LED špičatý golier: 11 krokov (s obrázkami)

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

Zamysleli ste sa niekedy nad tým, že „goliere s hrotmi sú také obyčajné a nudné“? Hej aj ja. Preto som sa rozhodol veci trochu zosmiešniť tým, že som vytvoril rozsvietený animovaný obojok s hrotmi, ktorý je ideálny na použitie v Burning Man alebo na svadbe alebo v utorok.

Ten je možné voliteľne pripojiť k pohybovému senzoru, aby pohyby nositeľa ovplyvnili svetlá. Pretože, prečo nie?

Zoznam položiek

Dosky s plošnými spojmi v OSHPARK (súbory Gerber v neskoršom kroku)

• 1 x doska plošných spojov s ovládačom LED obojka
• 23 x doska s plošnými spojmi s LED diódou choker

Digi-Key

• 1 x mikrokontrolér ATtiny85 (ATTINY85-20SU-ND)
• 1 x JST 2-kolíková zásuvka (455-1704-ND)
• 2 x 1 x 5 0,100 "zásuvka (S6103-ND)
• 24 x 1206 0,1 µF kondenzátor (1276-1165-1-ND)
• 4 x 1206 1kΩ odpor (RHM1.00KCJCT-ND)
• 1 x odpor 1206 470Ω (P470FCT-ND)
• 1 x 1206 modrá LED (732-4989-1-ND)

Adafruit

• 69 x WS2812B 5050 RGB LED
• 1 x lítium-iónová 3,7 V nabíjateľná batéria (5-hodinové alebo 12-hodinové nabíjanie)
• 1 x nabíjačka lítium-iónových batérií
• 1 x predlžovací kábel batérie JST-PH

Amazon

• 1 x kožený gitarový remienok
• 1 rolka 7/32 "širokej lepiacej medenej pásky
• 1 tuba Loctite Threadlocker Blue 242
• 1 balenie kožených patentiek
• 1 x doska Arduino UNO

ebay

• 95 x hroty goliera (priemer 7 mm so skrutkami M3 8 mm, od tohto predajcu)
• (voliteľné) 1 x doska akcelerometra „CJMCU“ADXL345 (od tohto predajcu)

Iné

• Lepiaci vinyl (minimálna veľkosť 12,67 palcov x 2 palcov)

Zoznam nástrojov

• Skrutkovač s plochou hlavou
• Kožený punč
• Nástroj na nastavenie koženej patentky (je súčasťou sady kožených patentiek v zozname dielov)
• Nožnice alebo nožnice na strihanie tenkej kože (alebo laserové rezačky)
• Spájkovačka s jemným hrotom
• Spájka
• Arduino Uno a prepojovací kábel (na programovanie dosky ovládača choker)
• Špičatá pinzeta
• Nôž X-acto
• Maskovacia páska
• Voskovaný papier
• Špáradlo

Krok 1: Zostavenie dosky plošných spojov ovládača

Vytvoril som dva druhy obvodových dosiek v obvodoch Autodesk, ktoré sú už v dôchodku. Prvá je doska vodiča chokera. Jeden z nich budete potrebovať na pohon všetkých ostatných dosiek. Je na ňom mikrokontrolér ATtiny85 (kompatibilný s Arduino), ktorý ovláda diódy LED na obojku a číta pohyb z (voliteľnej) dosky akcelerometra.

Aby bolo všetko malé, rozhodol som sa pre tento projekt použiť diely na povrchovú montáž. Spájkovanie môže byť náročné, takže ak nemáte skúsenosti, odporučil by som vyhľadať návod na spájkovanie SMT alebo vyhľadať videá na túto tému na YouTube.

Na dosku najskôr spájkujte odpory (R1, R2, R3, R4, R5) a kondenzátor (C1). Na orientácii nezáleží, a to dáva prax pri spájkovaní súčiastok na povrchovú montáž. Na R1, R2, R3 a R4 používajte odpory 1 kΩ. Na R5 použite odpor 470Ω. Na C1 použite kondenzátor.1 µF.

