Светодиодные лампы из деталей люминесцентных ламп

От предыдущих хозяев досталась лампа на кухне, устроенная в фальшь потолке из пяти трубок по 18 Ватт. Со временем трубки стали перегорать, а затем начали портиться и сами лампы. Оказалось, что трубки и лампы не очень-то дешёвые, да и свет нам от них не очень нравился. Решил переделать их на светодиодные, максимально используя подручные материалы.

Сами модули заказал на Aliexpress, четыре штуки по 30 Ватт, со встроенными блоками питания. Их пришлось подождать, зато на переделку ушло буквально пара часов.

После разборки люминесцентных ламп, соединил несущие рейки попарно, с помощью стяжек. Сами модули прикрутил через просверленные отверстия. Между модулями и рейками нанёс слой термопасты, поскольку модули прилично греются и мне кажется, срок их службы сильно зависит от температуры.

Одна рейка в паре крепится к потолку на “родное” посадочное место, сверлить новых дырок не надо. Вся проводка также взята от старых ламп. По моему, получилось дёшево и сердито. Посмотрим сколько проработает.

Светодиодная ёлка с подарками, управляемая по Wi-Fi.

Введение

Мой сын Алексей предложил сделать ёлку из светодиодов, для украшения прихожей. Естественно, чтобы она мигала. Ну, папа подумал, подумал… Сделали на ESP8266 (в варианте ESP-201), разноцветных светодиодов, мощных транзисторов (добытых из балластов люминесцентных ламп), сопротивлений, пары разъёмов от флоповодов.
Алексей помогал припаивать светодиоды, Николаю поручили написать программу в среде Arduino, с простенькой веб страничкой для загрузки новых “мелодий”.

Железо

Сначала прикинули с ребёнком рисунок ёлочки и подарков на листе бумаги. Набросали черновой вариант разводки шин питания. Из-за выбранной схемы подключения (см. ниже), общей шиной является +5В (а не земля).

Внимание! Разные светодиоды имеют разное падение напряжение и рассчитаны на разный максимальный ток. Для ограничения тока через светодиод проще всего использовать сопротивление. Поскольку у нас напряжение питания для светодиодов было порядка 5.4 Вольт, можно было некоторые светодиоды (на которых падает < 2.5 Вольт) ставить в пары последовательно. Это увеличивает эффективность схемы (меньше энергии рассеивается на сопротивлении).
Для расчёта сопротивлений можно использовать онлайн калькуляторы.

Для основы вырезали картонку из коробки для пиццы.

Для припаивания ножек светодиодов к железной проволоке использовали флюс, без него припаять трудно. Рассчитанные сопротивления подпаяли сразу к светодиодным блокам. Вышло немного аляповато, зато быстро и наглядно. Чтобы сделать конструкцию модульной, т.е. чтобы “дисплей” можно было отсоединять от платы, отдельные элементы припаял к разъёмам от флоппи дисководов, срезанных с шлейфа проводов компьютерного блока питания.

Для управления используется ESP8266, купленный в варианте ESP-201. (Для тех, кто не знает что это такое ESP8266, можно посмотреть здесь. Грубо говоря, это Arduino с встроенным Wi-Fi. Модули ESP-201 можно приобрести на Aliexpress за ~150р).
Разумеется ESP8266 не может напрямую питать такие мощные нагрузки, поэтому я использовал NPN транзисторы подключенные по схеме с общим эмиттером. Ниже приведена принципиальная схема (на три группы светодиодов). Резисторы R1-R3 нужны для работы самого контроллера, R4-R6 для ограничения тока на выходах контроллера через базы транзисторов, R7-R9 для ограничения тока на светодиодах. Номиналы последних не указаны, поскольку зависят от количества, характеристик и схемы подключения светодиодов (см. онлайн калькулятор выше). В принципе, R1-R6 можно выбирать в широком диапазоне (1к – 20к). При слишком маленьких значениях можно спалить контроллер, при слишком больших не откроется транзистор. Транзисторы выпаял из балластов для люминесцентных ламп (имеющихся в наличии в связи с плановой заменой освещения) и старого компьютерного блока питания.

Схему я сначала собирался спаять на макетной плате для пайки, но с первого раза не получилось. И поскольку время поджимало, использовал макетную плату с гнёздами. К транзисторам припаял трёх штыревые разъёмы.
Внимание! Транзисторы не должны соприкасаться корпусами.
Для преобразования 5 Вольт в 3.3 Вольта, необходимые для контроллера, я использовал готовый миниатюрный преобразователь. Он поддерживает ток до 800мА, что достаточно для контроллера.
Основной блок питания – зарядка от какого-то почившего гаджета, выдающая 5.4 Вольта на 1.850 Ампера. Разъём питания я использовал аналогичные используемым во многих игрушках для зарядки аккумуляторов. Для включения/выключения – микро переключатель.
Вот картинки от использованных компонентов:

Для окончательной сборки “дисплея”, я закрыл заднюю часть второй картонкой и сделал подставку с помощью проволочных “ножек”. Макетная плата размещается внизу и заодно делает конструкцию более устойчивой.

