"Как Новый год встретишь - так его и проведешь" - давно ставшая крылатой фраза, в какой-то степени заставляющая заранее готовиться к самому любимому празднику. И если такие традиционные атрибуты, как оливье и мандарины, незаменимы, то выбор различных инсталляций и украшений ежегодно заставляет ломать голову, радиолюбителям и электронщикам - в особенности.
Просмотренные в Интернете видео с поделками на "умных" светодиодах WS2812B сразу породили множество идей их применения. В конце ноября мне наконец-то пришла долгожданная, заказанная на eBay лента из 200 диодов. Доставка бесплатна, стоимость одного диода - около шести рублей. И так как до Нового года оставался всего месяц, я решил совместить приятное с полезным - и с подключением диодов разобраться, и к празднику подготовиться.
WS2812B - трехцветный светодиод с интегрированным драйвером и схемой, реализующей протокол управления. Имеет 4 вывода, как и "обычный" RGB-диод, однако их назначение отличается: два вывода отведены под питание схемы, один вывод под вход данных, и один - под выход (диоды можно соединять последовательно). Нет необходимости придумывать сложные алгоритмы для регулировки яркости и цвета каждого диода - разработчику достаточно передать в цепочку диодов последовательность байт и выдержать необходимые временные интервалы - после чего цепочка будет гореть заданным цветом либо до подачи другой последовательности, либо до отключения питания. При этом расходуется всего один вывод МК или ПЛИС!
В даташите на диоды (прикреплен в конце статьи) подробно расписаны все характеристики, здесь же приведу наиболее важные параметры:
- размер одного диода 5х5 мм, корпус - для поверхностного монтажа;
- напряжение питания - 3,5...5,3В;
- максимальное количество диодов в одной цепочке - 1024, при частоте обновления 30 кадров в секунду. Стоит заметить, что подключить такое число диодов возможно при идеальном следовании таймингам протокола, что бывает проблематично;
- светодиоды реализуют RGB-модель: каждый цвет кодируется одним байтом - теоретически возможно получить более 16 млн цветов. Однако на глаз разница между даже не столь близкими цветами незаметна.
Схема подключения диодов выглядит следующим образом:
При подаче питания диоды не инициализированы и горят синим цветом. Для инициализации цепочки диодов требуется выполнить следующие действия:
- Передать 8 бит G7..G0 для установки зеленого цвета первого диода;
- Передать биты R7..R0 для установки красного цвета;
- Передать биты B7..B0 для установки синего цвета;
- Повторить пункты 1-3 для второго, третьего и др. диодов. То есть, после инициализации первого диода, данные начинают проходить через него на следующий диод;
- Установить на входе логический "0" как минимум на 50 мкс, после чего все инициализированные диоды примут заданный цвет.
Передача единиц и нулей осуществляется не непосредственно, но выдержкой определенных временных интервалов; суммарное время передачи одного бита - 1,25 мкс, настройки одного светодиода - 30 мкс. На практике требуется соблюсти лишь длительность высокого уровня, длительность низкого может выходить из пределов в большую сторону.
Далее я подробно прокомментирую программу, которая инициализирует диоды, отвечает за управление и смену эффектов. Программа написана на языке ассемблера, проект в среде ATmelStudio 6.2 прикреплен в конце статьи. Будет рассмотрена только логика загрузки и переключения эффектов; очевидные вещи, вроде инициализации стека и настройки прерываний и портов, опущены. Также подразумевается, что цепочка диодов подключена к порту PD7 контроллера, рабочая частота - 8 МГц.
Идея программы заключается в следующем. Имеется некий набор эффектов, которые поочередно требуется выводит на светодиоды. Эффект характеризуется:
- частотой кадров;
- временем работы;
- "интеллектуальностью". "Умным" называется эффект, который проще запрограммировать (например, плавные переливы цветов, одинаковые для многих эффектов); "глупый" же эффект описывается покадрово, массивом.
