Bintang Natal Dengan LED yang Dapat Diprogram: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Saya menginginkan sesuatu yang berbeda untuk tampilan Natal luar ruangan saya tahun ini, jadi saya memutuskan untuk membeli serangkaian LED RGB yang dapat diprogram (terkadang disebut LED neopiksel) dan membuat Bintang Natal. LED ini dapat diprogram secara individual untuk warna dan kecerahan hanya dengan satu kabel kontrol.

Langkah 1: Bahan

WS2811 menyebarkan string LED RGB digital (5V)

Papan Arduino (ada BANYAK sumber)

Perpustakaan Arduino FastLED

+5V DC Power supply (500 ma atau lebih besar-bisa menjadi "tipe kutil dinding")

Kabel pembagi daya

3-kawat power/kabel kontrol

3-pin JST SM konektor laki-laki perakitan

Heat shrink tubing (3 buah diameter 3/16, panjang 1 inci)

Kotak plastik tahan air

2' x 2' x” kayu lapis

Potongan karton 2' x 2' (opsional)

Cat eksterior

Pita kemasan bening (atau pita GorillaTM bening)

Kayu bekas untuk rak elektronik (opsional)

Lem kayu (opsional)

” tali dikepang (opsional)

Parcord (opsional)

CommandTM Outdoor Light Clips (opsional - saya menemukannya di Walmart)

Pancang tenda (opsional)

Langkah 2: Alat

Komputer untuk memprogram Arduino

Bor listrik atau bor tekan

mata bor 12mm

Gergaji kayu bergigi halus (saya menggunakan gergaji jig)

Pistol panas, korek api atau korek api untuk tabung menyusut

Penusuk atau pemecah es

Ampelas

Sander listrik (opsional)

Langkah 3: Proses Pembuatan Bintang

Saya ingin bintang saya muat pada sepotong kayu lapis persegi 24 inci, jadi saya ingin dimensi terluas tidak lebih dari 24 inci. Sudut atas segitiga ujung adalah 36°. Dua sudut lainnya adalah 72°.

Saya ingin pola cahaya di bintang menjadi sebesar mungkin, jadi saya berencana untuk tidak membuat titik-titik bintang mencapai puncak yang lengkap. Setiap kaki bintang identik, jadi saya menghitung dimensi satu kaki seperti yang ditunjukkan pada gambar di sini.

Saya kemudian mencetak lima salinan pola dan melanjutkan untuk menata bintang di karton.

Karena senar LED saya memiliki 50 LED, saya membutuhkan lima per kaki dengan jarak yang sama. Panjang satu kaki (dari gambar) adalah 8,125 inci 5 = 1,625 inci (1-5/8”). Karena saya menggambar titik bintang di Visio, saya menandai setiap lokasi LED pada pola Visio untuk menghindari pengukuran pada tata letak karton. Klik tautan di akhir bagian ini untuk pola titik bintang ukuran penuh. CATATAN: Jika pola yang dicetak tidak sesuai dengan yang ditunjukkan, Anda mungkin harus menyesuaikan pengaturan margin printer Anda. Saya mengatur milik saya untuk 0,15 inci di semua sisi.

Selanjutnya, saya menempelkan karton di atas potongan kayu lapis dan meninju penusuk melalui karton ke dalam kayu lapis di setiap lokasi LED. Saya harus menggunakan sedikit tekanan untuk mendapatkan tanda yang cukup dalam di kayu lapis untuk dapat melihatnya (mungkin karena penusuk saya perlu diasah).

Tentu saja Anda dapat melewati pola karton dan melakukan tata letak langsung pada kayu lapis jika Anda merasa nyaman dengan prosesnya dan yakin bahwa Anda tidak akan menghancurkan sepotong kayu lapis yang sangat bagus.

Saya melepas templat karton dan mengukur tegak lurus sekitar inci dari garis bor LED di sekeliling bintang untuk mendapatkan garis potongan saya. Catatan: Garis potong di foto ditampilkan di karton karena pada saat saya memutuskan untuk membuat Instruksi ini, saya sudah menyelesaikan bintangnya.

Setelah saya memotong bintang, saya mengampelas semua permukaan dan menerapkan dua lapis primer eksterior akrilik dan dua lapis cat rumah eksterior akrilik. Saya melukis sebelum mengebor lubang untuk menghindari cat masuk ke dalam lubang.

Saya mengebor lubang untuk LED di setiap lokasi yang telah saya tandai menggunakan mata bor 12 mm, tetapi lubangnya sedikit lebih kecil, jadi saya harus kembali dan "mengelilingi" setiap lubang dengan memiringkan mata bor secara melingkar. Mungkin mata bor” akan menjadi ukuran yang sempurna. Saya menyarankan Anda untuk mencobanya pada potongan kayu dan melihat seberapa baik kerjanya. LED harus cukup pas di kayu lapis untuk mencegahnya jatuh. Setelah mengebor, saya kembali dengan kuas kecil dan mengecat tempat-tempat di mana mata bor merobek kayu lapis. Meskipun saya mengebor dengan cadangan, saya masih mengalami robekan.

Anda dapat melihat di foto pendahuluan bahwa titik-titik pada bintang saya tidak semuanya identik. Itu karena sedikit kesalahan dalam mengukur dan menghitung ukuran bintang, tetapi sebenarnya tidak ada bedanya. Tidak ada yang pernah menyebutkannya dan tentu saja tidak terlihat di malam hari.

