Svetelný animovaný sviatočný špendlík: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Keď som prvýkrát navrhoval tento projekt, nečakal som, že ho zverejním v otvorenom zdroji. Myslel som si, že to bol skvelý nápad a mal komerčný potenciál ako predmet, ktorý by som mohol predať na prehliadke remesiel. Možno je to kvôli nejakému inherentnému nedostatku skúseností alebo možno kvôli nedostatku ambícií z mojej strany, že sa to nikdy nestalo. Ale stále si myslím, že je to skvelý projekt a skvelý nápad, ktorý urobiť buď pre seba, alebo pre túto zvláštnu podivínsku osobu vo svojom živote.

Moja prvá verzia bola dosť objemná a ťažšie sa stavala, pretože vyžadovala dosku s plošnými spojmi. Táto verzia je prepracovaným dizajnom, ktorý je menší a dá sa vyrobiť pomocou spájkovacích spojov bod k bodu.

Dúfam, že vás čítanie tohto projektu baví a možno by ste si ho chceli vyrobiť aj sami. Veľa som sa bavil na stavbe hardvéru a softvéru.

Čo je to, pýtaš sa?

Je to malé pripínacie zariadenie s priemerom 1 1/2 palca, ktoré zobrazuje pohyblivé vzory počas veľkých sviatkov počas celého kalendárneho roka. Aj keď špendlík, ktorý som vyrobil, odzrkadľuje americké sviatky a kalendár, dá sa ľahko (softvérovo) upraviť pre všetky národy sviatky alebo osobné prehliadky ako narodeniny, športové tímy, špeciálne príležitosti alebo len zábava.

Podporuje zobrazenie až 12 rôznych sviatkov a veľkej (32) farebnej palety. Tiež, ako je kódované, podporuje 40 rôznych animačných vzorov s viacerými vzormi voliteľnými pre každú dovolenku, ktoré môžu mať rôznu rýchlosť zmeny a počet opakovaní. A ak zahrnuté vzory alebo farebná paleta nepostačujú, môžete ich zmeniť pridaním vzorových funkcií do kódu tak, ako to vyhovuje.

Znie to zaujímavo? Pokračuj v čítaní!

Krok 1: Špecifikácia

Kolík Holiday zobrazuje 4 farby pre každú z 12 rôznych sviatkov (definoval som 10) v kruhovom vzore viacfarebných LED svetiel so 16 polohami priradenými z palety 32 rôznych farieb. Na palete 40 základných vzorov sa pre každú dovolenku zobrazuje viac vzorov. Vzory sú animované s každým vzorom, ktorý sa môže meniť rôznymi rýchlosťami a opakovať rôzny počet krát, čo vytvára takmer nekonečné možnosti.

Tieto voľby nie je možné vybrať používateľom, ale programátor ich môže ľahko zmeniť, pretože farebná paleta, priradenie farieb pre sviatok a vzor, opakovanie a rýchlosť pre prázdniny sú špecifikované v EEPROM.

Fyzicky sa kolík skladá z dvoch častí. Zobrazovací prvok obsahuje 16 programovateľných LED svetiel obsiahnutých v 3D vytlačenom plastovom držiaku s pripevneným kolíkom na oblečenie, konektorom a krytom difuzéra svetla. Pripojí sa k samostatnej jednotke 3D tlačeného napájania/ovládača prostredníctvom štandardného stereofónneho zvukového kábla. Tento prvok obsahuje 4 batérie AAA, vypínač a vypínač, procesor displeja, zvukový konektor a tlačidlo na výber sviatkov.

Pokúsil som sa namontovať všetky súčiastky do jednej jednotky dostatočne malej na to, aby sa dala nosiť ako kolík, ale požiadavky na výkon diód LED zakazovali používanie malých gombíkových batérií.

Krok 2: Prehľad prevádzky

Poznámka k videu uvedenému vyššie. Zobrazené farby nevyžadujú spravodlivosť. Ale pozrite sa na to, kde nájdete ukážku možností animácie.

