Caminho mágico com LEDs RGB movidos a energia solar - semáforos movidos a energia solar

Olá, obrigado por participar do meu segundo tutorial!
Eu sempre gosto de construir coisas com um toque extra de diversão, e acabei de experimentar a magia dos novos pixels ao construir meu projeto Steampunk com Raspberry Pi.
Uma das coisas que realmente me interessa é usar três fios...
Você pode ligar e controlar uma série de luzes RGB, que são bastante brilhantes, consomem pouca energia e são fáceis de controlar.
Para este projeto, combinei um caminho de lajotas simples com uma nova mistura de argamassa, alguns tijolos de vidro e um sistema de painéis solares de 45 watts que desenvolvi em Port Freet.
Não precisa de energia solar, mas, para ser sincero, se você não usar energia solar, será mais trabalhoso, porque de qualquer forma você precisa de alguma fonte de eletricidade para alimentá-lo e convertê-la em corrente contínua.
Em primeiro lugar, gostaria de elogiar a Depot pela sua falta de orientação: quero mencionar rapidamente que entrei nos desafios da energia solar e do ar livre...
Se você acha que isso vale a pena, agradeceria se votasse nessas duas categorias.
Eu não faço isso em jogos, mas gosto muito.
Mas, no fim, espero que você possa aprender com minhas conquistas e meus erros.
Essa é a origem da ideia de usar blocos de vidro, sob os quais existem diodos emissores de luz, como forma de iluminar a estrada.
Comecei com esse conceito e o modifiquei para um Arduino com novos pixels, adicionando um sistema de painéis solares maior e um sensor de movimento para economia de bateria.
Isso se tornou a base do projeto.
Agora que você tem a ideia inicial, vou começar a descrever os componentes e as atualizações do plano inicial: 10/12/2017-
Eu carreguei uma foto com uma borda de pedra para dar uma aparência mais "acabada".
Além disso, eu carreguei um vídeo de 3 minutos para mostrar isso...
A foto foi tirada durante o dia, então as luzes não são tão chamativas quanto à noite, mas mostra a animação e o acionamento dos sensores de movimento, a instalação dos sensores de movimento, do Arduino, dos controladores de carga, das baterias e dos painéis solares, e como a energia e o Arduino são conectados às portas USB no galpão.
Espero que isso seja um pouco útil para quem quiser construir algo parecido.
Obrigado pelo seu apoio, conselhos, perguntas e favoritos. . .
Espero que você decida construir isso. Se eu puder ajudar de alguma forma, não hesite em entrar em contato.
Para este projeto, escolhi as seguintes opções.
Observe que estas são as minhas escolhas, não as minhas exigências.
Vou listar os dispositivos eletrônicos mais tarde. . Observação. .
Antes de mais nada, sou um entusiasta de eletrônica/software, e minha experiência na instalação de estruturas externas é, na melhor das hipóteses, de iniciante. 1)
O pavimento de 16x16 é colocado ao longo da lateral. 2)
Areia para fundação de pavimentação 3)
Padrão de disposição de corda, estaca, horizontal 4)
Pavimento 16x8, muito semelhante ao pavimento acima, para "linha" intermediária 5)
O Sacrete Permasand, ou algum "selante", ajudará a unir os pavimentos. 6)
Opcional: Piso de paralelepípedos (
Usei este método porque nunca tinha instalado uma calçada antes, e na minha situação, cavar era difícil e desnecessário.
Estou lidando com cabos sensíveis.
Isso me poupou quatro polegadas de escavação para assentar a pedra.
Se você não fizer isso, precisará de quatro polegadas de cascalho sob a areia. 7)2x4's. . .
Você usará esses recursos temporariamente para ajudar a construir uma estrutura na areia e interceptá-la.
Eu diria que há dois para cada oito pés. (considerando 2x4x8)
Mais um pouco de cascalho.
Para equipamentos eletrônicos: 1) Um Arduino...
As variedades não são importantes. . .
Uma organização das Nações Unidas se sairá bem.