Saya menambahkan potongan-potongan kecil kayu solid setebal 3/8" ke titik-titik yang mengarah ke bawah bintang sehingga saya dapat menambahkan beberapa mata sekrup untuk memungkinkan saya menambatkan bintang agar tidak berhembus karena saya tinggal di Oklahoma di mana "angin datang menyapu dataran”.

Saya menggantung bintang saya di antara dua pohon besar di halaman depan saya. Saya memasang dua Klip Lampu Luar Ruang CommandTM 3M ke bagian belakang bintang dan melingkarkannya di atas tali” yang saya gantung di antara pepohonan.

Saya menambatkan ujung bintang yang mengarah ke bawah ke tanah menggunakan tiang tenda dan paracord. Saya mempertimbangkan untuk memasang bintang di atap pelana di atas garasi saya, tetapi memasang kotak elektronik di lokasi itu bermasalah bagi saya.

Langkah 4: Memprogram LED

Kontroler mikro apa pun dapat digunakan untuk mengontrol LED, tetapi saya telah bermain-main dengan Arduino selama beberapa tahun, jadi saya memilih rute itu. Saya pensiunan insinyur elektronik, tetapi bukan programmer, jadi saya senang menemukan perpustakaan FastLED, yang membuat pemrograman LED menjadi mudah. AdaFruit juga memiliki perpustakaan serupa, tetapi saya sudah menggunakan FastLED sebelum saya menemukannya. Oleh karena itu saya tidak memiliki pendapat tentang perpustakaan mana yang lebih baik.

Saya mempertimbangkan berbagai ide pola cahaya, tetapi memutuskan pada fade-in/fade-out sederhana dengan perubahan warna pada setiap siklus untuk bintang saya. Saya menemukan bahwa dalam gelap, LED terlalu terang untuk efek yang saya inginkan, jadi saya mengatur tingkat kecerahan maksimum pada 36. LED SANGAT terang jika dilihat secara langsung, karena diposisikan dalam proyek ini.

Jika Anda tidak terbiasa dengan mikrokontroler Arduino, ada beberapa Instruksi yang sangat informatif untuk pemula. Saya menyarankan agar Anda memeriksanya dan membiasakan diri dengan pemrograman Arduino sebelum mencoba proyek seperti ini. Cukup cari situs web Instructable untuk Arduino.

Klik tautan di bawah untuk sketsa Arduino yang saya tulis untuk bintang saya.

Langkah 5: Memberi daya pada Arduino dan LED

Saya sudah memiliki catu daya 10A, +5V DC. Itu terlalu berlebihan untuk proyek ini, tetapi mengapa membeli catu daya lain? Saya menggunakan kabel power splitter di daftar bagian untuk mendapatkan daya ke string LED dan papan Arduino dari suplai. CATATAN: Senar LED tersedia dalam varietas 5V dan 12V. Jika Anda memilih LED 12V, Anda harus menggunakan catu daya terpisah untuk papan Arduino, atau menggunakan konverter tegangan step-down DC-DC (atau bagi mereka yang lebih berpengalaman dalam elektronik, regulator linier) untuk mengurangi Arduino tegangan suplai ke 5V hingga 9V DC.

Untuk kabel daya dan kontrol dalam instalasi akhir, saya menggunakan "kawat termostat" 3-konduktor yang saya temukan di Lowe's. Dua kabel untuk daya dan satu kabel untuk sinyal kontrol. Bukankah menakjubkan bahwa warna dan kecerahan 50 LED dapat dikontrol oleh SATU kabel?! Sebagai seorang insinyur elektronik, saya sepenuhnya memahami cara kerjanya, tetapi saya masih SANGAT terkesan.

Kabel daya/kontrol harus diakhiri dengan terminal JST 3-pin. Saya menyolder kabel rakitan terminal ke kabel kabel 3-konduktor dan menutupi sambungan dengan tabung heat-shrink. Pita listrik akan berfungsi dalam keadaan darurat, tetapi tidak tahan cuaca. Saya menghindarinya jika memungkinkan.

Langkah 6: Melindungi Elektronik

Tentu saja papan Arduino dan catu daya tidak tahan cuaca, sehingga harus dilindungi. Saya menggunakan kotak penyimpanan makanan plastik "sekali pakai". Untuk menopang kotak itu, saya membuat rak kecil, yang juga saya cat seperti yang dijelaskan untuk bintang, dan memasangnya ke salah satu pohon. Saya mengebor lubang di sisi kotak dekat bagian bawah. Saya kemudian memotong celah dari lubang ke bagian atas kotak untuk menggeser kabel ke lubang. Setelah kabel terpasang, saya menggunakan selotip bening di dalam dan di luar kotak untuk menutup celah. Lubang itu sendiri tidak harus benar-benar tertutup jika Anda memperhatikan catatan berikut.

CATATAN: Lubang untuk kabel daya dan kabel daya/kontrol ke LED harus ditempatkan sedemikian rupa sehingga air tidak akan masuk ke dalam kotak. Letakkan lubang di bagian bawah kotak dan bentuk lingkaran dengan kabel sehingga air pada kabel akan menetes daripada mengikuti kabel ke dalam kotak.

Saya menjalankan kabel daya/kontrol dari kotak ke bintang di sepanjang” tali dari mana bintang itu digantung, menggunakan ikatan zip untuk mengamankan kabel ke tali.

Langkah 7: Lihat Aksinya

Ini video bintangku saat di luar benar-benar gelap. Saya suka efek tenang dari warna yang memudar.