Table des matières:
2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-13 06:57
Pour Noël cette année, j'ai décidé d'utiliser un bloc de verre, un contrôleur PWM et des guirlandes lumineuses LED pour offrir à ma femme un cadeau coloré.
Étape 1: Pièces
Voici les pièces dont vous aurez besoin.
Microcontrôleur
Cela n'a pas besoin d'être particulièrement gros, rapide ni d'avoir beaucoup de broches (vous n'avez besoin que de 2 broches de données pour les connexions I2C). J'ai utilisé l'Adafruit Trinket M0 car il est petit, j'aime ce format et je voulais apprendre à travailler avec CircuitPython.
Carte de dérivation PWM 16 canaux
Il existe de nombreux types de cartes de dérivation PWM similaires, y compris celle d'Adafruit. Même si votre contrôleur a beaucoup de broches PWM disponibles, j'éviterais toujours d'essayer d'alimenter tous vos brins à partir de là, et j'opterais plutôt pour la carte de dérivation: les LED peuvent consommer beaucoup plus de courant que le contrôleur ne le permet. La plupart des contrôleurs protègeront contre cela, mais certains pourraient en fait partir en fumée. Il est préférable d'utiliser le tableau de répartition.
Lumières féériques
Il existe de très nombreuses couleurs, types et longueurs de guirlandes lumineuses disponibles à bas prix, même certaines avec des lumières RVB. Ils coûtent environ 1 $ par brin, à donner ou à prendre. J'aime le genre où chaque brin est d'une seule couleur car c'est plus facile de contrôler les effets. Voici une option sur Amazon. Chaque brin est livré avec son propre porte-clés contenant des piles bouton et un interrupteur. Vous ne pourrez pas alimenter plus de brins que le nombre d'appareils pris en charge par votre carte de dérivation PWM (dans mon cas, 16).
Bloc de verre
Vous pouvez trouver différents types de blocs de verre dans les magasins d'artisanat et même dans les quincailleries. Je déconseille de les acheter en ligne car ils sont trop chers (probablement à cause de leur poids). Ils sont plats, ondulés, transparents, diffus, colorés, de différentes tailles, etc. Ils sont très jolis, mais aussi cassants, glissants et très, très lourds. Assurez-vous que celui que vous obtenez a un trou oblong d'un côté et un insert en plastique qui s'insère et recouvre ce trou.
Si le poids ou la taille du bloc de verre est un problème, à peu près n'importe quel récipient transparent fonctionnera. Vous pouvez même utiliser une bouteille de vin ou d'alcool (propre et sèche), un globe en verre, un verre à champagne surdimensionné ou un autre récipient transparent. J'utiliserais quelque chose d'assez grand, car l'effet est meilleur lorsque le récipient est grand, à mon avis. Si vous partez du bloc de verre, vous devrez sauter ou improviser certaines des étapes de l'instruction.
Boîtier en plastique pour les circuits
J'aime mettre tous mes appareils électroniques au même endroit. Choisissez votre boîtier préféré, environ 2 pouces par 4 pouces par 1 pouce (par exemple celui d'Amazon), mais, si vous allez suivre cet exemple, assurez-vous qu'il est assez petit pour tenir confortablement à l'extérieur du bloc, mais assez grand pour accueillir le contrôleur, la carte PWM et les fils.
Ce que je voulais vraiment utiliser, c'était une base en bois creuse sur laquelle le bloc pouvait s'asseoir. Malheureusement, je n'en ai pas trouvé et je n'ai pas eu le temps d'en faire un moi-même. Vous pouvez même ignorer complètement le boîtier et simplement pousser le contrôleur et la carte de dérivation dans le bloc de verre, si cela ne vous dérange pas à quoi cela ressemble.
Adaptateur 5v/2A ou pack batterie
La plupart des cartes PWM ont un MAX de 6v, alors gardez la tension en dessous, par exemple, environ 5 volts (par exemple, celle-ci sur Amazon). De plus, je n'irais pas beaucoup moins que 2A car les LED en demandent beaucoup. Vous pouvez également essayer une batterie.
Juste pour garder les choses simples, j'alimente toujours tout avec des prises 5,5 mm / 2,1 mm.
Pièces diverses
Vous avez également besoin de: un interrupteur (il est plus facile de percer des trous pour les interrupteurs ronds), une prise de connecteur cylindrique (correspondant à la prise de l'adaptateur), des fils de raccordement, des embases femelles, des vis, des boulons, des écrous, du matériel de soudure, des pinces coupantes diagonales, une perceuse, de la colle chaude pistolet, sharpie d'argent, etc.