Tipy na spájkovanie

Nebudem sa príliš rozpisovať o tom, ako to urobiť, ale tu je pár tipov. Mojou technikou je pridať malé množstvo spájky do jednej z podložiek, odstrániť spájkovačku a nechať spájku vychladnúť. Súčiastku opatrne umiestnite na správne miesto pomocou pinzety, pričom jedna strana spočíva na spájke, ktorú ste práve pridali. Na vrchnú časť dielu s hrotom pinzety zatlačte malé množstvo tlaku a spájku znova nahrejte žehličkou. Komponent spadne do tekutej spájky. Vyberte žehličku a počkajte niekoľko sekúnd, kým spájka vychladne. Komponent by teraz mal byť pevne držaný na správnom mieste. Ak nie je, spájku znova zahrejte, opatrne umiestnite súčiastku na správne miesto a vyberte žehličku, aby spájka stuhla. V tomto mieste je spájkovanie druhej strany súčiastky pomerne jednoduché, pretože je už držané na svojom mieste.

Ďalej prejdite na LED (D1) a 8-kolíkový ATtiny85 (U1). Na oboch záleží na orientácii, takže buďte opatrní. (Poznámka: Jediným účelom diódy LED je, že nám dá vedieť, že program na ATtiny85 beží správne. Ak tento indikátor nechcete mať, môžete inštaláciu D1 a R5 vynechať.) Katóda (zelená strana) na LED, ktorú som použil) by mala byť najbližšia R5. Uistite sa, že kolík 1 ATTiny85 (U1) umiestnite smerom k napájaciemu konektoru (U2). Tento špendlík je na doske označený bodkou.

Nakoniec spájkujte súčasti priechodných otvorov vrátane dvoch 2-kolíkového konektora batérie JST a dvoch zásuviek 1 × 5 pre akcelerometer (ktoré sa zdvojnásobujú ako programovacie hlavičky)

Upevňovacie otvory

Tri veľké, pomedené montážne otvory slúžia na pripojenie uzemnenia (horný otvor), výstupu LED sériových dát (stredný otvor) a napájania 3,7 V (spodný otvor).

Krok 2: Programovanie dosky plošných spojov ovládača

Ako programovacie zariadenie pre ovládač som použil dosku Arduino UNO podľa tohto pokynu. V ňom ukazuje nasledujúce mapovanie z pinov Arduino na piny ATtiny na programovanie:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5
• Pin Arduino 12 → ATtiny Pin 6
• Pin Arduino 13 → ATtiny Pin 7

Body pripojenia sú naznačené na obrázku vyššie. Všimnite si toho, že jedným z bodov pripojenia je veľký kruhový montážny otvor medzi dvoma sadami 0,100 záhlaví. Pri programovaní som jednoducho držal holý koniec programovacieho drôtu (kolík Arduino 12) v kontakte s týmto otvorom. Je pravda, že toto je neelegantná metóda, ale funguje to.

(Keď som pôvodne navrhoval túto dosku, nemohol som prísť na to, ako tento signál vyvedieť do 0,00 záhlaví bez toho, aby som zasahoval do funkcie dosky akcelerometra. Toto je dátový signál pre diódy LED WS2812B. Po prehodnotení tohto problému Uvedomil som si, že tento signál je možné pripojiť k záhlaviu zodpovedajúcemu kolíku výberu obráteného čipu akcelerometra bez toho, aby spôsoboval problém, pretože údaje LED sa nikdy nepíšu súčasne s čítaním akcelerometra. Navrhol som druhú revíziu ovládača doska, ktorá to opravuje, a niekoľko ďalších vecí, ktoré by som si prial, aby som prvýkrát urobil inak. Mám v úmysle zverejniť rozdiely v dizajne, aby vyhovovali týmto zmenám, keď sa dostanem k budovaniu druhej verzie.)

Pri programovaní dosky by nemala byť pripojená batéria. V skutočnosti to na tento krok vôbec nepotrebujete.

Zdrojový kód programu pre choker nájdete tu. Používa upravenú verziu knižnice Adafruit_NeoPixel, ktorá umožňuje dynamické škálovanie jasu diód LED na obmedzenie celkového odberu prúdu z nich. Túto zmenu som vykonal z dvoch dôvodov:

1. Súbor 69 LED diód WS2812B bude pri plnom jase vyžadovať prúd až 3 ampéry. To presahuje kapacitu batérie a je príliš svetlé na praktické použitie ako nositeľný obojok, ak chcete, aby ktokoľvek vydržal pri pohľade na vás dlhšie ako sekundu alebo dve.
2. Chcel som zaistiť, aby obojok fungoval na jedno nabitie batérie najmenej 12 hodín.

