Wie Sie Ihre eigenen farbwechselnden Nanoleaf-Lichter herstellen

Hobbies
2024-04-11T14:00:14Z

Stellen Sie sich vor, wie Sie einen einfachen Raum mit dynamischen Lichteffekten in einen lebendigen Raum verwandeln. Nanoleaf-Lichtpaneele sind eine beliebte Wahl, um dies zu erreichen, da sie eine einzigartige Mischung aus Funktionalität und Ästhetik bieten. Aber wie wäre es, wenn Sie Ihre eigene Mini-Nachbildung für viel weniger Geld bauen könnten, die von einem Raspberry Pi gesteuert wird?

Dieser Leitfaden führt Sie durch den spannenden Prozess der Erstellung Ihres eigenen Mini-Nanoleaf mit einem Raspberry Pi Zero W. Zwar sind einige Erfahrungen mit Lötarbeiten und 3D-Druck erforderlich, aber die Befriedigung, Ihr eigenes Lichtdisplay zu bauen und individuell zu gestalten, ist die Mühe allemal wert.

Bevor wir beginnen: Das brauchen Sie

Dieses Projekt richtet sich an diejenigen, die sich mit grundlegenden elektronischen Bastelarbeiten auskennen. Etwas Erfahrung im Löten und 3D-Drucken ist auf jeden Fall von Vorteil. Wenn Sie in diesen Bereichen neu sind, machen Sie sich keine Sorgen! Es gibt zahlreiche Online-Ressourcen und Anleitungen für Anfänger, die Ihnen helfen, sich mit den Werkzeugen und Techniken vertraut zu machen.

Neben ein wenig Erfahrung im Löten und 3D-Drucken brauchst du auch diese Ausrüstung:

Auf geht's zum Bau!

Schritt 1: Herunterladen und Ausdrucken des Gehäuses

A mini Nanoleaf made with a Raspberry Pi Zero W, showing the STL files.

Zunächst müssen Sie die STL-Dateien für die Gehäusekomponenten herunterladen. Dazu gehören drei Mini-Grund- und Deckplatten sowie je eine Platte für das Gehäuseober- und -unterteil.

Sobald Sie die Dateien heruntergeladen haben, drucken Sie alle Teile gemäß den Anweisungen Ihres 3D-Druckers aus. Es gibt auch Workarounds für den 3D-Druck ohne eigenen Drucker.

Schritt 2: Bereiten Sie die LEDs vor

Cutting the LED strip for a mini Nanoleaf.

Schneide die LED-Streifen mit einer scharfen Schere vorsichtig entlang der vorgesehenen Schnittlinien ab. Für dieses Projekt brauchst du genau neun einzelne LEDs. Achte darauf, dass du nicht zwischen den Markierungen schneidest, da dies den Streifen beschädigen kann.

Viele LED-Streifen sind mit einer wasserfesten Beschichtung versehen. In diesem Fall müssen Sie vorsichtig einen kleinen Teil der Beschichtung von den Lötpads entfernen, bevor Sie fortfahren.

A mini Nanoleaf in a 3D printed panel.

Jetzt kommt der spaßige Teil: der Bau des LED-Layouts! Biegen Sie jede LED vorsichtig, damit sie genau in die Ecken des unteren Gehäuses passt. Nehmen Sie sich hier Zeit, um eine saubere und gleichmäßige Verteilung der LEDs zu gewährleisten.

Schritt 3: Herstellen der Schaltungsanschlüsse

Three wires soldered to the LED strip in a mini Nanoleaf.

Jetzt kommt der heikle Teil: Löten Sie Überbrückungsdrähte zwischen den entsprechenden Pins der LEDs. In der Regel sind dies GND (Masse), DIN (Daten) und 5V (Strom). Achten Sie darauf, die LEDs in Reihe zu schalten, d. h. der Ausgang jeder LED ist mit dem Eingang der nächsten LED verbunden (außer der ersten und der letzten LED in der Kette).

Überprüfen Sie die Spezifikationen Ihrer LED-Leiste, um zu sehen, ob Widerstände für den Anschluss an den Raspberry Pi erforderlich sind.

Hier ist eine genaue Anleitung, was zu tun ist, um Klarheit zu schaffen:

  1. Wenn Sie LED-Verbindungen löten, löten Sie eine Drahtbrücke vom GND-Pin der einen LED zum GND-Pin der nächsten LED.
  2. Dann löten Sie einen weiteren Draht vom DIN-Pin der ersten LED an den DOUT-Pin der zweiten LED.
  3. Wiederholen Sie den Vorgang auch für den 5V-Pin.
  4. Löten Sie schließlich drei Drähte an das andere Ende der dritten LED, aber lassen Sie sie vorerst unverbunden.

