Srdce Neopixel LED: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Neopixely sú LED diódy meniace farbu, jednotlivo adresovateľné (programovateľné). Sú k dispozícii v rôznych formách od Adafruit.com, ale obzvlášť sa mi páči 8 mm tradičný štýl LED „cez dieru“. Sú svetlé a krásne a môžete si vytvoriť vlastné návrhy podľa ilustrácie v tomto prípade uvedeného tvaru srdca. Na ovládanie LED diód sa zvyčajne používa softvér Arduino.

Pozrite si moje video z YouTube s akciou Neopixel LED Heart in light show. Ďalším zábavným spôsobom, ako vidieť Srdce, je nasmerovať ho na okno, napríklad na posuvné sklenené dvere, aby ste videli odraz srdca s dvojitým srdcom (ako je znázornené).

Krok 1: Hlavné zásoby

1. Neopixelové LED diódy Adafruit 8 mm (potrebných 26)

2. Lepiaca rezacia podložka Cricut 12x12 palcov StandardGrip (Walmart)

3. Logický čip Sparkfun LilyTiny ATTINY85 (a programovacie potreby)

4. USB kábel pre napájanie (Walmart)

5. Gessner malá plastová misa pre Base (Walmart)

6. Rádio Shack Round Proto Board (alebo iná malá proto doska)

7. Montážna páska na lepidlo Gorilla Clear Square

8. Rezistor 480 Ohm

+ Dremel a vrtáky a frézy

+ Spájkovacie potreby

+ Základy programovania Arduino

+ Knižnica neopafelov Adafruit (napr. STRANDTEST)

Poznámka: Pre tých, ktorí nemajú skúsenosti s programovaním Arduino, by logický čip LilyTiny mohol byť teoreticky dodaný už naprogramovaný pre srdce, ak to bude potrebné. Jednoducho používam štandardnú aplikáciu STRANDTEST spoločnosti Adafruit s niekoľkými vylepšeními.

(Fotografie Neopixel LED vyššie skopírované z Adafruit.com)

Krok 2: Návrh dosky s obvodmi srdca

V prvom rade si pozrite prvý obrázok finálnej montáže. Najdôležitejšie je, že je to približne 1/2-palcová široká záložka v spodnej časti srdca, ktorá sa vkladá do základne.

Na vytvorenie tlačiteľnej šablóny Heart som použil MicroSoft PowerPoint (vyššie). K dispozícii je aj verzia sprievodcu rezaním. Začal som s vrúbkovaným srdiečkovým vzorom s 26 lalokmi, ktorý som našiel online, a mierne som upravil tvar, aby som dosiahol lepší vzhľad, pomocou 8 mm diód LED. Každá okrúhla dióda LED má štyri menšie otvory, ktoré budú vyvŕtané neskôr.

Diagram srdca sa potom vytlačí na fotografický papier, ktorý sa potom prilepí na lepiacu dosku Cricut, ako je znázornené. Nožnicami je tvar srdca opatrne vystrihnutý. Na diere v strede srdca sa používalo nožom Xacto, kým sa nedali použiť nožnice.

Na zadnú stranu dosky Cricut potom položím vrstvu modrej maskovacej pásky, ktorá pomôže zabrániť roztaveniu plastovej podložky pri neskorších krokoch spájkovania. Výsledkom je sendvič Heart vyrobený z podložky Cricut vloženého medzi fotografický papier a modrú maskovaciu pásku.

Pomocou Dremelu s veľmi tenkým 1/32-palcovým vrtákom sú pre každú LED diódu vyvŕtané štyri malé otvory, ktoré sa majú vložiť do srdca.

Krok 3: Vložte LED diódy a spájkujte

Zobrazí sa schéma zapojenia. LED diódy sú zasunuté do vyvŕtaných otvorov v sérii, pričom drôt výstupu údajov z každej diódy LED sa ohýba dopredu ku kolíku vstupu údajov druhého, kolík vstupu údajov je ohnutý dozadu, aby sa dotkol kolíka výstupu údajov z diódy LED piror. Dlhý záporný vodič z každej LED diódy je ohnutý doprava, aby sa pripojil k zápornej napájacej lište (ktorá bude vložená neskôr), zatiaľ čo kladné LED vodiče sú ohnuté vľavo, aby sa dotkli kladnej koľajnice.

Normálne každú LED vopred otestujem pomocou gombíkovej batérie. Svietia svetlomodro, ak sú napájané ako obyčajný „vrhač“.

