Escaliers automatiques à LED "Bloody Red" à base d'Arduino : 5 étapes (avec photos)

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

QUOI?

Salut!

J'ai fait des escaliers à LED qui saignent ! C'est un nouveau Instructables tirant parti d'une installation matérielle que j'avais déjà effectuée à partir d'un précédent Ible du mien. J'ai fait une animation ROUGE qui ressemble à des gouttes de sang, parfaite pour être activée automatiquement pendant ces moments de friandise !

Dès que vous approchez des escaliers, des "gouttes de sang" apparaissent d'endroits aléatoires sur les escaliers et commencent à descendre, laissant des traces de sang le long de leur chemin, qui disparaissent progressivement. Le nombre de gouttes est un paramètre dans l'esquisse Arduino.

Le réalisme de l'effet est renforcé par la vitesse aléatoire des gouttes: elles ne descendent pas linéairement, mais elles ralentissent et accélèrent comme le font les gouttes liquides lorsqu'elles descendent une surface (comme le sang également).

Comme je l'ai dit, j'ai tiré parti de certaines installations matérielles existantes, mais la programmation (esquisse Arduino) est entièrement nouvelle, ainsi que de nouvelles finitions en bois pour les rendre entièrement intégrées aux escaliers. L'installation matérielle existante est répliquée dans les étapes 1 et 2, et, pour être complet, est tirée d'ici:

www.instructables.com/id/Automatic-IoT-Sta…

Les étapes 3, 4 et 5 sont toutes nouvelles, la liste de courses ci-dessous est également différente.

POURQUOI?

Les escaliers avaient déjà quelques animations, mais il me manquait quelque chose de spécifique pour Halloween. Les escaliers sont visibles de l'extérieur de la porte principale, donc c'est plutôt cool d'effrayer tous ces monstres en leur montrant du vrai sang !:)

LISTE DE COURSES

J'ai utilisé les composants suivants, faites défiler vers le bas pour les étapes de construction:

1) 2 bandes LED rvb ws2813 de 4 m:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

obtenez la version non étanche, avec 60 leds/m. De plus, j'ai trouvé une version moins chère de 5 m et j'ai juste coupé 1 m de l'extrémité des deux bandes. Notez que vous pouvez également le faire avec les LED ws2812 et ws2812b, la lumière sera exactement la même et celles-ci sont moins chères. Les ws2813 sont juste plus fiables, car ils ont une connexion de données redondante, donc si vous cassez une LED, le reste de la bande continuera à fonctionner. Ceux-ci étaient d'environ 27$ / 25€ chacun.

2) 4 profilés en aluminium U-line de 2 m, 14 mm x 13 mm:

www.ebay.ie/itm/New-2-METERS-U-LINE-Alumin…

Ceux-ci étaient de 20€ chacun, environ 22$. J'ai également acheté les capuchons de bornes et les vis de montage. Les vis n'ont pas pu être installées du côté où j'en avais besoin, elles sont censées être installées du côté opposé au diffuseur, elles ne m'étaient donc d'aucune utilité. Au lieu de cela, grâce à la pente de l'escalier et à certains frottements fournis par la plinthe, quelques morceaux de scotch bi-adhésif ont suffi pour ajuster les profilés sur les plinthes.

3) 2 x câbles Ethernet cat-5:

www.aliexpress.com/item/Vention-Ethernet-C…

Je n'ai aucune idée de quelle longueur a été utilisée ici, je suppose qu'environ 2m, l'électricien et le menuisier ont installé les câbles sous le sol, allant des plinthes de l'escalier, à la pièce avec la presse à chaud. Notez que des câbles trop longs réduiront le courant et vous aurez besoin d'une configuration plus sophistiquée pour fournir le courant correct et éviter de rompre la connexion de données.

4) câbles dupont assortis de rechange:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

5) en tant que micro-contrôleur compatible wifi, j'ai utilisé la première version du Wemos D1, maintenant abandonnée, que vous pouvez toujours trouver en ligne:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

Pour les futurs lecteurs, si vous ne la trouvez pas, la version R2 du Wemos D1 devrait également fonctionner.

6) 2 x capteurs de mouvement PIR pour Arduino:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

7) une alimentation 5v, 40a, 200w:

www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initi…

C'était 21,5 £, environ 25 € ou 27 $. Vous avez probablement besoin de moins de 40 A, mais c'était moins cher qu'un 20 A, et avec les ampères, il est toujours préférable de surdimensionner, de sorte que l'alimentation fonctionnera plus longtemps et durera plus longtemps.

8) deux lames de pin, 36 mm:

www.builderdepot.co.uk/richard-burbidge-pin…. Environ 6 euros chacun en Irlande.

