AliExpress je plný gumových LED šňůrek. Ty s délkou 13 a 30 cm stojí do třiceti korun. Potřebují jen 3 V a rozsvítí je i knoflíková baterie

AliExpress je plný gumových LED šňůrek. Ty s délkou 13 a 30 cm stojí do třiceti korun. Potřebují jen 3 V a rozsvítí je i knoflíková baterie

Šňůrka vyplněná drobnými LED má ohebnost kuchyňské gumičky

Šňůrka vyplněná drobnými LED má ohebnost kuchyňské gumičky

Šňůrka vyplněná drobnými LED má ohebnost kuchyňské gumičky

Šňůrka vyplněná drobnými LED má ohebnost kuchyňské gumičky

Šňůrka vyplněná drobnými LED má ohebnost kuchyňské gumičky

Šňůrka vyplněná drobnými LED má ohebnost kuchyňské gumičky

Koncovka s otvorem představuje +, plná koncovka -

Koncovka s otvorem představuje +, plná koncovka -

Šňůrku rozsvítí i knoflíková 3V baterie CR2032

Šňůrku rozsvítí i knoflíková 3V baterie CR2032

Dvojice 1,5V článků AA zapojených v sérii dodá docela silný jas. Pozor ale na proud, bez omezení totiž v tomto případě dosáhl 200 mA. Šňůrka se už bude při delším provozu zahřívat

Dvojice 1,5V článků AA zapojených v sérii dodá docela silný jas. Pozor ale na proud, bez omezení totiž v tomto případě dosáhl 200 mA. Šňůrka se už bude při delším provozu zahřívat

Žížalu alespoň trošku rozsvítí už velmi nízký proud. Takto září při 2,5 V a 137 µA

Žížalu alespoň trošku rozsvítí už velmi nízký proud. Takto září při 2,5 V a 137 µA

Žížalu alespoň trošku rozsvítí už velmi nízký proud. Takto září při 2,5 V a 137   µA

Žížalu alespoň trošku rozsvítí už velmi nízký proud. Takto září při 2,5 V a 137 µA

Žížalu alespoň trošku rozsvítí už velmi nízký proud. Takto září při 2,5 V a 137 µA

Žížalu alespoň trošku rozsvítí už velmi nízký proud. Takto září při 2,5 V a 137 µA

Vytištěná žárovka s rýhou pro zářící šňůrku

Vytištěná žárovka s rýhou pro zářící šňůrku

Plošné barevné tisky vyrábím skládáním stejně barevných vrstev nad sebe. Tím pádem potřebuji jen tři změny struny a výroba je rychlá

Plošné barevné tisky vyrábím skládáním stejně barevných vrstev nad sebe. Tím pádem potřebuji jen tři změny struny a výroba je rychlá

Ohebnou gumičky protáhnu otvory a vtěsnám do rýhy

Ohebnou gumičky protáhnu otvory a vtěsnám do rýhy

Jako řídící počítač použiji destičku XIAO ESP32C3 s Wi-Fi čipem od Espressifu

Jako řídící počítač použiji destičku XIAO ESP32C3 s Wi-Fi čipem od Espressifu

Povel k zapnutí a vypnutí mohu provézt z webového prohlížeče, nebo textových HTTP klientů, které jsou dnes k dispozici skrze příkazovou řádku jak na Windows, tak na Linuxu

Povel k zapnutí a vypnutí mohu provézt z webového prohlížeče, nebo textových HTTP klientů, které jsou dnes k dispozici skrze příkazovou řádku jak na Windows, tak na Linuxu

Jako zdroj poslouží regulované 3,3V napětí přím ona desce XIAO ESP32C3, jako spínač základní tranzistor 2N2222 

Jako zdroj poslouží regulované 3,3V napětí přím ona desce XIAO ESP32C3, jako spínač základní tranzistor 2N2222 

Obvod žížaly, tranzistoru a desky XIAO ESP32C3

Obvod žížaly, tranzistoru a desky XIAO ESP32C3

Šňůrka vyplněná drobnými LED má ohebnost kuchyňské gumičky
Šňůrka vyplněná drobnými LED má ohebnost kuchyňské gumičky
Šňůrka vyplněná drobnými LED má ohebnost kuchyňské gumičky
Koncovka s otvorem představuje +, plná koncovka -
17
Fotogalerie

