Светодиодная RGB-дорожка на солнечных батареях - светофор на солнечных батареях

Привет! Спасибо, что присоединились ко второму уроку!
Мне всегда нравится создавать что-то с долей юмора, и я только что ощутил магию новых пикселей, когда создавал свой проект в стиле стимпанк на базе Raspberry Pi.
Меня особенно интересует использование трёх проводов…
Вы можете включать и управлять серией RGB-подсветки, которая довольно яркая, потребляет мало энергии и проста в управлении.
Для этого проекта я объединил простую дорожку из тротуарной плитки с новой смесью, несколькими стеклянными кирпичами и системой солнечных панелей мощностью 45 ватт, которую я разработал в Порт-Фрите.
Для этого не нужна солнечная энергия, но, честно говоря, если её не использовать, будет гораздо сложнее, потому что в любом случае для этого нужно какое-то электричество, которое необходимо преобразовать в постоянный ток.
Прежде всего, я хотел бы похвалить Депо за отсутствие четких указаний: хочу быстро упомянуть, что я участвую в конкурсах по солнечной энергии и освещению на открытом воздухе…
Если вы считаете это целесообразным, я буду признателен за голосование в этих двух категориях.
В играх я так не делаю, но мне это очень нравится.
Но в конечном итоге я надеюсь, что вы сможете извлечь уроки как из моих достижений, так и из моих ошибок.
Именно отсюда и возникла идея использовать стеклянные блоки, под которыми расположены светодиоды для освещения дороги.
Я начал с этой концепции и переработал её, используя плату Aduino с новыми пикселями, добавив более крупную систему солнечных батарей и энергосберегающий датчик движения.
Это стало основой проекта.
Теперь, когда у вас есть общее представление, я начну описывать компоненты и первоначальные обновления плана: 10.12.2017-
Я загрузил фотографию с каменной окантовкой, чтобы придать композиции более "завершенный" вид.
Кроме того, я загрузил 3-минутное видео, чтобы это продемонстрировать...
Фотография сделана днем, поэтому подсветка не так бросается в глаза, как ночью, но на ней показана анимация и срабатывание датчиков движения, установка датчиков движения, Arduino, контроллеров заряда, батарей и солнечных панелей, а также подключение питания и Arduino к USB-портам в сарае.
Надеюсь, это окажется полезным для тех, кто хочет построить что-то подобное.
Спасибо за вашу поддержку, советы, вопросы и добавление в избранное...
Надеюсь, вы решите это построить. Если я могу вам чем-либо помочь, пожалуйста, свяжитесь со мной.
Для этого проекта я выбрал следующие варианты.
Пожалуйста, обратите внимание, что это мой выбор, а не мои требования.
Список электронных устройств я приведу позже. Это заслуживает внимания.
В первую очередь я увлекаюсь электроникой и программным обеспечением, а мой опыт в установке наружных конструкций, мягко говоря, начальный. 1)
Тротуарная плитка размером 16x16 укладывается вдоль боковой стороны. 2)
Песок для основания тротуарной плитки 3)
Схема расположения веревки, колышка, горизонтального положения 4)
Тротуарная плитка размером 16x8, очень похожая на описанную выше, для промежуточной "линии" 5)
Sacrete Permasand, или какой-либо другой «герметик», поможет скрепить тротуарную плитку между собой (6).
Дополнительно: Тротуарная плитка (
Я использовал этот способ, потому что никогда раньше не занимался укладкой тротуаров, а в моей ситуации копать было сложно и не нужно.
Я работаю с очень чувствительными кабелями.
Это позволило мне сэкономить четыре дюйма котлована при укладке щебня.
Если вы этого не поймете, вам понадобится четыре дюйма гравия под песком. 7) Доски 2x4...
Вы будете использовать их временно, чтобы помочь создать каркас на песке и перехватить его.
Я бы сказал, что на каждые восемь футов приходится два таких элемента. (при условии 2х4х8)
Плюс гравий.
Для электронного оборудования: 1) Arduino...
Разновидности не важны...
Организация Объединенных Наций добьется успеха.
