Kabát mnohých farieb: 3 kroky

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

Tu je projekt, ktorý som postavil na „pobavení“ľudí na svadbe svojich dcér.

Hovorím tomu „kabát mnohých farieb“. Pomocou jednoduchých komponentov a základného náčrtu Arduino môžete naprogramovať kabát takmer na čokoľvek, na čo si spomeniete. Rozhodol som sa pre jednoduchú „bodovú maticu“7 radov po 9 diód LED, čo je 63 diód LED. Ďalšími časťami sú Arduino (UNO funguje dobre), základný 5V regulátor, silikónový drôt, základný vypínač a 2S lítiová batéria. Použil som batériu HobbyKing Nanotech 0,95 2S, ktorá má napájací konektor JST, ale je možné použiť akúkoľvek batériu, ktorá dodáva napätie 5V alebo viac. Batéria HK na mojom kabáte beží asi 1,5 hodiny podľa základnej rutiny uvedenej na videu. Najťažšie získať je kabát. Skúsil som OP-Shops, ale neuspel som a nakoniec som si kúpil vestu z miestneho obchodu „Hippy“(v skutočnosti sa to tak volá!).

Predstavte si, že sa objavíte pri hre svojich tímov v tomto oblečení.

Tu je kusovník

• Arduino! Použil som UNO, ale v blízkej budúcnosti ho nahradím Nano.
• LED diódy W2812B. Použil som časť 1194862 od Banggood.com - v matici, ktorá sa dá od seba oddeliť, je 100 pixelov
• Základný 5V regulátor. Banggood časť #951165. Každý stojí asi 1,50 dolára
• Základný vypínač
• Silikónový drôt - asi na všetko som použil 26G. Na pripojenie 63 LED budete potrebovať najmenej 4 m z každej farby
• Batéria alebo akumulátor podľa vlastného výberu.
• Malé plastové puzdro
• Lepidlo "tekuté ihly"
• Niť a ihly na zaistenie
• Odev, na zapálenie som použil vestu!

Rozhodol som sa použiť WS2812 „Neopixely“. Dajú sa kúpiť od 12 dolárov za 100. Najťažšou súčasťou tohto projektu je zapojenie diód LED. LED diódy sú zapojené sériovo. Majú podložku „DI“, ktorá je „Data In“, a podložku „DO“, ktorá znamená „Data Out“. Prvá dióda LED v reťazci má podložku DI zapojenú do vybraného kolíka Arduino. Použil som D4, ale neexistuje žiadna konkrétna potreba to používať. Použite ľubovoľný digitálny kolík. Systém nie je obmedzený ani na jeden rad diód LED. Ak chcete byť skutočne kreatívni, môžete jazdiť na viacerých reťazcoch. Jediným obmedzením je napájanie.

Krok 1: Návrh a konštrukcia

Teraz sa musíte rozhodnúť, ako rozložíte LED diódy pred spájkovaním. Ako som už spomenul, vytvoril som maticu 9x7, ale možno by ste chceli mať rady diód LED v rukách, vpredu, na nohách, čokoľvek. Roztočiť to!

Jediným problémom, ktorý musíte zvážiť, je napájanie. Navrhovaná lítiová batéria 2S bude poháňať stovky LED diód, ale budete musieť vziať do úvahy aktuálny odber každej LED diódy a celkový prúd podporovaný vami zvoleným regulátorom.

Každá LED dióda bude pri plnom jase čerpať ~ 50 mA (miliampér). Dostanete teda asi 20 na ampér spotreby. Regulátor navrhovania bude pracovať asi 2 ampéry tak, ako sú, 3 s chladičom, takže môžete celý deň používať 40 diód LED. Všimnite si toho, že ak ich zapínate a vypínate, získate s tým trochu väčšiu voľnosť. Môj kabát poháňa 63 LED diód bez chladenia a beží dobre. Môžete tiež napájať LED diódy „z oboch koncov“, ak je to potrebné, pomocou 2 regulátorov alebo použite „gruntierové“regulátory.

