आरजीबी एलईडी फाइबर ऑप्टिक ट्री (उर्फ प्रोजेक्ट स्पार्कल): 6 कदम

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

अपने कमरे को कुछ ज़्यादा ही नीरस लगें? इसमें थोड़ी चमक जोड़ना चाहते हैं? आरजीबी एलईडी कैसे लें, कुछ फाइबर ऑप्टिक तार कैसे जोड़ें, और इसे चमकदार बनाएं, यहां पढ़ें!

प्रोजेक्ट स्पार्कल का मूल लक्ष्य एक सुपर उज्ज्वल एलईडी प्लस कुछ अंत-चमक फाइबर ऑप्टिक केबल लेना है और एक अच्छा प्रकाश प्रभाव बनाने के लिए इसे एक आर्डिनो से जोड़ना है। यह फाइबर ऑप्टिक स्टार टाइलिंग / छत की नकल है, लेकिन मेरी छत में ड्रिल करने में सक्षम नहीं होने के कारण लंबवत रूप से घुड़सवार है और फाइबर ऑप्टिक तारों को रोशन करने के लिए पूर्व-निर्मित प्रकाशक का उपयोग नहीं करता है। तो वास्तव में यह महंगे इल्यूमिनेटर में निवेश किए बिना शांत फाइबर ऑप्टिक प्रभाव प्राप्त करने का एक तरीका है। इसे एलईडी के माध्यम से एक आर्डिनो से जोड़ने से किसी भी प्रकार के अनुकूलन और रंग शोधन के लिए भी जुड़ जाता है! दोनों दुनिया के सर्वश्रेष्ठ! सामग्री: 10W एलईडी - $ 5 - ईबे। ** चेतावनी, यह बहुत उज्ज्वल है। चालू होने पर इसे सीधे न देखें। परीक्षण के लिए या किसी अन्य उपयुक्त कवरिंग के लिए इसे एक बॉक्स के नीचे चिपका दें** फाइबर ऑप्टिक एंड ग्लो वायर - ~ $ 25-30 - मैंने इसे TriNorthLighting से ऑनलाइन खरीदा है। फाइबर ऑप्टिक केबल को आमतौर पर केबल के भीतर अलग-अलग स्ट्रैंड नंबरों पर पैर द्वारा बेचा जाता है। एक केबल में कम तार आम तौर पर प्रत्येक व्यक्तिगत तार को मोटा करते हैं, जिसका अर्थ है समग्र रूप से एक उज्जवल अंत स्थान। केबल नंबर बनाम चौड़ाई पर एक आसान चार्ट के लिए इस पृष्ठ को देखें। 12V, 2Amp बिजली की आपूर्ति - ~ $ 10 - मेरे पास एक पड़ा हुआ था। गुप्त सामग्री: इनमें से अधिकांश भाग ऐसी चीजें हैं जो लोगों के पास होंगी और अन्य परियोजनाओं के लिए पुन: उपयोग की जा सकती हैं Arduino - $ 25-30 - मैंने एक Arduino Uno R3 ब्रेडबोर्ड का उपयोग किया - ~ $ 5 सोल्डरिंग आयरन - कहीं भी $ 10 से परिमाण के उच्च सर्किट घटकों के क्रम में - प्रत्येक में केवल कुछ सेंट खर्च होते हैं, मुश्किल मुद्दा शायद यह है कि आजकल उन्हें कहां प्राप्त किया जाए वायर, वायर स्ट्रिपर्स, कटर इत्यादि। ट्यूल - $ 5 - एक शिल्प से खरीदा गया दुकान। यह वह सामग्री है जिसका उपयोग मैं दीवार पर फाइबर ऑप्टिक किस्में बुनने के लिए करता था