Я расскажу об электронных вычислениях, но я использовал два USB-кабеля и в итоге отрезал оба конца всех трёх кабелей. Провод 14 калибра...
Я использовал 100-дюймовый регулятор громкости для настройки.
Amazon купил шесть упаковок по разумной цене. 4) Провод 22 калибра -
Я использую это как сигнальную линию 5)
Длина ПВХ-трубы: 6 дюймов.
Я использовал 12 светодиодных колец Neopixel. Они были великолепны...
Благодаря достаточной яркости в ночное время и большому количеству светодиодных ламп, потребление энергии можно очень гибко регулировать.
Ссылка: Стеклянный «блок», похожий на душевую кабину/перегородку для личного пространства.
Я искала стеклянные блоки в своем любимом приложении для онлайн-шопинга.
Предоставлять, отказываться, Craigslist и т. д.
Было найдено довольно много людей, у каждого из которых взяли несколько долларов.
Я купил 14 штук и использовал 8.
Эти дополнительные инструменты полезны для прототипирования. 8)
Покраска шлифованного стекла Rustolem методом распыления
В сочетании со стеклянными блоками это выглядит потрясающе…
Благодаря совету моей жены, этот проект выглядит великолепно и скрывает некоторые сложности, с которыми вы столкнетесь при установке светодиодов.
Пример: конформное покрытие (
Ссылка: Это помогает защитить электронное оборудование от влаги (10)
Распылитель HD
Обеспечьте водонепроницаемость и предотвратите коррозию.
Ссылка: Прозрачный силиконовый герметик и его использование с пистолетом для герметика.
Это используется для защиты электронного оборудования и в качестве дополнительного слоя защиты от воды. 12)(
Обновление от 27.11.2017: см. Шаг 6 ниже)
Для обеспечения лучшей водонепроницаемости и качественного соединения проводов замените термоусадочную трубку и фен на водонепроницаемую клеммную гайку.
Аккредитив (Фарклеман)
Для солнечных батарей необходимы три компонента: 1) Солнечные панели -
Я использую блок питания мощностью 45 Вт от компании Port Freight Company.
Они их чистят и заменяют на систему мощностью 100 ватт, которая может быть более подходящей)2)
Контроллер солнечной зарядки
Мои батареи есть в наличии, но вы можете купить их на Amazon менее чем за 40 долларов. 3. Батарея -
Я использую аккумулятор емкостью 35 ампер-часов, который при желании может обеспечить мне около пяти часов работы.
Благодаря датчикам движения и панелям с ограниченным временем работы, у меня было достаточно времени.
Стоимость проекта зависит от длины пешеходной дорожки, типа и качества выбранного кирпича, имеющегося оборудования и инструментов, а также от...
Необходимо, если у вас уже построена солнечная электростанция (
Или выберите другой способ) и т. д.
Самая дорогая часть проекта — это не электронные устройства, светодиоды и т. д., а всё остальное.
По моим оценкам, я потратил около 15 фунтов.
Если посчитать стоимость проводов, водонепроницаемых материалов, светодиодных колец и т.д., то получится 20 долларов за лампу.
Повторюсь, совершенно очевидно, что я не являюсь экспертом по фрезеровке тротуарной плитки.
Я читал другие учебники, смотрел видео на YouTube и так далее.
Идея состоит в том, как это сделать, а затем попытаться использовать то, что у меня есть.
Иными словами, я заметил, что многие видеоролики начинались с «Уборки территории», а затем показывали чистое, готовое место, где можно было начать укладку песка.
Поэтому я хочу рассказать о шагах, которые я предпринял, в надежде, что часть процесса «расчистки земель» можно будет более детально проработать, чтобы помочь людям выбраться из затруднительного положения.
Первая часть заключается в том, чтобы «убрать» лишнее, прежде чем мы начнем это строить.
Лук, замороженные торты, огры и тротуарные плиты — у всех них есть нечто общее… слои.
Следующий шаг — начать заново создавать слои в прототипном режиме.
Вот несколько полезных для меня шагов: в следующем разделе мне будет сложно это описать…
При чтении следует обращаться к картинкам, чтобы это имело смысл.