Po vložení 26 diód LED skontrolujte svoju prácu. Plochá strana všetkých diód LED by mala smerovať rovnakým smerom (okrem rohov môže byť mierne zložitý). Každá LED dióda by mala mať druhý posýpací kábel vľavo, tretí negatívny vodič vpravo. Skontrolujte, či máte dostatočnú vzdialenosť medzi všetkými káblami (žiadne skraty).

Ďalším krokom je spájkovanie všetkých spojov. Na vytvorenie záporných a kladných výkonových koľajničiek na pripojenie každej LED som použil medený drôt 24. Na základňu srdca pre vkladaciu záložku z dôvodu štrukturálnej tuhosti spájkujem dva kolíky záhlavia - jeden pre kladnú a zápornú lištu. Ako je znázornené, dva kolíky záhlavia sú od seba vzdialené 4 otvory pre protokol (0,4 palca, ako je znázornené).

Krok 4: Testovanie činnosti srdca s Arduinom

Normálne je mojím prvým krokom po zapojení testovanie prevádzky zostavy pomocou bežného Arduina. Ako vidíte, Srdce tak, ako bolo navrhnuté, bude teraz stáť vzpriamene v malom chlebíku. Normálne vždy vyladím aplikáciu STRANDTEST, takže to predstavuje príležitosť otestovať spájkovaciu prácu a nový navrhovaný farebný program. Preprogramovanie dosiek LilyTiny je mierne náročné, takže pred načítaním softvéru na dosku LilyTiny pomáha dokázať všetko na štandardnom nastavení Arduino.

Krok 5: Príprava základne

V konečnom projekte bude zostava Heart stáť vzpriamene s použitím plastovej misy Walmart ako základu.

Pomocou Dremelu najskôr vyvŕtajte 1/8-palcový otvor v strede plastovej misky. Potom prepnite na 1/8 palcový rezný bit, aby ste pripravili slot. Okrem toho je na boku misky potrebný 1/8-palcový otvor (mierne rozšírený) na prechod napájacím káblom USB.

Potom skúste otestovať montáž zostavy Heart na okrúhlu dosku rádia Shack (alebo náhradnú dosku proto).

Potom pripevnite lepiace podložky Gorilla (nožnicami narezané na veľkosť) k vonkajším stranám proto dosky a preto dosku proto zasuňte pod slot v plastovej miske tak, aby otvory v proto doske boli zarovnané so štrbinou v miske tak, aby bolo možné srdce vložené zhora. Lepiace podložky držia dosku proto pevne k miske. Medená strana proto dosky by mala smerovať nadol, ako je znázornené (smerom k otvorenému koncu misky).

Vložte Srdce zhora do základne. Tri zvody zo srdca (pozícia, údaje, negatív) by mali byť viditeľné zo spodnej strany, ktorá zasahuje cez otvory v doske proto. Skontrolujte vyrovnanosť tvaru a potom spájkujte tri vodiče na svoje miesto. Tým sa srdce uzamkne do konečnej polohy.

Krok 6: Konečné zapojenie

Je zobrazená schéma elektrického zapojenia.

V spoločnosti Walmart bol zakúpený jednoduchý kábel USB, ktorý bol nastrihaný orezávačmi drôtov, aby sa získal červený (pos) a čierny (neg) vodič. Tieto sú spájkované na póly LilyTiny a neg. Na svorky LilyTiny sú tiež spájkované červený (pos) a čierny (neg) vodič, ktoré sa pripájajú k vodičom zo srdca a sú k nim spájkované (trčí cez dosku proto).

Dátový vstup (žltý) z dátového portu č. 2 LilyTiny je 480 ohmový odpor, ktorý sa pripája a je spájkovaný s dátovým vstupom do srdca.

LilyTiny je vopred naprogramovaná na svetelnú šou Heart. Všimnite si toho, že LilyTiny je zapojený tak, aby bol prístupný a mohol byť preprogramovaný in-situ, ak je požadovaná korekcia softvéru alebo zlepšenie svetelnej show. Mojou osobnou zvyklosťou je naprogramovať výstupnú pozíciu LilyTiny č. 2 pre vstupný signál údajov do neopixelov.

LilyTiny je moja doska CPU zvolená pre malé projekty, ale je možné použiť mnoho ďalších riadiacich dosiek CPU, ako napríklad Adafruit Gemma a rôzne dosky mini-Arduino dostupné na trhu. Jednoducho som pred niekoľkými rokmi začal s doskou LilyTiny a to je môj súčasný krok. LilyTiny je v podstate čip ATTINY-85 na malej proto doske.

