Адресная гирлянда своими руками

Красочные адресные светодиоды на новый год без программирования и пайки

Скоро Новый год, но вот настроение по разным причинам порой бывает не самым новогодним и тут на помощь приходит в том числе и новогодняя иллюминация. Хочу рассказать о своем опыте с адресными светодиодными гирляндами и лентами. Америку вряд ли открою, но вышло красиво и недорого.

Рассмотрю два варианта — отдельно без существующей домашней автоматизации и работу в связке с “умным домом”.

По адресным светодиодным лентам появилось довольно много структурированной информации и поэтому можно легко сделать осознанный выбор. Например, перед покупкой я внимательно просмотрел соответствующие видео с каналов DrZzs (на англ.) и The Hook Up (на англ.) и сделал выводы о стоимости необходимых лент — ведь результат работы работы лент в моем случае один — красочная подсветка.

Остановил свой выбор на двух недорогих вариантах из Китая:

Адресные пиксели в офисном интерьере

В обоих случаях для питания моих лент требуется 5 вольт. По мощности я не считал, а установил имеющийся и доступный по цене существующий блок питания Mean Well RS-150-5.

Блок питания Mean Well RS-150-5

И самая важная часть для управления новогодней программой — контроллер. Я выбрал микроконтроллер ESP8266 китайского производителя Espressif Systems, то есть в моем случае использовал недорогую плату LOLIN (WEMOS) D1 mini.

LOLIN (WEMOS) D1 mini в термоусадке, подключенный к ленте на ёлке

Hardware

По лентам и гирляндам очень широкий выбор — есть большое число разных чипсетов и надо смотреть чтобы контроллер поддерживал ленты, которые собираетесь покупать.
Моей задачей было использовать адресные пиксельные ленты в составе автоматизации на базе open-source платформы Home Assistant. Самый доступный для этого вариант — использовать ESP8266. Существует большая база совместимых контроллеров заводского изготовления (раздел LED Controller), составленная авторами прошивки Tasmota.
На мой взгляд Tasmota хорошая прошивка, но для управляемых пикселей и шаговых двигателей не очень подходит.

LOLIN (WEMOS) D1 mini, подключенный к гирлянде

Software

Вариант без домашней автоматизации

Если хотите быстрый старт “без регистрации и смс”, то самое разумное решение это прошивка ESP8266 проектом WLED (WiFi Lighting Effects Driver). У прошивки есть собственное приложение которое позволяет легко управлять светодиодами, а также огромный список предустановленных эффектов для адресных лент и гирлянд. Также WLED поддерживает множество протоколов управления, в том числе и MQTT , если в этом есть необходимость.
Пайка для подключения ленты к WEMOS не требуется.

Интерфейс WLED (WiFi Lighting Effects Driver)

Адресная иллюминация в составе умного дома на базе Home Assistant

Надо заметить, что у WLED совсем недавно (в декабре 2019 года) появилась полноценная интеграция для Home Assistant.
Но, поскольку я занимался гирляндами еще в ноябре, до появления этой интеграции, связь Home Assistant WLED по MQTT мне показалась глючной.

Панель управления ESPHome

Для Home Assistant существует нативная прошивка ESPHome, которая работает с Home Assistant без MQTT и она также поддерживает адресные светодиоды.

Clockless:
NEOPIXEL
WS2811
WS2811_400 (WS2811 with a clock rate of 400kHz)
WS2812B
WS2812
WS2813
WS2852
APA104
APA106
GW6205
GW6205_400 (GW6205 with a clock rate of 400kHz)
LPD1886
LPD1886_8BIT (LPD1886 with 8-bit color channel values)
PL9823
SK6812
SK6822
TM1803
TM1804
TM1809
TM1829
UCS1903B
UCS1903
UCS1904
UCS2903

SPI:
APA102
DOTSTAR
LPD8806
P9813
SK9822
SM16716
WS2801
WS2803

Поскольку я использую образ Hass.io, то для компиляции прошивок использовал самый простой для этого вариант — дополнение ESPHome Hass.io Add-On.

Окно редактора прошивки ESPHome

Получившиеся прошивки гирлянды и ленты:

После добавления получившихся устройств в Home Assistant в интерфейсе можно видеть и задавать варианты эффектов.

Интерфейс Home Assistant

Также эффекты можно использовать и в автоматизациях. Например при открытии двери 30 секунд один эффект, 10 секунд другой эффект, а потом выключение, чтобы не отвлекал. Но есть условие: включение только когда на улице уже полумрак.

Ёлка с адресной светодиодной лентой

Как можно увидеть при некоторой сноровке можно недорого организовать новогоднее освещение и вписать его в существующую систему “умного дома” или использовать отдельно без домашней автоматизации, используя отдельное приложение на смартфоне.

Дополнительные подробности можно найти на GitHub.

Автор: Михаил Шардин,
23 декабря 2019 г.

