Arbre à fils RVB-LED : 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Je veux partager avec vous mon arbre à fils RGB-LED. Un soir, je me suis souvenu de la construction d'arbres en fil de fer quand j'étais enfant. De nos jours, j'aime beaucoup construire de petits projets électroniques avec des microcontrôleurs similaires à Arduino, en particulier avec des LED. Alors je me suis dit pourquoi ne pas combiner les deux et l'idée d'un arbre à fil LED est née. J'ai d'abord vérifié si quelqu'un avait déjà fait quelque chose comme ça auparavant mais je n'ai pas trouvé ce que je cherchais. Je pouvais principalement trouver des arbres à fils LED qui affichent une seule couleur. Comme je pense que les LED monochromes sont un peu ennuyeuses, je voulais en avoir une avec des LED RVB pour pouvoir faire apparaître l'arbre de fils dans toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. J'ai donc commencé à en construire un moi-même. Le résultat que vous pouvez voir dans l'image ci-dessus. L'arbre de fil sur lequel j'ai basé cette instructible est mon troisième. J'espère que vous apprécierez mon instructable et je peux motiver certains d'entre vous à en faire un vous-même.

Fournitures

Pour le projet lui-même, vous n'avez besoin que de quelques fournitures et outils:

• 10 LED RGB (+ pièces de rechange en cas d'endommagement), ou plus si vous le souhaitez
• fil de cuivre de 0, 14 mm² (ou plus épais, mais pas trop épais car il deviendra difficile à tresser) avec 3 isolations de couleurs différentes environ 5 m par couleur (Nombre de LED x longueur entre 40 et 50 cm)
• fil d'argent 0,6 mm environ 15 m (2 à 3 fois la longueur nécessaire à chaque couleur)
• microcontrôleur, dans mon cas un Wemos D1 mini, mais fondamentalement tout le monde fonctionnera tant qu'il rentre dans le pot de fleurs)
• Source d'alimentation (dans le cas du Wemos D1 mini, tout chargeur de téléphone micro-usb fonctionnera)
• 3 MOSFET ou transistors (j'ai utilisé des Mosfets à canal n mais vous pouvez également utiliser un canal p si vous adaptez le circuit)
• Résistances de différentes valeurs
• Gaine thermorétractable ou ruban électrique
• Pot de fleur
• Colle chaude
• Des pierres
• Petits bâtons en bois (par exemple les bâtons des fusées du nouvel an)
• Planche de bois mince (par exemple le fond des caisses en bois est parfois vendu dans des fruits)

Optionnel

• En-têtes de broche (mâle et/ou femelle)
• Planche à pain

Outils

• Fer à souder
• Coupe-fil
• Percer
• Pince à épiler (facultatif)
• Coup de main (facultatif)
• Outil de rotation (facultatif)

La plupart des choses dont vous avez besoin sont montrées dans l'une des images ci-dessus. Vous pouvez les obtenir dans les quincailleries, les magasins d'artisanat ou sur Amazon. Certaines choses peuvent cependant venir gratuitement: Les pierres que j'ai prises dans un champ voisin. Et la planche de bois était un déchet jusqu'à ce que je recycle la boîte à fruits.

Étape 1: Préparatifs

Tout d'abord, assurez-vous que toutes les LED RVB fonctionnent, car il est vraiment ennuyeux de remplacer une LED par la suite. Pour tester les LED, connectez-les simplement à une source d'alimentation avec une tension de 3,3 à 5 V. J'ai utilisé une alimentation de laboratoire réglée sur 4 V. Si vous n'en avez pas, vous pouvez utiliser les broches de tension sur la carte du microcontrôleur ou les batteries. En cas d'anode commune RVB-LED, connectez l'anode (la branche la plus longue), voir photo 1, à la tension (ou "+") et l'une des branches restantes à la terre ("-"). La LED devrait maintenant s'allumer dans une seule couleur, voir les images 2 à 4. Si vous avez une LED RVB à cathode commune, c'est l'inverse. Faites ceci pour toutes les jambes eq. couleurs et toutes les LED. Vous pouvez vous rendre compte qu'avec une tension fixe, les trois couleurs différentes auront une luminosité différente. Nous devons considérer cela plus tard.

