태양광으로 작동하는 RGB LED 매직 패스웨이 - 태양광으로 작동하는 신호등

안녕하세요, 제 두 번째 튜토리얼에 참여해주셔서 감사합니다!
저는 늘 소소한 재미를 더해 무언가를 만드는 걸 좋아하는데, 이번에 스팀펑크 스타일의 라즈베리 파이 프로젝트를 만들면서 새로운 픽셀들이 선사하는 마법을 경험했습니다.
제가 정말 관심 있는 것 중 하나는 세 개의 전선을 사용하는 것입니다...
밝고 저전력이며 조작이 간편한 RGB 조명을 켜고 제어할 수 있습니다.
저는 이 프로젝트를 위해 포트 프리트에서 작업했던 45와트 태양광 패널 시스템과 새로운 혼합 재료, 유리 벽돌을 사용하여 단순한 보도블록 길을 만들었습니다.
태양 에너지가 꼭 필요한 것은 아니지만, 솔직히 말해서 태양 에너지를 사용하지 않으면 오히려 더 불편할 겁니다. 왜냐하면 어쨌든 전기를 끌어다 써야 하고, 그걸 직류로 변환해야 하니까요.
우선, Depot의 안내 부족에 대해 칭찬하고 싶습니다. 제가 태양광 및 야외 활동 관련 도전에 참여하게 되었다는 점을 아주 간단히 말씀드리고 싶습니다.
이것이 가치 있다고 생각하신다면, 이 두 부문에 투표해 주시면 감사하겠습니다.
저는 게임에서 그렇게 하진 않지만, 굉장히 좋아해요.
하지만 결국에는 여러분이 제 성취와 실패를 통해 무언가를 배울 수 있기를 바랍니다.
이것이 바로 유리 블록 아래에 발광 다이오드를 설치하여 도로를 밝히는 아이디어의 근원입니다.
저는 이 콘셉트에서 출발하여 새로운 픽셀을 가진 아두이노로 변경하고, 더 큰 태양광 패널 시스템과 배터리 소모를 줄이는 동작 센서를 추가했습니다.
이것이 프로젝트의 기반이 되었습니다.
이제 기본적인 내용을 파악하셨으니, 구성 요소와 초기 계획 업데이트에 대해 설명드리겠습니다: 2017년 10월 12일-
좀 더 "완성된" 느낌을 주기 위해 돌로 경계를 만든 사진을 업로드했습니다.
게다가 이를 보여주기 위해 3분짜리 영상도 업로드했습니다.
낮에 촬영한 사진이라 밤처럼 조명이 눈에 띄지는 않지만, 모션 센서의 작동 모습, 모션 센서 설치 과정, 아두이노, 충전 컨트롤러, 배터리, 태양광 패널, 그리고 전원과 아두이노가 창고의 USB 포트에 연결되는 모습 등을 보여줍니다.
이와 비슷한 것을 만들고 싶어하는 사람들에게 조금이나마 도움이 되기를 바랍니다.
응원과 조언, 질문, 그리고 좋아요에 감사드립니다.
이것을 만들어보시길 바랍니다. 제가 도와드릴 일이 있다면 언제든지 연락 주세요.
이 프로젝트를 위해 저는 다음과 같은 옵션을 선택했습니다.
참고로, 이것들은 제 개인적인 선택일 뿐, 필수 조건은 아닙니다.
전자 기기 관련 사항은 나중에 따로 정리해서 알려드리겠습니다. 참고로 말씀드리자면...
저는 무엇보다도 전자/소프트웨어 마니아이며, 야외 구조물 설치 경험은 초보 수준입니다. 1)
16x16 크기의 보도블록이 측면을 따라 깔려 있습니다. 2)
포장재 기초 모래 3)
로프, 말뚝, 수평 4)의 배치 패턴
위의 포장재와 매우 유사한 16x8 크기의 포장재로 중간 "선" 5에 사용됩니다.
Sacrete Permasand 또는 다른 "밀봉제"를 사용하면 보도블록을 서로 단단히 고정하는 데 도움이 됩니다. 6)
선택 사항: 보도블록 바닥
저는 이전에 보도를 설치해 본 경험이 없었고, 땅을 파는 것이 어렵고 불필요했기 때문에 이 제품을 사용했습니다.
