Volumetrická LED girlanda na vánoční stromeček

Na Nový rok chcete vyzdobit svůj dům originálním způsobem: tak, aby to nebylo jako u vašich sousedů a samozřejmě ne „jako minule“. S pomocí LED girland nabízených k prodeji můžete vytvořit zajímavé kompozice, ale cena emise ruší odvážná designová řešení. A typické čínské LED dekorace vypadají stejně a zpravidla bez tváře.

Chytré řešení je vytvořit girlandu s vlastními rukama

• Za prvé, bude to 100% originální produkt.
  
• Za druhé, konfigurace dekorace bude přesně tak, jak potřebujete.
  
• Za třetí, jde o skutečnou úsporu peněz.
  
• A nakonec můžete bezpečně říci členům rodiny a zejména dětem: "Tatínek to zvládne!"

Největší problém je rozsvícení vánočního stromu. Ve skutečnosti existují pouze dvě možnosti: navinout standardní girlandu do spirály nebo ji zkusit uspořádat svisle ve formě pyramidy. Volíme druhou možnost, zejména proto, že čáry lze vyrobit na požadovanou velikost: podle výšky stromu.
Koncepce je následující: dráty jsou nataženy od vrcholu ke spodním větvím, LED diody uspořádány ve stejných intervalech, jako by vytvářely vrstvy.

Světlo musí být dynamické: bude vyžadován řídicí ovladač. Jednoduchý LED diody Krásně se lesknou, ale bodová světla nevytvářejí objem. To znamená, že pro každý LED prvek jsou potřeba stínidla.
Výpočet girlandy začíná od napájení. Možnost je čistě individuální: Použil jsem zbytečné napájení z notebooku. Odhadované množství LED diody - ne více než 100 kusů, při použití standardních 5mm LED je celkový proudový odběr (20 mA * 100) 2 A při maximálním jasu. Pro sériové zapojení 6 diod (úbytek napětí na každé je asi 3 volty) je napájecí napětí 18-20 voltů.
Obecný výpočet napájení girlandy:
Sbíráme 5 řádků. Každé „vlákno“ se skládá z 18 LED diody 6 ks. na kanál (volba RGB). 18*5 = 90 ks, celkový proud 1,8 A. Vhodný je tedy zdroj pro notebook s parametry: 19 voltů, 4 ampéry. Zároveň je zajištěna dvojnásobná výkonová rezerva.

Výběr potřebných materiálů:

1. LED diody. Objednal jsem na Aliexpress: 3 balení po 100 kusech červené, zelené a modré LED prvky typu „slaměný klobouk“, úhel rozptylu 120 stupňů.
2. Ovladač z Aliexpress. Podívejme se na tento prvek podrobněji. Pokud nechcete ztrácet čas výrobou vlastního obvodu (existuje mnoho možností, nejlevnější z nich je Arduino), můžete si vzít hotový ovladač pro RGB pásek. Všechny okruhy fungují na stejném principu: nastavují se 3 ovladatelné kanály, sekvence zapínání a jas světla. Ve skutečnosti jsou zde podmíněny tři barvy; můžete připojit 3 kanály identických LED a užívat si světelné efekty.
Pro napájení 19voltových kanálů jsem zvolil regulátor s univerzálním napětím 12-24V.Řídicí obvod je napájen libovolným napětím v tomto rozsahu, na výstupu získáme napětí napájení: v mém případě 19V.
Předpokladem (pro mé schéma) je přítomnost ovladače režimu dálkového ovládání.
3. Místo kabelového svazku jsem zvolil RGB kabel (3 kanály + 1 společný).
4. Smršťovací bužírka rozdílné barvy.

Pro snadnou instalaci jsem použil 4pinové konektory typu dupon (rozteč 2,54 mm). Odpovídající sada byla zakoupena již dávno od stejného Číňana, vynikající pomocník pro různá elektronická řemesla.

Jelikož jsem plánoval schovat LEDky do stínidel - koupil jsem to na Aliexpress balení 100 ks. sněhové vločky pro girlandy. Průměr otvoru 5 mm.

Výpočet schématu zapojení

LED, i když jsou zapojeny do série (v mém případě 6 diod), jsou zapojeny přes proudový zhášecí odpor. Parametry LED prvků na obalu:

Rezistor se vypočítá pomocí vzorce nebo LED kalkulačky. Použil jsem online službu: http://cxem.net/calc/ledcalc.php

• Pro kanál RED (pokles napětí 1,8-2,0 V) je odpor 420 Ohmů.
  
• Pro ZELENÉ a MODRÉ kanály (pokles napětí 3,0-3,2 V) je odpor 82 Ohmů (zelený) a 75 Ohmů (modrý). Zelený LED prvek svítí jasněji, takže rezistor má vyšší hodnotu pro vyrovnání celkového obrazu.

Blokové schéma (spolu se schématem) na obrázku:

Koupil jsem si ovladač pro RGB LED se společnou anodou. To znamená, že do každého kanálu je dodáváno mínus a do společného vodiče je dodáváno plus.

Sestavení girlandy

Můžete použít kroucené dráty, jako na továrních girlandách. Design ve vlaku se mi líbil víc.

Ke každému LED prvku vyrábíme zesílenou nohu. K tomu budete potřebovat párátka a tepelně smrštitelné.

Sestavíme a zahřejeme fénem.

Výsledkem je takový design:

Má smysl okamžitě připravit a otestovat všech 90 LED diod.

Poté označíme kabel a určíme umístění diod ve stejných vzdálenostech. Udělal jsem úhledné řezy podél kabelu na drátech požadované barvy, nařezal je a pocínoval upevňovací body.

Po sestavení vypadá každá LED takto:

Ukázalo se to čisté a spolehlivé.
Je vhodné pájet na zařízení s lupou, které se nazývá „třetí ruka“.

Dále připojíme napájecí vodič (společné „+“) ke kanálům přes odpory.

Díly izolujeme smršťováním.

A připojte jej k „plus“.

Tuto smyčku pokryjeme tepelným smršťováním o velkém průměru.
Na opačný konec namontujeme konektory.

Výsledkem bylo 5 stejných tříkanálových linek po 18 LED.

Sestavíme propojovací jednotku: 5 protilehlých konektorů se společným ovládacím kabelem.

Výsledkem je takový kabel: na jedné straně je 5 konektorů pro linky s LED diodami, na druhé straně je konektor pro připojení k ovladači. Při zajišťování uzlu ke stromu jsem použil utahovací svorku.

Připojíme linky, zkontrolujeme všechny režimy ovladače.

Poté na LED nasadíme stínidla se sněhovými vločkami.

Úkol to není snadný (koneckonců 90 dílků!), ale napínavý.

Pojďme to znovu zkontrolovat. Efekt je úžasný.

Poznámka: Funkční LED diody nevypadají na fotografiích dobře, takže obraz je výrazně horší než originál.
Zbývá jen připevnit girlandu na vánoční stromeček a pozvat děti, aby obdivovaly práci svého otce.

Výsledek:
Celkové finanční náklady na girlandu nejsou vyšší než 1000 rublů. Hlavní spotřební částí je hotový ovladač. Napájecí zdroj je shareware. Diody a dráty stojí pouhé haléře. Dodatečné náklady: 300 rublů za stínidla sněhové vločky. Možnost není povinná, ale výrazně zvyšuje atraktivitu girlandy.
Nelituji stráveného času (4 celé víkendy): práce byla zajímavá a výsledek stojí za to.