Источник

💥 Гирлянда на адресной ленте Ардуино

Новогодняя гирлянда из адресных светодиодов ws2812b своими руками — интересный проект на Ардуино Нано, который сможет порадовать вас и удивить ваших гостей. Мы разместили на этой странице подробную схему сборки устройства, а также два варианта прошивки микроконтроллера с возможностью управлять световыми эффектами на адресной светодиодной ленте ws2812b Arduino от тактовой кнопки.

Гирлянда на WS2812B и Ардуино своими руками

Гирлянда из ws2812b потребляет довольно много тока. Если выбор блока питания для адресной LED ленты зависит от напряжения питания ws2812b (5 или 12 Вольт). То на силу тока блока питания (Амперы) влияет длина ленты, а также плотность светодиодов, например, 60 штук на метр. Исходите из того, что один светодиод потребляет 60 mA, соответственно 60 светодиодов (один метр ленты) требуют ток 3,6 Ампера.

Сборка гирлянды на адресных светодиодах WS2812B и Arduino

Для этого проекта нам потребуется:

• плата Arduino Nano;
• адресная лента WS2812B;
• блок питания на 5V или 12V;
• резистор 100 — 500 Ом;
• тактовые кнопки;
• припой, провода, изолента.

На следующей картинке изображена сборка электрической схемы новогодней гирлянды на ws2812b. Тактовые кнопки служат для настройки световых эффектов — изменение яркости, шага и скорости движения радуги в первом скетче. Во втором скетче предусмотрен вариант переключения различных световых эффектов на ws2812b, а также изменения яркости светодиодов и скорости переливания цветов.

Схема подключения ёлочной гирлянды на адресной ленте

После сборки схемы, вам потребуется установить библиотеку FastLED для управления адресной ленты. Эту библиотеку, как и много других пользовательских библиотек можно скачать на нашем сайте здесь. Следующая прошивка заставляет ленту переливаться всеми цветами радуги. С помощью тактовых кнопок можно добиться нужного светового эффекта для елочной гирлянды на ws2812b светодиодах.

Скетч. Адресная гирлянда WS2812B на Ардуино

Пояснения к коду:

1. кнопки подключены к пинам, которые сконфигурированы с помощью функции INPUT_PULLUP, позволяющей считывать количество нажатий на кнопку;
2. нажатие кнопок увеличивает переменные bright , steps и rate , а при достижении заданного порога переменные возвращаются к начальным значениям.

Схема сборки электрической гирлянды на Arduino Nano

В следующей прошивке есть несколько режимов работы гирлянды, как и в случае сборки светильника на ws2812b для переключения служат кнопки. Для удобства мы использовали только одну библиотеку FastLED в скетче. Между тем, скетч от светильника тоже подойдет для управления эффектами на гирлянде, единственное, что вам потребуется дополнительно скачать и установить библиотеку Adafruit NeoPixel.

Источник

Делаем саму крутую гирлянду в городе к Новому году

До новогодних праздников остается полтора месяца, а мы уже начинаем готовиться и делать эффектные штуки для создания праздничной атмосферы.

В этом году предлагаю вам сделать очень крутую гирлянду-матрицу, которую можно повесить на окно или балкон, чтобы радовать не только себя, но и всех соседей в округе.

Зачем так рано

Большую часть компонентов такой гирлянды не найти в обычных магазинах. Чтобы собрать весь необходимый комплект, потребуется потратить много времени и обойти несколько магазинов электроники или радиорынков.

Лучше всего заказать все и сразу на AliExpress. Компоненты успеют прийти к новогодним праздникам и вы с легкостью повторите данный проект на зависть всем соседям.

В прошлом году мы уже делали подобную гирлянду на окно. Лично меня данная штука радовала всю зиму, соседи и просто прохожие часто останавливались перед окнами, чтобы понаблюдать за причудливыми анимациями и световыми эффектами.

В этот раз предлагаю модернизировать уже знакомый проект и собрать более крутую гирлянду. Если прошлая версия состояла всего из 100 светодиодов, то новый проект будет содержать минимум 1000 RGB адресных светодиодов! Это позволяет выводить не только более детализированные эффекты, но и демонстрировать GIF-ки, анимацию и даже специально подготовленное видео.

По сути мы превратим окна квартиры или балкона в LEG-панель с небольшим разрешением.

Что нужно заказать для данного проекта

Так выглядела моя посылка с пятьюдесятью кусками диодной ленты

▸ Первое и самое важное – это адресные светодиоды. Чтобы паять меньше проводов и диодов, чем в прошлом году, предлагаю сразу купить диоды на ленте.

Отлично подойдут ленты с плотностью 30 диодов на метр. Расстояние между ними на ленте составляет примерно 3 см, значит крепить такие ленты на окно лучше всего с шагом 3 см. Так получится равномерная матрица с правильными пропорциями картинки.

Исходя из этих данных рассчитываем необходимое количество лент для заказа. Покупаем самую доступную ленту WS1218B на белой основе с классом влагозащиты IP30.