Étape 2: connectez le contrôleur et la carte PWM
Vous pouvez suivre ces instructions afin de connecter le contrôleur et la carte PWM. Connectez les broches SCL et SDA de chaque appareil entre elles. Vous devez exécuter la ligne Vout de la carte PWM à l'entrée d'alimentation du contrôleur, et la Vout du contrôleur à la broche Vcc de la carte PWM.
Il n'y a pas besoin d'un circuit ou même d'une planche à pain, puisque vous pouvez utiliser des fils de raccordement pour connecter les broches mâles d'un appareil aux broches mâles de l'autre.
Ensuite, vous aurez besoin d'un moyen temporaire pour connecter 5v DC aux blocs de vis d'entrée de la carte PWM. Si vous avez une alimentation de banc, connectez-la. Sinon, vous devrez souder ensemble une prise qui correspond à la prise de l'adaptateur (utilisez un voltmètre pour vous assurer que vous soudez correctement le positif et le négatif) et acheminez les fils vers les blocs de vis d'entrée.
Étape 3: Préparez les brins Fairy Light
Nous n'allons pas utiliser les porte-batteries. Avant de couper les fils, cependant, assurez-vous de trouver la petite résistance soudée en série entre la batterie et la première LED. NE PAS couper cela (en d'autres termes, cela devrait rester avec le brin, pas le porte-clés). Après cela, utilisez votre outil tranchant préféré, comme une pince coupante diagonale, pour séparer le porte-batterie du fil. J'aime laisser un pouce ou deux de fil du côté de la batterie afin qu'il puisse être réutilisé à l'avenir. Ne vous inquiétez pas encore pour savoir quel fil est positif et lequel est négatif. Bien que cela soit toujours important lorsque vous travaillez avec des LED, ce qui est pratique pour nous, cela n'a pas d'importance à ce stade. Les brins que j'ai achetés ont de toute façon une bande gris clair sur le fil positif. Ne vous inquiétez pas si le vôtre ne le fait pas.
La carte de dérivation PWM comporte 16 groupes de trois broches: terre, 5 v et signal, de sorte que chaque brin aura besoin de son propre groupe de 3 prises femelles pour correspondre. Nous n'allons utiliser que les broches externes (masse et signal), donc, après avoir coupé votre cluster de la longue bande d'en-tête, retirez simplement la broche centrale (inutile) de l'en-tête femelle. Soudez les fils de chaque brin aux broches extérieures d'un groupe d'en-têtes femelles.
Après avoir soudé chaque brin, vous devriez le tester. J'ai fait cela en allumant le contrôleur et la carte PWM, puis en chargeant un programme temporaire qui allume simplement les 16 jeux de broches.
Si vous utilisez un contrôleur CircuitPython (comme le M0 Trinket), Adafruit fournit un excellent tutoriel sur la façon de démarrer, mettre à jour et programmer la carte. Une fois que cela est fait et que la carte est connectée via un câble USB à votre ordinateur, vous pouvez écrire et enregistrer un fichier nommé "code.py" dans le répertoire racine de la carte contrôleur. Le logiciel intégré au contrôleur exécutera le programme python dans code.py. Le programme simple que j'ai utilisé pour tester les brins est joint ci-dessous, nommé test_code.py. Vous devez le renommer en code.py et le copier dans le répertoire racine du Trinket M0.
Si vous n'utilisez pas CircuitPython, vous devez utiliser l'IDE Arduino ou un autre moyen de programmer votre contrôleur pour envoyer les signaux nécessaires pour activer tous les ports PWM à pleine sortie.
Lorsque le programme est chargé, testez un brin en poussant l'en-tête femelle du brin sur n'importe quel ensemble de broches PWM. Si le fil ne s'allume pas, retirez-le, retournez-le et repoussez-le. Si cela ne fonctionne toujours pas, vous devez ressouder les fils et réessayer. Une fois que le brin s'allume, vous devez marquer le côté positif ("signal") de l'en-tête d'une manière ou d'une autre afin de savoir comment l'enfoncer correctement la prochaine fois. J'ai utilisé un sharpie en argent pour marquer le côté positif de chaque en-tête testé.
Après avoir testé la soudure, vous voudrez isoler les points de soudure en mettant une ou deux gouttes de colle chaude sur le fil exposé, la soudure et le métal. J'ai décidé d'utiliser de la colle chaude (par opposition au tube thermorétractable) car elle est transparente, comme les fils. En plus d'éviter les shorts, cela a l'avantage de stabiliser et de renforcer la connexion, il est donc moins susceptible de se plier et de se casser.
Lorsque tous les brins sont soudés, testés et isolés, vous devriez pouvoir faire glisser TOUS les en-têtes sur les broches de la carte PWM, et TOUS les brins devraient s'allumer. L'ordre des couleurs n'aura pas d'importance pour ce prototype.