Перед объяснением логики работы следует пояснить, для чего нужны следующие регистры и константы:
Def temp = r16 ;для всего, своего рода регистр-помойка.def counter = r17 ;регистр-счетчик светодиодов.def curFn = r18 ;счетчик кадров, прошедших с момента начала текущего эффекта.def curEf = r19 ;7..4 - число эффектов всего, 3..0 - номер текущего.equ LED_COUNT = 17 ;константа-общее число светодиодов.equ BUFFER_SIZE = LED_COUNT*12+1 ;размер буфера (будет пояснено позднее) .equ XTAL = 8000000 ;тактовая частота.equ DIV = 256 ;значение предделителя таймера.equ TPS = XTAL / DIV ;число тиков таймера за секунду.equ END = 0xFE ;маркер конца
Учитывая приведенные выше характеристики эффекта, он выглядит примерно следующим образом:
EffectName: .db high(TPS/15),low(TPS/15), 15*16,1 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,7,7,9,7,7,9,7,7,9 .db 7,7,9,END
В первой строке находятся 4 байта характеристик:
- два байта настройки прерывания таймера, определяющие частоты смены кадров. В данном случае частота - 15 кадров/сек;
- байт длительности эффекта (в кадрах). Данный эффект продлится 16 секунд;
- байт "умности" эффекта. Так как данный эффект (перелив) проще запрограммировать, байт равен единице.
- 51 байт цветовых характеристик каждого диода (в случае покадрового описания их было бы на порядок больше);
- маркер конца массива.
Под хранение буфера и некоторых констант в ОЗУ выделено следующее количество места:
Dseg BytesBuffer: .byte BUFFER_SIZE ;массив байт, который будет загружаться в диоды (пояснено ниже) ColorsTable: .byte LED_COUNT*3+1 ;3 - число цветоканалов(R,G,B), 1 байт под маркер конца MaxFrame: .byte 1 ;число кадров, которое необходимо проиграть, для конкретного эффекта CurEffectAddr: .byte 2 ;хранит в себе адрес текущего эффекта.equ CEA_H = CurEffectAddr + 1 .equ CEA_L = CurEffectAddr + 0
Хочется подробнее пояснить "программируемость" эффектов. Дело в том, что в массиве должны быть перечислены интенсивности каждого цвета (от 0 до 16). В свою очередь, данные значения умножаются на значения следующий регистров (заодно приведены константы-помощники в реализации перелива):
Def R = r20 ;динамическая интенсивность красного.def G = r21 ;зеленого.def B = r22 ;и синего.def F = r23 ;флаг для автомата переключения состояний;флаги состояний.equ G_HIGH = 1 .equ R_DOWN = 2 .equ B_HIGH = 3 .equ G_DOWN = 4 .equ R_HIGH = 5 .equ B_DOWN = 6 .equ MAX_FLAG = 7
Произведение констант из массива и соответствующих регистров формируют таблицу цветов (ColorsTable) для каждого из диодов. В случае, если эффект программируется, значения регистров R,G,B можно динамически менять. Описание всех кадров такого эффекта нецелесообразно (требует слишком много памяти контроллера).
В случае, если эффект не программируемый, все кадры перечислены в массиве, а интенсивности вместо значений регистров умножаются на 15.
После получения таблицы цветов необходимо получить последовательность байт, которая будет загружаться непосредственно в диоды. Это выполняет следующая функция:
ColorToBytes: ldi temp,0x88 sbrc R0,7 ;используется регистр R0 как стандартный аргумент команды lpm subi temp,-(1<<6) ;сложения в AVR нет, поэтому так извращенно sbrc R0,6 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ldi temp,0x88 sbrc R0,5 subi temp,-(1<<6) sbrc R0,4 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ldi temp,0x88 sbrc R0,3 subi temp,-(1<<6) sbrc R0,2 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ldi temp,0x88 sbrc R0,1 subi temp,-(1<<6) sbrc R0,0 subi temp,-(1<<2) st Y+,temp ret
То есть, данная функция преобразует один байт в четыре, которые будут загружаться в диоды.