À l'étape suivante, vous coupez toutes les pattes à l'exception de l'anode commune de la LED RVB de sorte qu'il ne reste que quelques millimètres. J'ai utilisé la petite bosse que vous pouvez voir sur la première image sur les quatre pattes comme orientation, voir photo 5.

Vous devez maintenant choisir les fils de cuivre colorés que vous souhaitez combiner pour l'arbre à fils. Au moment où j'écris ce guide, j'ai créé trois arbres de fils RVB-LED différents. Selon la couleur du pot de fleurs, j'ai combiné différentes couleurs. Pour celui-ci avec un pot de fleur noirâtre j'ai utilisé les couleurs marron, jaune et noir. Lorsque vous avez décidé des couleurs à utiliser, vous pouvez commencer à couper les fils de cuivre à longueur, photo 7. Dans mon cas, je les ai coupés à une longueur de 50 cm avec l'arbre qui s'élève d'environ 30 cm hors du pot de fleurs. Vous perdrez de la longueur lors du tressage des câbles et plus important encore, il vous faudra de la longueur pour les connexions électriques. Ainsi, en règle générale, les câbles doivent être au moins 15 à 20 cm plus longs que la hauteur souhaitée pour votre arbre. Selon la taille du pot de fleurs, vous pouvez choisir différentes tailles ici.

Pour vous donner une idée des tailles que j'ai utilisées:

Le premier arbre mesurait 20 cm de haut dans un pot de fleur de 10 cm de hauteur et de diamètre. Les autres font environ 30 cm de haut dans un pot de fleurs de 12 cm de hauteur et 13 cm de diamètre.

Étape 2: Souder les fils de cuivre

Pour souder les fils de cuivre aux LED RVB, vous devez d'abord dénuder l'extrémité de chaque fil d'environ 3 à 5 mm et mettre de la soudure dessus. Si vous utilisez une tresse comme je le fais, assurez-vous que les tresses simples sont torsadées ensemble afin qu'elles ne dépassent pas. Comme il y a peu d'espace entre les pattes des LED et que les fils ne doivent pas se toucher. Il est très important que les couleurs soient toujours soudées dans le même ordre sur la LED sinon connecter les LED ultérieurement au microcontrôleur deviendra très difficile.

Ensuite, vous pouvez souder les fils à la LED RVB. Pour ce faire, j'ai serré la LED avec la longue jambe raming, l'anode ou la cathode commune, à un coup de main, comme vous pouvez le voir sur la deuxième photo. Répétez cette opération pour toutes les LED. Assurez-vous d'avoir une connexion serrée en remuant les fils de cuivre.

Étape 3: tressage des fils de cuivre

Après avoir soudé les fils de cuivre aux LED, il est temps de tresser. Si vous ne savez pas tresser il existe de nombreux tutos sur youtube. Il suffit de rechercher "tresse 3 brins". Pour tresser les fils, j'ai à nouveau utilisé la main secourable pour tenir les LED pour moi. Dans mon cas, la main secourable glissait souvent vers moi pendant le tressage, alors je l'ai fixée sur le bureau. Comme le tressage prend beaucoup de temps, je l'ai fait le plus souvent en regardant certaines séries télévisées. Vous devez laisser environ 8 à 10 cm de fil de cuivre non tressé. Pour cela, il suffit de nouer les fils lorsque vous vous approchez des 8 cm sur le fil le plus court. Pour toutes les pièces, la longueur restante doit être plus ou moins la même.

Étape 4: Souder le fil d'argent et torsader

Vous pouvez maintenant souder le fil d'argent à la jambe restante des LED. Pour ce faire, vous devez d'abord couper un morceau. La longueur de la pièce doit être le double de la longueur des fils de cuivre plus 20 cm, selon la force avec laquelle vous la tordez plus tard. Si vous faites plus de torsion par cm que bien sûr, vous avez besoin de plus de longueur de fil qu'avec moins de torsion par cm. Dans mon cas, cela signifie 120 cm par pièce. Pour être sûr de la quantité dont vous avez besoin, commencez par ne couper qu'un seul morceau et rappelez-vous de sa longueur.

