Tetrahedrálny LED klobúk (štýl Deichkind) V1: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Poznáte nemeckú hudobnú skupinu Deichkind? Som ich veľkým fanúšikom a bol som na niekoľkých koncertoch. Ako súčasť svojich pódiových predstavení tento pás nosí tetrahedrálne klobúky plné LED diód. Už na prvom koncerte pred viac ako 10 rokmi som vedel, že taký klobúk potrebujem! Žiaľ, nemal som potrebné znalosti na to, aby som taký vyrobil. Ale asi pred pol rokom som objavil Arduinos, a tak to začalo …

Klobúk je vyrobený z čierneho, nepriehľadného a tiež priehľadného plexiskla. Hľadal som na webe užitočné obrázky prilieb a snažil som sa ich čo najviac priblížiť originálu.

Pri stavbe klobúka som bohužiaľ urobil menej obrázkov. Tento návod teda obsahuje ďalšie kresby:)

Na napájanie som použil powerbanku 10 000 mAh. LED diódy sú WS2812b, aby získali všetky predstaviteľné farby. Ovláda ho Arduino Nano s modulom HC06 a aplikáciou pre Android. Prostredníctvom aplikácie je možné hrať rôzne programy. Všetko je tu možné. V priebehu nasledujúcich týždňov poskytnem svoj arduino kód a tiež apk pre Android. Ale stále je to nekomentované a čiastočne chaotické, pretože jeho časti boli jednoducho skopírované z webu. Hneď ako bude mať rozumný stav, nahrám ho sem, aby ste ho mohli bezplatne využiť.

Zásoby

Hardvér: Odkazy smerujú na stránky/produkty, ktoré som použil, nenechajte sa prekvapiť: väčšina stránok je nemeckých:) Z prepojených stránok nemusíte brať presne produkty. Toto je iba pomoc pri predvádzaní potrebného produktu.

• Čierne, nepriehľadné plexisklo (3x rovnostranné trojuholníky, dĺžka okraja 42 cm, hrúbka 2 mm)
• Priehľadné plexisklo (2x rovnostranné trojuholníky, dĺžka okraja 42 cm, hrúbka 0,5-1 mm) alebo silná priehľadná fólia
• WS2812B LED pásik IP30 (nie je vodotesný), 30 LED na meter, celkom 156 LED
• Arduino Nano
• Modul Bluetooth HC06
• Powerbank, odporúča sa duálny výstup USB (čím menšie rozmery, tým lepšie)
• Kondenzátor 500-1000 mF
• Rezistor 330 Ohm
• USB kábel z USB-A na mini-USB (napájanie Arduino Nano)
• USB kábel USB-A k čomukoľvek (bude prerušený, napájanie diód LED)
• Pripojovacie vodiče
• Silné lepidlo na plasty
• Pena, aby bolo nosenie pohodlnejšie.

Budete tiež potrebovať základné nástroje, pásku, lepidlo na plast, rezací nôž, nožnice a spájkovačku.

Časti z plexiskla sú frézované. Ak nemáte prístup k frézke, zvážte využitie služby obchodov s plexisklom. Frézujú materiál v požadovanom tvare a doručia vám ho domov. Podľa mojich skúseností sú však tieto služby oveľa drahšie, ako keby ste si kúpili obdĺžnik a odstrihli ho sami. Moju kresbu môžete použiť na objednanie tanierov v hotovom tvare.

Alternatívne sa môžete pokúsiť vyvŕtať otvory pomocou jednoduchej ručnej vŕtačky.

Krok 1: Dostaňte plexisklo do formy

Prilba sa skladá z troch čiernych plexisklových trojuholníkov, z ktorých dva musia byť vybavené otvormi na videnie a výrezmi pre LED diódy. Kúpil som si k tomu dosku z plexiskla s rozmermi 850x370x2mm. Rezacím nožom som ho narezal na tri rovnostranné trojuholníky. To isté urobte s priehľadným plexisklom/fóliou, rovnakej veľkosti.

Každý z čiernych trojuholníkov, ktoré som pracoval na frézke. Preto som trojuholník upevnil obojstrannou lepiacou páskou na stôl stroja. Okraje všetkých troch trojuholníkov boli odfrézované, aby sa získal čistý okraj. Pri dvoch z trojuholníkov som vyfrézoval štrbinové otvory pre diódy LED (diery so štrbinou, pretože dióda LED je štvorec s rozmermi 5 x 5 mm) s 5 mm frézou a kruhovými vreckami, cez ktoré je vidieť. Pretože sú dosky k stolu stroja pripevnené iba lepiacou páskou, mali by ste si dávať pozor, aby ste sa do stolu nezafrézovali. Postupujte nadol po vrstve.