चरण 1: सर्किट घटकों का अवलोकन

बुनियादी तार (और एलईडी) के अलावा हमारे सर्किट में दो मुख्य घटक होते हैं: ट्रांजिस्टर और प्रतिरोधक। ट्रांजिस्टर तो हमारे पास 10W एलईडी, पावर केबल और आर्डिनो है। लक्ष्य एलईडी को ब्रेडबोर्ड पर तार करना और आर्डिनो को उसी ब्रेडबोर्ड से जोड़ना है ताकि आर्डिनो एक मूल्य का उत्पादन कर सके और एलईडी एक निश्चित चमक पर चालू हो जाए (आर्डिनो आउटपुट के मूल्य के अनुरूप)। मुद्दा यह है कि, arduino केवल 5V की आपूर्ति कर सकता है, लेकिन हमारे LED को 12V की आवश्यकता है (ध्यान दें: यह आपके द्वारा उपयोग की जा रही शक्ति के आधार पर बदल सकता है)। यह वह जगह है जहां बिजली की आपूर्ति आती है। "हम कभी भी आर्डिनो, एलईडी और बिजली की आपूर्ति को एक साथ कैसे जोड़ेंगे ?!" आप पूछ सकते हैं। जवाब है जादू। ट्रांजिस्टर का जादू! सरल रूप से, एक ट्रांजिस्टर एक एम्पलीफायर या एक स्विच है। इस मामले में हम इसे एक स्विच के रूप में उपयोग कर रहे हैं। यह एक पिन से arduino से, दूसरा पिन बिजली की आपूर्ति से और एक तिहाई एलईडी से जुड़ा होगा। जब आर्डिनो एक विशिष्ट थ्रेशोल्ड पर करंट भेजता है तो ट्रांजिस्टर 'चालू' हो जाएगा और बिजली की आपूर्ति वोल्टेज को इसके माध्यम से चलने देगा, एलईडी को रोशन करेगा। जब आर्डिनो से पर्याप्त करंट नहीं होता है, तो ट्रांजिस्टर बिजली की आपूर्ति को इसके माध्यम से नहीं चलने देगा और एलईडी बंद हो जाएगी। स्विचिंग प्रकार के ट्रांजिस्टर को स्विचिंग या जंक्शन ट्रांजिस्टर के रूप में जाना जाता है। कई अलग-अलग प्रकार उपलब्ध हैं जिनमें अलग-अलग गुण होते हैं जैसे कि इसके पिनों में वोल्टेज की आवश्यकता, लाभ, आदि। मैं किसी को भी ट्रांजिस्टर के बारे में और अधिक पढ़ने के लिए प्रोत्साहित करता हूं ताकि उनकी बेहतर समझ प्राप्त हो सके। 10W एलईडी में कुल चार पिन होते हैं, एक तरफ जमीन और दूसरी तरफ प्रत्येक रंग के लिए एक पिन। यदि हम प्रत्येक रंग को अलग से नियंत्रित करने में सक्षम होना चाहते हैं (RGB के किसी भी रंग संयोजन को प्रदर्शित करने में सक्षम होने के लिए), प्रत्येक रंग का अपना ट्रांजिस्टर होना चाहिए, इसलिए हमें कुल तीन ट्रांजिस्टर की आवश्यकता है। उपयोग किए गए ट्रांजिस्टर के बारे में अधिक जानकारी अगले चरण में होगी। प्रतिरोधक अब जब हमने यह पता लगा लिया है कि एलईडी को कैसे चालू किया जाए, तो एक और समस्या है। जरूरी नहीं कि यह सारी शक्ति अच्छी चीज हो! हम एलईडी को छोटा नहीं करना चाहते हैं, इसलिए इसमें प्रतिरोधों को जोड़ने की जरूरत है। एलईडी पर चार पिनों में से, ग्राउंड पिन को एक रोकनेवाला की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि यह सिर्फ जमीन पर जा रहा है। लेकिन तीन रंग के पिनों को कम से कम एक रोकनेवाला की आवश्यकता होगी, और चूंकि अलग-अलग रंग अलग-अलग वोल्टेज खींचते हैं, इसलिए जरूरी नहीं कि वे समान प्रतिरोध हों। "हम इन मूल्यों को कभी कैसे समझेंगे ?!" आप पूछ सकते हैं। खैर जवाब है मैजिक। गणित का जादू! (इस पर पढ़ें इसके लायक मैं वादा करता हूँ…)