LoadData: cli ;цикл загрузки битов в диоды. Очень быстрый, и дабы тут ничего не сломалось, на всякий случай запрещаю прер-ия. LoadData2: ld temp,Y+ cpi temp,END breq FromBegin ;все диоды инициализированы, прыгаем в бесконечный цикл Out1: out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop out PortD,temp lsl temp nop cbi PortD,7 rjmp PC+1 ;выполняется 2 такта, но занимает 2 байта, в отличие от 2*nop, которые выполняются столько же, rjmp PC+1 ;но занимает 4 байта rjmp PC+1 rjmp PC+1 rjmp PC+1 rjmp PC+1 rjmp LoadData2 FromBegin: sei cbi PortD,7 Loop: ;пока что цикл абсолютно пуст, то есть можно разместить еще какие-либо действия/обработчики rjmp Loop
Откуда взялась волшебная константа 0х88? Нужная длительность низких и высоких уровней формируется путем выдерживания определенного значения на выходе порта. Команды lsl - nop - out выполняются за три такта, то есть за 375 нс, что укладывается в допустимую погрешность. Таким образом, передача нуля сводится к загрузке последовательности 1000, а единицы - 1100. То есть, в одном байте передаются два бита, а в двенадцати байтах - настройки одного диода (24 бита = 3 байта G,R,B), что сразу делает понятной данную строку:
Equ BUFFER_SIZE = LED_COUNT*12+1 ;размер буфера (будет пояснено позднее)
Именно поэтому в начале байт равен 0x88, функция ColorToBytes попросту выставляет единицы на позициях 6 и 2, если это необходимо, и загружает байт в выходной буфер.
В упомянутом выше прерывании таймера реализовано следующее:
Общий алгоритм работы представлен следующей блок-схемой:
Также в конце статьи прикреплен шаблон проекта, незначительная правка которого позволит очень быстро работать с WS2812B.
Осталось продемонстрировать готовое устройство на "умных" светодиодах - новогоднюю елку. Схема елки достаточно проста и приведена ниже:
Основной компонент схемы - микроконтроллер ATmega8A в TQFP-корпусе. Также я оставил две кнопки для будущей доработки елки. Остальные компоненты почти полностью представлены резисторами и конденсаторами типоразмера 0805. Питается елка от 5 Вольт через разъем micro-USB, что позволяет разместить елку где угодно при подключении к внешнему ЗУ типа PowerBank. Файл с ПП елки находится в архиве (плата двусторонняя).
Фото вырезанной на ЧПУ-станке платы (одна сторона):
Впервые в жизни попробовал вырезать плату из тонкого (0.3мм) текстолита, так как планировал закрепить елку на листе бумаги формата А3. Для больших плат механическая прочность такого текстолита низка; советую брать текстолит от 1 мм толщиной. На фото даже видно просвечивающие дорожки другой стороны!
Пайка и прошивка схемы трудностей вызвать не должны, все необходимые файлы прикреплены в конце статьи. Фото елки в работе (эффект северного сияния, фрагменты гирлянд):
Небольшое видео работы (пример эффекта перелива):
В конце статьи прикреплен архив, где находятся:
- исходный проект новогодней елки в AtmelStudio 6.2;
- шаблон проекта в этой же среде;
- файл печатной платы елки;
- файл схемы елки;
- прошивка елки;
- FUSE-биты контроллера;
- схема подключения диодов;
- даташит на WS2812B.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | МК AVR 8-бит | ATmega8A-AU | 1 | TQFP32 | В блокнот | |
| D1-D17 | Светодиод | WS2812B | 17 | В блокнот | ||
| C1 | Конденсатор | 47 мкФ | 1 | TANT_A | В блокнот | |
| C2 | Конденсатор | 100 нФ | 1 | 0805 |
На смену традиционной большой елке пришли ее миниатюрные варианты, изготовленные из самых разных материалов. Наиболее празднично смотрится елочка из светодиодов. Способов, светодиодную елочку , существует несколько. Елочки при этом выглядят непохожими друг на друга и оригинальными.
Светодиодная елочка на стене
Самый простой и легкий вариант изготовления светодиодной елки не требует особых усилий. Для изготовления такой елки понадобится светодиодная гирлянда, канцелярские кнопки и фотографии или небольшие пластмассовые игрушки. Украшать елка будет стену.