Po úspešnom naprogramovaní dosky by mala modrá dióda LED začať blikať a zhasnúť.

Krok 3: LED dosky

Druhá doska s plošnými spojmi je časť LED choker.

Na stavbu tejto obojky som použil 23 z nich. Každá z týchto dosiek má tri LED diódy WS2812B (Neopixel).

Opäť ide o diely na povrchovú montáž, preto je potrebné pri spájkovaní dbať na opatrnosť. Pre každú dosku najskôr spájkujte 0,1 µF kondenzátor rovnakým spôsobom ako na doske regulátora. Uistite sa, že umiestnite kondenzátor tak, aby ani on, ani spájka, ktorá ho spája, nezasahovali do umiestnenia horného hrotu. Inými slovami, vyhnite sa čo najviac hornému kruhovému montážnemu otvoru.

Spájkujte tri diódy LED WS2812B, počínajúc tou najbližšou ku kondenzátoru (hore) a pracujte nadol. Po spájkovaní každej LED diódy som ju otestoval pripojením k doske napájaného ovládača. To sa osvedčilo pri lokalizácii zlých spájkovacích spojov a dielov. To sa deje dodaním uzemnenia do horného montážneho otvoru (kondenzátorom), dátového signálu z napájanej dosky ovládača do stredného horného montážneho otvoru a napájania (3,3 V - 5 V) do spodného otvoru. LED diódy sú naprogramované v poradí, začínajúc jednou hore. Spájkovaním LED diód po jednej je ľahké nájsť zlé spojenia. Ak spájkujete všetky naraz a potom otestujete dosku, môže byť ťažké nájsť príčinu nesvietiacich diód LED.

Fungoval ten? Skvelé! Teraz to urobte ešte 22 -krát.

Krok 4: Tvarovanie kože

Pre tento projekt som chcel 2 (51 mm) širokú kožu. Ako zdrojovú kožu som použil lacný gitarový remienok. Je dostatočne široký a dostatočne dlhý na prácu. Na vonkajšiu stranu goliera použite lesklú stranu kože. lepiaci vinyl sa lepšie prichytí a vyzerá to naozaj dobre.

Na tvarovanie kože existujú najmenej dve možnosti:

1. Urobte to ručne
2. Použite laserovú rezačku

Ručne:

Kožu označte pravítkom a perom. Mal by byť široký 2 ". Dĺžka bude závisieť od veľkosti krku. Na ten, ktorý som tu postavil, som použil 15 2/3". Táto dĺžka bola pohodlná okolo krku s dostatočným presahom, aby podporila patentky. Kožu vystrihnite pomocou pevných nožničiek alebo nožníc na plech. Zaoblite rohy.

Starostlivo zmerajte polohy dosiek s diódami LED cez golier. Ak chcete priradiť horizontálne rozstupy diód LED k vertikálnym rozstupom na doskách s obvodmi, budete potrebovať vzdialenosť 0,53 palca od stredu k stredu. Môžete použiť jednu z dosiek plošných spojov LED ako šablónu na označenie pozícií otvorov a orezanie diery s koženým dierovačom. Na skrutky s hrotmi M3 používajte razník správnej veľkosti. K dispozícii bude 24 stĺpcov otvorov. Stĺpec úplne vpravo potrebuje iba tri otvory, pretože sem smeruje doska ovládača, ktorá má iba tri otvory. Pri tomto môžete stredný spodný otvor preskočiť. Vzdialenosť od ľavého a pravého okraja goliera k najbližšiemu stĺpcu otvorov je 1,7"

Laserom:

Ak máte prístup k laserovej rezačke, ako je napríklad Epilog, je to oveľa jednoduchšia cesta. Pomocou priloženého súboru choker.dxf robte rezy na laserovej rezačke. Súbor. DXF má v hornej časti cestu rezania kože, v strede cestu na rezanie vinylu (použije sa neskôr) a v spodnej časti je ilustrácia, kde sa pripevňujú dosky plošných spojov. Za predpokladu, že chcete vytvoriť presne rovnakú veľkosť (15 2/3 dlhú) ako ja, môžete v hornej časti použiť cestu na rezanie kože a vyrezať obrys a montážne otvory na doske. Ak potrebujete inú obojok, budete musieť súbor zodpovedajúcim spôsobom upraviť.