चरण 2: सर्किट घटकों की गणना

ट्रांजिस्टर प्रकार जैसा कि पिछले चरण में कहा गया है, यहां उपयोग किए जाने वाले ट्रांजिस्टर स्विचिंग किस्म के होते हैं। एक सर्किट में किस विशिष्ट प्रकार के ट्रांजिस्टर की आवश्यकता होती है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि सर्किट को क्या चाहिए, लेकिन इस सर्किट में एक 2N2219 ट्रांजिस्टर उपयुक्त है। ध्यान दें, आप 2N2219 के अलावा किसी अन्य ट्रांजिस्टर का उपयोग कर सकते हैं, जब तक कि इसमें उस सर्किट के लिए सही विनिर्देश हों, जिस पर आप काम कर रहे हैं। (अधिक सामान्य 2N2222 ट्रांजिस्टर भी उपयुक्त होना चाहिए) ट्रांजिस्टर प्रकार के आधार पर, ट्रांजिस्टर पर तीन पिन या तो "एमिटर, बेस, कलेक्टर" या "गेट, सोर्स, ड्रेन" होंगे। 2N2219 प्रकार पूर्व है। कई ट्रांजिस्टर बॉडी टाइप होते हैं, इसलिए यह निर्धारित करने के लिए कि कौन सा पिन एमिटर, बेस और कलेक्टर से मेल खाता है, यह आपकी स्पेस शीट से परामर्श करने का समय होगा! ट्रांजिस्टर को भी दो प्रतिरोधों की आवश्यकता होती है। एक ट्रांजिस्टर के आधार को आर्डिनो से जोड़ता है - यह कोई भी मान हो सकता है, आमतौर पर लगभग 1kΩ। इसका उपयोग इसलिए किया जाता है ताकि आर्डिनो से कोई भी नकली करंट ट्रांजिस्टर को ट्रिगर न करे और गलती से लाइट चालू कर दे। दूसरा आवश्यक रोकनेवाला आधार को जमीन से जोड़ता है और आम तौर पर एक बड़ा मूल्य होता है जैसे 10kΩ प्रतिरोधों के प्रकार बिजली की आपूर्ति को एलईडी से जोड़ने के लिए हमें कुछ प्रतिरोधों का उपयोग करना पड़ता है। एलईडी पर प्रत्येक रंग में एक अलग आवश्यक वोल्टेज इनपुट होता है। विशिष्ट मान आपके उपयोग किए गए एलईडी पर निर्भर करते हैं, लेकिन मानक 10W एलईडी के लिए ये संभवतः सही सीमा में होंगे: लाल - 6-8 वी हरा - 9-12 वी नीला - 9-11 वी एलईडी द्वारा आवश्यक वर्तमान: 3 मिलीएम्प्स (एमए) बिजली आपूर्ति वोल्टेज: 12 वी तो स्थिति यह है: हम एलईडी को बिजली देने के लिए 12 वी बिजली की आपूर्ति का उपयोग कर रहे हैं और प्रत्येक रंग को उससे कम वोल्टेज प्राप्त करना चाहिए। एलईडी पर वास्तव में देखे जाने वाले प्रत्येक रंग के वोल्टेज को कम करने के लिए हमें प्रतिरोधों का उपयोग करने की आवश्यकता है। आवश्यक प्रतिरोध के मूल्य को निर्धारित करने के लिए ओम के नियम से परामर्श करने का समय आ गया है। उदाहरण के लिए लाल रंग के