تخيل تحويل غرفة بسيطة إلى مساحة نابضة بالحياة مع تأثيرات إضاءة ديناميكية. أصبحت ألواح الإضاءة Nanoleaf خيارًا شائعًا لتحقيق ذلك، حيث توفر مزيجًا فريدًا من الوظائف والجماليات. ولكن ماذا لو كان بإمكانك بناء نسخة مصغرة خاصة بك بتكلفة أقل بكثير يتم التحكم فيها بقوة Raspberry Pi؟
يأخذك هذا الدليل خلال العملية المثيرة المتمثلة في إنشاء Nanoleaf صغير خاص بك باستخدام Raspberry Pi Zero W. وفي حين يتطلب الأمر بعض الخبرة في اللحام والطباعة ثلاثية الأبعاد، فإن الرضا الناتج عن بناء وتخصيص شاشة الإضاءة الخاصة بك يستحق الجهد المبذول.
قبل أن نبدأ: إليك ما تحتاجه
هذا المشروع موجه لأولئك الذين يتقنون أساسيات العبث بالإلكترونيات. إن اكتساب بعض الخبرة في اللحام والطباعة ثلاثية الأبعاد سيمنحك بالتأكيد بداية جيدة. إذا كنت جديدًا في هذه المجالات، فلا تقلق! هناك الكثير من الموارد عبر الإنترنت وأدلة المبتدئين المتاحة لمساعدتك على التعرف على الأدوات والتقنيات.
إلى جانب القليل من الخبرة في اللحام والطباعة ثلاثية الأبعاد، ستحتاج أيضًا إلى الحصول على هذه المعدات:
دعونا نبدأ بالبناء!
الخطوة 1: تنزيل المرفق وطباعته
أولاً، سوف تحتاج إلى تنزيل ملفات STL لمكونات العلبةتتضمن هذه ثلاث لوحات قاعدة/أعلى صغيرة وواحدة لكل من الجزء العلوي والسفلي لغلاف الصندوق.
بمجرد التنزيل، اطبع جميع الأجزاء وفقًا لإرشادات الطابعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك. هناك أيضًا حلول بديلة لطباعة الأشياء ثلاثية الأبعاد دون الحاجة إلى الطابعة الخاصة بك.
الخطوة 2: تحضير مصابيح LED
باستخدام مقص حاد، قم بقص شرائط LED بعناية على طول خطوط القطع المحددة. لهذا المشروع، ستحتاج إلى تسعة مصابيح LED فردية على وجه التحديد. احرص على عدم القطع بين العلامات المحددة، حيث يمكن أن يؤدي هذا إلى إتلاف الشريط.
تأتي العديد من شرائط LED بطبقة مقاومة للماء. إذا كانت شرائطك مزودة بطبقة مقاومة للماء، فستحتاج إلى إزالة جزء صغير من الطبقة بعناية من وسادات اللحام قبل المتابعة.
الآن يأتي الجزء الممتع: بناء مخطط LED! قم بثني كل LED برفق حتى يتناسب بشكل مريح مع زوايا العلبة السفلية. خذ وقتك هنا لضمان توزيع مصابيح LED بشكل نظيف ومتساوي.
الخطوة 3: قم بتوصيل الدوائر
هنا يأتي الجزء الدقيق: لحام أسلاك التوصيل بين الدبابيس المقابلة على مصابيح LED. عادةً، تكون هذه الأسلاك GND (الأرض)، وDIN (البيانات)، و5 فولت (الطاقة). تأكد من توصيل مصابيح LED على التوالي، بمعنى أن مخرج كل مصباح LED متصل بمدخل مصباح LED التالي (باستثناء مصباحي LED الأول والأخير في السلسلة).
تأكد مرة أخرى من مواصفات شريط LED الخاص بك لمعرفة ما إذا كانت هناك حاجة إلى أي مقاومات عند توصيله بجهاز Raspberry Pi.
فيما يلي دليل دقيق لما يجب فعله، من أجل الوضوح:
- عند لحام توصيلات LED، قم بلحام سلك توصيل من دبوس GND الخاص بـ LED واحد إلى دبوس GND الخاص بـ LED التالي.
