Ghirlanda volumetrica a LED per l'albero di Natale
Per Capodanno vuoi decorare la tua casa in modo originale: in modo che non sia come quella dei tuoi vicini e, ovviamente, non “come l’ultima volta”. Con l'aiuto delle ghirlande LED offerte in vendita, puoi creare composizioni interessanti, ma il prezzo del problema annulla soluzioni di design audaci. E le tipiche decorazioni LED cinesi hanno lo stesso aspetto e, di regola, senza volto.
La difficoltà più grande è accendere l'albero di Natale. In realtà, ci sono solo due opzioni: avvolgere una ghirlanda standard a spirale o provare a disporla verticalmente, sotto forma di piramide. Scegliamo la seconda opzione, soprattutto perché le linee possono essere realizzate nella dimensione richiesta: in base all'altezza dell'albero.
Il concetto è il seguente: i fili vengono tesi dai rami superiori a quelli inferiori, LED disposti a intervalli uguali, come se creassero livelli.
La luce deve essere dinamica: sarà necessario un controller di controllo. Semplice LED Brillano magnificamente, ma le luci puntiformi non creano volume. Ciò significa che sono necessari paralumi per ciascun elemento LED.
Il calcolo della ghirlanda parte dall'alimentazione. L'opzione è puramente individuale: ho utilizzato un alimentatore non necessario da un laptop. Quantità stimata LED - non più di 100 pezzi, quando si utilizzano LED standard da 5 mm, il consumo di corrente totale (20 mA * 100) è di 2 A alla massima luminosità. Per un collegamento in serie di 6 diodi (la caduta di tensione su ciascuno è di circa 3 volt), la tensione di alimentazione è di 18-20 volt.
Calcolo generale dell'alimentazione della ghirlanda:
Raccogliamo 5 righe. Ogni "thread" è composto da 18 LED 6 pezzi per canale (opzione RGB). 18*5 = 90 pezzi, corrente totale 1,8 A. Pertanto, è adatto un alimentatore per un laptop con i parametri: 19 volt, 4 ampere. Allo stesso tempo, viene fornita una doppia riserva di carica.
1. LED. Ho ordinato a Aliexpress: 3 confezioni da 100 pezzi elementi LED rossi, verdi e blu del tipo “cappello di paglia”, angolo di dispersione di 120 gradi.
2. Controller da Aliexpress. Consideriamo questo elemento più nel dettaglio. Se non vuoi perdere tempo a creare il tuo circuito (ci sono molte opzioni, la più economica è Arduino), puoi prendere un controller già pronto per una striscia RGB. Tutti i circuiti funzionano secondo lo stesso principio: vengono impostati 3 canali controllabili, la sequenza di accensione e la luminosità della luce. In realtà qui sono condizionati tre colori; puoi collegare 3 canali di LED identici e goderti gli effetti di luce.
Per alimentare i canali a 19 volt ho scelto un controller con voltaggio universale di 12-24 volt.Il circuito di controllo è alimentato da qualsiasi tensione in questo intervallo, in uscita otteniamo tensione alimentazione: nel mio caso 19 V.
Un prerequisito (per il mio schema) è la presenza di un controllo della modalità di controllo remoto.
3. Invece di un cablaggio, ho scelto Cavo RGB (3 canali + 1 comune).
4. Guaina termorestringente colori differenti.
Per facilitare l'installazione, ho utilizzato connettori di tipo dupon a 4 pin (passo 2,54 mm). Il set corrispondente è stato acquistato molto tempo fa dallo stesso cinese, un ottimo aiuto per vari mestieri elettronici.
Dato che avevo intenzione di nascondere i LED nei paralumi, l'ho comprato su Aliexpress confezione da 100 pz. fiocchi di neve per ghirlande. Diametro foro 5 mm.
I LED, anche se collegati in serie (nel mio caso 6 diodi), sono collegati tramite un resistore estinguente. Parametri degli elementi LED sulla confezione:
Il resistore viene calcolato utilizzando una formula o un calcolatore LED. Ho utilizzato il servizio online: http://cxem.net/calc/ledcalc.php
Diagramma a blocchi (insieme al diagramma schematico) nell'illustrazione:
Ho acquistato un controller per LED RGB con anodo comune. Cioè, viene fornito un segno negativo a ciascun canale e un segno positivo al filo comune.
Puoi usare fili intrecciati, come nelle ghirlande di fabbrica. Mi è piaciuto di più il design del treno.
Realizziamo una gamba rinforzata per ogni elemento LED. Per fare questo avrete bisogno di stuzzicadenti e termoretraibile.
Lo assembliamo e lo scaldiamo con un asciugacapelli.
Il risultato è un disegno come questo:
È opportuno preparare e testare immediatamente tutti i 90 LED.