लिए: वोल्टेज = करंट * प्रतिरोध…। प्रतिरोध के लिए पुनर्लेखन = वोल्टेज (गिरावट) / वर्तमान प्रतिरोध = 4 वी / 0.3 ए = 13.3Ω (4 वी का मान 12 वी (बिजली की आपूर्ति) से है - अधिकतम लाल सीमा (8 वी)) हालांकि हमने अभी तक नहीं किया है. आपके प्रतिरोधक प्रकार (अर्थात इसका आकार) के आधार पर इसके द्वारा केवल एक निश्चित मात्रा में शक्ति का प्रसार किया जा सकता है। यदि हम ऐसे प्रतिरोधकों का उपयोग करते हैं जो पर्याप्त शक्ति को नष्ट नहीं कर सकते हैं तो हम उन्हें जला देंगे। रोकनेवाला भर में शक्ति की गणना करने का सूत्र ओम के नियम से आता है: यह शक्ति = वोल्टेज * करंट है। पावर = ४वी * ०.३ ए = १.२ डब्ल्यू इसका मतलब है कि हमें यह सुनिश्चित करने के लिए १३.३Ω, १.२ डब्ल्यू (कम से कम) रोकनेवाला चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि हमारी एलईडी सुरक्षित है। समस्या यह है कि अधिकांश सामान्य प्रतिरोधक 1/4 W या उससे कम में आते हैं। क्या करें?! समानांतर में प्रतिरोधों को स्थापित करने के जादू का उपयोग करके हम समस्या को ठीक कर सकते हैं। समानांतर में चार (1/4 डब्ल्यू) प्रतिरोधों को मिलाकर कुल बिजली अपव्यय 1 डब्ल्यू तक जुड़ जाता है। (आदर्श रूप से हम समानांतर में पांच प्रतिरोधक जोड़ देंगे, लेकिन 1.2 डब्ल्यू केवल तभी देखा जाएगा जब यह अधिकतम तक जलाया जाएगा, और जीन हम थोड़ा कम उपयोग कर रहे हैं)। समानांतर में प्रतिरोधों को जोड़ने से उनका प्रतिरोध आनुपातिक रूप से कम हो जाता है (अर्थात यदि हम चार 13.3 प्रतिरोधों को समानांतर में जोड़ते हैं तो कुल प्रतिरोध केवल ~3 होगा) सही प्रतिरोध और शक्ति अपव्यय प्राप्त करने के लिए हम चार 68 1/4W प्रतिरोधों को जोड़ सकते हैं समानांतर। हम यह संख्या 13.3Ω को चार से गुणा करके प्राप्त करते हैं, जो कि ~53Ω है और फिर एक रोकनेवाला के लिए अगला उच्चतम मानक मान लेते हैं। कुल मिलाकर: लाल रंग को शक्ति देने के लिए हमें या तो एक 13.3Ω 1W रोकनेवाला, या समानांतर में चार 68Ω 1/4W प्रतिरोधों का उपयोग करने की आवश्यकता है। अन्य रंगों के लिए आवश्यक प्रतिरोध की गणना करने के लिए समान प्रक्रिया का उपयोग करें। आवश्यक सर्किट घटकों का सारांश: 3 x 2N2219 ट्रांजिस्टर 3 x 1kΩ प्रतिरोधक 3 x 10 kΩ प्रतिरोधक लाल: 4 x 68Ω 1/4 W प्रतिरोधक नीला: 4 x 27Ω 1/ 4W रेसिस्टर्स ग्रीन: 4 x 27 Ω 1/4W रेसिस्टर्स

