LED स्ट्रिंग्स का उपयोग करने वाले DIY IoT उपकरण: 9 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

(अस्वीकरण: मैं देशी अंग्रेजी बोलने वाला नहीं हूं।)

कुछ समय पहले, मेरी पत्नी ने रात में बगीचे को रोशन करने के लिए कुछ एलईडी स्ट्रिंग लाइटें खरीदीं। उन्होंने बहुत अच्छा माहौल बनाया। उन्हें पेड़ों के चारों ओर लगाया गया था, लेकिन सोचो क्या हुआ, क्या हुआ, हमने पेड़ों को काटते समय तार काट दिए…

आज मैं आपको जो दिखाना चाहता हूं वह यह है कि कैसे टूटे हुए सामान को उन एलईडी स्ट्रिंग्स की तरह बचाया जाए और दिलचस्प कनेक्टेड डिवाइस बनाएं जिन्हें आप अपने स्मार्टफोन से नियंत्रित कर सकें।

आप सीखेंगे कि एलईडी चलाने के लिए माइक्रोकंट्रोलर और ट्रांजिस्टर का उपयोग कैसे करें, अपने डिवाइस को इंटरनेट से कैसे कनेक्ट करें और अपने स्मार्टफोन से डिवाइस को कैसे नियंत्रित करें। मैं सिर्फ यह मानता हूं कि आपके पास कुछ बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक्स ज्ञान है जैसे कि ओम के नियम को कैसे लागू किया जाए। यदि आपने पहले कभी एक Arduino प्रोग्राम किया है तो यह और भी बेहतर है।

आइए उन उपकरणों से शुरू करें जिन्हें मैं बनाना चाहता हूं। कटे हुए तार के बारे में अच्छी बात यह है कि इसमें कम से कम दो टुकड़े होते हैं। इस प्रकार मैं कम से कम दो डिवाइस बना सकता हूं। मैं एक कनेक्टेड लैंप से शुरू करूंगा जिसे मैं एक टेबल पर रखूंगा और फिर एक कनेक्टेड एलईडी स्ट्रिंग जिसका उपयोग मैं अपने नए बेडरूम को रोशन करने के लिए करूंगा। मैं बस अपने स्मार्टफोन का उपयोग करके रोशनी को चालू और बंद करने का एक तरीका चाहता हूं।

लेकिन सबसे पहले चीज़ें, हमें यह देखने की ज़रूरत है कि रोशनी का पुन: उपयोग करने के लिए चीजें कैसे काम करती हैं।

चरण 1: रिवर्स इंजीनियरिंग

हमारे पास दो एलईडी स्ट्रिंग्स हैं, लेकिन हम स्ट्रिंग्स पिन में वोल्टेज ड्रॉप और उनके लिए आवश्यक करंट नहीं जानते हैं। अफसोस की बात है कि मेरे पास उन मूल्यों को प्राप्त करने के लिए डेटाशीट नहीं है।

उन मामलों में, हमें सब कुछ खुद ही पता लगाना होगा। चलो बाड़े को अलग करते हैं।

एक पेचकश के साथ कुछ पेंच हटाने के बाद, हम एक बहुत ही सरल सर्किट देख सकते हैं। दिलचस्प हिस्सा एलईडी स्ट्रिंग पिन के आसपास है, हम एक वोल्टेज नियामक (3 पिन घटक), एक रोकनेवाला (उस पर 100 वाला ब्लैक बॉक्स), और एलईडी स्ट्रिंग पिन देखते हैं। थोड़ा करीब (सर्किट डिज़ाइन) देखने पर, हम देखते हैं कि रेगुलेटर आउटपुट एलईडी स्ट्रिंग से जुड़ा है जो बदले में 10 ओम रेसिस्टर (100 का मतलब 10x10e0) के माध्यम से जमीन से जुड़ा है। चलो कुछ बैटरी डालते हैं और वोल्टेज ड्रॉप को स्ट्रिंग पिन में और नियामक आउटपुट और जमीन के बीच मापते हैं।