Étape 4: préparer le bloc de verre et l'enceinte
Comme je l'ai écrit ci-dessus, le bloc de verre doit avoir un trou oblong et doit également avoir une sorte d'insert en plastique dur qui se met en place pour couvrir le trou. Tout d'abord, vous devez décider dans quel sens le bloc sera orienté, et donc de quel côté sera l'enceinte: gauche, haut ou droite. J'ai choisi de le mettre à droite. Je voulais que l'interrupteur soit à l'arrière et que la prise de l'adaptateur soit en bas.
Nous devons maintenant fixer notre boîtier électronique à cet insert.
Nous devons insérer deux (ou plus) petits boulons à travers les deux pièces en plastique afin de les attacher l'un à l'autre. Pendant que l'insert est inséré dans le bloc de verre, maintenez le boîtier dessus de manière à ce qu'ils soient centrés. Collez-les ensemble. Retirez avec précaution l'insert et le boîtier du bloc sans modifier leur position relative. Décidez de deux points qui fixeront bien les deux pièces ensemble. Trouvez un endroit sûr pour les poser et percez 2 trous à travers les deux. Retirez le ruban adhésif, séparez-les et nettoyez les trous. Remettez-les ensemble, poussez les boulons à travers et installez et serrez les écrous.
Maintenant que le boîtier peut être fixé au bloc de verre, nous avons besoin d'un moyen pour que les brins le traversent. J'ai utilisé un trépan de forage très gros et j'ai percé un trou au centre de l'arrière de l'enceinte. Mon insert avait déjà un grand trou au centre. Si ce n'est pas le cas, percez les deux.
Vous devez maintenant préparer votre interrupteur et votre prise adaptateur. Percez des trous en conséquence. J'ai dû utiliser un dremel de ponçage pour élargir le trou pour l'interrupteur. Le trou pour l'interrupteur aura également besoin d'une petite rainure, alors utilisez une lime ou un couteau tranchant et solide. Poussez l'interrupteur à travers (il se met en place). Enfoncez le cric et montez les rondelles et les écrous vers l'extérieur; serrer.
Trouvez du fil noir et rouge 20 AWG. Soudez les fils à la prise de l'adaptateur; la broche intérieure est positive et le boîtier extérieur est négatif; utilisez un voltmètre pour déterminer quelle broche correspond. J'aime mettre le positif (rouge) à travers l'interrupteur, mais cela n'a pas vraiment d'importance. Dénudez les extrémités libres du fil et testez en insérant la prise de l'adaptateur, en allumant et en testant la tension. S'il y a un problème, dessouder et ressouder si nécessaire. Vérifiez également que la tension est nulle lorsque l'interrupteur est éteint.
Placez le contrôleur et la carte PWM dans le boîtier. Insérez les fils d'alimentation dans les blocs de vis de la carte PWM: rouge vers positif et noir vers négatif.
Étape 5: Insérez les brins dans le bloc
Débranchez l'adaptateur.
Avec l'insert enfoncé dans le bloc de verre, poussez lentement un brin à travers le trou du boîtier, dans le bloc. Laissez-le simplement s'enrouler naturellement pendant que vous le poussez doucement, sans essayer de contrôler beaucoup. Lorsqu'il est suffisamment enfoncé, poussez l'en-tête sur un ensemble de broches de la carte PWM, en veillant à aligner correctement le côté positif. Répétez l'opération pour chaque brin. Au fur et à mesure qu'il y a plus de monde dans le bloc, les brins s'enrouleront et s'enrouleront les uns autour des autres plus astucieusement.
Lorsque l'en-tête du dernier brin a été enfoncé sur les broches de la carte PWM, branchez l'adaptateur et allumez-le. Tous les brins doivent s'allumer. Si certains ne le font pas, revérifiez l'orientation de l'en-tête du brin sur les broches. Vérifiez également les connexions de soudure, quelque chose peut être cassé. Réparez ce qui est nécessaire jusqu'à ce que tous les brins soient allumés.
Mettez le couvercle sur le boîtier électronique et vissez-le. Étant donné que l'insert du bloc ressort assez facilement du bloc de verre, j'ai pensé que ce serait une bonne idée de mieux le fixer, j'ai donc utilisé du ruban adhésif pour cela.
Étape 6: Respirez
Maintenant, nous devons écrire un programme plus intéressant pour les lumières.
Rebranchez le contrôleur sur l'ordinateur.
Mon nom pour cette pièce est "Breathe", donc je voulais que les brins semblent "respirer", puis expirer, puis faire une pause aléatoire avant de respirer à nouveau, chaque brin travaillant indépendamment des autres. Ci-dessous se trouve le script python produisant le résultat que j'ai aimé; copiez-le sur le tableau pour le voir fonctionner. Par tous les moyens, expérimentez avec différents modèles, synchronisations, pauses, flashs, etc., afin de créer ce que vous pensez être joli.