Vou analisar a informática, mas usei dois cabos USB e finalmente cortei as duas pontas dos três cabos. )Fio de calibre 14...
Usei 100 volumes para configurar.
A Amazon comprou seis pacotes a um preço razoável. 4) Fio de calibre 22 -
Eu uso isso como uma linha de sinal 5)
Comprimento do tubo de PVC: 6)
Usei 12 anéis de LED Neopixel. Eles ficaram fantásticos.
Com luminosidade suficiente à noite e tantas luzes LED, o consumo de energia pode ser controlado de forma muito flexível.
Link: Um "bloco" de vidro semelhante a uma parede de chuveiro/privativa.
Procurei por blocos de vidro no meu aplicativo de compras local favorito (
Ofereça, desista, Craigslist, etc.
Foram encontradas várias pessoas, cada uma por alguns dólares.
Comprei 14 e usei 8.
Essas ferramentas adicionais são úteis para prototipagem. 8)
Pintura em spray Rustolem Grinded Glass
Fica incrível quando combinado com blocos de vidro...
Graças aos conselhos da minha esposa, este projeto ficou com uma ótima aparência e disfarça alguns desafios que você enfrentará ao instalar LEDs.
Exemplo: revestimento conformal
Link: Isto ajuda a impermeabilizar equipamentos eletrônicos 10)
Pulverizador HD
Reabrir à prova d'água e ajudar a evitar a corrosão.
Link: Selante de borracha de silicone transparente e use-o com pistola de selante -
Isso é usado para proteger equipamentos eletrônicos e como uma camada adicional de proteção contra água. 12)(
Atualização de 27/11/2017: Veja o Passo 6 abaixo)
Para obter uma solução à prova d'água e uma conexão de fios mais eficiente, substitua o conector de fios à prova d'água por um tubo termorretrátil e um soprador térmico.
Carta de Crédito: Farkleman)
Para sistemas de painéis solares, você precisa de três partes: 1) Painéis solares -
Estou usando um pacote de 45 watts da Port Freight Company.
Eles estão limpando e substituindo por um sistema de 100 watts, que pode ser mais apropriado.
Controlador de carregamento solar -
Minhas baterias estão disponíveis, mas você pode comprá-las na Amazon por menos de US$ 40. 3. Bateria -
Eu uso uma bateria de 35 amperes-hora, que pode me fornecer cerca de cinco horas de funcionamento contínuo, se eu quiser.
Com sensores de movimento e painéis com tempo limitado, tive tempo suficiente.
O preço do projeto depende do comprimento da passarela, do tipo e qualidade dos tijolos selecionados, das máquinas e ferramentas disponíveis, e
Necessário, caso você tenha construído um sistema de energia solar (
Ou escolha outro caminho)etc.
A parte mais cara do projeto não são os dispositivos eletrônicos, diodos emissores de luz, etc., mas sim o resto.
Calculo que gastei cerca de 15 libras.
Ao calcular os custos com fios, materiais à prova d'água, anéis de LED, etc., chego a US$ 20 por lâmpada.
Novamente, fica claro que não sou especialista em roteamento de pavimentos intertravados.
Eu li outros livros didáticos, assisti a vídeos no YouTube, etc.
A ideia de como fazer isso, e depois tentar usar o que eu tenho.
Ou seja, notei que muitos vídeos começavam com "Limpando o terreno" e depois mostravam um local limpo e pronto onde podiam começar a colocar areia.
Então, quero compartilhar as medidas que tomei, na esperança de que parte da "limpeza do terreno" possa ser melhor explicada para ajudar as pessoas a se livrarem de problemas.
A primeira parte consiste em "remover" as coisas antes de realmente começarmos a construí-las.
Cebolas, bolos congelados, ogros e máquinas de pavimentação têm algo em comum... camadas.
O próximo passo é começar a construir camadas novamente, de forma prototípica.
Aqui estão alguns passos úteis para mim: na próxima seção, é difícil para mim descrevê-la...
Deve ser significativo consultar imagens durante a leitura.
Ao passar por essas seções, continue verificando seu caminho e seu nível.