Ak nemáte frézku, môžete alternatívne vyskúšať vŕtačku ručne. Ale buďte veľmi presní s umiestnením otvorov diód LED, pretože diódy LED na páse majú vzdialenosť presne 3, 33 cm. Možno by som použil vrták, ktorý je o 0,5 mm hrubší ako dióda LED na vašom páse v uhlopriečke.

Ak ste si objednali taniere pripravené rezané, gratulujeme:) Potom je tento krok neplatný. Peniaze veľa zjednodušujú;)

Krok 2: Namontujte pásy LED a spájkujte ich

LED diódy som usporiadal v rade zdola nahor v tvare S, začínajúc od predného konca klobúka. Za týmto účelom som nakrájal 24 pásikov:

• 2x 12 LED diód
• 2x 11 LED diód
• 2x 10 LED diód
• …
• 2x 1 LED

LED pásy môžete rozrezať na jednotlivé kusy bez toho, aby ste ich zničili. Na určených miestach strihajte nožnicami. Dbajte na to, aby ste strihali tak, aby bola celá spájkovacia podložka odkrytá na oboch častiach (pretože sú už na začiatku také malé).

Keď ste doštičky vyfrézovali, LED diódy na páse by teraz mali úhľadne zapadnúť do poskytnutých otvorov a už by sa v nich mali trochu prilepiť. Spodný rad pásov s 12 LED diódami, nad tým s 11 atď. Ak ste otvory vyvŕtali ručne, teraz vidíte, ako presne ste pracovali. Možno budete musieť vykonať určité opravy. Aby diódy LED zostali v doske a na mieste, zalepil by som ich páskou. Len toľko, aby nevypadli. (Nebojte sa, budú prilepené neskôr.)

Urobte to s oboma trojuholníkmi plnými dierami.

Teraz spájkovacia časť:

Na rezoch pásov LED sú 3 kontakty, kde ich musíte znova spájkovať. GND, 5V+ (alebo Vcc alebo podobné v závislosti od verzie) a Din/Dout. Teraz spojte pruhy v tvare S; GND s GND, 5V+ s 5V+ a Dout s Din, ako je znázornené na obrázku. Pozor: Dátový výstup (Dout) musí byť prepojený s Data in (Din)!

Bude to nejaký čas trvať, pretože kontakty boli dosť malé a máte 132 spájkovacích spojov:) Bavte sa!

Keď skončíte - dvakrát ich skontrolujte! Nechcete ich znova spájkovať, keď sa zlomia a vaša prilba je už hotová. Dôveruj mi.

Krok 3: Zostavte tetraedr

Teraz potrebujeme dva trojuholníky so zapnutými diódami LED a dva priehľadné trojuholníky. Na priehľadné trojuholníky môžete použiť inú dosku z plexiskla alebo hrubú fóliu. Použil som fóliu, pretože je ľahšia ako panel z plexiskla.

Vezmite podložku (kartón), položte na ňu trojuholníky LED diódami LED k zemi a potom naň prilejte tekuté lepidlo. Dávajte pozor, aby bol v pravidelnej vzdialenosti. Potom naň položte priehľadné trojuholníky a prilepte ich k sebe. Uistite sa, že medzi taniermi nie sú žiadne bubliny. Ak tekuté lepidlo tečie k LED - perfektné! Pretože potom je LED dióda prilepená a upevnená a nevypadne.

Tip: nie každé lepidlo sa hodí ku každému druhu plastov. Vytvorte vzorkové lepidlo z kúskov odpadu z fólie / plexiskla.

V závislosti od vášho lepidla trvá nejaký čas, kým zaschne. V mojom prípade som zalepené trojuholníky zakryl kartónom, odvážil a nechal jednu noc uschnúť.