Programování elektroniky: Svítící gumová LED žížala z AliExpressu. Tohle musí mít každý kutil

  • AliExpress je plný gumových LED šňůrek
  • Ty s délkou 13 a 30 cm stojí do třiceti korun
  • Potřebují jen 3 V a rozsvítí je i knoflíková baterie

Před pár dny mi dorazila ta nejzábavnější blbina z Aliexpressu za několik posledních let. A protože se na Twitteru strhla lavina výkřiků: „To taky nutně potřebuju,“ další pokračování našeho kutilského seriálu věnuji zářícím žížalám z Číny.

Počkat, počkat, jaké zase žížaly? Inu, jinak to asi ani pojmenovat nelze, řeč je totiž o pogumovaném a velmi ohebném tenoulinkém řetězci drobných LED, který na AliExpressu seženete v různých délkách a zabarveních. Stačí, když do jeho vyhledávače zadáte spojení „led filament.“

Podívejte se na video ohebné a svítící žížaly ze série LED a gumy:

Třiceticentimetrová zářící žížala

Do redakce nakonec po několika týdnech čekání dorazil balíček od tohoto prodejce a v něm hromádka 3V žlutých šňůrek s délkou 13 a 30 centimetrů. Kratší verze nás přišla na 22 Kč, tu delší pak pořídíte za 28 Kč, ale počítejte ještě s nějakou tou korunou na poštovné.

9cd7de79-fbf1-42c0-9136-04fe063bb81423fdd122-2190-494a-85b5-567af99f93c42d1f1aec-eb09-4ec6-bc4d-4ab36b7ca624
Šňůrka vyplněná drobnými LED má ohebnost kuchyňské gumičky

Asijské tržiště je plné dalších variant s odlišnou voltáží a rozměry, takže pokud by vám byla šňůrka s délkou školního pravítka příliš krátká, za necelých šest stovek seženete i žížalu o délce 120 centimetrů, která už ale bude k chodu potřebovat elektrické napětí 24 V.

09354ba5-8d06-495d-bdd1-f522d0b69a89
Koncovka s otvorem představuje +, plná koncovka -

Žížalu rozsvítí i knoflíková baterie CR2032

Kratší varianty jsou naopak stavěné pro napětí 3 V a podle prodejce by neměl protékající proud překonat 100 mA. Neznamená to ale, že se snad při vyšších dávkách šňůrka okamžitě spálí. Bude se jen více zahřívat. Jako zdroj napájení proto můžete použít i běžné domácí tužkové baterie v sérii, nebo dokonce jen jeden 3V knoflíkový článek.

9f50e88c-5323-4fec-b9fb-e7cdfd54dfdb
Šňůrku rozsvítí i knoflíková 3V baterie CR2032

Když jsem delší třiceticentimetrovou žížalu připojil k čerstvé 3V baterii formátu CR2032 (AlzaPower), šňůrka se rozsvítila zhruba polovičním jasem a multimetr změřil v narychlo zbastleném obvodu na nepájivém poli protékající proud okolo 40 mA.  

Dvě 1,5V tužkovy promění žížalu v laserový meč

Knoflíková baterie rozsvítí šňůrku jasně zřetelným jasem a proud bude v normě, nicméně k laserovému meči z Hvězdných válek to má ještě daleko. V druhém experimentu jsem proto do hry zapojil dvojici 1,5V tužkových článků AA v pouzdře, které mi díky sériovému zapojení vyrobilo zhruba 3,2 V.

a1c7068e-a4ca-403a-9252-073b3d89d2fe
Dvojice 1,5V článků AA zapojených v sérii dodá docela silný jas. Pozor ale na proud, bez omezení totiž v tomto případě dosáhl 200 mA. Šňůrka se už bude při delším provozu zahřívat

Když jsem do obvodu opět připojil třiceticentimetrovou žížalu, šňůrka se tentokrát rozzářila jasem, který už téměř připomínal rozžhavené wolframové vlákénko menší žárovky. Ano, jak svítí žížala na videu a fotografiích, tak při vyšších proudech svítí i ve skutečnosti – není to žádná hra s expozicí.