Quindi contrassegniamo il cavo, determinando le posizioni di installazione dei diodi a uguali distanze. Ho eseguito dei tagli netti lungo il cavo sui fili del colore desiderato, li ho tagliati e ho stagnato i punti di fissaggio.
Dopo l'assemblaggio, ciascun LED si presenta così:
Si è rivelato pulito e affidabile.
È conveniente saldare su un dispositivo con una lente d'ingrandimento, chiamata "terza mano".
Successivamente, colleghiamo il cavo di alimentazione (comune “+”) ai canali tramite resistori.
Isoliamo le parti con termoretraibile.
E collegalo al "più".
Copriamo questo anello con un termorestringente di grande diametro.
Montiamo i connettori sull'estremità opposta.
Il risultato sono state 5 linee identiche a tre canali di 18 LED ciascuna.
Montiamo l'unità di connessione: 5 connettori di accoppiamento con un cavo di controllo comune.
Il risultato è un cavo come questo: da un lato ci sono 5 connettori per linee con led, dall'altro c'è un connettore per il collegamento al controller. Quando ho fissato il nodo all'albero, ho usato una fascetta di serraggio.
Colleghiamo le linee, controlliamo tutte le modalità del controller.
Quindi mettiamo i paralumi a forma di fiocco di neve sui LED.
Il compito non è facile (dopo tutto, 90 pezzi!), ma entusiasmante.
Controlliamo di nuovo. L'effetto è sorprendente.
Nota: i LED funzionanti non hanno un bell'aspetto nelle fotografie, quindi l'immagine è notevolmente peggiore dell'originale.
Non resta che montare la ghirlanda sull’albero di Natale e invitare i bambini ad ammirare l’opera del papà.
Risultato:
I costi finanziari totali per la ghirlanda non superano i 1000 rubli. La parte di consumo principale è il controller finito. L'alimentatore è shareware. Diodi e fili costano pochi centesimi. Costi aggiuntivi: 300 rubli per i paralumi con fiocchi di neve. L'opzione non è obbligatoria, ma aumenta notevolmente l'attrattiva della ghirlanda.
Non mi pento del tempo impiegato (4 week-end interi): è stato interessante lavorare e ne è valsa la pena.
Una soluzione intelligente è creare una ghirlanda con le tue mani
- Innanzitutto sarà un prodotto originale al 100%.
- In secondo luogo, la configurazione della decorazione sarà esattamente quella di cui hai bisogno.
- In terzo luogo, questo è un vero risparmio di denaro.
- E infine, puoi tranquillamente dire ai membri della famiglia, e soprattutto ai bambini: "Papà può farlo!"
La difficoltà più grande è accendere l'albero di Natale. In realtà, ci sono solo due opzioni: avvolgere una ghirlanda standard a spirale o provare a disporla verticalmente, sotto forma di piramide. Scegliamo la seconda opzione, soprattutto perché le linee possono essere realizzate nella dimensione richiesta: in base all'altezza dell'albero.
Il concetto è il seguente: i fili vengono tesi dai rami superiori a quelli inferiori, LED disposti a intervalli uguali, come se creassero livelli.
La luce deve essere dinamica: sarà necessario un controller di controllo. Semplice LED Brillano magnificamente, ma le luci puntiformi non creano volume. Ciò significa che sono necessari paralumi per ciascun elemento LED.
Il calcolo della ghirlanda parte dall'alimentazione. L'opzione è puramente individuale: ho utilizzato un alimentatore non necessario da un laptop. Quantità stimata LED - non più di 100 pezzi, quando si utilizzano LED standard da 5 mm, il consumo di corrente totale (20 mA * 100) è di 2 A alla massima luminosità. Per un collegamento in serie di 6 diodi (la caduta di tensione su ciascuno è di circa 3 volt), la tensione di alimentazione è di 18-20 volt.
Calcolo generale dell'alimentazione della ghirlanda:
Raccogliamo 5 righe. Ogni "thread" è composto da 18 LED 6 pezzi per canale (opzione RGB). 18*5 = 90 pezzi, corrente totale 1,8 A. Pertanto, è adatto un alimentatore per un laptop con i parametri: 19 volt, 4 ampere. Allo stesso tempo, viene fornita una doppia riserva di carica.
Selezione dei materiali necessari:
1. LED. Ho ordinato a Aliexpress: 3 confezioni da 100 pezzi elementi LED rossi, verdi e blu del tipo “cappello di paglia”, angolo di dispersione di 120 gradi.
2. Controller da Aliexpress. Consideriamo questo elemento più nel dettaglio. Se non vuoi perdere tempo a creare il tuo circuito (ci sono molte opzioni, la più economica è Arduino), puoi prendere un controller già pronto per una striscia RGB. Tutti i circuiti funzionano secondo lo stesso principio: vengono impostati 3 canali controllabili, la sequenza di accensione e la luminosità della luce. In realtà qui sono condizionati tre colori; puoi collegare 3 canali di LED identici e goderti gli effetti di luce.