Neste ponto, você já deve ser capaz de planejar seu caminho, caminhar sobre o pavimento e a maioria das coisas deve parecer sólida.
Qualquer afrouxamento aqui deve ser travado no final. . .
Mas aí temos os dispositivos eletrônicos!
A seguir vem a parte interessante.
Eu compilei este método. Esta é minha primeira tentativa.
Posso afirmar que, do ponto de vista do meu produto, ele é realmente belíssimo, mas isso não significa que não possa ser aprimorado. Portanto, por favor, leve isso em consideração ao ler este artigo.
Afinal, essa é a diferença entre o que estamos construindo e a maioria dos outros caminhos...
Ideia/Objetivos do Projeto: Cálculos de Potência. Por favor, reflita sobre a potência deste projeto.
Utilizei oito módulos, cada um com 12 LEDs Neopix.
Para calcular o consumo de energia, devo realizar as seguintes tarefas: 1)
Cada Neopixel usa 20 mA para cada cor com brilho máximo (níveis de 0 a 255).
Ele pode exibir três cores ao mesmo tempo.
Isso significa um máximo de 60 mA por pixel. 2)
Cada "bloco" tem 12 pixels abaixo dele. . .
Multiplique por 60 mA = 720 mA para obter um único bloco e torná-lo "branco" em sua configuração mais brilhante. 3)
720ma*8 blocos = 5.
7 amperes podem iluminar tudo, mas há uma atração em Aduno. Uau... 5. 7 amperes é MUITA coisa...
Mas este é o pior cenário.
Sei que vou usar um adaptador mais leve no meu controlador solar e o Arduino receberá energia nominal (menos de 20 mAh).
Então não estou tão preocupado.
Ok, para minha configuração, estou usando um adaptador USB com 22.
Quatro portas de amperagem. 8 amperes.
Isso não chega nem perto de cinco.
São sete no total, então acho que vou adicionar algumas restrições para entender melhor a possível situação: se eu usar apenas dois LEDs da mesma cor, a corrente de cada LED será reduzida para 40 mA.
Basicamente, não as deixe totalmente brancas todas as vezes.
Isso reduzirá a potência total para 3,8 amperes.
Se eu quiser luz totalmente branca, posso limitar a 10 em vez de acender todos os 12 LEDs.
Então, os resultados do cálculo são os seguintes: 60*10=600 * 8 blocos por bloco = 4,8 amperes (perfeito!)
Você pode aprender mais no Guia UberPixel.
Esta página da Ada Fruit apresenta uma ótima estratégia sobre como otimizar o número de pixels utilizados.
Testei apenas 6 novos pixels por bloco, e eles ainda são suficientemente brilhantes, então você realmente tem muita flexibilidade aqui.
Finalmente, se por algum motivo você precisar de muitos pixels...
Uma opção é usar um inversor e inserir uma fonte de alimentação adequada.
Adaruit fornece 10 amperes e 5 volts de potência, o que lhe proporcionará uma energia considerável.
Mas lembre-se...
Desligue o sistema de painéis solares/baterias. . . .
A eficiência é importante para maximizar a duração da bateria. Falando nisso...
Retirando cinco amperes de uma bateria de 35 amperes, podemos dizer que ela dura no máximo sete horas.
Se usarmos a regra de "não consumir mais de 50% da eletricidade" para proteger a bateria, nossa autonomia será reduzida para 3,5 horas.
Portanto, outra consideração de design deste projeto é acender o LED quando o movimento for detectado.
Ao projetar, leve em consideração a bateria ou a fonte de alimentação.
Talvez, quando o sol se pôr, um temporizador de três horas possa satisfazer seu desejo. (movimento)
Esta parte do vídeo mostra-me a ligar e a testar o meu cálculo de potência.
Se você não tem certeza, então esta é realmente a melhor maneira/hora de resolver o problema.
Conecte os componentes temporariamente e teste-os para garantir que o aterramento e a fiação estejam em boas condições.