По мере прохождения этих участков постоянно проверяйте свой путь и его уровень.
На этом этапе вы должны уметь планировать свой путь, ходить по тротуарной плитке, и большинство участков должны казаться надежными.
Любое ослабление в этом месте следует зафиксировать в конце...
Но ведь у нас есть электронные устройства!
Дальше начинается самое интересное.
Я скомпилировал этот метод. Это моя первая попытка.
Могу сказать, что с точки зрения моего продукта он действительно прекрасен, но это не значит, что его нельзя улучшить, поэтому, пожалуйста, имейте это в виду, читая эту статью.
В конце концов, именно в этом и заключается разница между тем, что мы строим, и большинством других путей…
Идея/цели проекта: Расчеты мощности. Пожалуйста, расскажите о мощности этого проекта.
Я использовал восемь модулей, каждый из которых содержал 12 светодиодов Neopix.
Для расчета энергопотребления мне необходимо выполнить следующие задачи: 1)
Каждый Neopixel потребляет 20 мА на каждый цвет при максимальной яркости (0-255 уровней).
Он может отображать три цвета одновременно.
Это означает максимум 60 мА на пиксель. 2)
Под каждым "блоком" находится 12 пикселей...
Умножьте это на 60 мА = 720 мА, чтобы получить один блок, и включите его на максимальную яркость, сделав его «белым». 3)
720ma*8 блоков = 5.
7 ампер могут осветить всё, но на Адуно есть притяжение. Вау... 5. 7 ампер — это ОЧЕНЬ много...
Но это худший сценарий.
Я знаю, что буду использовать адаптер от прикуривателя для своего солнечного контроллера, и Arduino будет получать номинальную мощность (менее 20 мАч).
Поэтому я не так уж и волнуюсь.
Хорошо, для моей конфигурации я использую USB-адаптер с разъемом 22.
Четыре порта для подключения питания. 8 ампер.
Это далеко не пять.
Всего их семь, поэтому я думаю, что добавлю некоторые ограничения, чтобы лучше понять возможную ситуацию: если я буду использовать только два светодиода одного цвета, ток каждого светодиода уменьшится до 40 мА.
В общем, не стоит каждый раз делать их ярко-белыми.
Это позволит снизить общую мощность до 3,8 ампер.
Если мне нужен полностью белый свет, я могу ограничить количество светодиодов до 10, вместо того чтобы включать все 12.
Таким образом, результаты расчетов следующие: 60*10=600 * 8 блоков на блок = 4,8 ампера (идеально!)
Более подробную информацию можно найти в руководстве Neopixel UberGuide.
Эта страница от Ada Fruit содержит отличную стратегию по оптимизации количества используемых пикселей.
Я протестировал всего 6 новых пикселей на блок, они всё ещё достаточно яркие, так что здесь действительно много возможностей для гибкой настройки.
Наконец, если по какой-то причине вам действительно нужно много пикселей...
Один из вариантов — использовать инвертор и подключить к нему соответствующий источник питания.
Adaruit обеспечивает мощность 10 ампер и 5 вольт, что гарантирует вам значительную экономию энергии.
Но помните…
Выключите солнечную панель/аккумуляторную систему...
Эффективность важна для максимального увеличения времени работы батареи. Кстати говоря…
Если отвести пять ампер от батареи емкостью 35 ампер, то можно сказать, что заряда хватит максимум на семь часов...
Если мы будем использовать правило «не потреблять более 50% электроэнергии» для защиты батареи, то время автономной работы сократится до 3,5 часов...
Поэтому еще одним важным аспектом проектирования данного проекта является включение светодиода при обнаружении движения.
При проектировании учитывайте тип батареи или источника питания.
Возможно, когда солнце сядет, трехчасовой таймер удовлетворит ваше желание. (движение)
В этой части видео я показываю, как подключаю и проверяю свой калькулятор мощности.
Если вы не уверены, то это действительно лучший способ/время для решения проблемы...
Временно подключите все устройства и проверьте их, чтобы убедиться в исправности заземления и проводки.
Теперь, когда мы всё спланировали и разобрались с энергопотреблением, можно начинать концентрироваться. Что ж, планирования достаточно, времени на подключение всего этого тоже хватает.