Na stranu druhou, kvalitní AA články dodají obvodu mnohem více šťávy než maličký knoflík CR2032, a tak tentokrát obvodem s žížalou protékal pětinásobný proud okolo 200 mA! Je to sice dvakrát více, než doporučuje prodejce, ale šňůrka to během hrátek v dílně bez problému unesla i při hodinovém setrvalém svitu.

Opačný extrém: žížala se slabě rozsvítí už při proudu v řádu desítek mikroampérů

Pro klid v duši můžete samozřejmě proud omezit. Buď pomocí regulovaného zdroje, který vyrobí jak patřičné napětí, tak omezený proud, anebo do obvodu s dvojící článků AA zapojíte v sérii ještě běžný rezistor. S dodatečným odporem 10 Ω, klesl v mém případě proud opět na necelých 50 mA.

9c270a05-80a9-4eba-a041-38ff3797914620eafa1e-6e3c-4bfb-b894-1054b5e04c52a1e5faae-c027-4f08-9411-dfa0191d1b81
Žížalu alespoň trošku rozsvítí už velmi nízký proud. Takto září při 2,5 V a 137 µA

Mimochodem, tvárná třiceticentimetrová žížala, kterou opravdu můžete ohýbat jako kuchyňskou gumičku, se alespoň trošku rozsvítí už při mnohem menších energiích. Během dne si toho sice téměř nevšimnete, ale ve tmě bude záře dostatečně patrná a nebude rušit. Pak by mohla ohebná žížala tvořit část třeba nějaké vytvarované signalizace.

Kutilové na Twitteru přišli s celou plejádou nápadů včetně nočního liniového indikátoru k toaletě. Jas žížaly by přitom mohl automaticky upravovat třeba do obvodu připojený fotorezistor – tedy rezistor s proměnlivým odporem dle intenzity okolního jasu. Vlákénko by se v takovém případě nejjasněji rozzářilo (ale stále nerušivě) uprostřed noci, zatímco přes den by byl v obvodu díky fotorezistoru natolik vysoký odpor, že by žížala nevyzářila téměř žádný foton.

V laboratorním testu jsem šňůrku za naprosté tmy jasně rozpoznal od pozadí už při napětí od 2,5 V a proudu 40 µA. Při 100-130 µA pak ve tmě svítila dostatečně na to, abych ji mohl použít jako jasně patrnou signalizaci vytvarovanou do libovolného obrazce.

Přežije i ve vodě

Ačkoliv prodejce v nápovědě na AliExpressu upozorňuje, že ohebný LED řetězec není vodotěsný, pokud dostatečně izolujete napájecí vodiče, samotná guma zaplavení bez problému vydrží, takže šňůrka by mohla být i součástí nějakého efektního vodního prvku.

Žížala v žárovce z 3D tiskárny

Hlavní předností šňůrky je ale právě její extrémní ohebnost, a tak si pojďme vyrobit naprosto pitomou lampičku v podobě imitace žárovky s wolframovým vláknem. Z webu freesvg.org jsem si stáhl tuto primitivní kresbičku, která posloužila jako předloha pro barevný 3D tisk adaptéru.

c68895e1-c8b5-4b80-aaa9-3ebf256919c9
Vytištěná žárovka s rýhou pro zářící šňůrku

Abych nestrávil multimateriálovou výrobou zbytek dětství, různě barevné prvky bude tiskárna vyrábět v jednolitých vrstvách a vertikálních průhledech. V jedné vrstvě se tedy nikdy nebude měnit tisková struna, takže při celém tisku se prohodí pouze 3×.

2c5280ce-ef66-4e72-8012-05acba329a4b
Plošné barevné tisky vyrábím skládáním stejně barevných vrstev nad sebe. Tím pádem potřebuji jen tři změny struny a výroba je rychlá

Nejprve se vytiskne v celé ploše černé pozadí s mocností 2 mm, poté se nad ním vytiskne střední šedá vrstva s mezerami v objímce, které budou představovat původní černé linky závitu.