Per alimentare i canali a 19 volt ho scelto un controller con voltaggio universale di 12-24 volt.Il circuito di controllo è alimentato da qualsiasi tensione in questo intervallo, in uscita otteniamo tensione alimentazione: nel mio caso 19 V.
Un prerequisito (per il mio schema) è la presenza di un controllo della modalità di controllo remoto.
3. Invece di un cablaggio, ho scelto Cavo RGB (3 canali + 1 comune).
4. Guaina termorestringente colori differenti.
Per facilitare l'installazione, ho utilizzato connettori di tipo dupon a 4 pin (passo 2,54 mm). Il set corrispondente è stato acquistato molto tempo fa dallo stesso cinese, un ottimo aiuto per vari mestieri elettronici.
Dato che avevo intenzione di nascondere i LED nei paralumi, l'ho comprato su Aliexpress confezione da 100 pz. fiocchi di neve per ghirlande. Diametro foro 5 mm.
Calcolo dello schema di collegamento
I LED, anche se collegati in serie (nel mio caso 6 diodi), sono collegati tramite un resistore estinguente. Parametri degli elementi LED sulla confezione:
Il resistore viene calcolato utilizzando una formula o un calcolatore LED. Ho utilizzato il servizio online: http://cxem.net/calc/ledcalc.php
- Per il canale ROSSO (caduta di tensione 1,8-2,0 V) la resistenza è 420 Ohm.
- Per i canali VERDE e BLU (caduta di tensione 3,0-3,2 V) la resistenza è 82 Ohm (verde) e 75 Ohm (blu). L'elemento LED verde brilla più luminoso, quindi il resistore ha un valore più alto per equalizzare l'immagine complessiva.
Diagramma a blocchi (insieme al diagramma schematico) nell'illustrazione:
Ho acquistato un controller per LED RGB con anodo comune. Cioè, viene fornito un segno negativo a ciascun canale e un segno positivo al filo comune.
Assemblare la ghirlanda
Puoi usare fili intrecciati, come nelle ghirlande di fabbrica. Mi è piaciuto di più il design del treno.
Realizziamo una gamba rinforzata per ogni elemento LED. Per fare questo avrete bisogno di stuzzicadenti e termoretraibile.
Lo assembliamo e lo scaldiamo con un asciugacapelli.
Il risultato è un disegno come questo:
È opportuno preparare e testare immediatamente tutti i 90 LED.
Quindi contrassegniamo il cavo, determinando le posizioni di installazione dei diodi a uguali distanze. Ho eseguito dei tagli netti lungo il cavo sui fili del colore desiderato, li ho tagliati e ho stagnato i punti di fissaggio.
Dopo l'assemblaggio, ciascun LED si presenta così:
Si è rivelato pulito e affidabile.
È conveniente saldare su un dispositivo con una lente d'ingrandimento, chiamata "terza mano".
Successivamente, colleghiamo il cavo di alimentazione (comune “+”) ai canali tramite resistori.
Isoliamo le parti con termoretraibile.
E collegalo al "più".
Copriamo questo anello con un termorestringente di grande diametro.
Montiamo i connettori sull'estremità opposta.
Il risultato sono state 5 linee identiche a tre canali di 18 LED ciascuna.
Montiamo l'unità di connessione: 5 connettori di accoppiamento con un cavo di controllo comune.
Il risultato è un cavo come questo: da un lato ci sono 5 connettori per linee con led, dall'altro c'è un connettore per il collegamento al controller. Quando ho fissato il nodo all'albero, ho usato una fascetta di serraggio.
Colleghiamo le linee, controlliamo tutte le modalità del controller.
Quindi mettiamo i paralumi a forma di fiocco di neve sui LED.
Il compito non è facile (dopo tutto, 90 pezzi!), ma entusiasmante.
Controlliamo di nuovo. L'effetto è sorprendente.
Nota: i LED funzionanti non hanno un bell'aspetto nelle fotografie, quindi l'immagine è notevolmente peggiore dell'originale.
Non resta che montare la ghirlanda sull’albero di Natale e invitare i bambini ad ammirare l’opera del papà.
Risultato:
I costi finanziari totali per la ghirlanda non superano i 1000 rubli. La parte di consumo principale è il controller finito. L'alimentatore è shareware. Diodi e fili costano pochi centesimi. Costi aggiuntivi: 300 rubli per i paralumi con fiocchi di neve. L'opzione non è obbligatoria, ma aumenta notevolmente l'attrattiva della ghirlanda.
Non mi pento del tempo impiegato (4 week-end interi): è stato interessante lavorare e ne è valsa la pena.
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