9) de la peinture coquille d'oeuf blanche que j'avais déjà (même peinture des plinthes)

10) mastic silicone, pouvant être peint:

www.woodies.ie/decorating/decorating-acces…. C'était 5 euros

11) deux boîtiers imprimés en 3D pour les capteurs PIR, comme ceux-ci:

www.thingverse.com/thing:1374677

J'ai le mien gratuitement d'un ami, je n'ai pas d'imprimante 3D:(

Étape 1: Câblage

Vous devez réaliser les connexions suivantes: 1) Bandes LED - Wemos D1

2) Bandes LED - alimentation

3) Capteurs PIR - Wemos D1

4) Capteurs PIR - alimentation

5) Wemos D1 - alimentation

6) alimentation - réseau électrique domestique

Préparation: j'ai fait installer deux câbles Ethernet cat 5 (https://en.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable) sous le sol entre les plinthes de la staricase et la presse à chaud par le menuisier et l'électricien avant que le menuisier n'installe le sol en bois. Un câble par côté de l'escalier, sortant de la pointe de la plinthe à une extrémité et d'un trou dans la paroi de la presse à chaud à l'autre extrémité. Un câble cat 5 contient 8 petits câbles, divisés en 4 paires torsadées utilisant 4 bases de couleurs différentes et 2 motifs de couleurs (couleur unie ou ligne pointillée). Retirez 8 à 10 cm de caoutchouc de chaque extrémité de chacun des câbles cat 5, ainsi pour accéder aux 4 paires de torsades. Détordez chaque paire pour obtenir 8 petits câbles indépendants. Retirez environ 1 cm de plastique uniquement de chaque extrémité de chaque petit câble, aux deux extrémités de chacun des deux câbles de catégorie 5. Cette étape prend beaucoup de temps et je recommande d'utiliser un éplucheur de câble approprié pour le faire rapidement. J'ai utilisé des ciseaux.

Pour la connexion indiquée en tant que 1), j'ai choisi le connecteur à 4 voies (plus les deux câbles d'alimentation supplémentaires) de la bande LED et j'ai connecté le câble vert de la LED (le câble de données) à l'un des 8 petits câbles du câble cat 5. J'ai choisi les broches blanc-orange du câble cat 5 pour cela.

Pour la connexion répertoriée comme 2), j'ai choisi le connecteur à 4 voies (plus les deux câbles d'alimentation supplémentaires) de la bande LED et j'ai connecté le câble rouge du connecteur LED (le câble VCC) à * deux * des 8 minuscules câbles du câble cat 5, retorsadés ensemble. J'ai choisi les broches bleu et blanc-bleu du câble cat 5 pour cela. De plus, j'ai connecté le câble blanc du connecteur LED (le câble de TERRE) à *deux* des 8 petits câbles du câble de catégorie 5, retorsadés ensemble. J'ai choisi les broches marron et verte du câble cat 5 pour cela. Enfin, pour apporter encore plus de courant à la bande, j'ai connecté le câble extra blanc de l'extérieur du connecteur LED (le câble supplémentaire GROUND) à l'un des petits câbles du câble cat 5 (j'ai choisi la broche blanc-vert du chat 5 pour cela), et le câble rouge supplémentaire de l'extérieur du connecteur LED (le câble VCC supplémentaire) à l'un des petits câbles du câble cat 5 (j'ai choisi la broche blanc-marron du câble cat 5 pour cela). La raison d'alimenter la bande LED avec 3 câbles amenant le positif et 3 amenant la terre, est de répartir le courant sur plus de broches, d'éviter la surchauffe et de s'assurer que suffisamment de courant atteint les LED. Cela aurait pu être réalisé en faisant passer un câble plus épais juste pour l'alimentation, mais j'aurais alors dû faire passer trop de câbles séparés (un épais pour l'alimentation, un épais pour la terre, un câble de données pour les LED, un câble de données pour les capteurs PIR. J'ai préféré payer l'électricien moins cher et n'avoir qu'un seul câble installé par côté:)

Pour la connexion indiquée comme 3), j'ai connecté la broche "out" du capteur PIR à l'un des petits câbles du câble cat 5 (j'ai choisi la broche orange du câble cat 5 pour cela).