एक मल्टीमीटर का उपयोग करके, हम स्ट्रिंग पिनों में लगभग 3V की वोल्टेज ड्रॉप को माप सकते हैं (चित्रों में दिखाया गया है)। हम रेगुलेटर आउटपुट और ग्राउंड के बीच 4.5V भी मापते हैं। इस प्रकार हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि 10 ओम रोकनेवाला में 1.5V की वोल्टेज ड्रॉप है; हम वास्तव में इसे भी माप सकते हैं। ओम के नियम (U = RI) का उपयोग करते हुए, हम जानते हैं कि शाखा के माध्यम से धारा 1.5V / 10 ओम = 0.150A या 150mA है। फिर से हम करंट को माप सकते हैं लेकिन हमें मल्टीमीटर को स्ट्रिंग के साथ श्रृंखला में रखना होगा जो करना आसान नहीं है।

अब हम जानते हैं कि LED स्ट्रिंग्स को कैसे चलाया जाता है। आइए अपने डिवाइस का निर्माण करें।

चरण 2: सामग्री और उपकरण

यहां आपको उपकरण बनाने की आवश्यकता होगी:

- कुछ स्क्रूड्रिवर सामान को फाड़ने के लिए, मुझे उस तरह की किट पसंद है

- कुछ एलईडी स्ट्रिंग लाइट, यदि आप उपकरणों को पुन: पेश करना चाहते हैं

- एक ESP8266, यह हमारे डिवाइस का दिमाग होगा

- एक ब्रेडबोर्ड और कुछ तार, हम उनका उपयोग प्रोटोटाइप बनाने के लिए करेंगे

- एक प्रतिरोधी वर्गीकरण किट और एक ट्रांजिस्टर वर्गीकरण किट, आप एक बड़ी किट भी खरीद सकते हैं जिसमें बहुत सारे उपयोगी घटक होते हैं, केवल आवश्यक घटकों को खरीदना भी एक विकल्प है

यदि आप एक स्थायी सर्किट बनाना चाहते हैं, तो आपको कुछ उपकरणों और कुछ प्रोटोबार्ड की आवश्यकता होगी:

- आप शुरू करने के लिए काफी सस्ते में एक सोल्डरिंग किट खरीद सकते हैं, आपको एक मल्टी-मीटर मिलेगा जिसका उपयोग आपके अपने सामान को रिवर्स इंजीनियर करने के लिए किया जा सकता है, बस सावधान रहें कि मुख्य से जुड़े उपकरणों या यहां तक कि 30V डीसी से अधिक का उपयोग करने वाले उपकरणों में हेरफेर न करें।

- तारों और कंपोनेंट लीड को काटने के लिए कटर बहुत उपयोगी है

- कुछ प्रोटोबार्ड

- कुछ ठोस तार

यह शुरू करने के लिए बहुत कुछ लग सकता है लेकिन आप किसी अन्य परियोजना के लिए कुछ स्टॉक का निर्माण करेंगे जो आपके पास हो सकता है। यदि आपको प्रतीक्षा करने में कोई आपत्ति नहीं है, तो आप Aliexpress पर बहुत कम कीमत पर सब कुछ ऑर्डर कर सकते हैं। एक विकल्प के रूप में, यदि आप उन उपकरणों को नहीं खरीदना चाहते हैं, तो आप निकटतम हैकर्सस्पेस में भी जा सकते हैं।

अंत में, आपको सब कुछ बनाने के लिए कुछ घंटों की आवश्यकता होगी (यदि आप इस ट्यूटोरियल का अनुसरण करते हैं तो कम)।

चरण 3: ट्रांजिस्टर का उपयोग कैसे करें

हम जानते हैं कि एलईडी स्ट्रिंग को 150mA की आवश्यकता होती है, लेकिन यह ESP8266 की तुलना में अपने आउटपुट पिन पर सुरक्षित रूप से वितरित कर सकता है। आप माइक्रोकंट्रोलर पर 12mA प्रति GPIO पिन से अधिक ड्राइव नहीं करना चाहते हैं। इस सीमा के आसपास जाने के लिए, किसी प्रकार के स्विच की आवश्यकता होगी जिसे माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। सबसे आम स्विच रिले और ट्रांजिस्टर हैं। एक रिले निश्चित रूप से काम करेगा लेकिन अधिक भारी, अधिक महंगा होगा, और अधिकांश समय आप रिले को चलाने के लिए ट्रांजिस्टर का उपयोग करना चाहेंगे।

हम दोनों उपकरणों के लिए ट्रांजिस्टर का उपयोग करेंगे। एक ट्रांजिस्टर जैसे स्विच का उपयोग करने के लिए, हमें इसके आधार के माध्यम से करंट चलाना चाहिए। एलईडी स्ट्रिंग के माध्यम से बहने वाली धारा आधार के माध्यम से बहने वाली धारा के समानुपाती होगी।