Après cela, vous pliez le fil d'argent en deux en créant une boucle au milieu, voir l'image 1. Ensuite, la boucle est poussée sur la jambe restante de la LED, l'anode commune (ou cathode). Pour faciliter cela, vous pouvez plier un peu la jambe vers le haut, voir l'image 2. Après cela, appliquez de la soude sur la boucle avec la jambe à l'intérieur. Assurez-vous qu'il y a une bonne connexion entre le fil d'argent et la jambe. Après cela, vous pouvez couper la partie de la jambe qui dépasse et peut-être limer les bords tranchants qui viennent avec la coupe.

Une fois que vous avez soudé le fil d'argent en place, vous pouvez commencer à le tordre autour des fils de cuivre tressés jusqu'au nœud de l'étape précédente. Le fil d'argent doit être au moins aussi long que les fils de cuivre comme vous pouvez le voir sur l'image 5. La partie du fil d'argent qui dépasse derrière le nœud deviendra plus tard les racines de l'arbre à fil. Peu importe si certains fils d'argent sont plus courts, mais la majorité devrait être aussi long que les fils de cuivre. En fonction de votre résultat vous pouvez maintenant adapter la longueur des fils d'argent suivants à partir de la longueur du premier fil ou la laisser telle quelle. Répétez maintenant cette opération pour toutes les LED restantes. En fin de compte, vous avez un paquet de ces "branches".

Étape 5: Assemblage de l'arbre à fils

Pour assembler l'arbre en fil de fer, assemblez d'abord toutes les branches de sorte que les nœuds à l'extrémité de la partie tressée se trouvent l'un à côté de l'autre comme on peut le voir sur la première photo. Ensuite, fixez-les temporairement ensemble et concevez grossièrement votre arbre comme bon vous semble. Pour concevoir l'arbre, j'ai fait différents styles de branches. Certains que j'ai laissés tels quels et d'autres que j'ai jumelés pour représenter des fourches de branches. J'ai marqué les branches que je voulais par paires avec une tondeuse à l'endroit où je voulais qu'elles se séparent. Ensuite, j'ai démonté à nouveau l'arbre en fil de fer et j'ai mis du fil d'argent autour des branches pour les mettre par paires. Le fil d'argent avait à peu près la même longueur qu'avant, environ 120 cm dans mon cas. La dernière étape consiste à assembler toutes les branches, les paires et les simples, et à tordre à nouveau du fil d'argent en commençant par le point où elles se séparent toutes. Ce dernier fil d'argent doit être le plus long, car le tronc a maintenant un diamètre assez grand. J'ai opté pour 140 cm.

Étape 6: Trier les fils et souder les connexions électriques

Maintenant que vous avez terminé le tronc d'arbre, il est temps de trier les fils. Commencez par les fils d'argent car ce sont les moins mobiles. Mettez d'abord les 3 à 4 fils d'argent les plus courts directement du tronc et torsadez-les ensemble. Les autres fils doivent se plier à l'extérieur et deviendront les racines plus tard. Raccourcissez les fils torsadés sortant du bas à une longueur égale atteignant au moins 2-3 cm du tronc de l'arbre. Prenez ensuite un petit morceau de fil (par exemple 10 cm) à souder aux fils d'argent qui dépassent du pied de l'arbre. Le câblage argenté sera plus tard connecté à une tension positive. (Normalement en électronique le fil rouge correspond au Voltage positif (ou Vin) et le noir au négatif (ou GND). Mais avec les LED RGB je réserve généralement le fil rouge pour la LED rouge, donc dans ce cas, j'utilise donc du fil orange est "le plus proche" du rouge.) Dénudez un côté du fil sur 1 à 2 cm et torsadez-le autour des fils d'argent en bas comme on peut le voir sur l'image 4 et soudez-les en place.