Nad touto střední vrstvou se dále vytiskne bílá oblast představující sklo žárovky, ve které ale zůstane dostatečně hluboká prohlubeň pro fiktivní wolframové vlákno – tedy naši žížalu, kterou do prostoru zatlačíme. Na úplný závěr se vytiskne ještě jedna drobná černá vrstvička představující napájecí vodiče pro rozžhavené vlákno.

995ee328-9211-4382-89d7-5fe53ab12396
Ohebnou gumičku snadno protáhnu otvory a vtěsnám do rýhy

Právě jsme si popsali maximálně efektivní plošný barevný 3D tisk a zhruba 125mm vysoká a v nejtlustším místě 7 mm mocná tříbarevná žárovka se bude na mé MK3S+ s automatickým výměníkem strun MMU2S vyrábět jen zhruba hodinu.

XAIO ESP32C3 se postará o spouštění přes web

Žížalu bude řídit drobná destička Seed Studio XIAO ESP32C3 s Wi-Fi čipem ESP32-C3 od Espressifu (32bit RISC-V@160MHz, 400 kB RAM, 4 MB flash, 802.11bgn@2,4 GHz, BLE 5). Už jsme s ní v našem seriálu pracovali, její profil nechybí v podpoře čipů ESP32 pro Arduino a mně se náramně hodí díky své velikosti poštovní známky.

9ebfc09c-4a94-4fd8-a9f3-c3d8aeffeea1
Jako řídící počítač použiji destičku XIAO ESP32C3 s Wi-Fi čipem od Espressifu

Deska XIAO by mohla být připevněná na zadní stěně žárovky a na skladě ji má třeba tuzemský RPishop.cz za 145 korun.

Drobný HTTP server a tranzistor

Po spuštění čipu a přihlášení k Wi-Fi nastartujeme pomocí předinstalovaných knihoven primitivní webový server, který bude reagovat na URL parametry /?stav=0 a /?stav=1. Ten první žížalu zhasne a ten druhý zapne.

Jelikož chceme rozzářit šňůrku co nejvíce, budeme ji napájet buď z externího regulovaného 3V zdroje, anebo přímo z 3,3V zdroje na destičce XIAO, který nabízí při dostatečném napájení až 700 mA, což dalece převyšuje to, co pustíme do žížaly. Při napájení z USB to ale bude mnohem méně.

f33fa237-a539-4cd1-ae2f-109985b6bd1a
Povel k zapnutí a vypnutí mohu provézt z webového prohlížeče, nebo textových HTTP klientů, které jsou dnes k dispozici skrze příkazovou řádku jak na Windows, tak na Linuxu

K samotnému spínání obvodu se žížalou můžeme použít cokoliv od hotového modulu mosfetového spínače po rozměrné relé, my si ale pro základní demonstraci vystačíme s prachsprostým a základním NPN bipolárním tranzistorem 2N2222 v pouzdře TO-92.

Nechybí snad v žádné startovací sadě pro elektrokutily a stojí nejvýše pár korun. Jelikož s jeho pomocí budeme spínat jen proud do 100 mA, bohatě nám stáčí (2N2222 si většinou poradí s proudy do 500-600 mA).

Silový obvod bude spínat základní NPN bipolární tranzistor

Princip funkce tranzistoru 2N2222 jsme si v našem seriálu vysvětlili už několikrát při stavbě cyklistické lampičky a zavlažovacího systému, takže jen velmi stručně zrekapituluji zapojení. Tranzistor má tři vývody: emitor, bázi a kolektor. Pokud na bázi vytvoříme dostatečné napětí a proud, uzavře se obvod mezi emitorem a kolektorem, který připojí žížalu do systémové země. Druhý konec žížaly bude připojený ke zdroji 3,3V napájení na desce XIAO.

