash 0x0./WLED_X. X. X_ESP8266.bin

Anda hanya perlu mengganti./WLED_X. X. X_ESP8266.bin dengan path file.bin yang telah Anda download sebelumnya.

Papan Wemos Anda sekarang harus berhasil di-flash dengan WLED?

Langkah 6: Menghubungkan Papan ke WiFi

Sekarang setelah papan Anda di-flash, saat Anda menyalakannya, Anda akan melihat jaringan Wi-Fi baru yang disebut WLED-AP. Coba sambungkan ke jaringan Wifi ini dan gunakan kata sandi ini:

wled1234

Anda akan diarahkan ke halaman web, Anda hanya perlu mengikuti langkah-langkah untuk menghubungkan papan ke WiFi rumah Anda

Setelah Anda mengonfigurasi papan Anda ke WiFi rumah Anda, tukar ke jaringan WiFi biasa Anda dan buka browser baru untuk terhubung ke nama mDNS yang Anda atur sebelumnya

Anda harus terhubung ke halaman web berikut:

Langkah 7: Kontrol PCB

Bagian ini bukan merupakan persyaratan agar sistem dapat bekerja. Anda hanya dapat menghubungkan unit daya ke strip Anda dan ke Wemos D1 mini dan kemudian menggunakan kabel untuk menghubungkan Data In dari strip LED ke pin D4 pada Wemos D1 mini.

Saya ingin mencoba fitur relay dan tombol fisik, jadi saya mengambil protoboard untuk membuat prototipe sistem untuk memiliki solusi bukti kerja.

Saya terutama menggunakan skema pengkabelan yang saya temukan di Wiki WLED dan sedikit memodifikasinya untuk menambahkan relai dan tombol menggunakan penggunaan GPIO yang diberikan pada halaman yang sama dari Wiki WLED.

Untuk menambahkan relai ke proyek Anda, Anda perlu menyalakan relai Anda dengan saluran listrik dan ground 5V Anda, dan menghubungkan GPIO12 (pin D6 pada Wemos D1 mini) ke pin perintah relai Anda. Di sisi lain relai, sambungkan relai Anda di tengah saluran listrik 5V Anda dengan menghubungkan input 5V pada pin input dan output 5V pada pin NO (Normaly Open) dari relai. Secara default Firmware WLED menghidupkan pin GPIO12 pada saat menyalakan LED, dengan menghubungkan jalur 5V pada pin NO akan menghidupkan relay saat menyalakan LED dan mematikan relay saat mematikan LED (itulah yang ingin kita capai).

Anda juga dapat menambahkan tombol ke sirkuit Anda saat Anda tidak menggunakan jam untuk mengontrol LED Anda. Untuk menyambungkan tombol whe, sambungkan antara GPIO 0 (D3 pada Wemos D1 mini) dan ground. Tombol dapat dikonfigurasi di antarmuka aplikasi WLED untuk melakukan tindakan khusus dari satu ketukan, ketuk dua kali dan tahan (Efek Berikutnya, Siklus Preset, ON/OFF misalnya).

Kapasitor yang terhubung pada saluran listrik strip lampu digunakan untuk menghaluskan saluran listrik dan menyerap potensi lonjakan daya. sambungkan setelah relai dan sedekat mungkin ke awal strip LED Anda untuk penggunaan yang lebih baik.

Resistor pada input Jalur Data dari strip ada untuk melindungi strip LED Anda agar terbakar dari input ini. Berpotensi jika Anda memiliki saluran data yang terhubung tetapi rel daya positif terputus, ada risiko upaya untuk menyalakan LED melalui pin data dan membakarnya.

Jika Anda memiliki kabel kabel yang panjang dari pengontrol ke LED pertama Anda, Anda dapat menggunakan Level Shifter untuk mendapatkan input data yang andal pada string LED Anda. Ada komponen yang dibuat untuk melakukan pekerjaan ini, tetapi Anda dapat menggunakan alternatif yang murah dengan menggunakan satu LED dari strip Anda sebagai pemindah level. Untuk mencapai tujuan ini, sambungkan salah satu LED langsung pada protoboard Anda di dekat output pengontrol Anda. Kemudian Anda dapat menghubungkan konektor strip LED Anda setelah LED ini. Dengan melewati LED pertama, Jalur Data akan terpengaruh dengan cara yang sama daripada menggunakan pemindah level. (Untuk menghindari LED ini menyala dengan strip LED Anda, ada opsi di preferensi LED WLED untuk memeriksa untuk melewati LED pertama).

Setelah semuanya terhubung, luangkan waktu untuk memeriksa semua koneksi dan solder Anda.

Jika semuanya baik-baik saja, Anda sekarang dapat menghubungkan catu daya dan strip LED Anda ke papan sirkuit Anda.

Langkah 8: Aktifkan LED untuk Bekerja Dengan WLED

Agar strip lampu Anda berfungsi dengan baik di Wled, Anda harus masuk ke pengaturan antarmuka web, lalu di preferensi LED dan masukkan jumlah LED yang Anda miliki pada string LED Anda.

Anda juga dapat membatasi arus maksimum yang Anda inginkan agar tali lampu Anda ditarik agar catu daya Anda sangat aman.

Simpan pengaturan Anda dan kembali ke halaman utama untuk menguji strip lampu Anda.

Anda sekarang dapat memilih warna dan efek yang berbeda untuk menerangi pohon natal Anda!

Temukan daftar wiki lengkap semua preset dan kemungkinan efek pada halaman Wiki proyek WLED:

Langkah 9: Hasil

Saya pikir Light Strip keluar dengan sangat baik untuk versi alpha, bohlam kristal bekerja sangat baik sebagai diffuser dengan PETG yang jelas dan kontrol yang ditawarkan oleh perangkat lunak WLED sangat mengagumkan. Yang pasti ini bukan kali terakhir saya menggunakan WLED untuk menambah smart light di rumah saya.

Lain kali saya akan mencoba untuk strip ringan saya akan menggunakan komponen yang lebih andal seperti PCB WS2812b dan saya pikir saya akan mencoba Wled Wemos Shield yang menawarkan PCB yang lebih baik dengan beberapa fitur lebih (Sekering untuk keamanan lebih misalnya). Saya juga akan mencoba membuat sesuatu yang tahan air untuk versi berikutnya untuk menawarkan kemungkinan menambahkan strip di luar ruangan.

Terima kasih telah membaca instruksi ini semoga bermanfaat bagi Anda, saya akan memperbarui artikel ini ketika versi kedua akan selesai, nantikan jika Anda tertarik:)