Ensuite, commencez à trier les différentes couleurs de fil ensemble. Allongez-en dix selon le plus court et dénudez-les tous sur 1 à 2 cm et torsadez l'extrémité dénudée ensemble. Maintenant, testez à nouveau les LED en appliquant une tension positive au câblage en argent et aux pièces de fil de cuivre vierges. Rappelez-vous laquelle de votre couleur correspond à laquelle de la lumière rouge, verte ou bleue. Soudez maintenant le fil vert aux fils contrôlant les LED vertes et ainsi de suite, de la même manière que pour le câblage argent du paragraphe ci-dessus. Dans la dernière étape, placez un tube thermorétractable ou du ruban électrique au-dessus des fils de cuivre nus pour les empêcher de se toucher et donc de se court-circuiter.

Pour contrôler plus tard l'arbre de fils RVB-LED, j'ai utilisé un interrupteur à bouton standard. J'ai coupé la jambe inutile de l'interrupteur à bouton et soudé aux fils restants. Assurez-vous d'utiliser les bons car les 2 pattes "connectées" par la "barre en plastique" au bas de l'interrupteur sont connectées ensemble.

Étape 7: Planter l'arbre

Comme vous pouvez le voir sur les photos, l'arbre est planté à l'intérieur du pot de fleurs sur un morceau de planche de bois et entouré de pierres.

Pour fabriquer la planche de bois, j'ai d'abord mesuré le diamètre intérieur du pot de fleurs. Ensuite, je dessine un cercle sur un morceau de carton et le découpe. Ensuite, j'ai vérifié si le cercle en carton s'insère dans la profondeur souhaitée du pot de fleurs et sinon, coupez-le un peu plus petit. Une fois satisfait, j'ai transféré la forme du carton sur la planche de bois et l'ai découpé. Pour la planche de bois, j'ai utilisé le fond d'une boîte orange en bois du supermarché local. La planche de bois a besoin d'un trou au milieu d'un diamètre de 10 mm. Pour maintenir la planche de bois à la hauteur désirée, j'ai scié 3 petits bâtons dans des chutes de bois qui traînaient. Dans mon cas, ils mesuraient 7 cm de long.

Ensuite, j'ai percé un trou dans le fond du pot de fleurs pour faire passer le câble d'alimentation et j'ai rectifié un canal pour le câble avec un outil multifonction rotatif suffisamment profond pour que mon câble laisse le pot de fleurs reposer à plat sur le sol. Ensuite, j'ai mis de la colle chaude sur les deux extrémités des bâtons que j'ai sciés plus tôt et les ai mis dans le pot de fleurs, formant un trépied sur lequel la planche de bois peut s'asseoir.

Maintenant que l'arbre peut être mis dans le pot de fleurs, j'ai commencé à disposer les pierres autour du tronc de l'arbre. Il n'est pas important de recouvrir complètement la planche de bois d'arbres, car même lorsque vous n'êtes qu'à un demi-mètre de distance, vous ne pouvez pas vraiment voir si profondément dans le pot de fleurs. Assurez-vous de laisser un petit endroit ouvert où vous pouvez mettre et atteindre l'interrupteur à bouton pour contrôler les LED. Quand j'étais satisfait du look, j'ai collé les pierres en place, à l'aide de colle chaude. Après cela, j'ai percé deux petits trous l'un à côté de l'autre pour faire passer les câbles soudés à l'interrupteur à bouton et collé l'interrupteur à bouton en place.

La dernière étape consiste à concevoir les racines. Pour cela, j'ai torsadé 2 ou plusieurs des fils d'argent qui dépassaient ensemble en les séparant à différentes distances comme on peut le voir sur l'image 11. Ensuite, j'ai plié les racines autour de la planche de bois comme sur l'image 12. Ensuite, j'ai formé un cercle avec du fil d'argent que je les enfile et que je plie les racines autour de l'anneau, comme on peut le voir sur la photo 13 et que je les resserre les unes après les autres petit à petit. La dernière étape consiste à couper les extrémités du fil d'argent qui dépassent beaucoup.