Кнопки необходимо закрепить в районе верхушки ели, на концах ее лап и в их основании. Отметьте середину светодиодной гирлянды и закрепите ее на верхней кнопке. Дальше пропускайте оба конца гирлянды через кнопки, изображая елку. Такую елку вы можете украсить легкими шарами, игрушками или фотографиями. Включайте светодиодную гирлянду и любуйтесь новой елкой.
Светодиодная елка из бутылки
Оригинальная елка со светодиодами может получиться на основе пустой бутылки из-под шампанского. Помимо бутылки вам понадобится дрель, сверло, пластилин, клей, светодиодная гирлянда и бумага.
Бутылку нужно очистить от этикетки и сполоснуть. Подготовленную бутылку закрепите на рабочей поверхности при помощи пластилина. В нижней части бутылки место сверления оклейте пластилином. Начните сверлить отверстие. После того, как образуется небольшая выемка, в отверстие капните несколько капель воды. Это нужно, чтобы сверло сильно не нагревалось. Просверлите отверстие до конца. Удалите весь пластилин, ополосните бутылку и вытрите ее насухо.
Пропустите гирлянду через просверленное отверстие и заполните ею бутылку. Чтобы изделие больше напоминало елочку, сверните белую пергаментную бумагу конусом, края ее закрепите клеем. Включайте гирлянду. На этом ваша елочка готова.
Светодиодная елка из флористической сетки
Эта елочка по внешнему виду будет напоминать елку из-под , но будет смотреться эстетичнее. Для изготовления елки понадобится флористическая сетка, плотный картон, пищевая пленка, ножницы, клей ПВА, кисть, швейные иголки, светодиодная гирлянда и украшения для елочки.
Из картона нужно скрутить конус желаемой высоты. Флористическую сетку нарежьте полосами. В емкости разведите клей ПВА с малым количеством воды. Конус из картона обмотайте пищевой пленкой, излишки отрежьте. Куски флористической сетки смочите в растворе клея, и прикладывайте их к конусу, скрепляя швейными иголками. После того, как первый слой сетки подсохнет, выложите второй таким же образом. Оставьте конус до полного высыхания.
После этого снимите конус из сетки с картонной конструкции, пленку также аккуратно удалите. Внутрь конуса положите светодиодную гирлянду и украсьте всю елочку игрушками.
| количество | Обозначение и маркировка детали на схеме | |
| 6 | × | 10К резистор R1, R3, R5 на обеих платах |
| 6 | × | 330 Ом — 3K резистор R2 (2К), R4 (1К), R6 (330) на обеих платах |
| 1 | × | 2K резистор R7 (только на одной плате) |
| 6 | × | 47мкФ конденсатор C1, C2, C3 на обеих платах |
| 6 | × | 9014 транзистор Q1, Q2, Q3 на обеих платах |
| 13 | × | Красные светодиодыD1-D6 на обеих платах и D19 (только на одной плате с R7) |
| 12 | × | Желтые светодиодыD7-D12 (на обеих платах) |
| 12 | × | Зеленые светодиодыD13-D18 на обеих платах |
| 3 | × | Печатные платы |
| 4 | × | Контейнер батарей с крепежом, гнездо питания, выключатель и USB кабель питания |
Состав набора
2. Схема 3D елки и теория ее работы
На плате обозначены номера резисторов и их номинал, если номинал не обозначен ориентируйтесь на таблицу состава набора. Определение номинала установленного резистора осуществляется с использованием цветового кода или замером сопротивления резистора прибором.
Наборы 3D елок комплектуются парами резисторов R2, R4, R6 с номиналами сопротивления отличающимися от 1К. В любом случае резистор самого низкого сопротивления устанавливается в цепь питания зеленых светодиодов D1-D6, а резистор самого большого сопротивления в цепь красных светодиодов D7-D12. Установка резистора низкого сопротивления в цепь питания зеленых светодиодов позволит им светиться чуть-чуть ярче. Зеленые светодиоды обычно менее яркие относительно светодиодов другого цвета свечения.
Установка своими руками резисторов в плату
Откусывание проводников
4. Установка транзисторов
Установка транзисторов на плату
Пайка транзистора на плате
Устанавливайте транзистор со стороны маркировки платы. Положение корпуса, должно соответствовать рисунку на плате. Пайку транзисторов проводите быстро без перегрева. Припаиваем все шесть транзисторов. Далее припаиваем электролитические конденсаторы.