지금 민감한 케이블을 만지고 있어요.
덕분에 돌을 놓기 위해 4인치(약 10cm)를 파내는 작업을 줄일 수 있었습니다.
이 내용을 이해하지 못하셨다면, 모래 아래에 4인치 두께의 자갈을 깔아야 합니다. 7) 2x4 목재도 필요합니다.
이것들을 임시로 사용하여 모래 위에 틀을 만들고 그것을 차단하는 데 도움을 받을 것입니다.
(2x4x8 크기라고 가정했을 때) 8피트마다 두 개 정도 있다고 볼 수 있겠네요.
게다가 자갈도 있어요.
전자 장비의 경우: 1) 아두이노...
품종은 중요하지 않습니다.
유엔 산하 기구가 잘 해낼 것이다.
저는 전자 컴퓨팅에 대해 검토할 예정이지만, USB 케이블 두 개를 사용했고 결국 세 개의 케이블 양쪽 끝을 모두 잘라냈습니다. (14게이지 전선...)
볼륨을 100으로 설정했습니다.
아마존에서 합리적인 가격에 6개 패키지를 구매했습니다. 4) 22게이지 전선 -
저는 이것을 신호선으로 사용합니다. 5)
PVC 파이프 길이 6)
저는 LED 네오픽셀 링 12개를 사용했는데, 정말 환상적이었어요.
야간에 충분한 밝기를 제공하고 LED 조명이 많아 전력 소비를 매우 유연하게 제어할 수 있습니다.
링크: 샤워실/개인 벽과 유사한 유리 "블록".
제가 즐겨 사용하는 지역 쇼핑 앱에서 유리 블록을 검색해 봤습니다.
제공하다, 포기하다, 크레이그리스트 등
꽤 많은 사람들이 발견되었고, 각자 몇 달러씩 받았습니다.
14개를 사서 8개를 사용했습니다.
이러한 추가 도구는 프로토타입 제작에 유용합니다. 8)
러스트올렘 연마 유리 스프레이 페인팅
유리 블록과 결합하면 정말 놀랍습니다.
아내의 조언 덕분에 이 프로젝트는 멋진 "외관"을 갖게 되었고, LED 설치 시 직면하게 될 몇 가지 어려움을 감출 수 있게 되었습니다.
예: 컨포멀 코팅
링크: 이것은 전자 장비의 방수 기능을 돕습니다. 10)
HD 분무기
방수 기능이 다시 활성화되어 부식을 방지합니다.
링크: 투명 실리콘 고무 실런트 및 실런트 건 사용법
이는 전자 장비를 보호하고 추가적인 방수 기능을 제공하는 데 사용됩니다. 12)(
(2017년 11월 27일 업데이트: 아래 6단계를 참조하세요)
더 나은 방수 및 배선 연결을 위해 방수 와이어 너트 대신 열수축 튜브와 열풍기를 사용하십시오.
신용장: 파클먼)
태양광 패널 시스템에는 세 가지 구성 요소가 필요합니다. 1) 태양광 패널 -
저는 포트프레이트 컴퍼니(Port Freight Company)의 45와트 패키지를 사용하고 있습니다.
그들은 그것들을 청소하고 100와트 시스템으로 교체하고 있는데, 그것이 더 적절할 수도 있습니다.)2)
태양광 충전 컨트롤러
제 배터리도 있지만, 아마존에서 40달러 미만으로 구매하실 수도 있습니다. 3. 배터리 -
저는 35암페어시 배터리를 사용하는데, 원할 경우 약 5시간 동안 전원을 켤 수 있습니다.
동작 감지 센서와 시간 제한 패널 덕분에 충분한 시간을 확보할 수 있었습니다.
프로젝트 비용은 보행로의 길이, 선택된 벽돌의 종류와 품질, 사용 가능한 기계 및 도구 등에 따라 달라집니다.
태양열 발전 시스템을 구축했다면 필요합니다.
또는 다른 방법을 선택하세요) 등.