- ثم قم بلحام سلك آخر من دبوس DIN الخاص بالمصباح LED الأول إلى دبوس DOUT الخاص بالمصباح LED الثاني.
- كرر ذلك بالنسبة لدبوس الـ 5 فولت أيضًا.
- أخيرًا، قم بلحام ثلاثة أسلاك بالطرف الآخر من الصمام الثنائي الباعث للضوء الثالث، ولكن اتركها غير متصلة في الوقت الحالي.
حان الوقت لإضافة العقل إلى Nanoleaf الذي قمت بصنعه بنفسك.
الخطوة 4: قم بتوصيل Raspberry Pi وأسلاك Loop
قم بوضع Raspberry Pi Zero W بعناية داخل العلبة السفلية، مع التأكد من إمكانية مرور أسلاك LED عبر الفتحة المخصصة.
الآن حان الوقت لتوصيل أسلاك التوصيل بدبابيس GPIO في Raspberry Pi. راجع مخطط الدبابيس لطراز Raspberry Pi الخاص بك (المخططات متاحة عبر الإنترنت على موقع Raspberry Pi) ثم قم بلحام أسلاك GND و5V وDIN بعناية بالدبابيس المقابلة (على سبيل المثال، GPIO 18 لـ DIN). بعد ذلك، قم بتمرير تلك الأسلاك الثلاثة غير المتصلة سابقًا عبر الفتحة الموجودة في العلبة التالية. ستقوم بلحام هذه الأسلاك بمصباح LED الرابع في الخطوة التالية.
الخطوة 5: أكمل الدائرة وأضف الموزعات
كرر عملية اللحام من الخطوة 3، وقم بتوصيل الأسلاك الثلاثة الملتفة من العلبة السابقة بمصباح LED الجديد. واصل هذه العملية لجميع مصابيح LED والعلب المتبقية، مع التأكد من توصيل جميع مصابيح LED على التوالي.
لتوزيع مصابيح LED وخلق ضوء أكثر نعومة، يمكننا استخدام ورق طابعة أبيض عادي. ارسم الخطوط العريضة لغلاف مصباح LED على الورق واقطع الشكل المرسوم مع إجراء تعديلات طفيفة لضمان ملاءمة محكمة داخل الغلاف. ضع موزعات الورق داخل الغلافات وأعد تركيب المكونات العلوية.
الآن، دعونا نتحكم في تلك المصابيح باستخدام بعض التعليمات البرمجية!
الخطوة 6: برمجة Pi الخاص بك باستخدام الكود الكامل
الآن لبرمجة Raspberry Pi، تأكد من إعداد SSH وتشغيل نافذة المحطة الطرفية. لست متأكدًا من كيفية القيام بذلك؟ لدينا دليل منفصل حول تكوين Raspberry Pi الخاص بك إذا كنت بحاجة إلى تجديد معلوماتك. افتح محرر النانو مع الأمر التالي:
sudo nano file-name.py
ثم قم بنسخ ولصق الكود التالي في محرر nano.
يقوم الكود بإعداد Raspberry Pi للتحكم في شرائط LED NeoPixel. فهو يستورد الوحدات النمطية الضرورية: الوقت واللوحة وneopixel. وهو يحدد وظائف لتوليد الألوان (wheel(pos)) والتنقل عبر تأثير قوس قزح (rainbow_cycle(wait)). تقوم الحلقة الرئيسية بتعيين ألوان LED بشكل تسلسلي إلى الأحمر والأخضر والأزرق، ثم تستدعي وظيفة دورة قوس قزح.