Každá LED dióda má 6 spájkovacích plôch, DI/DO a „5V+ IN“, „Gnd IN“, „5V+ OUT“„GND OUT“. Pripravte sa na veľtrh, ale na spájkovanie! Vrelo odporúčam použiť „silikónový“drôt. Je oveľa flexibilnejší ako drôt izolovaný PVC a keďže tento projekt zahŕňal veľa spájkovania, jednoduchosť použitia silikónových prúžkov a fungovania je lepšia. Použil som červený vodič pre +5V, modrý pre signálne vedenie a čierny pre uzemnenie (GND), ale môžete použiť akúkoľvek farbu. Môžete zvoliť farby na zamaskovanie zapojenia. Neobťažoval som sa, pretože LED diódy sú také jasné, že zakrývajú vedenie.

Keď sa rozhodnete pre rozloženie, je čas začať spájkovať. Vyrobil som super jednoduchý prípravok na pomoc pomocou odrezku dreva. Rozhodol som sa, že každá LED bude od svojho partnera 55 mm, a tak som označil 2 riadky na malom bloku a potom som vyvŕtal dva otvory pre diódy LED, ktoré sedeli počas spájkovania. Linky používané na rezanie drôtov na požadovanú veľkosť.

Pripravte si dostatok drôtu, prípravku, kvalitnej spájky a náradia. Vyžaduje sa jemná sada bočných fréz a odizolovacieho nástroja.

Začnite meraním drôtov na prípravku a začnite rezať natoľko, aby ste urobili asi 10 LED diód (10 kusov z každého farebného drôtu). Pomocou odizolovacieho nástroja odstráňte z každého konca asi 3 mm. Potom musíte „pocínovať“každý koniec každého drôtu. Je to únavné, ale nevyhnutné. Akonáhle sa dostanete do rytmu, bude to rýchlejšie.

Potom musíte začať spájkovať LED diódy. LED umiestnim do priehlbiny na prípravku a potom „pocínujem“všetkých 6 podložiek. Potom som 3 spájkovacie drôty na "vonkajšej" strane (DO) LED diódy. Zdá sa, že sú to dosť tvrdí zákazníci, a tak ich odlovte. Potom dokončím všetkých 10 (alebo tak) LED diód a teraz máte 10 LED s 3 vodičmi.

Ďalším krokom je prepojenie. Spájkujte 3 "výstupné" konce drôtu s 3 "vstupnými" podložkami ďalšej LED diódy. Pokračujte, kým nebudete mať 10 LED spájkovaných v reťazi. Zistil som, že pripojenie viac ako 10 počas počiatočnej zostavy sťažuje ovládanie. Budujte ďalší reťazec, kým nebudete mať dostatok na splnenie svojich požiadaviek.

Keď máte všetky reťaze postavené, je načase ich prepojiť a otestovať. Urobte to skôr, ako pripevníte LED diódy na vami zvolený odev.

Krok 2: Arduino a elektrické vedenie

Priložil som niekoľko obrázkov, ktoré ukazujú zapojenie a celkové rozloženie elektroniky. Pripojený je výstupný kolík Arduino 5V aj vstup 5V LED reťazca sú zapojené z výstupu regulátora výkonu. GND (uzemnenie) batérie je pripojené k „vstupu GND“na regulátore. LED a Arduino GND sú spojené dohromady na konektore OUT GND regulátora. Druhé pripojenie je z pripojenia LED reťazca „DI“(Data In) na pin D4 na Arduine. Tento projekt je navrhnutý tak, aby bol „trvalo“pripojený, a tak prevrátim Arduino a spájkujem drôty priamo na kolíky. Ak sa chystáte použiť Nano, majú otvory pre kolíky (ak nespájkujete v hlavičkách), ktoré uľahčujú zapojenie.

Jedna z najdôležitejších vecí na zapamätanie je, že kombinovaný odber prúdu LED diód pri plnom výkone prekročí možnosti napájania napájacích zdrojov Arduina a možno aj 5V napájania USB. Platí teda pravidlo, vždy majte batériu pripojenú a zapnutú, aby Arduino nebolo v strese.

V tomto mieste zapnite batériu a pripojte Arduino k počítaču pomocou kábla USB. Zapnite Arduino a načítajte priloženú skicu „CheckLEDs.ino“

Náčrt používa na napájanie diód LED knižnicu „FastLED“. Akonáhle sú zapojené, prvá LED v reťazci preberá adresu „0“a potom odtiaľ 1, 2, 3 atď. Až po maximálny počet LED diód. Poskytnutý náčrt ukazuje niekoľko základných písmen, ktoré som použil na svadbe svojich dcér. Nechám vás dekódovať, čo sa hovorí.