프로젝트에서 가장 비용이 많이 드는 부분은 전자 기기나 발광 다이오드 등이 아니라 나머지 부분입니다.
제가 대략 15파운드 정도 쓴 것 같아요.
전선, 방수 재료, LED 링 등을 계산해 보면 램프 하나당 20달러가 듭니다.
다시 말씀드리지만, 저는 포장도로 경로 설정 전문가가 아닙니다.
저는 다른 교과서와 유튜브 영상 등을 읽었습니다.
이 일을 어떻게 해야 할지 아이디어를 얻고, 제가 가진 것을 활용해 보려고 합니다.
다시 말해서, 많은 영상들이 "땅 정리하기"로 시작해서 모래를 깔기 시작할 수 있는 깨끗하고 준비된 장소를 보여주는 것을 봤습니다.
그래서 제가 취했던 조치들을 알려드리고자 합니다. 이를 통해 "토지 정리" 과정의 일부를 더 자세히 설명하여 사람들이 어려움에서 벗어날 수 있도록 돕고 싶습니다.
첫 번째 단계는 본격적인 제작을 시작하기 전에 불필요한 것들을 "제거"하는 것입니다.
양파, 냉동 케이크, 오거, 그리고 보도블록은 모두 공통점이 하나 있습니다... 바로 겹겹이 쌓인 층이죠.
다음 단계는 프로토타입 방식으로 레이어를 다시 구축하기 시작하는 것입니다.
다음은 제가 참고할 만한 몇 가지 유용한 단계입니다. 다음 부분은 설명하기가 좀 어렵네요...
읽을 때 그림을 참고하는 것이 의미 있어야 합니다.
이 구간들을 통과할 때는 경로와 난이도를 계속 확인하세요.
이 시점에는 경로를 계획하고, 보도블록 위를 걸을 수 있으며, 대부분의 것들이 안정적으로 느껴질 것입니다.
이 부분이 헐거워지면 마지막에 단단히 고정해야 합니다.
하지만 우리에게는 전자 기기가 있잖아요!
다음은 흥미로운 부분입니다.
이 메서드를 컴파일해 봤습니다. 이번이 첫 시도입니다.
제 제품의 관점에서 보면 정말 아름답다고 할 수 있지만, 그렇다고 개선의 여지가 없다는 뜻은 아니니 이 점을 염두에 두고 이 글을 읽어주시길 바랍니다.
결국, 이것이 우리가 만들어가고 있는 것과 다른 대부분의 길과의 차이점입니다.
설계 아이디어/목표: 전력 계산. 잠시 멈춰서 이 프로젝트의 중요성에 대해 이야기해 주세요.
저는 각각 12개의 네오픽스 LED가 장착된 모듈 8개를 사용했습니다.
전력 소비량을 계산하려면 다음 작업을 완료해야 합니다. 1)
네오픽셀 하나당 최대 밝기(0~255단계)에서 각 색상마다 20mA의 전류를 소모합니다.
동시에 세 가지 색상을 표시할 수 있습니다.
이는 픽셀당 최대 60mA를 의미합니다. 2)
각 "블록" 아래에는 12픽셀의 공간이 있습니다.
60mA를 곱하면 720mA가 되어 단일 블록이 되고, 가장 밝은 설정으로 "흰색"이 됩니다. 3)
720mA*8 블록 = 5.
7암페어면 모든 걸 밝힐 수 있지만, 아두노에는 뭔가 특별한 매력이 있어요. 와... 5. 7암페어는 정말 엄청난 양이죠...
하지만 이것은 최악의 경우입니다.
저는 태양광 컨트롤러에 시가잭 어댑터를 사용할 예정이고, 그러면 아두이노는 정상적인 전력(20mAh 미만)을 공급받을 겁니다.
그래서 저는 그다지 걱정하지 않아요.
네, 제 설정에서는 22핀 USB 어댑터를 사용하고 있습니다.
4개의 암페어 포트. 8암페어.
그건 5에 한참 못 미쳐요.