Софт

Для программирования использовалась среда Arduino настроенная для ESP8266. Более подробно на гитхабе. Программа основана на примере стандартного веб сервера. Разбирает POST от формы и на основе значения аргумента, в цикле, настаивает цифровые выходы контроллера. Контроллер подключен в домашнюю Wi-Fi сеть и настроить системы можно с любого компьютера или смартфона.

Коля придумал длинную “мелодию”, которую пока и оставили. Видео есть на Facebook.

Часы с “сетевым” временем из ESP8266, LED матриц, зарядки от сотового и коробки от конфет.

Надоело постоянно подстраивать время на настольных часах в спальне. Едва ли не самые важные часы в квартире постоянно уходили и вообще сбрасывались при отключении электричества.
Решил сделать собственные часы, подключенные к сети по Wi-Fi и получающие время по NTP.

Железо

В качестве управляющего модуля я выбрал ESP8266, для которого уже была заточенная Arduino IDE и некоторый опыт разработки.
1 matrixДля разработки и отладки использовал удобную SDK плату для ESP8266. Несколько LED матриц 8*8 были в наличии. Собирался в них поиграть с детьми, поэтому заказывал с запасом. Матрицы используют микросхему MAX7219 для управления светодиодами. Информация передаётся последовательно, и возможно подключение нескольких модулей последовательно. В интернете есть масса библиотек для таких матриц, в том числе с готовыми шрифтами. Но для этого проекта я сделал свой шрифт, лучше подходящий именно для часов.
Ниже показана сборка из трёх матриц, соединённых последовательно.
4
Я использовал разборные соединения между основными модулями, чтобы упростить сборку/разборку и замену деталей.
2Вот как выглядел весь стенд. Блок питания компьютерный, на нём были необходимые 3 и 5 Вольт с запасом по мощности. Полностью включенные три матрицы потребляют приличный ток, и от компьютерного USB порта работать не будут.

Софт

Программа достаточно простая. У меня уже были готовые примеры: работа с LED матрицами для Arduino, и отправка запроса / разбор ответа NTP для ESP8266. Оставалось слить это в одну работающую программу и кое что добавить:

  • Присоединение к моей домашней Wi-Fi сети, + пересоединение если что-то не работает. Аналогично, несколько NTP серверов, запрашиваемых по кругу.
  • Поскольку внутренних часов у ESP8266 нет, то настройку задержек для удовлетворительной точности автономного хода в течение ~15 минут, после чего делается новый NTP запрос.
  • Новый шрифт (только цифры), максимально использующий экран и видимый близорукими людьми с нескольких метров.
  • Некоторую дополнительную индикацию в нижней строке (есть ли связь с сетью и т.д.)

Прототип

После создания софта и нормальной работы устройства на стенде, я перешёл к созданию более портативного блока питания для собственно прототипа. Для получения 5 Вольт я использовал зарядку от мобильного телефона с испорченным мини-USB разъёмом. LED матрицы запитаны напрямую от 5 Вольт, а для работы ESP модуля использован настраиваемый DC-DC конвертер в 3.3 Вольта.
3Вместе сборки соединил жёсткой проволокой, просто припаянной к макетной плате. Была идея напечатать какой-то каркас на 3D принтере, но руки не дошли. Окончательный вид:

5Всё вместе просто замечательно влезает в бережно хранимую несколько лет коробку от конфет:

6

Результат

Конечно, это было краткое изложение истории. В реальности пришлось пару раз переделать девайс, немного пободаться с Wi-Fi и списать один DC-DC конвертер, из которого вышел весь магический синий дым, на котором он работал.

Но получилось очень симпатично:

7

P.S.

В принципе у идеи есть большой потенциал, ведь практически ничего не стоит добавить индикатор для, например, новой почты, погоды бегущей строкой, состояния вверенных серверов, да что угодно. Может, удастся напрячь ребёнка для развития системы 🙂

Переработка сгоревших LED лампочек

Дешёвые LED лампочки прослужили год и вышли из строя. Оказалось, что практически по всех сгорел всего один SMD светодиод. Из рабочих плат легко можно собрать обратно лампы в нужной конфигурации. Мне нужны были две “плоские”. На “сдачу” остаётся классный цоколь Е27 и мутноватый колпачок.

Collage

Лампа с выключателем, прикрученная к “потолку” двухэтажной кровати.
Attached