Lámpara de tiempo / matriz: 42 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

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En este Instructable, describo el diseño, la construcción y la programación de una lámpara de matriz LED. El diseño se asemeja a una lámpara normal, pero el interior ha sido reemplazado por una matriz de LED ws2812. El control se realiza mediante una Raspberry Pi, por lo que el conjunto se puede programar según sus propios deseos.

La lámpara mide aproximadamente 12 pulgadas (30 cm) de alto con un diámetro de 4 pulgadas (10 cm). El exterior consta principalmente de un cilindro de vidrio.

Con más de 40 pasos, se ha convertido en un Instructable bastante completo. Comienza con el diseño de la lámpara. Esto cubre tanto el diseño 3D en Fusion 360 como la parte eléctrica. Se presta especial atención al consumo de energía de los LED. Por ejemplo, se ha diseñado una placa especial para la distribución de energía.

Después del diseño, el Instructable continúa con el ensamblaje de las diversas partes: el soporte LED y el pie de la lámpara. El soporte de LED contiene 16 tiras con 18 LED cada una, lo que da un total de 288 LED. La base de la lámpara contiene la Raspberry Pi, un pequeño ventilador y componentes electrónicos adicionales.

Además de diseñar y construir, se describe la programación de la lámpara. Esto comienza controlando los LED y recuperando datos meteorológicos con Python. Seguido de las diferentes funciones de la lámpara.

La función principal de esta lámpara es mostrar datos meteorológicos. Debido al diseño elegido, es posible utilizar esta lámpara para otros fines. Como un reloj o un indicador de redes sociales (el código Python para una luz de emergencia y una lámpara de lava se incluye en este Instructable).

Paso 1: Primeros bocetos y diseño

Hace aproximadamente un año hice algunos adornos para árboles de Navidad iluminados. Estos contenían una interfaz web para alterar los colores de los LED. En una versión posterior, esta interfaz web ha sido reemplazada por el uso de datos meteorológicos. El color de los LED depende de la temperatura exterior, y todos los LED tienen el mismo color.

Más tarde se me ocurrió la idea de hacer un 'termómetro'. Leyendo la temperatura real, mínima y máxima. Todos los LED tendrían diferentes colores en función de estos valores. Esto nunca se ha desarrollado en un prototipo funcional porque tuve otra idea, que resultó en esta lámpara de matriz LED. Donde mostrar datos meteorológicos es solo una de las posibilidades.

Mientras hacía algunos bocetos, llegué a las siguientes funciones:

1. Muestra la temperatura actual.
2. Visualización de las temperaturas máximas y mínimas previstas.
3. Mostrando la precipitación esperada para la próxima hora (azul = lluvia, blanco = nieve).
4. Visualización de la velocidad actual del viento y, si es posible, la dirección.

Los dibujos de arriba son un primer diseño de esta lámpara.

Las posibilidades de esta lámpara no se limitan a mostrar datos meteorológicos. Usar una Raspberry PI ofrece muchas más posibilidades. Como un reloj, una lámpara de lava o plasma y varios indicadores de redes sociales.

Hay 2 formas de colocar los LED dentro de una lámpara: una rejilla cuadrada o una espiral de LED. La versión en espiral es más fácil de construir. Pero los LED se inclinan un poco cuando se usa una espiral y, por lo tanto, se ven menos hermosos. Además, el degradado de color será más difícil de programar. Es por eso que elegí crear una rejilla de LED usando tiras de LED ws2812.

La tira de LED ws2812 se coloca verticalmente a través de la lámpara, en forma de zigzag. Todas las conexiones de LED están en la parte superior o inferior del cilindro. Esto da espacio dentro del cilindro para los demás componentes electrónicos.

Debido a que la primera idea fue mostrar datos meteorológicos, he elegido 16 LED por fila. Esto permite 16 direcciones de viento:

• norte
• NNE
• nordeste
• ENE
• mi
• ESE
• SE
• SSE
• S
• SSW
• sudoeste
• WSW
• W
• WNW
• noroeste
• NNW

El proyecto anterior "Adorno de árbol de Navidad" se ha basado en un icosaedro regular, con una ventana circular para cada LED. Este proyecto obtiene una estructura similar para los LED. Pero luego dentro de un cilindro de vidrio.

Paso 2: colores LED

La temperatura durante un año en los Países Bajos es aproximadamente entre -10 y +30 grados centígrados. Puede ser más cálido o más frío, pero estas son excepciones. Los colores de temperatura universales son rojo para caliente y azul para frío. Agregué un tercer color: amarillo. Esto le da más colores y hace que el degradado sea más hermoso.

Las temperaturas máximas y mínimas cambian durante las estaciones. Como resultado, la diferencia de temperatura nunca supera los 25 grados. En otras palabras, casi la mitad de toda la gama de colores. Para aumentar este rango, se puede utilizar una escala dinámica. Por ejemplo, la escala puede depender del mes. El color azul puede ser de 10 grados Celsius en verano y de -10 grados Celsius en invierno.

Esta escala debería cambiar lentamente. Por ejemplo:

Enero -10 a +15

Febrero -10 a +15 marzo -5 a +20 abril -5 a +20 mayo 0 a +25 junio +5 a +30 julio +10 a +35 agosto +10 a +35 septiembre +5 a +30 octubre 0 a +25 noviembre -5 a +20 diciembre -10 a +15

La traducción entre temperatura y color se puede almacenar en una tabla. Como resultado, se requiere un cálculo mínimo. Y la lámpara es fácil de adaptar a otros climas. Una tabla también hace que sea sencillo realizar pequeños ajustes en la intensidad del color.

Paso 3: cilindro de vidrio

Se ha utilizado un cilindro de vidrio para esta lámpara. Es una pieza de repuesto de una lámpara bien disponible. Compré la lámpara en una tienda web holandesa. Tiene las siguientes especificaciones:

Dimensiones: 10 cm de diámetro a +/- 27 cm de altura

Color: Blanco lechoso Accesorio: Tamaño del orificio E27 (accesorio normal / grande) 4 cm Material: Vidrio Observaciones: Apto para lámparas colgantes y de pie. En un lado está el orificio para la conexión, el otro lado está abierto. Tiempo de entrega: alrededor de 2 semanas (desde Austria)

El cilindro de vidrio pertenece a las lámparas del tipo "Troy". Que son fabricados por una empresa con el nombre Eglo.

Si el cilindro de vidrio no se vende por separado, también es posible comprar la lámpara. Hay disponible una versión colgante y de mesa (enlace de EE. UU., Enlace de Reino Unido, enlace de UE).

Siempre es posible hacer su propia versión con otra lámpara.

A pesar de la imagen simple de las dimensiones, son correctas. La altura es de 270 mm (10,6 pulgadas) y el diámetro es de 100 mm (3,9 pulgadas).

Paso 4: Interfaz web de Wemos

Gran Premio en el Concurso LED 2017

Segundo premio en el Concurso Raspberry Pi 2017