Výber sviatku na zobrazenie

Dovolenkový výber môže vykonať používateľ tesne po zapnutí displeja. Keď je kolík pripojený a vypínač jednotiek je zapnutý, zobrazia sa farby aktuálnych prázdnin, ktoré indikujú aktuálne zvolenú dovolenku. Užívateľ potom môže buď povoliť zobrazenie sviatku tak, že 10 sekúnd počká, alebo stlačením prepínača zmeniť sviatok. Ak ho stlačíte, displej bude cyklicky prechádzať cez možnosti sviatkov a postupne zobrazovať 4 farby pre každú dovolenku. Na výber konkrétneho sviatku musí používateľ uvoľniť tlačidlo iba vtedy, keď sú zobrazené farby sviatkov. Po krátkej prestávke sa zobrazia prázdninové vzory.

Možné sviatky (v poradí zobrazenia), ako som ich definoval, sú:

1. Nový rok
2. Mardi Gras
3. Veľká noc
4. Jar
5. Leto
6. 4. júl
7. pamätný deň
8. Jeseň
9. Halloween
10. Vianoce

Dve ďalšie prázdniny môže programátor ľahko definovať. Ste pripravení? Potom jeden postavíme!

Krok 3: Diely, ktoré budete potrebovať

Konštrukcia obsahuje malú dosku s obvodmi, ktorá drží hmatový prepínač a smeruje napájanie a signály medzi Arduino MPU a ostatnými komponentmi. Toto nie je obyčajná doska, ale je konštruovaná pomocou štandardnej 0, 1 palcovej perf dosky alebo, podľa preferencie, pásovej dosky. Výkres tejto dosky sa zobrazí vyššie, budete potrebovať 5 radov pásov po 10 otvorov v každom rade. Dosku rozrežte pomocou pílového kotúča X-acto alebo rozrezávacieho kotúča Dremel. Na miestach (stredný rad, 1 otvor na každom konci) vyvŕtajte dva otvory, ako je znázornené na obrázku, dostatočnej veľkosti, aby ich skrutky mohli pripevniť k puzdru.. Ďalej umiestnite hmatový spínač na opačnú stranu (meď) podľa obrázku, aby pri spájkovaní vyčnieval cez otvor v puzdre. Spájkujte ho na mieste. Teraz umiestnite záhlavie 1x5 pinov na prednú stranu dosky vedľa otvoru pre skrutku, zaistite ho trochou kyanoacetátového lepidla. Otočte dosku a pripájajte ju k podložkám dosky perf. Ďalej nájdite kolík v druhej polohe hlavičky počítajúci od spodného okraja dosky (na obrázku je označené x) a zarovnajte ho s plastovým nosičom. Toto sa použije na stanovenie polarity konektora Dupont.

Pripravte si držiak batérie (pozri obrázok vyššie) tak, že zárez v puzdre založíte až na kovový kontakt batérie. Umiestnite držiak tak, aby koniec s drôtmi smeroval od vás, a zárez umiestnite medzi druhý z pravého kovového kontaktu a vnútorný oddeľovač batérií. Zárez je potrebný pre vôľu konektora Dupont.

Zapojte vypínač/vypínač, telefónny konektor a pripojenia batérie do uvedených stĺpcov. Nechajte dostatok káblov dosiahnuť z týchto zariadení na dosku, ale nedovoľte príliš veľkú vôľu, ktorá by mohla prekážať pri zatváraní puzdra. Pred spájkovaním na dosku môže byť jednoduchšie spájkovať vodiče k konektoru a prepínať ich najskôr takto:

1. Pripojte uzemňovací vodič medzi svorku konektora na objímke a uzemňovací stĺpik telefónneho konektora
2. Spájkujte vodič V + medzi krúžkovou svorkou konektora a + napájacím prúžkom v rovnakom stĺpci.
3. Spájkujte Din vodič medzi koncovkou konektora konektora a lištou Pin Control tiež vo vyššie uvedenom stĺpci
4. Spájkujte vodič medzi stredovými konektormi posuvného prepínača a pásikom 6V batérie v stĺpci posuvného spínača
5. Medzi koncovými konektormi posuvného spínača a pásikom V+ v stĺpci posuvného spínača spájkujte kábel
6. Odrežte čierny a červený drôt batérie na príslušnú dĺžku a čiernu spájkujte s uzemňovacím pásikom a červeným s pásikom V+ v stĺpci Batéria.