Étape 8: Circuit électrique et le microcontrôleur

Dans la dernière étape, j'ai mis en place le circuit électrique. Le microcontrôleur contrôle les LED RVB. Comme les GPIO du microcontrôleur ne fournissent que 3,3 V, ce qui n'est pas suffisant pour que certaines LED brillent, j'ai connecté le microcontrôleur à des MOSFET qui peuvent commuter les LED avec la tension d'entrée du microcontrôleur, qui est de 5 V. (Au lieu de cela des MOSFET, vous pourriez aussi bien utiliser un transistor, mais j'avais des MOSFET qui traînaient d'un projet futur, alors je les ai utilisés.) Cependant, certaines LED ne supportent pas 5 V et les différentes couleurs brilleront avec une luminosité différente lorsqu'elles sont appliquées à la même tension de 5 V. C'est là que les résistances entrent en jeu. Les valeurs des résistances doivent être calculées pour chaque couleur de la LED RVB conformément à la fiche technique et peuvent différer d'un fabricant à l'autre. Ou vous pouvez simplement utiliser les valeurs fournies dans le schéma de circuit et tester si les valeurs fonctionnent pour vous. Sinon, vous pouvez bricoler un peu avec les valeurs de résistance en augmentant et en abaissant les valeurs de résistance jusqu'à ce que toutes les couleurs brillent de la même manière. Pour que le bouton fonctionne, il doit y avoir une résistance de rappel ou le bouton pourrait être détecté comme étant appuyé pour toujours. Dans ce cas, le Wemos D1 mini possède des résistances de rappel internes qui peuvent être activées dans le code. Si le microcontrôleur utilisé ne prend pas en charge cela, une résistance de rappel externe est nécessaire.

Après avoir sélectionné les valeurs de résistance, j'ai soudé toutes les pièces électroniques ensemble sur une maquette. Pour connecter les fils provenant de l'arbre, j'ai utilisé des têtes mâles sur la carte et des femelles sur les fils, mais autant les souder directement sur la carte. Avant de tout connecter ensemble et de le mettre dans le pot de fleurs, vous devez flasher le programme sur le microcontrôleur. J'ai joint le fichier de code. J'espère avoir fait assez de commentaires dans le code pour que tout le monde puisse comprendre ce qui se passe. À l'heure actuelle, le code est très basique et je pourrais y ajouter des fonctionnalités à l'avenir. Si je le fais, je publierai une mise à jour ici et déplacerai probablement le code vers github. Lorsque vous branchez l'arbre, il clignote en rouge vert, bleu et blanc, puis commence à parcourir le spectre de couleurs de teinte. Vous pouvez changer les modes de couleur en appuyant sur des boutons.

Pour l'instant, le code contient 3 modes:

• 0: Désactivé
• 1: Mode arc-en-ciel: parcourir le spectre de couleurs de teinte
• 2: mode couleur fixe

Vous pouvez basculer entre les modes de couleur en maintenant le bouton enfoncé pendant plus d'une demi-seconde. En cas de succès, l'arbre clignotera en blanc le nombre de fois indiqué avant le mode ci-dessus. En mode couleur fixe, une brève pression sur un bouton (moins d'une demi-seconde) fera défiler 7 couleurs différentes définies dans le code. Si l'appui sur le bouton n'est pas accepté (un appui court ne fonctionne qu'en mode couleur fixe), l'arborescence clignotera comme lors du premier branchement. N'hésitez pas à modifier le code comme bon vous semble.

Étape 9: Profitez

Il ne vous reste plus qu'à trouver un endroit idéal pour votre nouvel arbre de fil à LED RVB et à en profiter. Dans l'ensemble, la fabrication de cet arbre m'a pris environ 8 à 10 heures réparties sur quelques jours. Certaines des choses qui prennent le plus de temps comme tresser et tordre le fil d'argent autour des branches que je faisais en regardant la télévision.

Vous pourriez vous demander pourquoi il n'y a pas de photos de l'arbre qui brille en rouge. C'est simplement parce que pendant que j'écris cette instructable, j'attends une livraison d'électronique dont j'ai besoin pour assembler le contrôleur. Pour cette raison, j'ai utilisé le contrôleur de mon premier arbre à LED RVB pour les images. Cependant, les LED de l'arbre RVB-LED que j'ai basées sur ces instructables ont besoin de valeurs de résistance inférieures pour le rouge et la lumière rouge est donc très faible.