चीजें कैसे काम करती हैं, इसका अंदाजा लगाने के लिए आप टिंकरकाड पर एक Arduino और एक ट्रांजिस्टर के साथ खेल सकते हैं। मैंने एक बुनियादी सिमुलेशन बनाया है जिसे आप ट्वीक कर सकते हैं। यदि आप टिंकरकाड के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो आप इस अद्भुत ट्यूटोरियल का अनुसरण कर सकते हैं: अपने हार्डवेयर का परीक्षण और कार्यान्वयन करने के लिए टिंकरकाड का उपयोग कैसे करें।

आप देख सकते हैं कि GPIO आउटपुट अधिक होने पर ट्रांजिस्टर एक बंद स्विच की तरह काम करता है और GPIO आउटपुट कम होने पर एक खुले स्विच की तरह। आप प्रतिरोधों के मूल्यों के साथ भी खेल सकते हैं। एलईडी के साथ श्रृंखला में रोकनेवाला एलईडी के माध्यम से वर्तमान प्रवाह को सीमित करेगा और ट्रांजिस्टर के आधार से जुड़ा अवरोधक एलईडी के माध्यम से बहने वाले अधिकतम प्रवाह को नियंत्रित करेगा। यदि आप बेस रेसिस्टर को बढ़ाते हैं तो आप एलईडी के लिए पर्याप्त करंट नहीं चलाएंगे और लाइट मंद हो जाएगी।

आप मेरे नोट्स पर एक नज़र डाल सकते हैं यह देखने के लिए कि मैं उपकरणों के लिए कौन से प्रतिरोधक मान चुनता हूँ। मैं 5V आउटपुट के बजाय 3.3V आउटपुट का उपयोग कर सकता था लेकिन तब मेरे पास सर्किट बनाने के लिए संबंधित प्रतिरोधक नहीं होंगे। ट्रांजिस्टर लाभ देखने के लिए ट्रांजिस्टर डेटाशीट को पढ़ने में संकोच न करें।

आइए अब एक प्रोटोटाइप बनाएं।

चरण 4: सर्किट का एक प्रोटोटाइप बनाएं

हमें एलईडी स्ट्रिंग तार तैयार करने की आवश्यकता होगी। पहले बैटरी होल्डर को अलग करने के लिए पहले आधे हिस्से को काटें। फिर, तार को पट्टी करें, मैंने एलईडी स्ट्रिंग को ब्रेडबोर्ड से जोड़ने के लिए एक टर्मिनल ब्लॉक का उपयोग किया। हमें ESP8266 की भी आवश्यकता होगी, मैंने एक D1 मिनी क्लोन, दो प्रतिरोधक और एक ट्रांजिस्टर का उपयोग किया।

मैं ट्रांजिस्टर के लिए p2222a चुनता हूं लेकिन आप कोई भी NPN ट्रांजिस्टर चुन सकते हैं। आपको ट्रांजिस्टर डेटाशीट पर मिलने वाले ट्रांजिस्टर लाभ के अनुसार प्रतिरोधों के मूल्यों की समीक्षा करने की आवश्यकता होगी। मैं 1k ओम का बेस रेसिस्टर और 15 ओम का LED रेसिस्टर चुनता हूं। आधार GPIO5 या D1 द्वारा संचालित होता है।

बैटरी होल्डर रखें क्योंकि यह किसी अन्य प्रोजेक्ट के लिए या यहां तक कि आपके नए बनाए गए उपकरणों को पावर देने के लिए उपयोगी हो सकता है।

Arduino IDE के साथ ESP8266 पर एक प्रोग्राम कैसे अपलोड करें, इस पर एक ट्यूटोरियल का पालन करें, LED_BUILTIN को D1 से बदलकर ब्लिंक प्रोग्राम अपलोड करें, और अब आप एक ब्लिंकिंग एलईडी स्ट्रिंग का आनंद ले सकते हैं।

यदि सर्किट आपके लिए काम नहीं कर रहा है, तो एलईडी तारों को स्वैप करने का प्रयास करें क्योंकि आपको एनोड को एलईडी रोकनेवाला से जोड़ने की आवश्यकता है। मैं हमेशा तारों को उलट देता हूं …

कनेक्शन और वोल्टेज ड्रॉप की जांच के लिए आप मल्टीमीटर का उपयोग करें। आउटपुट अधिक होने पर आपको D1 और ग्राउंड के बीच 3.3V देखना चाहिए। आपको एलईडी स्ट्रिंग तारों के बीच 3V का वोल्टेज भी देखना चाहिए।

ब्लिंकिंग एलईडी स्ट्रिंग होना अच्छा है लेकिन हम अपने स्मार्टफोन से एलईडी स्ट्रिंग को कैसे नियंत्रित कर सकते हैं?

