Lucioles sans soudure / Lightning Bugs : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Je voulais ajouter des lucioles LED (des éclairs où j'ai grandi) dans mon jardin pour Halloween, et j'ai décidé d'en fabriquer avec des brins LED et un Arduino. Il existe de nombreux projets comme celui-ci, mais la plupart nécessitent des soudures et des circuits. C'est super, mais j'ai décidé de voir si tout pouvait être fait sans soudure pour les rendre super simples à créer.

J'ai également écrit le code pour gérer facilement n'importe quel nombre de lucioles qui peuvent clignoter de manière réaliste.

L'approche de base consiste à utiliser des brins LED WS2811 car ils sont déjà étanches. Ils sont populaires pour l'éclairage de vacances, et la combinaison de la puce WS2811 et de la LED 5050 dans ceux-ci est essentiellement une version plus volumineuse du WS2812b ou "Neopixels" dans le jargon d'Adafruit. Leur autre avantage est qu'une seule ligne de données est nécessaire pour un nombre quelconque de LED.

L'alimentation de ceux-ci est très simple - un mini câble USB vers n'importe quel bloc d'alimentation USB ou batterie. Ils ne consomment pas beaucoup d'énergie et peuvent durer longtemps sur une batterie USB.

Étape 1: Pièces

La liste des pièces est volontairement simple:

- Un Arduino. J'ai utilisé un Arduino Nano car ils sont moins chers et plus petits. Ils ont presque les mêmes spécifications qu'un Arduino Uno. Ceux dans le lien ci-dessus ont les broches soudées et sont livrés avec des fils micro USB. Vous aurez besoin d'un câble mini USB, et certains sont livrés avec les Nanos liés ci-dessus.

-Bouclier de borne Arduino Nano. C'est l'astuce pour ne pas souder - vous pouvez utiliser un tournevis pour fixer les fils. Si vous souhaitez plutôt souder trois fils, vous pouvez ignorer cela et commander des cartes Arduino Nano avec les broches non attachées afin que vous puissiez souder directement sur la carte Nano.

- LED. J'ai utilisé des brins WS2811, qui sont programmés comme les bandes LED WS2812b. Ils sont étanches, et j'en ai eu avec des fils noirs pour les rendre moins visibles dans les plantes. Ils sont également livrés avec des fils verts. Ils sont livrés avec 50 LED par brin, et ils ont des connecteurs pour que vous puissiez les connecter en guirlande. J'utilise 100-200 LED, donc 2 à 4 de ces brins. Je les alimente à partir du régulateur Arduino 5v pour plus de simplicité.

- Batterie. J'ai alimenté le mien avec n'importe quelle batterie USB, mais vous pouvez également le brancher sur n'importe quelle source USB. - Batterie de base - Batterie plus grosse - Batterie énorme - probablement excessiveCes deux derniers sont parfaits pour les robots et l'éclairage LED car ils ont à la fois des sorties 5v et 12v.

- Connecteur JST - ceux-ci sont fournis avec les brins LED, mais juste au cas où, ce sont ceux dont vous avez besoin.

Étape 2: Assemblage

Le montage est très simple.

Branchez l'Arduino Nano dans le cache-borne. Assurez-vous que les broches sont correctes en fonction des étiquettes - elles peuvent être branchées à l'envers.

Utilisez le connecteur JST de rechange fourni avec les LED. Connectez le 5v et Gnd à ces broches sur l'Arduino. Connectez la ligne de données à la broche 6 (peut être modifié dans le code si vous le souhaitez).

Les brins LED sont livrés avec des fils d'alimentation qui sont dénudés et étamés. Ceux-ci pourraient court-circuiter votre batterie, alors coupez-les ou collez-les (ou utilisez un tube thermorétractable si vous en avez). J'ai coupé les pointes en conserve et j'en ai coupé une plus courte que l'autre pour éviter qu'elles ne se touchent.

Vous pouvez maintenant brancher le brin sur l'Arduino.

C'est ça!

Nombre de LED et puissance

Chacune des 5050 LED du brin peut utiliser 60 mA lorsqu'elle est complètement allumée. Puisqu'il y a trois LED (Rouge/Vert/Bleu) et que chacune peut avoir une valeur de 0-256 (dans le code), complètement allumée serait 256 + 256 + 256 = 768 pour l'intensité Rouge, Vert et Bleu. Dans mon code, j'utilise 50 pour le rouge, 50 pour le vert et 0 pour le bleu, donc chaque LED consommerait environ 60mA * 100 / 768 = 7.8125mA par LED lorsqu'elles sont allumées.

La clé est de savoir combien de LED seraient allumées en même temps. Mon code ne les active actuellement qu'à des cotes aléatoires très faibles - 5/10 000. En pratique, je n'en ai vu que quelques-uns à la fois, mais théoriquement, ils pourraient tous continuer en même temps. Je pourrais ajouter du code pour limiter le nombre en même temps, mais les chances sont très éloignées. Le nombre allumé dépend en partie du nombre de LED, et les probabilités sont calculées pour chaque LED, de sorte que plus des LED sont ajoutées, plus de LED s'allument.

Le régulateur Arduino 5v peut fournir environ 500mA, et certains sont utilisés pour l'Arduino lui-même, donc peut-être qu'environ 450mA sont disponibles. À 7,8 mA par LED, cela permet à environ 57 LED de s'allumer en même temps, et même lorsqu'une LED est allumée, elle s'estompe principalement vers le haut ou vers le bas, en utilisant encore moins d'énergie. Donc, pratiquement, l'adaptateur d'alimentation USB Arduino convient à de nombreuses LED.

Nombre de LED et mémoire Arduino

Lors de la compilation du programme avec 100 LED, l'IDE Arduino a signalé que 21% de la DRAM était utilisée (principalement pour le tableau d'état des LED), pour 300 LED, c'était 60%. Donc, quelques brins c'est bien. Si vous avez besoin de beaucoup plus de LED, vous pouvez simplement conserver une liste des LED qui sont réellement allumées - ce serait beaucoup plus efficace, mais avec autant de brins, vous rencontrerez également des problèmes d'alimentation - chute de tension, et auriez besoin de techniques telles que injection de puissance. J'ai utilisé cela dans d'autres Instructables, mais cela dépasse le cadre de ce projet rapide. À 100-200 LED, il y a beaucoup de DRAM et de puissance.

Étape 3: programmer l'Arduino

Le croquis ci-joint fera clignoter les LED comme des lucioles. Le code est un peu commenté, mais l'essentiel est de régler le nombre de LED sur le nombre que vous utilisez.

Étape 4: Emplacement, alimentation, imperméabilisation

Ce projet est alimenté par le port USB de l'Arduino, donc n'importe quelle source d'alimentation USB peut être utilisée. Pour un affichage plus permanent, vous pouvez utiliser un adaptateur mural USB.

Si le projet doit être à l'extérieur pendant un certain temps, il doit être imperméabilisé. Une boîte électronique étanche ou même un récipient alimentaire est très bien.