6c9751cb-3374-4ce9-8604-3414904cab0a
Jako zdroj poslouží regulované 3,3V napětí přím ona desce XIAO ESP32C3, jako spínač základní tranzistor 2N2222 

Protékající proud mezi emitorem a kolektorem můžeme upravit bázovým rezistorem, který bude propojovat bázi a jeden ze zvolených digitálních výstupů na desce XIAO (v kódu používáme pin D1). V našem zapojení na poměrně nekvalitním nepájivém poli, které samo o sobě vytvářelo ztrátu, jsem nakonec zvolil rezistor s odporem 200 Ω, a multimetr pak v obvodu s žížalou změřil nejvýše proud 70 mA.

5edc503d-8536-454a-8fb7-6b6ba9db4019
Obvod žížaly, tranzistoru a desky XIAO ESP32C3

Šňůrka sice nezářila jako při 200 mA při přímém připojení dvou 1,5V článků AA v sérii, nicméně alespoň ji nebudeme zbytečně přetěžovat a na desce s aktivním připojením Wi-Fi zároveň nebude hrozit podpětí a restart čipu z působený vysokým odběrem elektrické energie.

A to je celé

Pokud destička po přihlášení k místní síti získá IP adresu třeba 192.168.1.100, můžeme fiktivní wolframové vlákénko ovládat HTTP příkazy:

  • http://192.168.1.100/?stav=0
  • http://192.168.1.100/?stav=1

Vytištěná imitace žárovky se při povelu /?stav=1 rozzáří, jako by se v nitru skutečně rozžhavilo vlákno wolframu, anebo jako bychom použili třeba neonový zářič. To vše při malém odběru elektřiny.

Gumová LED šňůrka jako fiktivní vlákénko Wi-Fi žárovky:

Na závěr přikládám jednoduchý zdrojový kód pro Arduino, který jsme si popsali výše. Takže rychle nakoupit efektní gumové šňůrky a něco nad nimi postavit, díky jejich tvárnosti s nimi totiž dokážete téměř cokoliv.

Zdrojový kód pro desky XIAO ESP32C3:

Můžete samozřejmě použít i jiný čip ESP32 a kód jen drobně upravit (přejmenovat pin, který ovládá žížalu).

#include <WiFi.h>
#include <WebServer.h>

// Nazev a heslo Wi-Fi
const char *ssid = "nazev 2,4GHz site";
const char *heslo = "heslo";

// Server pobezi na standarndim TCP portu 80
WebServer server(80);

// Funkce, ktera se zpracuje pri HTTP pozadavku /
// Podle numericke hodnoty URL parametru /?stav=x (0, nebo 1),
// natsavime na pinu D1 bud vysoky, nebo nizky logicky stav (0 V, nebo 3,3 V)
void httpDotaz(void) {
  if (server.hasArg("stav")) {
    uint8_t stav = server.arg("stav").toInt();
    server.send(200, "text/plain", "OK\nStav: " + String(stav));
    digitalWrite(D1, stav);
  } else {
    server.send(200, "text/plain", "Pouziti: /?stav=hodnota (0/1)");
  }
}

// Hlavni funkce setup se spusti po startu cipu
void setup() {
  // Stav LED zizaly ridi pin D1 na desce XAIO ESP32C3
  pinMode(D1, OUTPUT);
  // Vychozi zhasnuty stav
  digitalWrite(D1, 0);
  // Nastartujeme seriovou linku rychlosti 115200 b/s,
  // pri startu do ni budeme vypisovat stav pripojovani k Wi-Fi a IP adresu
  Serial.begin(115200);
  // Pripojime se k Wi-Fi a pote vypiseme do seriove linky IP adresu
  WiFi.disconnect();
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, heslo);
  Serial.printf("Pripojuji se k %s ", ssid);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.printf(" OK\nIP: %s\r\n", WiFi.localIP().toString());
  // Pro HTTP pozadavku / zavolame funkci httpDotaz
  server.on("/", httpDotaz);
  // Aktivujeme server
  server.begin();
}

// Smycka loop se opakuje stalke dokola
// a nastartuje se po zpracovani funkce setup
void loop() {
  // Vyridime pripadne TCP spojeni se serverem
  server.handleClient();
  // Pockame 2 ms (prenechame CPU pro ostatni ulohy na pozadi) a opakujeme
  delay(2);
}

Určitě si přečtěte

Články odjinud