5. Пайка конденсаторов
Положительный электрод длиннее
Маркировка отрицательного электрода
Маркировка полярности на плате
Конденсаторы радиоконструктора припаяны
При пайке электролитических конденсатов необходимо учитывать полярность последних. Отрицательный электрод имеет маркировку на корпусе конденсатора, а сам вывод несколько короче положительного вывода. Отрицательный электрод на плате обозначен зашрихованной полоской. Если рисунка нет на плате, то площадка припаивания положительного электрода конденсатора обычно имеет квадратную форму. При установке конденсатора на плату учитывайте его положение на плате. Смотри фото. Далее устанавливаем на плату светодиоды.
6. Припаивание светодиодов
Установка светодиода в плате
Светодиоды тоже имеют полярность при подключении. Длинный электрод светодиода положительный, а короткий — отрицательный. Снова обратите внимание на маркировку печатной платы и квадратную форму положительной площадки пайки. При пайке обязательно все светодиоды одинакового цвета Должны быть сгруппированы вместе с общим резистором и транзистором, как показано на схеме. Если подпаяете светодиоды разного цвета, то один цвет светодиода будет светится ярче, чем другой цвет (причем другой цвет может вообще не светиться!).
Обратите внимание на положение светодиодов относительно платы. Диод D19 пока не устанавливаем. После установки светодиодов настает время проверки правильности монтажа.
7. Проверка работы спаянных плат
После установки на плату 3D елки всех элементов (за исключением светодиода D19 на кончике) плату надо протестировать. Для этого подается питание 5 Вольт на площадки обозначенные «-» и «+» на пеньке елки. Вставляем в контейнер батарейки и соблюдая полярность касаемся проводниками контактных площадок питания на плате. Смотрите видео. Если все детали установлены и припаяны правильно, то все светодиоды должны красиво мигать. Если нет — ПРОВЕРЯЙТЕ ПРАВИЛЬНОСТЬ МОНТАЖА и устраняйте ошибки. Далее устанавливаем элементы питания и коммутации на базовую плату.
8. Пайка базовой платы
Правильное положение выключателя на плпте
Установка гнезда питания 3D елки
Батарейный контейнер на базовой плате
Пайка проводников питания от батарей
Припаиваем кнопку выключателя питания 3D елки и гнездо подачи внешнего питания. Внимание! При установке выключателя питания вырезанная сторона кнопки должна быть обращена к ближайшему краю печатной платы, смотрите фото!. Куском обрезанного электрода от резистора или конденсатора закрепляется на плате гнездо подачи питания. Такая петля жестко зафиксирует гнезда на плате. Батарейный контейнер закрепляем винтами с гайками на обратной стороне базовой платы. Смотрите фото. Проводники от батарей укорачиваем и припаиваем соблюдая полярность к печатной плате. Подайте питание на плату и проверьте полярность напряжения на контактах в центре платы. Приступаем к окончательной сборке елочки.
9. Окончательная сборка
Электронная елка. Ключ сборки плат
Соединение плат вместе
Собираем две платы в елочку, стрелки на платах должны быть рядом. Зафиксируйте положение плат друг относительно друга пайкой одной контактной площадки на стволе елки.
Соединение трех плат вместе
Вставляем елку в базовую печатную плату, соблюдая указания полярности («+» и «-») на всех трех печатных платах. Убедитесь, что елка установлена правильно и пропаяйте контакты и оставшиеся контактные площадки на стволе елки.
3D светодиодная елка может питаться от батарейного блока или USB источника питания. Когда штекер USB питания вставлен, батареи внутренним контактом гнезда отключается, поэтому батареи можно не вынимать при питании от USB.
Будьте осторожны при подаче USB питания от гаджетов и ноутбуков, не все они смогут обеспечить питание елки. Радиоконструктор набор деталей для сборки 3D елки вы можете приобрести по следующий ссылке http://ali.pub/2rdf6t . Как светится елка смотрите на видео
Удачной сборки 3D елочки своими руками.