Na napájanie môžete samozrejme striedavo používať batérie. Obvykle používam batérie LiPo z webu Adafruit.com. V takom prípade zvyčajne používam vypínač ON/OFF na vrchu základne. Na prepnutie zvyčajne používam posuvný prepínač LilyPad od SparkFun.com.

(LilyTiny fotka vyššie prevzatá zo SparkFun.com)

Krok 7: Dokončenie dotykov

Zadná strana dosky plošných spojov je potiahnutá dvojitou lepiacou penovou páskou a orezaná nožnicami a nožom Xacto do tvaru srdca. Normálne to môže byť pre niektoré tvary dosť dobré, ale pre Srdce som na vonkajšiu stranu pripevnil nejaký ružový fotografický papier, aby som pomohol so vzhľadom (vzhľadom na to, že s takýmto tvarom krivky je ťažké urobiť dobrú prácu s penovou páskou).

Krok 8: Fotografovanie operácie

Neopixelové LED diódy sú neuveriteľne farebné a jasné. Ako niektorí z vás vedia, výzvou týchto diód LED je zachytiť prostredníctvom fotografií veľkú krásu, ktorú vaše oko skutočne vidí. Pre tento návod som urobil maximum.

Fotoaparát vidí veci, ktoré vaše oči nevidia, a naopak. Na videu z YouTube môžete vidieť niekoľko zdanlivých kmitov/mihotania, ktoré vaše oko v skutočnosti nevidí. Tiež stop-action rýchlej uzávierky počas sekvencie Theater Chase zachytáva zapínanie a vypínanie jednotlivých LED diód, zatiaľ čo vaše oči len vidia pohybujúce sa body. Niektoré farby sa vo fotoaparáte mierne líšia. To, čo sa očiam javí ako jasne žlté, je na videu trochu zelenožlté.

Ako už bolo spomenuté, objavili sme tiež krásu dvojitých odleskov od okien, ak je Srdce nasmerované napríklad na posuvné sklenené dvere.

Krok 9: Projekt Učenie srdca

Už niekoľko rokov premýšľam nad tým, ako najlepšie vytvoriť tvar srdca z kruhov. Ak poznáte moje pokyny, zvyčajne to znamená, že ma zaujíma, koľko koláčových foriem musím kúpiť, aby som vyzeral dobre. Zdá sa, že odpoveď pochádza z komunity šitia, že základné vroubkované srdce má 26 lalokov (kruhov).

Ale tento projekt má oveľa väčší potenciál ako len Hearts, pretože je možných oveľa viac tvarov. Keď je tvar číslovkou, nazývam to „elektronická narodeninová sviečka“, ktorá sa má plne implementovať v budúcom pokyne. Naša rodina už na tento účel dobre využila vek 7. Stačí povedať, že celkový projekt v zásade vyžaduje kruhový systém písiem založený na 8 mm LED kruhoch. Blížia sa 10 -te narodeniny, ktoré si vynútia otázku, ako najlepšie zvládnuť dvojité čísla.

Tento návod okrem tvarov predstavuje aj spôsob usporiadania 8 mm diód LED v pásiku vyrobenom na mieru s obojstrannou lepiacou páskou na zadnej strane. Výsledný pás LED by mohol byť pripevnený k stene alebo povedzme k vnútornej časti rámu pre projekt zrkadla s nekonečnom, čo je moja ďalšia plánovaná aplikácia. Táto technika by mohla predstavovať pomoc pri rozšírení používania diódových diód LED s otvorom, ktoré sú v súčasnej dobe trochu nepohodlné, pretože úzke rozstupy štyroch kolíkov nie vždy dobre zapadajú do štandardných 0,1-palcových rozstupových dosiek a proto dosiek.

Mám pocit, že projekt tiež zdôrazňuje krásu týchto 8 mm diód Neoplixel LED, ktoré, dúfam, zostanú na trhu dostupné.

Ak ste novým programátorom Arduino, jednoduchosť logického čipu LilyTiny v schéme zapojenia napájania Heart snáď jasnejšie ukazuje základnú myšlienku použitia „vývojového prostredia“Arduino. Logické čipy LilTiny a LilyTwinkle od SparkFun.com sú v skutočnosti predprogramované, takže ak chcete použiť vopred načítanú logiku, programovanie nie je potrebné. V tomto projekte som potreboval vymazať predinštalovaný softvér a pridať svoj vlastný softvér. Samozrejme, nevyžaduje to príliš veľa skúseností s kódovaním, pretože spravidla používate aplikáciu, ktorú pre vás už vyvinul niekto iný. Keď dostanete nápad, nie je príliš ťažké prejsť k ďalšiemu kroku.