Potom budete mať jeden rovinný čierny trojuholník bez LED alebo priehľadného krytu a dva čierne trojuholníky s otvormi a diódami v ňom zakryté priehľadnou rovinou. Teraz potrebujete maliarsku pásku a silné lepidlo na plasty. Spojte tri trojuholníky ako tetraedrálne. Dávajte pozor na svoje spájkované drôty, trochu ich ohnite. Aby bol každý trojuholník na mieste, použite maliarsku pásku! Keď je lepená štvorstena pripravená, pridajte plastové lepidlo na okraje, zvonku tak dobre, ako je to len možné. Nechajte uschnúť

Tip: Ak ho chcete urobiť stabilnejším, vezmite si priehľadnú obalovú lepiacu pásku a prilepte ňou lepené okraje. Ak pracujete presne, páska je takmer neviditeľná.

Potom máte svoj tetrahedrálny LED klobúk. Čas rozsvietiť to!

Krok 4: Časť mikrokontroléra

Na ovládanie svetiel som vzal Arduino Nano a na komunikáciu s aplikáciou pre Android som sa rozhodol použiť modul Bluetooth HC06. Napájanie systému je možné vykonať dvoma spôsobmi, pozri priložené obrázky.

Možnosť napájania A (odporúčané): Na túto možnosť potrebujete napájaciu banku s dvoma výstupmi USB, ktorá môže fungovať súčasne. Na napájanie arduina stačí použiť kábel USB-A na mini-USB. LED diódy budú napájané druhým káblom USB. Vezmite kábel USB, ktorý už nepotrebujete, a odrežte ho. Odizolujte na konci, uvidíte štyri drôty: Trochu silnejšie čierne a červené a dva malé tenšie farebné (väčšinou zelené a biele) drôty. Potrebujeme čiernu a červenú, tieto sú uzemnené a V+. Pripojte červené V+ k 5V+ LED pruhu na prednom konci klobúka (na oboch trojuholníkoch). Pripojte čiernu zem k GND pruhu LED na prednom konci klobúka (na oboch trojuholníkoch) A pripojte ho k GND Arduina.

Táto možnosť sa odporúča, pretože umožňuje Arduinu na ovládanie a svetlám samostatné napájacie zdroje. To nie je prípad možnosti B, ktorá môže spôsobiť reset Arduina, keď sa rozsvietia všetky LED diódy naraz a napätie klesne.

Možnosť napájania B (neodporúča sa):

Toto by mala byť len vaša voľba, keď nechcete používať powerbanku s dvoma výstupmi, pretože powerbanku stále máte, ale má iba jeden výstup a vy ste skúpi na kúpu novej s dvoma výstupmi;) Postupujte podľa popisu v možnosti A, ale pripojte červený vodič z USB kábla nielen k LED pásiku, ale aj ku kolíku Vin Arduina. Keď rozsvietite všetky LED diódy naraz, napätie pravdepodobne klesne príliš ďaleko a Arduino resetovať. Nepoškodí sa, ale pre vaše položky to nie je najlepšie správanie. Dôležité: V tomto nastavení je veľmi dôležité NEPripájať kábel USB, pretože doska Arduino je už napájaná!

Údaje:

Aby Arduino informovalo LED diódy o tom, ako by sa mali správať, odoslal niekoľko údajov na prvý kolík Din pásika LED v prednej špičke klobúka. Je dôležité použiť pin PWM Arduino Nano. PWM piny na Arduino Nano sú Pin č. 3, 5, 6, 9, 10, 11. Na priloženom obrázku vidíte, že som použil kolík č. 6 na prenos dát.

Celkovo existujú tri vodiče, ktoré smerujú k prednému koncu klobúka: GND a V+ pre diódy LED a tretí sú údaje odoslané z Arduina. Môžete položiť tri samostatné káble alebo to urobiť ako ja a použiť zvyšok prerušeného kábla USB. Obsahuje už štyri vodiče (jeden z nich by mohol byť ignorovaný).

Všetky komponenty som spájkoval dohromady namiesto použitia zapojených prepojovacích káblov, pretože spájkovanie je stabilnejšie.

Ak máte 3D tlačiareň, môžete si vytlačiť malé puzdro na svoje súčiastky, ktoré môžete prilepiť do klobúka. Na elektrické súčiastky som použil malú krabičku, ktorú som už mal doma s dobrými rozmermi. Ak nemáte škatuľu alebo tlačiareň … použite Gaffatape:) Nerobte si srandu! Stačí omotať dostatok Gaffy elektrickými súčiastkami a prilepiť ju do klobúka na zadnom trojuholníku. Nevýhoda: ak sa spájkovanie zlomí … bavte sa rozbaliť, nájsť a vyriešiť problém;)

Kódovanie:

Ako už bolo spomenuté, v priebehu niekoľkých týždňov poskytnem svoj zdrojový kód arduina. V tejto chvíli je chaotické to niekomu ukázať:) Teraz môžete začať kódovať svoju aplikáciu a svoj kód Arduino pre komunikáciu s aplikáciami a tiež pre svetelné show.