В качестве дополнения, можно установить на базовую плату только одну елочку. А вторую плату подключить к батареям или через USB кабель, например, к банку питания. Плату можно закрепить на головном уборе или на верхней одежде. Ночь будет смотреться очень здорово. Тогда из набора получится две елочки.
Этот instructable показывает как надо обращаться со светодиодами, чтобы сделать из них какую-либо светящуюся цепь, рассказывает об общих правилах применения светодиодов на примере изготовления светящейся Рождественской светодиодной ёлки . Зная и используя принципы изложенные здесь, вы без труда повторите другие конструкции с использованием светодиодов, такие как и
, раздел сайта, где представлены ВСЕ самодельные ёлки и ВСЕ варианты из чего можно сделать ёлку.
Шаг 1. Детали
Эта светодиодная ёлка сделана из 17 красных, зеленых и желтых светодиодов – из самых дешевых, которые были в наличии в магазине электроники, (не знаю, кто изготовитель).
Их спецификация: (одинаковая для всех цветов)
прямое падение напряжения = 2,0 В
Макс непрерывный ток = 15 мА
Если вы можете, попытайтесь подобрать светодиоды, которые имеют те же характеристики - это облегчит создание дерева.
Блок питания от старого принтера обнаружился на улице - никакого источника питания постоянного тока больше не надо. В данном случае я имею напряжение 30 В, с током до 400 мА. Достаточная мощность для 300 светодиодов, но это излишне.
Шаг 2. Дизайн электрической схемы
Есть три возможности при проектировании схемы светодиодной ёлки, в зависимости от количества светодиодов, их прямого падения напряжения и напряжения питания.
1. На светодиодах будет падать меньшее напряжение, чем поставляет блок питания.
(То есть, например, если у вас есть 12 В питания, и у вас есть 5 светодиодов - каждый с прямым напряжением 1,8 В - то падение на светодиодах будет только 9 В)
При подключении светодиодов соединенных последовательно, непосредственно к источнику питания, будет течь слишком большой ток, и по крайней мере один из светодиодов перегорит (надеюсь разорвет цепь и защитит остальные).
В этом случае, вы должны включить резистор для ограничения величины тока до безопасного уровня. Для расчета общего сопротивления необходимо:
R = (Vs - Vf * N) / Is
Vs: - Напряжение питания
Vf: - Падение напряжения на 1 светодиод.
N: - Количество светодиодов
Is: - Безопасный ток для светодиодов.
Мой первоначальный дизайн был похож на схему А: R1 и R2 каждый по половине R_общего (для симметрии), резисторы добавлены для получения общего сопротивления.
2. На светодиодах падает точно такое же напряжение, что выдает блок питания. Отлично! Резисторы не нужны, просто подключите все индикаторы последовательно к провода клемм питания.
Будьте осторожны, если вы рассчитали неправильно, светодиоды сгорят.
3. На светодиодах падает больше, чем напряжение питания. Плохие новости - вы не можете подключить последовательно соединенные светодиоды. Однако, Вы можете разделить светодиоды в параллельные цепочки. Если вы посмотрите на схему B, вы можете видеть, что есть два пути для прохождения тока от Vcc (+) к GND (-). Путь по левой цепи имеет только 2 светодиода, поэтому она нуждается в токоограничительном резисторе, чтобы сохранить текущий ток на безопасном уровне (Сценарий 1). Путь по правой цепи имеет 15 светодиодов, падение напряжения каждого светодиода 2,0 В и блок питания 30В, это дает мне именно нужное падение напряжения, когда можно обойтись без резистора (Сценарий 2).
Если у вас есть известное напряжение питания и необходимое количество светодиодов с известным падением напряжения на каждом, можно прикинуть, какие сценарии у вас возможны, и разработать свою светодиодную ёлку!
Шаг 3. Дизайн эстетический
Пришло время художественных навыков!
При разработке дизайна дерева помните:
1. Должна быть определена электрическая цепь (см. предыдущий шаг), которая и определит ваши дальнейшие шаги.
2. Старайтесь не делать расстояние между соседними светодиодами больше чем два раза длина выводов светодиода, или вы должны будете использовать дополнительный провод.