Pour la connexion répertoriée en tant que 4), j'ai connecté la broche "vcc" du capteur PIR au petit câble blanc-marron du câble cat 5 qui était déjà connecté au câble rouge de la bande LED et à la broche "terre" du capteur PIR au petit câble blanc-vert du câble cat 5 qui était déjà connecté au câble blanc de la bande LED. Toutes les connexions ci-dessus pourraient être rendues plus ordonnées en utilisant des tubes thermorétractables. Je ne les utilise pas, car je prévois de tout recouvrir d'un panneau MDF blanc placé au-dessus du profilé aluminium, afin d'encastrer le profilé dans la plinthe. Cela masquera tous les câbles et me laissera accès au cas où des réparations ou des développements supplémentaires seraient nécessaires. Ces 4 premières connexions ont été reproduites exactement de l'autre côté de l'escalier, là où se trouve l'autre capteur PIR. Notez également que le câble bleu du connecteur LED est laissé sans connexion, car ce sont les données redondantes de la bande ws2813. Pour réaliser les autres faces des connexions (c'est à dire dans la presse à chaud), j'ai: a) retordu ensemble les broches bleu, blanc-bleu et blanc-marron des câbles cat 5 et j'ai inséré le résultat dans l'un des les trois ports "+V" de l'alimentation. b) j'ai retordu les broches verte, blanc-vert et marron des câbles cat 5 et j'ai inséré le résultat dans l'un des trois ports "COM" de l'alimentation. a) et b) ont été répliqués pour l'autre câble cat 5 correspondant à l'autre côté de l'escalier. J'ai utilisé un ou plusieurs autres ports "+V" et "COM" de l'alimentation. c) les deux broches orange des deux câbles cat 5 ont été insérées dans les broches 4 et 5 du Wemos D1 d) les deux broches blanc-orange des deux câbles cat 5 ont été retordues ensemble et insérées dans la broche 1 du Wemos D1. Maintenant, si j'avais utilisé un Arduino Uno ordinaire avec un blindage wifi ou un module externe esp8266, j'aurais pu laisser les deux bandes indépendantes, ne pas tordre les deux câbles et connecter les deux broches aux broches 1 et 2 de l'Arduino. De cette façon, j'aurais pu contrôler l'animation des deux côtés de l'escalier séparément. J'ai décidé de simplifier, cependant, et les ai gardés joints. Il s'agit d'une limitation du Wemos D1 R1, qui peut piloter une bande LED compatible Neopixel uniquement à partir de la broche 1. Je ne sais pas s'ils ont corrigé cela dans R2, c'est possible, si vous finissez par essayer avec un R2, faites le moi savoir si cela fonctionne.

Pour la connexion répertoriée comme 5), j'avais de nombreuses options possibles (comme utiliser une alimentation usb de rechange pour un téléphone et utiliser directement le port microusb du Wemos D1), mais, depuis que j'avais la dernière (troisième) paire de +V et les ports COM de mon alimentation 40A inutilisés, j'ai décidé de connecter la broche 5v du Wemos au port +V de l'alimentation, et la broche GND du Wemos au port COM de l'alimentation. Veuillez noter que cela contourne le régulateur de tension interne du Wemos et ne fonctionnera que si l'alimentation a une tension assez constante, ce qui était mon cas. Sinon, vous risquez de brûler le Wemos D1. Notez que sur la photo, vous verrez un câble microusb connecté au Wemos D1. Eh bien, il n'est connecté à rien de l'autre côté, je l'ai juste laissé là pour quand je dois brancher le Wemos sur l'ordinateur portable pour le programmer. Comme vous le découvrirez plus tard, je programme maintenant le Wemos sans fil OTA (Over The Air), afin que le câble puisse être retiré pour de bon.

Pour la connexion indiquée en 6), l'électricien a laissé un câble blanc branché sur un interrupteur à fusible, transportant 220v, sortant du mur. Donc tout ce que j'avais à faire était de retirer un peu de caoutchouc au bout du câble blanc, retirer environ 1 cm de caoutchouc de chacun des trois contacts, puis brancher le marron dans le port "L" de l'alimentation, le bleu dans le port "N" et le jaune-vert dans le port "terre". C'était de loin l'étape la plus longue, aussi parce que je n'ai pas utilisé les outils appropriés pour décoller le caoutchouc du câble, j'ai juste utilisé des ciseaux de cuisine. Je l'ai toujours fait de cette façon, donc mon taux d'erreur n'était que de 3/35 (où 35 correspond à 8 broches de chaque câble cat 5 et à chaque extrémité, plus les 3 broches du câble réseau de la maison), c'est-à-dire que je n'avais qu'à refaire -couper 3 broches au total sur 35 connexions. Cependant, vous pouvez le faire probablement plus rapidement avec une pince à dénuder appropriée.

Étape 2: Pose des LED et des profilés en aluminium

C'est assez facile une fois que vous avez trouvé la meilleure séquence d'étapes. Je recommande ce qui suit:

1) avec l'aide d'une autre personne, prenez les deux profilés à installer d'un côté, placez-les sur la plinthe avec le diffuseur pointant vers l'autre côté de l'escalier, décidez quelle zone de l'escalier vous souhaitez couvrir (nos escaliers mesuraient 4,4 m de long et nous n'avions que 4 m de profilés en aluminium) et marquez-le avec un crayon.