Agora que planejamos isso e entendemos o consumo de energia, podemos começar a nos concentrar. Bom, já planejamos o suficiente e temos tempo suficiente para conectar tudo.
Comece assistindo ao vídeo. Ele lhe dará uma boa ideia do que vamos alcançar. :)
Observação adicional: Se você quiser saber mais sobre impermeabilização, o vídeo que assisti é um excelente vídeo de teste da Flite que mostra essas tecnologias usadas por drones e discute outros componentes de impermeabilização, como servomotores.
Eu a incorporei na galeria.
Nesta seção, você precisa saber três coisas: 1)
Sua fonte de alimentação possui dois fios (
Painéis solares)
Em seguida, percorra todo o caminho, subindo e descendo.
Basicamente, são trilhos elétricos...
Você precisa de um fio positivo e um fio terra/negativo. 2)
Você terá um terceiro fio de um tijolo para outro...
Isso criará uma linha para o sinal dos Neopixels e retornará ao Arduino.
Precisa ser energizado, então provavelmente retornará junto com o restante da fiação. 3)
Lembre-se da discussão sobre poder...
Preciso de duas linhas de alimentação (2,4 amperes cada).
Então, usei quatro fios.
Lembre-se disso, pois é um momento crucial.
Se você usar quatro fios, talvez queira colocá-los no centro do percurso e separá-los.
Foi isso que eu fiz, e funcionou muito bem.
Ok, considerando esses fatores, aqui está como combinar: continue colocando blocos, amarre os fios e escolha (mas são apenas sugestões).
Cole as coisas com fita adesiva em uma abraçadeira de arame.
Você precisa enterrar esse trabalho sob o pavimento, então precisa testar, testar e testar novamente para garantir que ele dure.
Bem, se você chegou a este ponto, deve conectar sua linha de sinal ao Arduino e executar um teste de fluxo.
O bloco deve acender...
Caso contrário, verifique novamente a fiação e o aterramento público.
(Ver passos 9 e 10)
E a porca de conexão/fio.
Depois de reparar todos os blocos de construção, é hora de limpar e trancar tudo.
Observe que você não precisa de energia solar agora. . .
As baterias são suficientes.
Assim que as luzes estiverem acesas, coloque os tijolos e nivele tudo.
No meu caso, o tijolo central é um pouco mais fino, então preciso adicionar uma camada de areia sob cada tijolo na fileira do meio.
Isso funciona bem porque ajuda a proteger os dispositivos eletrônicos e garante que os tijolos não se encaixem diretamente nos fios.
A primeira imagem acima mostra isso.
Além disso, se você tiver porcas de parafuso, não poderá colocá-las sob o pavimento.
Você deve cavar um pequeno buraco na calçada e colocá-lo lá.
O corredor central da calçada é um bom lugar para passar fios e limpar coisas.
Próximo passo: Deverá ficar como na Imagem 2...
Quase pronto, só falta um espaço entre os tijolos.
Essas folgas são necessárias porque precisamos despejar a cola no pavimento.
Na próxima seção, remova o kit de pavimentação (areia polimérica) e coloque-o nas ranhuras...
Normalmente, isso se acumulará um pouco na lateral, e você precisará usar uma vassoura para jogá-lo na fenda.
Você vai querer preencher todas as frestas, porque elas mantêm as coisas unidas.
É útil bater levemente no pavimento com um pedaço de madeira 2x4, pois isso pode ajudar a soltar qualquer areia "presa" que esteja no caminho.
Usei minha mão para ajudar a entrar na área...
Dica: Use luvas!
Ele reage à água, então se você o colocar na mão e tentar lavá-lo, ele ficará mais pegajoso.
Tive que raspar da minha pele com uma espátula.
Se você não der ouvidos às luvas, essa é uma boa sugestão.
Depois de preencher todos os espaços entre as rachaduras com areia, é importante remover o excesso.
Caso contrário, a areia vai sujar as pedras do seu pavimento.
Depois disso, você pode "configurar". . .
Basta usar uma mangueira de jardim com um jato suave para molhá-lo.