चरण 5: एलईडी स्ट्रिंग लाइट को चलाने के लिए अपने स्मार्टफ़ोन का उपयोग करना - भाग I

आपको अपने स्मार्टफोन में Blynk ऐप इंस्टॉल करना होगा।

ऐप इंस्टॉल हो जाने के बाद, एक नया प्रोजेक्ट बनाएं। Blynk आपको एक टोकन (हेक्स वर्णों की श्रृंखला) के साथ एक ईमेल भेजेगा जिसकी आपको अपने ESP8266 प्रोग्राम के लिए आवश्यकता होगी। एक बटन बनाएं जो स्विच के रूप में कार्य करेगा। बटन को ESP8266 के GPIO5 या D1 पिन को चलाना चाहिए। अब आप अपना प्रोजेक्ट चला सकते हैं। ध्यान दें कि ऐप आपको बताएगा कि डिवाइस ऑफलाइन है।

आप लाइट को नियंत्रित करने वाले टाइमर जोड़ने के लिए प्रोजेक्ट को बाद में संपादित कर सकते हैं।

चरण 6: एलईडी स्ट्रिंग लाइट को चलाने के लिए अपने स्मार्टफ़ोन का उपयोग करना - भाग II

अपना Arduino IDE खोलें। आपको Blynk पुस्तकालय स्थापित करने की आवश्यकता होगी; उसके लिए, बस मेरे द्वारा बनाए गए स्क्रीनशॉट का पालन करें। "टूल्स" मेनू पर जाएं, "लाइब्रेरी प्रबंधित करें" पर क्लिक करें, "ब्लींक" खोजें, और नवीनतम संस्करण स्थापित करें।

अब आप एक उदाहरण खोल सकते हैं जो आपके लिए ESP8266 पर Blynk को सेटअप करेगा। उदाहरण स्क्रीनशॉट पर दिखाया गया है।

सुनिश्चित करें कि आपने मेरे मामले में सही बोर्ड, "D1 मिनी" और सही पोर्ट का चयन किया है।

अपने वाईफाई एसएसआईडी और पासवर्ड (आमतौर पर इंटरनेट बॉक्स पर डब्ल्यूपीए या डब्ल्यूईपी कुंजी) के साथ कोड को अपडेट करें, आपको ईमेल द्वारा प्राप्त टोकन को भी भरना होगा।

अब आप कोड को ESP8266 पर अपलोड कर सकते हैं। एक बार कोड अपलोड हो जाने के बाद, यह सुनिश्चित करने के लिए कुछ सेकंड प्रतीक्षा करें कि आपका डिवाइस आपके इंटरनेट राउटर से वाईफाई से जुड़ा है और आप अपने द्वारा बनाए गए Blynk बटन का उपयोग करके रोशनी को नियंत्रित करने में सक्षम होंगे।

अब आपके पास IoT डिवाइस है! आप चाहें तो वहां रुक सकते हैं लेकिन "संसाधन" अनुभाग पढ़ना न भूलें। यदि आप अधिक मज़ा लेना चाहते हैं और एक स्थायी सर्किट और एक बाड़े का निर्माण करना चाहते हैं, तो पढ़ना जारी रखें।

चरण 7: एक स्थायी सर्किट (बोनस) बनाएं

यह एक स्थायी सर्किट बनाने का समय है। सोल्डरिंग के बारे में जानने के लिए आप यह और यह वीडियो देख सकते हैं। मैंने ESP8266 के लिए कुछ हेडर के साथ एक मानक प्रोटो बोर्ड का उपयोग किया। इस तरह अगर मैं किसी अन्य प्रोजेक्ट के लिए माइक्रोकंट्रोलर का पुन: उपयोग करना चाहता हूं, तो मैं कर सकता हूं। आप माइक्रोकंट्रोलर को सीधे अपने प्रोटो बोर्ड में मिलाप करना चुन सकते हैं। यदि आप आश्वस्त नहीं हैं तो ब्रेडबोर्ड की तरह दिखने वाला प्रोटो बोर्ड चुनें; आप अपने ब्रेडबोर्ड कनेक्शन का पुन: उपयोग करने में सक्षम होंगे।