Jetzt ist es an der Zeit, das Gehirn in dein DIY-Nanoleaf einzubauen.

Schritt 4: Befestigen Sie den Raspberry Pi und die Schleifendrähte

The Raspberry Pi Zero W for a mini Nanoleaf.

Setze den Raspberry Pi Zero W vorsichtig in das untere Gehäuse ein und achte darauf, dass die LED-Drähte durch das vorgesehene Loch geführt werden können.

Nun ist es an der Zeit, die Überbrückungsdrähte an die GPIO-Pins des Raspberry Pi zu löten. Schauen Sie sich das Pin-Layout Ihres Raspberry Pi-Modells an(Schaltpläne finden Sie online auf der Raspberry Pi-Website) und löten Sie die GND-, 5V- und DIN-Drähte vorsichtig an die entsprechenden Pins (z. B. GPIO 18 für DIN). Als Nächstes führen Sie die drei zuvor nicht angeschlossenen Drähte durch das Loch im nächsten Gehäuse. Sie werden diese Drähte im nächsten Schritt an die vierte LED anlöten.

Schritt 5: Vervollständigen Sie den Schaltkreis und fügen Sie Diffusoren hinzu

Wiederholen Sie den Lötvorgang aus Schritt 3 und verbinden Sie die drei geschlungenen Drähte des vorherigen Gehäuses mit der neuen LED. Setzen Sie diesen Vorgang für alle verbleibenden LEDs und Gehäuse fort und stellen Sie sicher, dass alle LEDs in Reihe verdrahtet sind.

A completely wired DIY Nanoleaf with a Raspberry Pi (powered).

Um die LEDs zu streuen und ein weicheres Licht zu erzeugen, können Sie einfaches weißes Druckerpapier verwenden. Zeichnen Sie die Umrisse des LED-Gehäuses auf das Papier und schneiden Sie die gezeichnete Form mit leichten Anpassungen aus, damit sie gut in das Gehäuse passt. Legen Sie die Papierdiffusoren in die Gehäuse und bringen Sie die oberen Komponenten wieder an.

Jetzt können wir diese LEDs mit etwas Code steuern!

Schritt 6: Programmiere deinen Pi mit dem kompletten Code

LED strip panels on a complete DIY Nanoleaf.

Um den Raspberry Pi zu programmieren, stellen Sie sicher, dass Sie SSH eingerichtet und ein Terminalfenster geöffnet haben. Sie sind sich nicht sicher, wie Sie das machen sollen? Wir haben eine separate Anleitung zur Konfiguration Ihres Raspberry Pi, falls Sie eine Auffrischung benötigen. Öffnen Sie den nano-Editor mit dem folgenden Befehl:

sudo nano Datei-Name.py

Kopieren Sie dann den folgenden Code und fügen Sie ihn in den nano-Editor ein.

Der Code richtet einen Raspberry Pi zur Steuerung von NeoPixel-LED-Streifen ein. Er importiert die notwendigen Module: time, board und neopixel. Er definiert Funktionen zur Erzeugung von Farben (wheel(pos)) und zum Durchlaufen eines Regenbogeneffekts (rainbow_cycle(wait)). Die Hauptschleife setzt die LED-Farben nacheinander auf Rot, Grün und Blau und ruft dann die Funktion rainbow_cycle auf.

importiere Zeit

importieren Brett

importiere neopixel

# Wählen Sie einen offenen Pin, der mit dem Dateneingang des LED-Streifens verbunden ist, d. h. board.D18

# Der LED-Streifen muss an D10, D12, D18 oder D21 angeschlossen sein, damit er funktioniert.

pixel_pin = board.D18

# Die Anzahl der LEDs

num_pixels = 9

# Die Reihenfolge der Pixelfarben - RGB oder GRB. Bei einigen LEDs sind Rot und Grün vertauscht!

# Für RGBW-LEDs ändern Sie einfach ORDER in RGBW oder GRBW.

ORDER = neopixel.GRB

pixel = neopixel.NeoPixel(pixel_pin, num_pixels, brightness=1, auto_write=False,

pixel_order=ORDER)

def wheel(pos):