Usei um balde porque meu cano de água estava quebrado e pareceu funcionar.
A última fotografia mostra tudo cheio e molhado.
Por fim, você precisa aplicar um spray fosco para vidro em todos os blocos de vidro.
Isso ajudará a disseminá-las e a fazê-las parecer melhor do que eram no momento da não proliferação.
Faz uma grande diferença na aparência e dá um brilho especial ao bloco.
Acenda uma lâmpada de vez em quando.
Em seguida, vamos para a área de energia solar!
Existem muitas lições sobre energia solar...
Eu realmente não tenho condições de competir com eles.
Vou te dar a minha versão resumida.
Você precisa de três coisas: duas coisas com as quais você pode precisar/querer ajuda: alguns detalhes sobre minhas configurações
Você deve se adaptar às suas necessidades.
Agora você pode terminar.
Vou adicionar páginas para acessórios como sensores de luz, sensores de movimento, etc.
Agora, se você tiver alguma dúvida sobre isso, por favor, me avise.
Vou tentar adicionar vídeos para que vocês possam ver alguns efeitos.
Além disso, irei atualizar, pois propus um "modo" de luz melhor, e continuarei a fazê-lo.
Se você estiver tentando, encontrando algum obstáculo ou precisar esclarecer algum ponto, por favor, me avise nos comentários abaixo.
Espero que gostem... até a próxima...
Meu primeiro apêndice será a adição de sensores de movimento. . .
O sistema está instalado e conectado, mas ainda estou lidando com alguns erros no código.
Agora, essa é a aparência da montanha e o que há atrás dela...
Próximo passo: preciso adicionar código.
A lógica é basicamente "ao se mover, reproduzir uma animação para cumprimentar o usuário, depois reproduzir o arco-íris três vezes e, em seguida, encerrar".
Os ciclos do Rainbow duram cerca de um minuto, então isso lhes dá tempo para serem concluídos e, em seguida, desligarem em alguns minutos para economizar bateria.
No último fim de semana, enquanto caminhávamos pela estrada, ocorreu um cenário que poderia ter sido um pesadelo...
Fechei todos os blocos de pavimentação, finalizei meu projeto e então... Algo quebrou.
Três luzes estão acesas, só isso.
Após o pânico inicial, decidi estudar como solucionar o problema do corredor e consertá-lo. Acontece que...
O conserto é ótimo!
A primeira coisa que tenho que fazer é descobrir o que está errado. . . .
Aqui vão algumas dicas para essa parte: reparo - Boas notícias...
Nada mal!
Eu nunca andei antes, então não sei como consertar isso.
Na verdade, não é tão ruim assim...
Se você definir o espaçamento correto entre os blocos, basta quebrar a "pasta de cimento" e retirar os blocos.
Para isso, usei uma chave de fenda de ponta chata e um martelo para trabalhar lentamente ao redor dos tijolos que eu estava prestes a remover.
Depois de resolver tudo, uso uma chave de fenda como alavanca para levantar os tijolos lentamente.
Depois de remover os tijolos, você pode raspar o excesso de material de pavimentação/lama de cimento dos tijolos e dos buracos que você removeu e limpar tudo.
Pode ser um pouco exigente, mas vai desaparecer.
Depois disso, você pode verificar a fiação...
Verifique a conexão...
Verifique se o fio no conector está solto, se há algo quebrado na junta de solda, etc.
Para mim, o fio com a porca de rosca não está torcido, e meu fio não está suficientemente solto.
Por fim, torci os fios com um alicate e os soldei com uma nova porca de fio.
Quando terminei, simplesmente testei para garantir que tudo estava consertado, testei novamente e recoloquei os tijolos no lugar.
No próximo fim de semana, trarei mais composto para pavimentação para selar novamente o asfalto e retomar as atividades!
Fiquei realmente surpreso com a facilidade com que se cortam tijolos desta forma.
Embora o caminho de paralelepípedos pareça muito permanente, se você tiver um cinzel ou algo parecido para remover os tijolos, não é tão difícil fazer a manutenção. Ufa!