मैंने अपने पहले डिवाइस के साथ दो गलतियाँ कीं। मैंने एलईडी स्ट्रिंग के लिए टर्मिनल ब्लॉक का उपयोग नहीं किया … और मैंने तारों को उल्टा कर दिया। आप नकारात्मक या सकारात्मक तार को चिह्नित कर सकते हैं लेकिन टर्मिनल ब्लॉक का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। दूसरी गलती यह है कि मैंने एलईडी स्ट्रिंग को चलाने के लिए 3.3V का उपयोग किया जिसके परिणामस्वरूप मंद प्रकाश हुआ। अगर, मेरी तरह, आप गलतियाँ करते हैं, तो चिंता न करें, सोल्डर को हटाना और प्रतिरोधों के मूल्यों को बदलना या कनेक्शन को अपडेट करना आसान है। आप बाद में और भी घटक जोड़ सकते हैं!

अब जब आपके पास स्थायी सर्किट है, तो इसका बाड़ा बनाने का समय आ गया है।

चरण 8: एक संलग्नक बनाएं (बोनस)

मैंने अपने उपकरणों के लिए एक संलग्नक बनाने के लिए टिंकरकाड पर एक स्पार्कफुन ट्यूटोरियल का अनुसरण किया। मैंने कुछ पीएलए फिलामेंट (20% इन्फिल और 0.2 मिमी) के साथ अपने नए अधिग्रहीत प्रूसा आई 3 एमके 3 का उपयोग करके संलग्नक मुद्रित किया। यह वास्तव में मेरे लिए पहली बार है और मैंने पहले ही दो गलतियाँ की हैं जो आप तस्वीरों में देख सकते हैं। मेरे पहले बाड़े में USB प्लग के लिए आवश्यक स्थान नहीं था और छेद संरेखित नहीं थे। फिर मैंने एक बेहतर फिट के साथ एक नया संस्करण तैयार किया जो ढक्कन का भी समर्थन कर सकता है। आप सर्किट के साथ फिट का परीक्षण करने के लिए केवल बाड़े के आवश्यक हिस्से को प्रिंट करने के लिए कुछ समय और कुछ पैसे बचा सकते हैं।

अब आपके पास दो IoT डिवाइस हैं जिन्हें आप Blynk का उपयोग करके नियंत्रित कर सकते हैं। आकाश सीमा है। आप पूरी तरह से एक उपस्थिति डिटेक्टर के साथ परियोजना का विस्तार कर सकते हैं जो रोशनी को नियंत्रित करता है, एक टाइमर के साथ जो एक निश्चित समय के बाद रोशनी बंद कर देता है, या यहां तक कि एलईडी स्ट्रिंग रोशनी का उपयोग अधिसूचना प्रणाली के रूप में भी कर सकता है; उदाहरण के लिए जब आप कोई ईमेल प्राप्त करते हैं तो वे झपका सकते हैं।

हैप्पी हैकिंग!

चरण 9: संसाधन

मैं इस पुस्तक की पर्याप्त अनुशंसा नहीं कर सकता: मेक: इलेक्ट्रॉनिक्स: लर्निंग थ्रू डिस्कवरी। आप ट्रांजिस्टर, कैपेसिटर और इलेक्ट्रॉनिक्स के बारे में बहुत सी अन्य रोचक चीजों के बारे में जान सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स घटकों के साथ छेड़छाड़ शुरू करने के लिए इसे आवश्यक ज्ञान है। ESP8266, Blynk, और Tinkerpad के बारे में अपने अभी-अभी अर्जित ज्ञान के साथ, आप बहुत ही रोचक सामग्री बनाने में सक्षम होंगे।

आप Youtube वीडियो देखकर बहुत कुछ सीख सकते हैं। मैं निम्नलिखित चैनलों की अनुशंसा करता हूं:

- ईईवीब्लॉग

- महान स्काट!

- खान अकादमी

मैं आप बहुत बहादुर हूँ, आप IoT या इलेक्ट्रॉनिक्स के बारे में edx या coursera पाठ्यक्रमों के बाद अधिक ज्ञान प्राप्त कर सकते हैं।