Более защищенная и дорогая лента нам не нужна, крепить ее мы будем внутри помещения. Метровый кусок такой ленты стоит 100 рублей.

Учитывая большое количество заказываемых лент и всевозможные купоны мы неплохо сэкономим.

Не экономьте на блоке питания, берите с запасом мощности

▸ Чтобы запитать такую матрицу потребуется мощный блок питания. Рассчитать запас мощности можно исходя из приведенной таблицы.

Закладывайте минимум 3A на каждые 100 диодов. При построении матрицы на 1000 диодов выбирайте блок на 5В 30А, а лучше сразу на 40А с запасом.

Такой адаптер питания обойдется от 990 рублей.

Wemos D1 mini и комбинированный модуль времени + кардридер

▸ Для управления матрицей понадобится плата на базе микроконтроллера ESP8266 NodeMCU или Wemos D1 mini. Ни одна модель Arduino такую матрицу не потянет.

▸ Для пайки компонентов подойдет паяльник SH72 – от 976 руб.

▸ Не забывайте про канифоль и олово для пайки – от 270 руб.

Как спаять все компоненты

Тестовая сборка на макетной плате

Данную самоделку будем делать по базовому проекту Алекса Гайвера и дальшейшему развитию данной идеи в виде проекта GyverPanelWiFi от vvip-68.

Изначально разработчики предлагают достаточно сложную схему:

Схема с использованием платы NodeMcu

Однако, все возможности проекта нужны далеко не каждому пользователю. Можете запросто убрать динамик (он используется для будильника), плату с разъемом для карты памяти (она нужна для GIF-ок и видео), дисплей для индикации режимов и кнопку для их ручного переключения.

Если упростить проект, будет достаточно собрать нечто подобное:

Схема с использованием платы Wemos D1 mini

Даже из этой схемы можно выкинуть блок с картой памяти и пользоваться стандартным набором эффектов.

Получается, что нужно всего лишь соединить управляющую плату с диодной лентой и подать питание на оба элемента. Кнопка переключения режимов здесь используется опционально.

Соединять диодную ленту в матрицу можно любым из способов по примеру выше. Последовательное подключение (зигзаг) вообще не требует пайки, куски ленты соединяются между собой коннекторами. Будет достаточно припаять два провода на питание в начале ленты и логический контакт на плату управления.

Если длина ленты окажется слишком большой, рекомендую подавать питание не в начале или конце, а подкинуть контакты с блока питания в разрыв примерно посередине.

На сборку прошлогодней матрицы у меня ушло несколько часов, а гирлянду из этого проекта собрал за 45 минут. Все благодаря китайцам, которые вместо спаянных диодов начали выпускать готовые ленты с коннекторами. А ведь количество “лампочек” в гирлянде увеличилось в 10 раз!

Не забудьте предусмотреть разъем для быстрого включения и отключения блока управления, чтобы при необходимости его можно было перепрошить.

Как прошить модуль управления

1. Если вы первый раз прошиваете подобные платы, потребуется скачать и установить приложение Arduino IDE на Mac или Windows.

Кроме этого могут потребоваться библиотеки Java Runtime Environment и драйвера для плат.

2. Подключаем прошиваемую плату к компьютеру и запускаем Arduino IDE.

3. В меню Инструменты – Плата выбираем тип используемой платы.

4. В меню Инструменты – Процессор выбираем тип процессора на плате. Проверяется методом перебора.

5. В меню Инструменты – Порт выбираем USB порт с подключенной платой.

6. Скачиваем архив проекта с GitHub (кнопка Clone – Download ZIP) и распаковываем его на компьютере.

7. В папке firmware находим последнюю версию прошивки GyverPanelWiFi и открываем в приложении Arduino IDE.

8. Из папки libraries с проектом импортируем все необходимые библиотеки через меню Скетч – Подключить библиотеку – Добавить .ZIP Библиотеку….

9. На вкладке a_def_hard.h настраиваем основные параметры подключаемой ленты (матрицы). Ее размер, способ подключения и угол подачи логического сигнала.

При желании можно пробежаться по другим вкладкам проекта и настроить эффекты под себя.

10. Загружаем проект на подключенную плату и устанавливаем ее в готовую сборку.

Получаем красивейшую гирлянду с большим набором настраиваемых эффектов. Доработанная прошивка включает в себя около 40 анимаций, включая часы с отсчетом даты до наступления Нового года, погодный информер и возможность выводить бегущую строку с любы текстом.

Синхронизация времени и получение прогноза погоды будет возможно при использовании убавляющий платы с Wi-Fi.

При использовании модуля с подключаемой картой памяти получится конвертировать и выводить на нашу матрицу GIF-ки и даже видео в соответствующем разрешении.

В результате соберете нечто подобное:

Останется лишь закрепить самоделку на окно и радовать всех проходящих соседей.

Источник