Guirnalda LED de árbol de Navidad

En la víspera de Año Nuevo, me gustaría decorar mi casa de una manera original: no ser como mis vecinos, y ciertamente no así, "como la última vez". Con la ayuda de guirnaldas LED a la venta, puede crear composiciones interesantes, pero el precio de la pregunta tacha decisiones de diseño audaces. Sí, y las decoraciones LED chinas típicas tienen el mismo aspecto y, por regla general, sin rostro.

Una solución inteligente es crear una guirnalda de bricolaje

• En primer lugar, será un producto 100% original.
• En segundo lugar, la configuración de las joyas será exactamente la que necesita.
• En tercer lugar, es un verdadero ahorro de dinero.
• Y finalmente, puede decir con seguridad a los miembros de la familia, y especialmente a los niños: "¡Papá puede!"

La mayor dificultad es la iluminación del árbol de Navidad. En realidad, solo hay dos opciones: envolver una guirnalda estándar en espiral, o tratar de organizarla verticalmente, en forma de pirámide. Elegimos la segunda opción, especialmente porque las líneas se pueden hacer del tamaño requerido: la altura del árbol de Navidad.
El concepto es el siguiente: los cables se tiran desde la parte superior hacia las ramas inferiores, los LED están dispuestos en el mismo intervalo, como si se crearan niveles.
La luz debe ser dinámica: se requiere un controlador de control. Los LED simples brillan maravillosamente, pero los focos no crean volumen. Por lo tanto, necesita tonos para cada elemento LED.
El cálculo de la guirnalda comienza desde la fuente de alimentación. La opción es puramente individual: utilicé una fuente de alimentación innecesaria de una computadora portátil. El número estimado de LED no es más de 100 piezas, utilizando LED estándar de 5 mm, el consumo total de corriente (20 mA * 100) es de 2 A con brillo máximo. Para la conexión en serie de 6 diodos (caída de voltaje en cada uno del orden de 3 voltios), el voltaje de la fuente de alimentación es de 18-20 voltios.
Cálculo general del poder de la guirnalda:
Recopilamos 5 líneas. Cada "hilo" consta de 18 LED de 6 piezas. por canal (opción RGB). 18 * 5 = 90 piezas, corriente total 1.8 A. Por lo tanto, la fuente de alimentación para una computadora portátil con parámetros: 19 voltios, 4 amperios, es adecuada. Esto proporciona una doble reserva de poder.

Selección de materiales necesarios:

1. LEDs. Ordené en Aliexpress: 3 paquetes de 100 piezas Elementos de sombrero de paja LED rojo, verde y azul, ángulo de dispersión 120 grados.
2. Controlador con Aliexpress. Detengámonos en este elemento con más detalle. Si no tiene ganas de perder el tiempo haciendo su propio circuito (hay muchas opciones, la más barata está en Arduino), puede tomar un controlador listo para cinta RGB. Todos los esquemas funcionan según el mismo principio: se establecen 3 canales controlados, el orden de inclusión y el brillo de la luz. En realidad, los tres colores son condicionales aquí, puede conectar 3 canales de los mismos LED y disfrutar de los efectos de iluminación.
Para alimentar los canales de 19 voltios, elegí un controlador con un voltaje universal de 12-24 voltios. El circuito de control está alimentado por cualquier voltaje en este rango, en la salida obtenemos el voltaje de la fuente de alimentación: en mi caso, 19 V.
Un requisito previo (para mi esquema) es la presencia de un modo de control remoto.
3. En lugar de mazo de cables, elegí Bucle RGB (3 canales + 1 común).
4. Tubos termocontraíbles de diferentes colores.
Para facilitar la instalación, utilicé conectores dúplex de 4 pines (paso 2,54 mm). El conjunto correspondiente se ha comprado durante mucho tiempo del mismo chino, una gran ayuda para diversas artesanías electrónicas.
Como planeaba ocultar los LED en las sombras, se compró un paquete de 100 piezas en Aliexpress. copos de nieve para guirnaldas. Diámetro de aterrizaje 5 mm.

Cálculo del esquema de conexión.

Los LED, incluso con una conexión en serie (en mi caso, 6 diodos), están conectados a través de una resistencia de enfriamiento. Parámetros de elementos LED en el paquete:
El cálculo de la resistencia se lleva a cabo de acuerdo con la fórmula, o en una calculadora LED. Usé el servicio en línea: //cxem.net/calc/ledcalc.php

• Para el canal ROJO (caída de voltaje 1.8-2.0 V), la resistencia es de 420 ohmios.
• Para los canales VERDE y AZUL (caída de voltaje de 3.0-3.2 V), la resistencia es de 82 ohmios (verde) y 75 ohmios (azul). El elemento LED verde brilla más brillante, por lo tanto, una resistencia con una calificación más alta, para igualar la imagen general.

El diagrama de bloques (junto con el principal) en la ilustración:
Compré un controlador para LED RGB con un ánodo común. Es decir, menos se aplica a cada canal, y más al cable común.

Guirnalda

Puede usar cables trenzados, como en guirnaldas de fábrica. Me gustó más el diseño en el bucle.
Hacemos una pata reforzada para cada elemento LED. Para hacer esto, necesita palillos de dientes y termocontracción.
Recolectamos, calentamos el secador de pelo.
Resulta este diseño:
Tiene sentido preparar y verificar de inmediato los 90 LED.
Luego marcamos el bucle, determinando la ubicación de instalación de los diodos a una distancia igual. Hice cortes limpios a lo largo del bucle en los cables del color deseado, corté y estañé el sitio de instalación.
Después del ensamblaje, cada LED se ve así:
Resultó de manera ordenada y confiable.
Es conveniente soldar en el dispositivo con una lupa, que se llama "tercera mano".
Luego, conectamos el cable de alimentación (común "+") a los canales, a través de las resistencias.
Aísle las partes con termocontracción.
Y conéctate con el "plus".
Cubrimos este bucle con un encogimiento de gran diámetro.
Instalamos conectores en el extremo opuesto.
El resultado fue 5 líneas idénticas de tres canales de 18 LED.
Ensamblamos el nodo de conexión: 5 conectores de acoplamiento con un bucle de control común.
El resultado fue un cable de este tipo: por un lado, 5 conectores para líneas con LED, por otro lado, un conector para conectar al controlador. Cuando adjunté el ensamblaje al árbol, utilicé una abrazadera larga.
Conectamos las líneas, verificamos todos los modos del controlador.
Luego colocamos copos de nieve en los LED.
La lección no es fácil (después de todo, ¡90 piezas!), Pero fascinante.
Verifique nuevamente. El efecto es asombroso.
Nota: los LED de trabajo no funcionan bien en las fotografías, por lo que la imagen es significativamente peor que la original.
Queda por montar la guirnalda en el árbol de Navidad, y llamar al niño: admirar el trabajo de mi padre.
El resultado:
El costo financiero total de la guirnalda no es más de 1000 rublos. La parte consumible principal es un controlador listo para usar. La fuente de alimentación es shareware. Los diodos y los cables son simples centavos. Costos adicionales: 300 rublos para copos de nieve en el techo. La opción es opcional, pero aumenta significativamente el atractivo de la guirnalda.
El tiempo dedicado (4 días libres completos) no es una pena: fue interesante trabajar y el resultado lo vale.