# اختر دبوسًا مفتوحًا متصلًا بمدخل البيانات لشريط LED، أي اللوحة.D18
# يجب توصيل شريط LED بـ D10 أو D12 أو D18 أو D21 ليعمل.
# ترتيب ألوان البكسل – RGB أو GRB. بعض مصابيح LED لها اللون الأحمر والأخضر معكوسين!
# بالنسبة لمصابيح LED RGBW، قم ببساطة بتغيير ORDER إلى RGBW أو GRBW.
بكسل = neopixel.NeoPixel(pixel_pin، num_pixels، السطوع = 1، auto_write = False،
# أدخل قيمة من 0 إلى 255 للحصول على قيمة اللون.
# الألوان هي انتقال r – g – b – العودة إلى r.
العودة (r, g, b) إذا كان ORDER == neopixel.RGB أو ORDER == neopixel.GRB وإلا (r, g, b, 0)
بالنسبة إلى i في النطاق (num_pixels):
مؤشر البكسل = (i * 256 // عدد البكسل) + j
بكسل (i) = عجلة (مؤشر البكسل و 255)
# قم بتعليق هذا السطر إذا كانت شرائط LED الخاصة بك RGBW/GRBW
# قم بإلغاء تعليق هذا السطر إذا كان لديك شرائط LED RGBW/GRBW
# بكسل.ملء((255، 0، 0، 0))
# قم بتعليق هذا السطر إذا كان لديك شرائط LED RGBW/GRBW
# قم بإلغاء تعليق هذا السطر إذا كان لديك شرائط LED RGBW/GRBW
# بكسل.ملء((0، 255، 0، 0))
# قم بتعليق هذا السطر إذا كان لديك شرائط LED RGBW/GRBW
# قم بإلغاء تعليق هذا السطر إذا كان لديك شرائط LED RGBW/GRBW
# بكسل.ملء((0، 0، 255، 0))
rainbow_cycle(0.001) # دورة قوس قزح مع تأخير 1 مللي ثانية لكل خطوة
احفظ باستخدام CTRL+X واضغط على Y لـ YES. ثم قم بتشغيل الكود باستخدام sudo python3 file-name.py.
بمجرد إكمال الخطوات المذكورة أعلاه وتوصيل Raspberry Pi، حان وقت لحظة الحقيقة! قم بتشغيل جهاز Nanoleaf الصغير الخاص بك وشاهد إضاءة مصابيح LED.
قد يتضمن ذلك ألوانًا فردية مثل الأحمر والأخضر والأزرق، أو حتى تأثير قوس قزح جذاب.
نصائح وحيل إضافية
هذه مجرد بداية لإمكانات جهاز Nanoleaf الصغير الخاص بك! إليك بعض الطرق الأخرى المثيرة لتخصيص الإضاءة الخاصة بك:
- أضئ عالمك تلقائيًا: هل تريد أن يتكيف نباتك الصغير Nanoleaf مع البيئة المحيطة؟ فكر في دمج مستشعر ضوء في الدائرة. تسمح هذه الإضافة الذكية لمصابيح LED بالتشغيل تلقائيًا عند حلول الظلام، مما يخلق حل إضاءة محيطة وموفر للطاقة.
- توسيع إبداعك: هل تشعر بالطموح؟ لماذا لا تقوم بتوسيع جهاز Nanoleaf الصغير الخاص بك عن طريق إضافة المزيد من مصابيح LED والألواح؟ يتيح لك هذا إنشاء شاشة أكبر وأكثر تفصيلاً. ومع ذلك، ضع في اعتبارك أن مصابيح LED الإضافية قد تتطلب شريحة محول مستوى منطقي، مثل 74AHCT125، لإدارة التعقيد المتزايد. قد تحتاج أيضًا إلى ترقية مصدر الطاقة لديك لضمان طاقة كافية لجميع مصابيح LED. سيكون محول طاقة DC أنثى ضروريًا لتوصيل مصدر الطاقة المحدث بجهاز Raspberry Pi الخاص بك.
- تأمين تحفتك الفنية: بمجرد إجراء جميع التعديلات والتخصيصات المطلوبة، حان الوقت لتأمين ورق Nanoleaf الصغير الخاص بك للاستمتاع به لفترة طويلة. باستخدام براغي وصواميل صغيرة، قم بربط الألواح بعناية معًا، مما يضمن منتجًا نهائيًا قويًا ومتماسكًا بصريًا.
مع القليل من التخطيط والجهد وباستخدام هذا الدليل كرفيق لك، ستكون في طريقك إلى صنع ورقة نانوية صغيرة فريدة وعملية تضيف لمسة من السحر إلى مساحتك!