Для начала посмотрите видео. Оно даст вам четкое представление о том, чего мы собираемся достичь. :)
Дополнительное замечание: если вы хотите узнать больше о гидроизоляции, то видео, которое я посмотрел, — это отличное тестовое видео от Flite, демонстрирующее эти технологии, используемые в БПЛА, и обсуждающее другие компоненты гидроизоляции, такие как сервоприводы.
Я вставил его в галерею.
В этом разделе вам необходимо знать три вещи: 1)
Ваш блок питания имеет два провода (
Солнечные панели)
Затем пройдитесь вверх и вниз по всей дорожке.
По сути, это электрические рельсы…
Вам необходима положительная линия и линия заземления/отрицательная линия. 2)
У вас будет третий провод, соединяющий один блок с другим...
Это сформирует линию для сигнального провода Neopixels и вернет сигнал на Arduino.
Оно должно быть подключено к электросети, поэтому, скорее всего, оно вернется вместе с остальной проводкой. 3)
Вспомните дискуссию о власти…
Мне нужны две шины питания (по 2,4 ампера каждая).
Поэтому я использовал четыре провода.
Помните об этом, потому что это критический момент.
Если вы используете четыре провода, возможно, вам стоит расположить их посередине дорожки и разнести на несколько частей.
Именно так я и поступил, и это отлично сработало.
Итак, учитывая эти факторы, вот как можно комбинировать: продолжайте размещать блоки, связывайте проволоку и выбирайте (но есть и другие варианты).
Скрепите детали скотчем, прикрепив его к проволочной стяжке.
Эту работу нужно засыпать под асфальтоукладчик, поэтому необходимо проводить множество испытаний, чтобы убедиться в её долговечности.
Итак, если вы дошли до этого момента, вам следует подключить сигнальную линию к Arduino и запустить тест потока.
Блок должен загореться...
В противном случае, пожалуйста, перепроверьте проводку и заземление в общественных местах.
(См. шаги 9 и 10)
И соединительная/проводная гайка.
После того, как вы отремонтируете все строительные блоки, настанет время убрать их и запереть.
Обратите внимание, что в настоящий момент солнечная энергия вам не нужна...
Аккумуляторных батарей вполне достаточно.
Как только включится свет, выложите кирпичи и выровняйте всё.
В моем случае центральный кирпич немного тоньше, поэтому мне приходится добавлять слой песка под каждый кирпич в среднем ряду.
Это хорошо работает, потому что помогает защитить электронные устройства и гарантирует, что блоки питания не будут плотно прилегать к проводам.
Это показано на первом изображении выше.
Кроме того, если у вас есть какие-либо гайки или винты, вы не можете засовывать их под дорожное покрытие...
Вам следует выкопать небольшую ямку в тротуаре и поставить её туда.
Проход посередине тротуара — хорошее место для прокладки проводов и уборки.
Следующий шаг: Должно получиться как на рисунке 2…
Почти готово, осталось только оставить зазор между кирпичами.
Эти зазоры необходимы, потому что нам нужно залить клей в тротуарную плитку.
В следующем разделе извлеките комплект для укладки тротуарной плитки (полимерный песок) и заполните им пазы...
Обычно это немного скапливается сбоку, и вам понадобится метла, чтобы убрать это в щель.
Вам захочется заделать все щели, потому что именно они скрепляют детали.
Полезно слегка постучать по тротуарной плитке деревянным бруском, так как это может осадить застрявший песок.
Я помогла ему рукой попасть в это место...
Совет: надевайте перчатки!
Оно реагирует на воду, поэтому, если вы возьмете его на руку и попытаетесь смыть, оно станет еще более липким.
Мне пришлось соскребать его с кожи шпателем.
Если вы не прислушиваетесь к совету насчет перчаток, это хороший совет.
После того как песок будет заполнен во всех трещинах, важно удалить излишки песка.
В противном случае песок испачкает вашу брусчатку.
После этого можно приступать к "настройке"...
Просто используйте садовый шланг с мягкой струей воды, чтобы смочить его.