총 7개의 LED가 있으므로, 가능한 상황을 더 잘 이해하기 위해 몇 가지 제한 조건을 추가해 보겠습니다. 만약 같은 색상의 LED를 두 개만 사용한다면, 각 LED의 전류는 40mA로 줄어들 것입니다.
기본적으로 매번 밝은 흰색으로 만들지 마세요.
이렇게 하면 총 전력이 3.8암페어로 줄어듭니다.
만약 완전한 흰색을 원한다면, 12개의 LED를 모두 켜는 대신 10개로 제한할 수 있습니다.
그러면 계산 결과는 다음과 같습니다: 60*10=600 * 블록당 8개 블록 = 4.8암페어 (완벽합니다!)
자세한 내용은 네오픽셀 우버가이드에서 확인할 수 있습니다.
Ada Fruit의 이 페이지는 사용하는 픽셀 수를 최적화하는 방법에 대한 훌륭한 전략을 보여줍니다.
블록당 새로운 픽셀을 6개만 추가해서 테스트해봤는데, 여전히 밝기가 충분해서 실제로 활용도가 매우 높습니다.
마지막으로, 어떤 이유로든 많은 픽셀이 필요한 경우라면...
한 가지 방법은 인버터를 사용하고 적절한 전원 공급 장치를 연결하는 것입니다.
Adaruit는 10암페어와 5볼트의 전력을 제공하여 상당한 출력을 공급합니다.
하지만 명심하세요...
태양광 패널/배터리 시스템을 끄세요.
배터리 사용 시간을 극대화하려면 효율성이 중요합니다. 그러고 보니…
35암페어 배터리에서 5암페어를 빼면, 최대 7시간 정도밖에 못 쓴다고 할 수 있죠.
배터리 보호를 위해 "전력의 50% 이상 소비하지 않기" 규칙을 적용하면 사용 시간이 3.5시간으로 줄어듭니다.
따라서 이 프로젝트의 또 다른 설계 고려 사항은 움직임이 감지될 때 LED를 켜는 것입니다.
설계할 때 배터리 또는 전원을 염두에 두세요.
어쩌면 해가 지면 3시간 타이머가 당신의 소원을 들어줄 수 있을지도 몰라요. (움직임)
이 영상 부분에서는 제가 전력 계산기를 연결하고 테스트하는 모습을 보여줍니다.
확신이 서지 않는다면, 지금이 바로 문제를 해결할 수 있는 가장 좋은 방법이자 시기입니다.
임시로 연결하고 테스트하여 접지 및 배선 상태가 양호한지 확인하십시오.
이제 계획도 세웠고 전력 소비량도 파악했으니 본격적으로 작업에 집중할 수 있겠네요. 계획도 충분하고, 장비들을 연결할 시간도 충분하니까요.
먼저 영상을 보세요. 우리가 무엇을 하려고 하는지 확실히 알 수 있을 거예요. :)
추가 참고 사항: 방수 기능에 대해 더 자세히 알고 싶으시다면, 제가 시청한 Flite 테스트 영상이 훌륭한 자료입니다. 이 영상에서는 무인 항공기(UAV)에 사용되는 방수 기술을 보여주고 서보 모터와 같은 다른 방수 구성 요소에 대해서도 설명합니다.
갤러리에 삽입했어요.
이 섹션에서는 다음 세 가지 사항을 알아야 합니다. 1)
전원 공급 장치에는 두 개의 전선이 있습니다.
태양광 패널)
그다음에는 경로 전체를 따라 위아래로 움직이세요.
이것들은 기본적으로 전기 트랙입니다...
양극선과 접지/음극선이 필요합니다. 2)
벽돌 하나에서 다른 벽돌로 연결되는 세 번째 전선이 있을 겁니다.
이렇게 하면 네오픽셀 신호선이 형성되어 아두이노로 돌아갑니다.
전기가 통하고 있어야 하므로 나머지 배선과 함께 돌아올 가능성이 높습니다. 3)
권력에 대한 논의를 기억하시나요?
전원 레일 두 개가 필요합니다. (각 2.4암페어)
그래서 저는 전선 네 개를 사용했습니다.
이 점을 명심하세요. 지금은 매우 중요한 순간입니다.