Если вы посмотрите на дизайн B, можно увидеть, что есть два пути, по которому течет ток: выводы на нижних зеленых светодиодах подключаются к источнику питания и ток идет по ним вокруг всего контура дерева. Другой путь - два самых нижних зеленых светодиода подключены через резистор, и создают вторую параллельную цепь.
Шаг 4. Используйте кондуктор!
Этот проект не использует печатную плату, и любой, кто пытался паять компоненты вместе, знает, как это трудно! Дерево представляет еще более сложный вариант, так как провода и компоненты следует разместить эстетично - вы хотите, чтобы провода были прямыми, а дерево симметричным.
Чтобы преодолеть это, я использовал кондуктор - распечатайте свой план расположения или нарисуйте его от руки, и приклейте на кусочек дерева, по крайней мере, 5 мм (1/4 inch) толщиной. Если у вас есть гладкое дерево, как фанера или MDF, можно просто рисовать прямо на него.
Найти сверло такого же размера, как ваш светодиод (3 мм или 5 мм, как правило), и просверлить небольшие отверстия под каждый светодиод. В идеале каждый светодиод должен плотно прилегать в отверстии, без шевеления.
Шаг 5. Пайка светодиодов
На данном этапе необходимо выяснить, в каком направлении протекает ток по вашему дереву (по часовой стрелке или против часовой стрелки). От этого будет зависеть расположение контактов питания, и каким образом вы хотите, чтобы было ориентировано дерево (лицом вперед).
Разберитесь с этим – иначе или ёлочка не будет гореть, или будет развернута задом наперед.
Положите каждый светодиод в отверстие кондуктора, убедившись, что они ориентированы так, что положительный вывод первого светодиода будет идти к источнику питания (возможно, через первый резистор), а отрицательный вывод каждого светодиода соединяется с положительным выводом следующего светодиода.
Осторожно согните выводы светодиодов по направлению к прилегающим светодиодам, и обрежьте излишки, так чтобы оставить только ~ 1 см перекрытия. Совместите их внимательно, и спаяйте вместе.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ:
Светодиоды чувствительны к температуре – если вы перегреете выводы - они сгорают.
Пайку производите так далеко от светодиодов, как только сможете.
Попробуйте расплавить припой и положить его на соединение, а не нагревайте провода, пока припой плавится на них.
Если у вас не получилась пайка в первые ~ 10 секунд, подождите, пока светодиоды остынут и повторите попытку. Если вы паяете два длинных провода вместе, риск небольшой, но если светодиоды очень близко друг к другу (например, желтые светодиоды в моей конструкции), то вы должны быть намного более осторожными.
Шаг 6. Почти готово...
(Если вы поспешите вынуть светодиоды, вы деформируете ваше дерево)
С помощью плоскогубцев, обойдите кондуктор и тщательно потяните каждый из светодиодов, а затем перейдите к следующему, затем следует вернуться и вытащить каждый немного дальше, пока дерево не освободится.
После удаления дерева из кондуктора, оно должно быть подключено к источнику питания. Если у вас есть хороший компактный блок питания, как у меня, то вы можете использовать его в качестве прочной базы, ... в противном случае вам может понадобиться небольшой деревянный брусок.
Вставьте дерево ногами в отверстия, или согните ноги под углом 90 градусов, и припаяйте к клеммам БП.
Теперь, когда ёлка прочно закреплена, вы можете исправить любые деформации, которые произошли, осторожно изгибая конструкцию. Убедитесь, что провода не касаются друг друга прежде, чем вы подключите питание.
Этот instructable не показывает проверки на каждом этапе строительства, как надо делать, чтобы гарантировать, что каждый светодиод подключен правильно, что электрическая схема будет работать, что напряжение питание достаточной величины, что прямое падение напряжения светодиодов соответствует спецификации, и что светодиоды не перегрелись во время пайки.
Проявляйте должное внимание, (Семь раз отмерь, один раз отрежь), и вы не будете иметь проблем, что что-то пошло не так.
Шаг 7. Светодиодная ёлка г отова!
Ура! Новогодняя светодиодная ёлка , которая не занимают кучу места, когда не используется, готова!