Pre aplikáciu pre Android som použil online aplikáciu MIT appinventor 2. Ak mám byť úprimný, nemám rád programovanie pomocou stavebných blokov, ale pre malú aplikáciu, ako je táto, to bol najrýchlejší spôsob.

Pre kód Arduino navrhujem knižnicu FastLED.h. Dodáva sa s mnohými užitočnými funkciami, na webe je veľa príkladov a dokumentácia k nemu je skvelá.

Dôležité: Keď ste pre napájanie vybrali možnosť B, ktorá sa neodporúča, potom pri pripojení Arduina k počítaču musíte vždy odpojiť napájanie z powerbanky, aby ste naň mohli zapisovať údaje.

Je veľmi dôležité NEPRIPÁJAŤ USB kábel v nastavení B súčasne s powerbankou, pretože vaša doska Arduino je už napájaná!

Krok 5: Konečná montáž

Externá batéria:

Sám som si kúpil powerbanku výhradne pre tento klobúk. Preto som ho vlepil do prilby super plastovým lepidlom. Ak nechcete mať powerbanku v klobúku do konca života, môžete ju prelepiť gafátovou páskou na zadnú stranu klobúka. Tip odporúčam, pretože hlava vám až tak netrčí a tam hore nie je. Majte na pamäti, že všetky výstupy a vstupy sú stále dosiahnuteľné!

Arduino:

Ak ste ho už zostavili do malej škatule ako ja, stačí ho prilepiť alebo prilepiť páskou na zadnú stranu klobúka. Nie priamo v strede, pretože neskôr by mala byť vaša hlava. Ak nemáte škatuľu, jednoducho ju zalepte páskou niekde pri okraji.

Drôty:

Na upevnenie drôtov na svoje miesto som použil iba čierny Gaffatape. Podľa mňa najľahší spôsob.

Penové polstrovanie:

Aby bolo nosenie pohodlnejšie, rozhodol som sa pridať na LED trojuholníky penu. Vzal som nožnice, aby som vyrezal otvory v pene a uviedol ju do formy. Potom sa už len fixuje obojstrannou lepiacou páskou (tiež narezanou do tvaru).

(Biela páska vzadu:)

Keď som klobúk nosil prvýkrát, všimol som si, že zadná časť klobúka je klzká a úchop nie je veľmi dobrý. Nechcel som tam dať ani trochu peny, pretože potom bude kormidlo pre moju obrovskú hlavu malé;) Rozhodol som sa preto, že na zadnú časť klobúka položím hrubú maliarsku pásku. Funguje to perfektne!

Krok 6: DOKONČTE

Pripojte svoj klobúk k aplikácii pre Android a

bavte sa na ďalšej párty

Krok 7: Možné rozšírenia (zatiaľ nie je implementované)

Pomenoval som ho V1, pretože mám ešte niekoľko nápadov, čo s týmto klobúkom vyrobiť pre verziu č. 2.

Úplne ďalšia vec, ktorú chcem, je, aby klobúk znel citlivo, čo by bolo obrovským zlepšením. Existujú dva možné spôsoby, ktoré chcem vyskúšať:

• S modulom zosilňovača mikrofónu MAX9814 s automatickým zosilnením
• Okrem MAX9814 chcem vyskúšať aj pásmový ekvalizér MSGEQ7 pre … dobre na transformáciu LED diód klobúkov na zvukový ekvalizér:)

Zvukovo citlivý klobúk, ako je tento, by nielenže dával zmysel, pretože by bol ešte efektívnejší na večierkoch, ale bol by tiež jednoducho top zo všetkých!:)

Tiež by bolo dôležité, aby kód Arduino a aplikácia pre Android boli kódované stabilnejšie, stále mám problémy s niektorými svetelnými programami. Kódovanie som sa nikdy nenaučil a sám som sa ho naučil. A výsledok vyzerá presne takto ^^

Ak máte nápady, ako vylepšiť klobúk (implementovať vlastný zvuk alebo dokonca kávovar (káva nie je nikdy zlý nápad)), napíšte to do komentárov a poďme diskutovať. Teším sa na vaše nápady a návrhy.

Druhá cena v súťaži Silly Hats Speed Challenge