전선을 네 개 사용하는 경우, 경로의 중앙에 놓고 서로 떨어뜨려 놓는 것이 좋습니다.
제가 그렇게 했는데, 아주 효과가 좋았습니다.
자, 이러한 요소들을 고려하여 다음과 같이 조합해 보세요: 블록을 계속 배치하고, 철사를 묶고, (제안 사항은 생략)
철사 끈에 테이프를 감아서 물건들을 붙여주세요.
이 작업은 보도블록 아래에 묻어야 하므로, 여러 번 테스트하고 내구성을 확인해야 합니다.
자, 여기까지 오셨다면 신호선을 아두이노에 연결하고 스트림 테스트를 실행해 보세요.
그 블록에 불이 들어와야 합니다.
그렇지 않다면 배선 및 공용 접지를 다시 확인하십시오.
9단계와 10단계를 참조하십시오.)
그리고 연결/전선 너트.
모든 건물 블록을 수리했으면 이제 정리하고 잠글 차례입니다.
참고로 지금은 태양 에너지가 필요하지 않습니다.
배터리 팩이면 충분합니다.
전등이 켜지면 벽돌을 내려놓고 모두 평평하게 다지세요.
제 경우에는 가운데 벽돌이 약간 얇아서 가운데 ​​줄의 각 벽돌 아래에 모래를 한 겹씩 깔아줘야 합니다.
이 방법은 전자 기기를 보호하고 벽돌이 전선에 직접 닿지 않도록 해주기 때문에 효과적입니다.
위의 첫 번째 그림이 이를 보여줍니다.
또한, 나사못이 있다면 보도 아래에 묻으면 안 됩니다.
인도에 작은 구멍을 파서 거기에 놓아야 합니다.
인도의 중앙 통로는 전선을 깔거나 청소하기에 좋은 장소입니다.
다음 단계: 그림 2와 같은 모습이 되어야 합니다.
거의 다 됐는데, 벽돌 사이에 틈이 있어야 해요.
접착제를 보도블록에 부어야 하기 때문에 이러한 여유 공간이 필요합니다.
다음 섹션에서는 포장재 키트(폴리머 모래)를 슬롯에 넣으세요.
보통은 한쪽으로 약간 쌓이게 되는데, 빗자루를 사용해서 틈새 안으로 밀어 넣으면 됩니다.
틈새를 모두 메워야 합니다. 틈새가 물건들을 서로 붙여주기 때문입니다.
보도블록을 2x4 목재로 가볍게 두드리면 블록에 붙어 있는 모래를 풀어주는 데 도움이 됩니다.
나는 손을 이용해서 그것이 그 부위에 들어가도록 도왔다.
팁: 장갑을 착용하세요!
이 물질은 물과 반응하기 때문에 손에 묻혀 씻어내려고 하면 더 끈적해집니다.
나는 퍼티 나이프로 피부에서 그것을 긁어내야 했다.
장갑에 귀 기울이지 않는다면, 그건 좋은 제안입니다.
모든 틈새에 모래가 채워지면, 남은 모래를 제거하는 것이 중요합니다.
그렇게 하지 않으면 모래가 보도블록을 더럽힐 거예요.
그 후에는 "설정"을 진행할 수 있습니다.
정원용 호스의 약한 분사력으로 물을 뿌려 적셔주세요.
수도관이 고장 나서 양동이를 사용했는데 효과가 있었던 것 같아요.
마지막 사진은 모든 것이 물로 가득 차 젖어 있는 모습을 보여줍니다.
마지막으로 모든 유리 블록에 불투명 유리 스프레이를 뿌려야 합니다.
이는 핵확산 방지론을 확산시키고, 당시보다 더 긍정적으로 보이게 하는 데 도움이 될 것입니다.
외관상 큰 차이를 만들어내고 블록을 빛나게 합니다.
가끔씩만 불을 피우세요.
다음으로 태양광 분야로 가보겠습니다!
태양 에너지에 대해 배울 점이 많습니다...
저는 그들과 경쟁할 자격이 전혀 없어요.
제 생각을 간략하게 말씀드리겠습니다.