Pri zapojovaní do rozvodnej dosky zapojte vodiče cez prednú časť dosky a spájku k podložkám vzadu. Ak používate štandardnú dosku Perf, budete musieť pridať holé vodiče na pripojenie všetkých spájkovacích spojov pozdĺž každého radu. Orežte vodiče v jednej rovine. Pred zasunutím do zadnej časti puzdra vyskúšajte pripojenia k držiaku batérie. Pred pripojením k spodnej časti puzdra tiež vyskúšajte spojitosť spínačov a konektorov.

Ak je puzdro vytlačené v PLA, držiak batérie bude veľmi tesný. Možno budete musieť držiak založiť pod uhlom 45 stupňov v spodnej časti, kde spadajú úchytky puzdra, a tiež zalomiť konce úchytiek puzdra, aby bolo možné držiak zatlačiť na miesto. Keď zatlačíte držiak do puzdra, uistite sa, že vodiče batérie vyčnievajú z otvoru.

Arduino je zacvaknuté do polohy na vrchu puzdra. Predtým než to urobíte, pripravte si konektor Dupont a zapojte ho na dosku Arduino. Pripravte si 4 drôty s priemerom 26 alebo 28, jeden červený, jeden čierny a dve ďalšie farby, dlhé 4 palce. Odizolujte asi 1/4 palca z každého konca, potom stočte a cínujte spájkou. Pripevnite jeden koniec každého na zalisovanie konektorov Dupont na dutinky, každý vložte do 5 -kolíkového krytu konektora v nasledujúcom poradí začínajúc od jednej koncovej polohy 1 čierna 2 prázdna, 3 farba1, 4 červená, 5 farba2. Teraz spájajte opačné konce do Pro Mini nasledovne:

Čierna až Arduino GND na spodnom okraji

Červená až Arduino RAW podložka

Farba 1 až na pin 8 Arduina

Farba 2 na kolík Arduino 5

Otestujte všetko na kontinuitu

Naneste trochu epoxidového lepidla na polohu bloku 2 Dupontovho krytu (zabráni to vniknutiu špendlíka do tohto otvoru), nechajte uschnúť. Odrežte spájkované drôty tak, aby iba malé množstvo drôtu presahovalo zadnú stranu Arduina. Zacvaknite dosku do hornej časti puzdra, ako je uvedené vyššie. Môže byť užitočné pridať trochu horúceho lepidla, aby sa drôt pripevnil k Arduinu a poskytlo odľahčenie od napätia.

Teraz vložte konektor Dupont do záhlavia kolíka a dbajte na polaritu. Pridajte 4 batérie AAA do držiaka batérií (dodržte polaritu) a zapnite.

Kontrolka napájania Arduina by sa mala rozsvietiť. Ak nie, dvakrát skontrolujte svoju prácu pomocou multimetra.

Pripojte posuvný vypínač a telefónny konektor k puzdru a potom pomocou dvoch malých skrutiek pripevnite distribučnú dosku k puzdru na uvedenom mieste.

Vypnite ho a začnite pracovať na kolíku.

Krok 7: Vytlačte špendlík

Zahrnuté sú dva súbory.stl, ktoré je potrebné pre pin vytlačiť. Prvý súbor (PinParts) obsahuje tri samostatné časti, ktoré tvoria telo kolíka, ktoré sa má zostaviť do celého kolíka. Druhým je difúzorový objektív, ktorý slúži na zjemnenie jasného výstupu LED diód. Telo som vytlačil pomocou ABS plastu, pretože je mäkší ako PLA a pri vkladaní pixelového prstenca má čo dať a ľahko sa lepí pomocou cementu ABS. PETG alebo PLA môžu tiež fungovať, ale budete musieť použiť kompatibilné lepidlo. Ide o obchod. pri použití podpery základovej dosky pre tieto diely, pretože v každom prípade bude potrebné pred lepením vyčistiť. Zatiaľ vytlačte a vyčistite tri časti: hlavné telo, upevnenie na spone a kryt zdviháka, dodatky k montáži a krytu.

