Väder-/matrislampa: 42 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Av Gosse Adema Följ mer av författaren:

I denna instruktionsbok beskriver jag design, konstruktion och programmering av en LED -matrislampa. Designen liknar en vanlig lampa, men interiören har ersatts av en matris av ws2812 lysdioder. Kontrollen görs med hjälp av en Raspberry Pi, så att helheten kan programmeras enligt dina egna önskemål.

Lampan är cirka 30 cm hög med en diameter på 10 cm. Utsidan består huvudsakligen av en glascylinder.

Med mer än 40 steg har det blivit en ganska omfattande instruerbar. Det börjar med lampans design. Detta täcker både 3D -designen i Fusion 360 och den elektriska delen. Extra uppmärksamhet ges till lysdiodens strömförbrukning. Till exempel har en specialkort designats för kraftdistribution.

Efter designen fortsätter Instructable med montering av de olika delarna: LED -hållaren och lampfoten. LED -hållaren innehåller 16 remsor med 18 lysdioder vardera, vilket ger totalt 288 lysdioder. Lampfoten innehåller Raspberry Pi, en liten fläkt och ytterligare elektroniska komponenter.

Förutom design och byggnad beskrivs lampans programmering. Detta börjar med att styra lysdioderna och hämta väderdata med Python. Följt av lampans olika funktioner.

Lampans primära funktion är att visa väderdata. På grund av den valda designen är det möjligt att använda denna lampa för andra ändamål. Som en klocka eller en indikator på sociala medier (Python -koden för nödljus och lavalampa ingår i denna instruktionsbok).

Steg 1: Första skisser och design

För ungefär ett år sedan gjorde jag några upplysta julgransprydnader. Dessa innehöll ett webbgränssnitt för att ändra färgerna på lysdioderna. I en senare version har detta webbgränssnitt ersatts av användning av väderdata. Färgen på lysdioderna beror på yttertemperaturen, där alla lysdioder har samma färg.

Senare fick jag idén att göra en 'termometer'. Genom att läsa den faktiska, lägsta och högsta temperaturen. Alla lysdioder skulle ha olika färger beroende på dessa värden. Detta har aldrig utvecklats till en fungerande prototyp eftersom jag fick en annan idé, vilket resulterade i denna LED -matrislampa. Där visning av väderdata bara är en av möjligheterna.

När jag gjorde några skisser kom jag till följande funktioner:

1. Visa aktuell temperatur.
2. Visar förväntade lägsta och högsta temperaturer.
3. Visar den förväntade nederbörden för nästa timme (blått = regn, vitt = snö).
4. Visar aktuell vindhastighet och om möjligt riktning.

Ritningarna ovan är en första design av denna lampa.

Möjligheterna med denna lampa är inte begränsade till att visa väderdata. Att använda en Raspberry PI ger många fler möjligheter. Såsom en klocka, en plasma- eller lavalampa och flera indikatorer på sociala medier.

Det finns två sätt att placera lysdioderna inuti en lampa: Ett fyrkantigt rutnät eller en spiral av lysdioder. Spiralversionen är lättare att bygga. Men lysdioderna lutar lite när de använder en spiral och ser därför mindre vackra ut. Dessutom blir färggradienten svårare att programmera. Det är därför jag har valt att skapa ett LED -nät med hjälp av ws2812 LED -remsor.

Ws2812 LED -remsan placeras vertikalt genom lampan i ett sicksackmönster. Alla LED -anslutningar finns på toppen eller botten av cylindern. Detta ger utrymme inuti cylindern, för de andra elektroniska komponenterna.

Eftersom den första idén var att visa väderdata har jag valt för 16 lysdioder per rad. Detta möjliggör 16 vindriktningar:

• N
• NNE
• NE
• ENE
• E
• ESE
• SE
• SSE
• S
• SSW
• SW
• WSW
• W
• WNW
• NW
• NNW

Det tidigare projektet "julgransprydnad" har baserats på en vanlig icosahedron, med ett cirkulärt fönster för varje LED. Detta projekt får en liknande struktur för lysdioderna. Men sedan inne i en glascylinder.

Steg 2: LED -färger

Temperaturen under ett år i Nederländerna är ungefär mellan -10 och +30 grader Celsius. Det kan bli varmare eller kallare, men det här är undantag. De universella temperaturfärgerna är röda för heta och blåa för kalla. Jag har lagt till en tredje färg: Gul. Detta ger fler färger och gör lutningen vackrare.

Lägsta och högsta temperatur ändras under årstiderna. Som ett resultat är temperaturskillnaden aldrig större än 25 grader. Med andra ord nästan hälften av hela färgintervallet. För att öka detta intervall kan en dynamisk skala användas. Till exempel kan skalan bero på månaden. Färgen blå kan vara 10 grader Celsius på sommaren och -10 grader Celsius på vintern.

Denna skala bör förändras långsamt. Till exempel:

Januari -10 till +15

Februari -10 till +15 mars -5 till +20 april -5 till +20 maj 0 till +25 juni +5 till +30 juli +10 till +35 augusti +10 till +35 september +5 till +30 oktober 0 till +25 november -5 till +20 december -10 till +15

Översättningen mellan temperatur och färg kan lagras i en tabell. Som ett resultat krävs minimal beräkning. Och lampan är lätt att anpassa till andra klimat. Ett bord gör är också enkelt att göra små justeringar i färgintensitet.

Steg 3: Glascylinder

En glascylinder har använts för denna lampa. Det är en reservdel i en väl tillgänglig lampa. Jag har köpt lampan från en nederländsk webbutik. Den har följande specifikationer:

Mått: 10 cm diameter vid +/- 27 cm hög

Färg: Mjölkvit Montering: Hålstorlek E27 (normal / stor beslag) 4 cm Material: Glas Anmärkningar: Lämplig för såväl hängande lampor som golvlampor. På ena sidan är hålet för anslutningen, den andra sidan är öppen. Leveranstid: Cirka 2 veckor (från Österrike)

Glascylindern tillhör lampor av typen 'Troy'. Som tillverkas av ett företag med namnet Eglo.

Om glascylindern inte säljs separat är det också möjligt att köpa själva lampan. Det finns en hängande och en tabellversion tillgänglig (USA-länk, Storbritannien-länk, EU-länk).

Det är alltid möjligt att göra din egen version med en annan lampa.

Trots den enkla bilden för måtten är de korrekta. Höjden är 270 mm (10,6 tum) och diametern är 100 mm (3,9 tum).

Steg 4: Wemos webbgränssnitt

Storpris i LED -tävlingen 2017

Andra priset i Raspberry Pi Contest 2017