# Geben Sie einen Wert von 0 bis 255 ein, um einen Farbwert zu erhalten.

# Die Farben sind ein Übergang r - g - b - zurück zu r.

if pos < 0 or pos > 255:

r = g = b = 0

elif pos < 85:

r = int(pos * 3)

g = int(255 - pos*3)

b = 0

elif pos < 170:

pos -= 85

r = int(255 - pos*3)

g = 0

b = int(pos*3)

sonst:

pos -= 170

r = 0

g = int(pos*3)

b = int(255 - pos*3)

return (r, g, b) if ORDER == neopixel.RGB oder ORDER == neopixel.GRB else (r, g, b, 0)

def rainbow_cycle(wait):

for j in range(255):

for i in range(num_pixels):

pixel_index = (i * 256 // num_pixels) j

pixel[i] = wheel(pixel_index & 255)

pixel.show()

time.sleep(wait)

while True:

# Kommentieren Sie diese Zeile aus, wenn Ihre LED-Streifen RGBW/GRBW sind

pixel.fill((255, 0, 0))

# Uncomment this line if you have RGBW/GRBW LED strips

# pixel.fill((255, 0, 0, 0))

pixel.show()

time.sleep(1)

# Kommentieren Sie diese Zeile aus, wenn Sie RGBW/GRBW-LED-Streifen haben

pixel.fill((0, 255, 0))

# Uncomment this line if you have RGBW/GRBW LED strips

# pixel.fill((0, 255, 0, 0))

pixel.show()

time.sleep(1)

# Kommentieren Sie diese Zeile aus, wenn Sie RGBW/GRBW-LED-Streifen haben

pixel.fill((0, 0, 255))

# Uncomment this line if you have RGBW/GRBW LED strips

# pixel.fill((0, 0, 255, 0))

pixel.show()

time.sleep(1)

rainbow_cycle(0.001) # Regenbogenzyklus mit 1ms Verzögerung pro Schritt

Speichern Sie mit CTRL X und drücken Sie Y für YES. Führen Sie dann den Code mit sudo python3 Dateiname.py aus.

Wenn Sie die oben genannten Schritte durchgeführt und den Raspberry Pi angeschlossen haben, ist es Zeit für die Stunde der Wahrheit! Schalten Sie Ihren Mini-Nanoleaf ein und beobachten Sie, wie die LEDs aufleuchten.

A mini DIY Nanoleaf made with a Raspberry Pi.

Dabei kann es sich um einzelne Farben wie Rot, Grün und Blau oder sogar um einen bezaubernden Regenbogeneffekt handeln.

Weitere Tipps und Tricks

Das ist erst der Anfang der Möglichkeiten Ihres Mini-Nanoleafs! Hier sind einige weitere spannende Möglichkeiten, Ihr Licht zu personalisieren:

  • Beleuchten Sie Ihre Welt automatisch: Möchten Sie, dass sich Ihr Mini-Nanoleaf an die Umgebung anpasst? Dann bauen Sie einen Lichtsensor in den Schaltkreis ein. Dank dieser cleveren Ergänzung schalten sich die LEDs bei Einbruch der Dunkelheit automatisch ein und sorgen so für eine stimmungsvolle und energieeffiziente Beleuchtung.
  • Erweitern Sie Ihre Kreation: Fühlen Sie sich ehrgeizig? Warum erweitern Sie Ihren Mini-Nanoleaf nicht durch weitere LEDs und Paneele? So können Sie eine größere und aufwändigere Anzeige erstellen. Denken Sie jedoch daran, dass zusätzliche LEDs möglicherweise einen Logikpegelwandler-Chip wie den 74AHCT125 erfordern, um die erhöhte Komplexität zu bewältigen. Möglicherweise müssen Sie auch Ihre Stromversorgung aufrüsten, um genügend Energie für alle LEDs zu gewährleisten. Für den Anschluss des aufgerüsteten Netzteils an Ihren Raspberry Pi wäre dann ein Gleichstromadapter erforderlich.
  • Sichern Sie Ihr Meisterwerk: Sobald Sie alle gewünschten Einstellungen und Anpassungen vorgenommen haben, ist es an der Zeit, Ihren Mini-Nanoleaf zu befestigen, damit Sie lange Freude daran haben. Befestigen Sie die Paneele mit kleinen Schrauben und Muttern, um ein stabiles und optisch stimmiges Endprodukt zu erhalten.

Mit ein wenig Planung, Mühe und dieser Anleitung sind Sie auf dem besten Weg, ein einzigartiges und funktionelles Mini-Nanoleaf zu bauen, das Ihrem Raum einen Hauch von Magie verleiht!