V tomto okamihu, akonáhle načítate skicu, nastavte v hornej časti skici konštantu „MAX_LEDS“na počet LED diód v testovacom reťazci, skompilovajte a stiahnite do Arduina. LED diódy by mali začať blikať od prvej po poslednú. Ak LED diódy prestanú svietiť na konkrétnej LED, odpojte Arduino od USB a vypnite batériu. Skontrolujte spájkovanie a uistite sa, že máte správne zapojené diódy LED medzi poslednou, ktorá blikala, a tou, ktorá nesvieti. Odpájajte, znova pripojte a znova vyskúšajte. Akonáhle sa spustí váš základný testovací reťazec, pripojte ďalší malý reťazec k prvému reťazcu, resetujte parameter MAX_LEDs na nový počet LED, nahrajte a pokračujte v testovaní. Akonáhle máte všetky LED zapojené a vyskúšané, ste pripravení pripevniť LED na odev a dokončiť konečné zapojenie.

Krok 3: Konečná montáž a programovanie

V tomto mieste oceníte použitie silikónového drôtu. Rozložte svoje pásy LED na odev. Zamyslite sa nad tým, kam umiestnite batériu, Arduino, regulátor a vypínač. Na mojom kabáte boli v ľavom prednom vrecku pre ľahký prístup. Položil som svoje LED diódy do mriežky, kde bola prvá (nulová) LED dióda vľavo dole na plášti. LED diódy sa potom posunuli nahor po kabáte pre 9 LED ako stĺpik a v nasledujúcom stĺpci sa otočili o 180 stupňov nadol pre 9 LED diód. Potom som sa dostal k ďalšiemu stĺpcu a pokračoval som, kým som nemal 7 stĺpcov v 9 radoch. Rozloženie znamená, že LED diódy sú v prvom stĺpci očíslované od 0 do 8 zdola nahor, pričom v ďalšom stĺpci je 9 až 17 smerom dole a tak ďalej.

Na pripevnenie diód LED som pôvodne použil výrobok „Tekuté ihly“, čo je lepidlo, ktoré, zdá sa, funguje efektívne, ale keďže sa mi nechcelo čakať medzi každým sušením diód LED, rozhodol som sa ich prišiť aj ja. Potrebuje iba slučku bavlny prišitú cez drôty blízko LED diódy. Jedna sada stehov, ako slučiek, väčšinou funguje na každú LED diódu. V závislosti od svojho rozloženia môžete použiť niektoré slučky na držanie drôtov, najmä medzi „stĺpmi“.

Prvú LED diódu nešite/lepte, kým ju nepripojíte k Arduinu/Power. Prepichol som látku a previedol 3 drôty dierou do vrecka. Na vnútornú stranu kabátu som prišila „napájacie vodiče“. Prepichnutie vrecka mi umožnilo vložiť kabeláž dovnútra a dokončiť prácu. Izoloval som regulátor jednoduchou páskou a potom som to všetko vložil do malej plastovej škatule, aby obsahovala výkonové komponenty. Môžete si vytvoriť svoj vlastný kontajner, uistite sa, že nič nemôže skratovať.

Programovanie

Pomocou priloženého súboru ino ako šablóny teraz môžete začať programovať Arduino pre vami zvolený vzor. Vytvoril som veľmi základnú tabuľku (priloženú) s rozložením LED diód. Je oveľa jednoduchšie „nakresliť“akýkoľvek vzor, ktorý chcete namaľovať. Keď máte požadované čísla, ich pridanie do poľa je jednoduché. Na vytvorenie vlastného použite vzorové polia v priloženom INO.

Knižnica FASTLed https://fastled.io obsahuje príklad, ktorý môžete pridať do svojho náčrtu. Sekcia „cylon“v náčrte príkladu je skopírovaná priamo z príkladov.

Skúste svoju kreativitu - čo keby ste pridaním ďalšieho prepínača zmenili poradie? Stlačí tlačidlo cykly v priebehu niekoľkých cyklov?

BTW - kabát ich na svadbe úplne ohromil.