Na šošovku (Pin Lens) je potrebné tlačiť čírym vláknom na základnej doske s hladkým povrchom. PETG je vlákno, ktoré som použil, ale môžete vyskúšať iný druh plastu. Objektív je navlečený na zostavenú základňu, je tesne priliehajúci a preto pri teste montovania buďte opatrní. Niektoré nastavenia krájača, ktoré by sa mali použiť pre túto časť, sú: plná výplň (tj. 100%), čiary, všetko česanie, žiadna podpora a, ak je PETG, žiadny ventilátor na zlepšenie pevnosti adhézie vrstvy.

Krok 8: Zostavte kolík

Okrem vyššie uvedených tlačených častí budete potrebovať:

• Prsteň NeoPixel
• Povrchový telefónny konektor
• Trojfarebný tenký drôt s priemerom 28 alebo 30 metrov
• Spona na šperky
• ABS alebo iné kompatibilné lepidlo na plasty
• epoxidové lepidlo na sponu
• Spájkovacie potreby

Kroky sú jednoduché, ale trochu jemné.

1. Určte orientáciu pixelového prstenca v hlavnom tele a dĺžku vodičov potrebných na jeho spájkovanie s konektorom (pozri vyššie uvedené obrázky).
2. Odrežte a odizolujte koniec drôtov a jeden koniec každého spájkujte s krúžkom v Din, V+ a Gnd.
3. Zdvihák bude namontovaný v štvorcovom otvore, uistite sa, že drôty siahajú od krúžku k zdviháku a asi o 1/4 palca viac.
4. Ohnite spájkovacie chlopne na zdviháku o 90 stupňov tak, aby vyčnievali zospodu

5. Opatrne pripájajte ostatné konce drôtu k úchytke hrotu zdviháka (Din), očku krúžku (V+) a očku objímky

   (Gnd).

Toto by bolo vhodné obdobie na testovanie spájkovania a programovania.

Zapojte kábel do ovládača a druhý koniec do konektora. Pred pokračovaním zapnite a overte, či neo pixel funguje a či je možné dovolenku zmeniť pomocou hmatového prepínača. Po overení odpojte kábel a vypnite ovládač.

1. Teraz prevlečte zdvihák otvorom v tele kolíka
2. Zatlačte zdvihák do krytu tak, aby úchytky a drôty trčali zospodu a otvor v zástrčke bol odhalený v oblúku.
3. Vložte kryt do puzdra na kolíky a držte ho pevne na mieste na mieste. Držte alebo upnite, kým nezaschne.
4. Veďte tri vodiče do žľabu od krúžku k zdviháku a prsteň zatlačte na miesto tak, aby diódy LED lícovali s hornou časťou puzdra. Uistite sa, že drôty sú v žľabe a nie sú pricviknuté medzi krúžkom a telom Nelepte.
5. Pripevnite úchytku spony (s tromi kolíkmi) k puzdru v označenej oblasti pomocou ABS (alebo iného typu) gue a nechajte nastaviť.
6. Zdrsnite zadnú časť spony malým kúskom brúsneho papiera, potom vyskúšajte, či pasuje na tri kolíky, vyberte a zakryte zadnú stranu spony epoxidom a potom zatlačte na miesto nad kolíkmi. Vyčistite všetky lepidlá vytlačené medzi kolíkmi Nechajte cez noc stuhnúť.
7. Pomocou spájkovačky vyrovnajte kolíky v jednej rovine so sponou, aby bola zadná strana spony hladká a nechytila sa na tkanine.
8. Zapojte kolík do ovládača a znova vyskúšajte.
9. Nasuňte šošovku na telo kolíka, zatlačte, aby bola v jednej rovine s vrchom,

Krok 9: Projekt je dokončený

Dokončili ste projekt prázdninového špendlíka. Dúfam, že to bolo príjemné a možno aj trochu náročné. Užite si nosenie špendlíka alebo ho dajte ako darček priateľovi.

Priložený súbor obsahuje pokyny pre používateľa pinov, ktoré môžu považovať za užitočné.

Ak sa vám tento projekt páčil, pozrite sa na niektoré z mojich ďalších inštrukcií, Hľadaj ma, Souperman2

Chcete väčšiu výzvu? Pracujem na väčšej inštruktážnej dovolenkovej prezentácii, ktorá vám umožní zdieľať sviatočného ducha so svojimi susedmi. Vráťte sa k projektu Super Holiday Wreath a dúfam, že ho budete mať pripravený na stavanie včas na Vianoce.