2) placer 3 ou 4 morceaux de scotch bi-adhésif sur la longueur de chacun des deux profilés aluminium (ou directement sur la plinthe). Ok, j'ai menti, je n'avais pas de scotch bi-adhésif donc j'ai juste fini par utiliser du scotch ordinaire roulé sur lui-même pour former un patch bi-adhésif. Ça marche.

3) retirez délicatement le diffuseur des profilés en aluminium (faites attention à vos doigts !)

4) placer les profilés sur la plinthe (c'est-à-dire sur le scotch), en veillant à ce que le scotch soit caché entre le profilé et la plinthe. Assurez-vous également que le diffuseur pointe vers l'autre côté de l'escalier, pas vers le haut, sinon vous n'obtiendrez pas l'effet souhaité. En d'autres termes, l'image ci-jointe est juste pour référence, ne suivez pas l'image avec les mesures car cela installe le diffuseur vers le haut. Maintenant, vous devez prendre confiance en vous pour suivre les étapes suivantes, mon conseil est de demander l'aide d'une deuxième personne et de demander à la personne avec les doigts plus petits de faire ceci:

5) déroulez la bande LED, placez-la à côté (mais à l'extérieur) du profilé en aluminium et assurez-vous que toutes les LED finiront bien à l'intérieur de la ligne U. à l'extrémité supérieure de la bande, vous avez le connecteur, qui est plus épais que le profilé en aluminium. Prenez note de l'endroit où cela se terminera une fois que la bande sera à l'intérieur de la ligne U.

6) retirez le couvercle du ruban bi-adhésif que vous trouvez derrière la bobine LED (si vous n'avez pas de ruban bi-adhésif ici, procurez-vous-en un et ajustez-le sur toute la longueur de la bobine. Pas de patchs sporadiques, vous besoin de toute la longueur couverte par du ruban adhésif). J'avais du bi-adhésif de qualité 3M, donc il y avait très peu de marge d'erreur. Si vous n'y faites pas assez attention, le ruban collera soit au profilé, soit à la plinthe, soit à un autre morceau de la bande elle-même, soit aux marches, et il n'est pas trop facile de l'enlever.

7) insérez le connecteur supérieur de la bande LED en le faisant glisser avec les 2-3 premiers pixels dans l'extrémité du profil. Assurez-vous de correspondre au niveau que vous avez noté à l'étape 5)

8) demandez maintenant à la personne avec les doigts plus petits d'appuyer doucement chaque pixel contre l'extrémité de la ligne U. Prenez votre temps en faisant cela. Si vous avez bien noté toutes les longueurs, vous vous retrouverez avec la dernière LED à seulement 2-3 mm à l'intérieur de la ligne en U à l'autre extrémité.:)

Étape 3: Finition de l'encastrement en bois

Vous devez maintenant tout recouvrir de bois lamellé pour qu'il ait l'air incrusté dans les escaliers.

Mettez autant de silicone que possible entre les profilés en aluminium et le mur. Il servira de brique de base pour poser davantage de silicone lorsque vous placerez le bois lamellé sur le dessus.

Préparez le bois lamellé en ponçant avec du papier de verre à grain de plus en plus fin. J'ai commencé avec 40 et j'ai terminé avec 120. Peignez le bois lamellé avec la même peinture que vos plinthes. Laissez-les sécher !!!

Donnez-leur autant de laissez-passer qu'ils en ont besoin. Dans mon cas c'était 2, pour correspondre au travail du peintre sur les plinthes.

Posez les bois lamellé sur le dessus des profilés en aluminium. Vous allez vous retrouver avec des trous. Remplissez les plus petits de silicone. Pour les plus gros, coupez de petits morceaux de bois lamellé et répétez les étapes ci-dessus jusqu'à ce que tous les trous soient remplis.

Étape 4: programmer le microcontrôleur

Téléchargez le code joint au microcontrôleur. Modifiez votre ssid et votre mot de passe wifi afin de pouvoir télécharger un nouveau sketch sans fil via les mises à jour OTA.

Le programme a les caractéristiques suivantes:

1) c'est paramétrique dans le nombre de gouttes de sang. Modifiez cette ligne pour avoir plus/moins de gouttes:

#define DROPS 5

2) il déclenche automatiquement les gouttes lorsqu'un mouvement est détecté

3) lorsque le mouvement est arrêté, il maintient les gouttes actuellement actives en cours d'exécution. Lorsque chaque goutte atteint le fond, elles se dissolvent et les lumières s'éteignent à nouveau.