Я использовал ведро, потому что у меня была сломана водопроводная труба, и это, кажется, сработало.
На последней фотографии всё заполнено водой и мокрое.
Наконец, необходимо распылить на все стеклянные блоки матовый спрей...
Это поможет распространить их и представить в лучшем свете, чем это было во времена нераспространения.
Это действительно существенно меняет внешний вид и заставляет блок светиться.
Просто зажигайте время от времени.
Далее мы отправимся в солнечную зону!
Существует множество уроков, посвященных солнечной энергии…
Я совершенно не подхожу для того, чтобы с ними конкурировать.
Я изложу свою краткую версию.
Вам понадобятся три вещи: две вещи, с которыми вам может понадобиться/хотеться получить помощь: некоторые подробности о моих настройках (
Вам следует адаптироваться к своим потребностям.
Теперь вы можете закончить.
Я добавлю страницы для дополнительных модулей, таких как датчики освещенности, датчики движения и т. д.
Если у вас возникнут какие-либо вопросы по этому поводу, пожалуйста, дайте мне знать.
Я постараюсь добавить видео, чтобы вы могли увидеть некоторые эффекты.
Кроме того, я буду обновлять информацию, поскольку предложил более удачный «режим» освещения, и буду продолжать в том же духе.
Если вы сталкиваетесь с какими-либо трудностями или вам нужно что-то уточнить, пожалуйста, сообщите мне об этом в комментариях ниже.
Надеюсь, вам понравится… До новых встреч…
Первым делом я планирую добавить датчики движения…
Программа установлена ​​и подключена, но я всё ещё сталкиваюсь с ошибками в коде.
Вот так выглядит гора и что находится за ней…
Следующий шаг: мне нужно добавить код.
Логика такова: "при движении воспроизвести анимацию приветствия пользователя, затем трижды показать радугу и после этого закрыть".
Циклы смены цветов занимают около минуты, поэтому у них есть время пройти весь цикл, а затем через несколько минут отключиться, чтобы сэкономить заряд батареи.
В прошлые выходные, когда мы шли по дороге, произошла потенциально кошмарная ситуация…
Я закрыла все плитки, зафиксировала свой проект, и тут... Что-то сломалось.
Горят только три лампочки.
После первоначальной паники я решил изучить, как устранять неполадки в проходе и ремонтировать его. Оказалось...
Ремонт — это хорошо!
Первое, что мне нужно сделать, это выяснить, что не так…
Вот несколько советов по этому поводу: ремонт — хорошие новости…
Не так уж плохо!
Я раньше никогда не ходил, поэтому не знаю, как это исправить.
Как оказалось, это не так уж и плохо…
Если вы правильно выберете расстояние между тротуарными плитками, вам останется только разбить «цементную пульпу» и вынуть кирпичи.
С этой целью я использовал плоскую отвертку и молоток, чтобы медленно продвигаться вокруг кирпичей, которые собирался удалить.
После того, как я всё соберу, я использую отвёртку в качестве рычага, чтобы медленно поднимать кирпичики.
После того как вы вынете кирпичи, вы можете соскрести с них излишки тротуарного материала/цементной смеси, а также удалить вынутые отверстия и очистить поверхность.
Возможно, оно немного привередливо, но оно исчезнет.
После этого можно проверить проводку...
Проверьте соединение...
Проверьте, не ослаблен ли провод в клеммной колодке, не повреждено ли место пайки и т.д.
В моем случае проволока с винтовой гайкой не скручена, и моя проволока недостаточно расслаблена.
В конце концов я скрутил провода плоскогубцами и сварил их вместе с помощью новой клеммной гайки.
Закончив, я просто проверил, всё ли отремонтировано, проверил ещё раз и уложил кирпичи на место.
В следующие выходные я привезу еще дорожную смесь, чтобы заново загерметизировать покрытие, и возобновлю работу!
Я действительно удивлен, насколько легко таким способом резать кирпичи.
Хотя дорожное покрытие из брусчатки выглядит очень прочным, если у вас есть зубило или что-то подобное, чтобы выдолбить кирпичи, то не так уж и страшно залезть под него во время ремонта. Уф!