필요한 것은 세 가지입니다. 도움이 필요하거나 원하시는 것은 두 가지입니다. 제 설정에 대한 자세한 정보도 있습니다.
자신의 필요에 맞게 조절해야 합니다.
이제 마무리할 수 있습니다.
광센서, 동작 센서 등과 같은 추가 기능에 대한 페이지를 추가할 예정입니다.
혹시 이와 관련해서 궁금한 점이 있으시면 언제든지 말씀해 주세요.
효과를 보여드리기 위해 동영상을 추가해 보겠습니다.
또한, 더 나은 조명 방식을 제안했기 때문에 업데이트할 예정이며, 앞으로도 계속해서 개선해 나갈 것입니다.
시도해 보시는 중 어려움이 있거나, 궁금한 점이 있으면 아래 댓글로 알려주세요.
마음에 드셨으면 좋겠어요... 다음에 또 뵙겠습니다...
첫 번째 추가 사항은 동작 센서를 추가하는 것입니다.
설치 및 연결은 완료되었지만, 코드에 몇 가지 오류가 있어 해결 중입니다.
자, 이게 바로 산의 모습이고, 그 뒤에 있는 것이 바로 이것입니다...
다음 단계: 코드를 추가해야 합니다.
기본 로직은 "움직일 때 사용자를 환영하는 애니메이션을 재생하고, 무지개 효과를 세 번 재생한 다음 종료한다"는 것입니다.
레인보우 사이클은 약 1분 정도 소요되므로, 이 기능을 통해 사이클이 완료된 후 몇 분 안에 자동으로 꺼져 배터리를 절약할 수 있습니다.
지난 주말, 길을 걷던 중 악몽 같은 상황이 벌어졌습니다…
모든 보도블록을 깔고 디자인을 확정했는데... 뭔가 잘못됐어요.
불이 세 개 켜져 있을 뿐이에요.
처음에는 당황했지만, 곧 통로의 문제점을 파악하고 수리하는 방법을 연구하기로 했습니다. 알고 보니…
수리가 잘 됐어요!
제가 제일 먼저 해야 할 일은 무엇이 문제인지 알아내는 것입니다.
그 부분에 대한 몇 가지 팁을 드리겠습니다. 수리 - 좋은 소식입니다...
나쁘지 않네요!
저는 전에 걸어본 적이 없어서 어떻게 고쳐야 할지 모르겠어요.
알고 보니, 그렇게 나쁘진 않더라…
보도블록 사이의 간격을 적절하게 설정하면 "시멘트 슬러리"를 깨고 벽돌을 들어 올리기만 하면 됩니다.
이를 위해 저는 일자 드라이버와 망치를 사용하여 제거하려는 벽돌 주변을 천천히 작업했습니다.
모든 문제를 해결하고 나면 드라이버를 지렛대 삼아 벽돌을 천천히 들어 올립니다.
벽돌을 제거하고 나면 벽돌과 제거된 구멍에 남아 있는 과도한 포장재/시멘트 슬러리를 긁어내고 깨끗하게 청소할 수 있습니다.
조금 까다로울 수도 있지만, 결국 사라질 겁니다.
그 후에는 배선을 점검할 수 있습니다.
연결 상태를 확인하세요.
전선 연결 너트 안의 전선이 헐거워졌는지, 납땜 부위에 파손된 부분이 있는지 등을 확인하십시오.
제 생각에는 나사 너트가 있는 전선은 꼬여 있지 않고, 전선이 충분히 느슨하지 않습니다.
마지막으로 펜치로 전선을 꼬고 새 전선 너트로 용접했습니다.
작업을 마친 후, 모든 것이 제대로 수리되었는지 확인하기 위해 간단히 테스트하고, 다시 테스트한 다음, 벽돌을 제자리에 다시 넣었습니다.
다음 주말에 포장재를 더 가져와서 다시 포장하고 영업을 재개하겠습니다!
이렇게 벽돌을 자르는 게 생각보다 훨씬 쉬워서 정말 놀랐어요.
보도블록은 아주 단단해 보이지만, 끌이나 다른 도구를 사용하면 유지 보수를 위해 쉽게 파낼 수 있습니다. 휴!