चरण 3: सर्किट योजनाबद्ध / सर्किट का निर्माण

गणित के माध्यम से जाने और सभी आवश्यक टुकड़ों को एक साथ रखने का समय आ गया है!

पहले अपनी बिजली की आपूर्ति लें और अंत में जो भी कनेक्शन है उसे काट दें और बिजली और जमीन के तारों को अलग कर दें। ग्राउंड वायर को ब्रेडबोर्ड रेल में से एक में जोड़ें। एलईडी पर आवश्यक प्रतिरोधों को मिलाप करने के लिए बिजली के तार को मिलाएं। फिर सर्किट आरेख पर संकेतित सर्किट का निर्माण करें। ध्यान दें कि सर्किट के सभी आधार (आर्डिनो ग्राउंड, ट्रांजिस्टर ग्राउंड, पावर सप्लाई ग्राउंड) को किसी न किसी तरह से एक साथ जोड़ा जाना चाहिए।

चरण 4: Arduino कोड

हम बस पहुँच गए! हमारे सर्किट को आर्डिनो से जोड़ने का समय।

यहां कोड सिर्फ आरजीबी एलईडी को एक रंग चक्र के माध्यम से चलाता है (यानी पूरे इंद्रधनुष की जांच करता है)। यदि आप arduino से परिचित हैं तो यह बहुत जटिल नहीं है। यह कोड मूल रूप से मेरे द्वारा नहीं लिखा गया था, लेकिन मुझे ईमानदारी से याद नहीं है कि मैंने इसे कहाँ से डाउनलोड किया है; यह खुला स्रोत था। अगर मुझे याद है या अगर कोई स्रोत जानता है तो मैं खुशी से इसका हवाला दूंगा। स्केच नीचे चिपकाया गया है। बस सुनिश्चित करें कि स्केच में पिन मान एलईडी से कनेक्ट करने के लिए उपयोग किए जाने वाले आर्डिनो पर पिन के अनुरूप हैं। सभी कोड प्रत्येक एलईडी रंग पिन के लिए एक व्यक्तिगत मूल्य (0 से 255 तक) भेजते हैं। यदि आप चाहते हैं कि एक विशिष्ट रंग सामने आए, तो एक आरजीबी रंग चार्ट देखें // एक रंग चक्र चक्र के माध्यम से एक आरजीबी एलईडी चलाता है int चमक = 0; // एलईडी कितनी चमकीली है। अधिकतम मान २५५ int rad = ० है; #define RED 10 #define BLUE 11 #define GREEN 9 void setup() {// पिन को आउटपुट घोषित करें: पिनमोड (RED, OUTPUT); पिनमोड (हरा, आउटपुट); पिनमोड (नीला, आउटपुट); } // 0 से 127 तक शून्य प्रदर्शन रंग (uint16_t WheelPos) {बाइट r, g, b; स्विच (व्हीलपॉस / 128) {केस 0: आर = 127 - व्हीलपॉस% 128; // रेड डाउन जी = व्हीलपॉस% 128; // ग्रीन अप बी = 0; // ब्लू ऑफ ब्रेक; केस 1: जी = 127 - व्हीलपॉस% 128; // हरा नीचे बी = व्हीलपॉस% 128; // ब्लू अप आर = 0; // रेड ऑफ ब्रेक; केस 2: बी = 127 - व्हीलपॉस% 128; // ब्लू डाउन आर = व्हीलपॉस% 128; // लाल ऊपर जी = 0; // ग्रीन ऑफ ब्रेक; } AnalogWrite(RED, r*2); एनालॉगराइट (हरा, जी * 2); एनालॉगराइट (नीला, बी * 2); } शून्य लूप () {डिस्प्लेकलर (रेड); देरी (40); रेड = (रेड+1)% ३८४; }

चरण 5: फाइबर ऑप्टिक तारों को जोड़ना

यहां तक कि अगर आप इस चरण को पूरा नहीं करते हैं, तो अच्छी बात यह है कि अब हमारे पास एक शानदार, उज्ज्वल, पूरी तरह से अनुकूलन योग्य आरजीबी एलईडी है। मैंने इसे फाइबर ऑप्टिक्स के साथ संयोजित करना चुना, लेकिन वास्तव में आप जो चाहें कर सकते हैं! एक मीठा स्पॉटलाइट बनाएं? एक डिस्को बॉल लाइट करें? इतनी सारी संभावनाएं!

मैंने मूल रूप से पांच फीट ५० स्ट्रैंड फाइबर, १० फीट १२ स्ट्रैंड फाइबर, और ५ फीट २५ स्ट्रैंड फाइबर खरीदा था। मैंने लंबाई को आधे में काट दिया ताकि मेरे पास अधिक धब्बे हों, भले ही तार खुद छोटे हों। मैंने एक पेड़ बनाना चुना क्योंकि मैं उन्हें एक दीवार के माध्यम से नहीं लगा सकता था। रबर सीमेंट के माध्यम से ट्यूल को दीवार पर चिपका दिया गया था (ट्यूल काफी हल्का है, इसलिए टेप पर्याप्त हो सकता है)। तंतुओं को ट्यूल के माध्यम से एक पेड़ की तरह पैटर्न में पिरोया जाता है। खाली/सूखे सोडा का उपयोग करके एलईडी को नीचे रखा जा सकता है, और इसके शीर्ष पर फाइबर जोड़े जाते हैं। इस बिंदु पर सबसे बड़ा मुद्दा यह सुनिश्चित करने की कोशिश कर रहा है कि सोडा कैन के ऊपर से बाहर निकलने के बजाय फाइबर के माध्यम से प्रकाश जाता है। फ़ॉइल में तंतुओं को कसकर लपेटने से मदद मिल सकती है, लेकिन मेरा सुझाव है कि जो भी सेटअप आपको लगता है वह काम कर सकता है। इन सभी टुकड़ों को एक साथ रखो और हमारे पास हमारा पेड़ है!

चरण 6: पार्टी का समय

करने के लिए कुछ नहीं बचा है, लेकिन रोशनी कम करें, आर्डिनो को शक्ति दें, और हमारे नए फाइबर ऑप्टिक सेटअप की चमक में बेसक करें!

मैंने सेटअप का एक वीडियो भी संलग्न किया है। यह व्यक्तिगत रूप से बेहतर दिखता है, लेकिन आप इसे धीरे-धीरे रंग के पहिये के माध्यम से आगे बढ़ते हुए देख सकते हैं।