Krok 5: Tvarovanie vinylu

Účelom vinylu je slúžiť ako druh flexibilnej základnej dosky na prepojenie všetkých jednotlivých dosiek plošných spojov. Medená páska je pripevnená k zadnej (lepkavej) strane vinylu, aby poskytovala signály napájania, uzemnenia a dátového prepojenia.

Rovnako ako pri tvarovaní kože, existujú najmenej dve možnosti pre tvarovanie vinylu:

1. Urobte to ručne
2. Použite rezačku vinylu

Ručne:

Vinyl je 2 palcov široký a 12 2/3 palcov dlhý. Opatrne zmerajte a označte tento obdĺžnik a vystrihnite pomocou nožníc. Vinyl z podložky ešte neodlepujte. Zarovnajte jednu z dosiek LED s pravým a ľavým okrajom a označte nimi zaoblené rohy. Zaoblite štyri rohy vinylu nožnicami. Vinyl (stále pripevnený k podkladovému papieru) umiestnite na kožu a vycentrujte ho cez otvory. Prilepte pásku maskovacou páskou alebo inou ľahko odnímateľnou páskou. prevráťte kožu a perom označte každé z otvorov na papierovej strane vinylu. Odstráňte pásku z vinylu a pomocou koženého razidla pri každej zo značiek otvorov vyrežte otvory pre skrutky s hrotmi.

Rezačkou:

Ak máte prístup k rezačke vinylov, je to oveľa jednoduchšia cesta. Použite súbor choker.dxf. Stredná časť je cesta na rezanie vinylu. Ak ste sa rozhodli mať iný počet dosiek LED alebo iný rozstup, budete musieť cestu rezania vhodne upraviť.

Krok 6: Pridanie medenej pásky

Ako už bolo uvedené, medená páska slúži ako stopy elektrickej dosky pre túto flexibilnú dosku s obvodmi. Poskytuje signály napájania, uzemnenia a dátového prepojenia medzi jednotlivými doskami s plošnými spojmi.

Nájdite dobrú pracovnú plochu a opatrne odlepte vinyl z podkladového papiera. Ak ste na rezanie vinylu použili stroj na strihanie vinylov, použite špicatú pinzetu alebo iný nástroj na opatrné odstránenie nepotrebného vinylu z otvorov. Keď som to urobil, väčšina dierového vinylu zostala pripevnená k papierovej podložke, ale asi tucet otvorov som musel odstrániť pinzetou.

Vinyl prilepte lepiacou stranou nahor na pracovnú plochu krycou páskou. Na vinyl používajte len minimálne prekrytie krycej pásky. To uľahčí neskoršie odstránenie. Strana so stĺpcom s tromi otvormi by teraz mala byť vľavo.

Zmerajte a odstrihnite medenú pásku tak, aby prešla cez horný rad otvorov. Toto bude elektrické uzemnenie obvodových dosiek. Ak má páska papierový podklad, odstráňte ho. Umiestnite medenú pásku lepiacou stranou nadol na vinyl tak, aby horný okraj pásky lícoval s horným okrajom otvorov. Je to v poriadku, ak otvory nie sú úplne zakryté, ale snažte sa to dostať čo najbližšie bez toho, aby ste úplne zakryli hornú časť otvorov.

Odrežte ďalší kus medenej pásky rovnakej dĺžky a pripevnite ju k spodnému radu otvorov, pričom spodný okraj pásky je zarovnaný so spodným okrajom otvorov. Opäť sa snažte otvory úplne nezakryť. Toto je napájacie pripojenie dosiek plošných spojov.

Odrežte jeden krátky kus medenej pásky a spojte zostávajúci otvor v ľavom stĺpci priamo s priľahlým otvorom napravo od neho. Páska by mala byť dostatočne dlhá, aby väčšinou pokryla oba otvory, bez toho, aby ste to urobili úplne. Vložte tento na miesto. Toto je dátový signál z dosky ovládača na prvú dosku LED.

Zostávajúce kusy medenej pásky sú umiestnené diagonálne od tretieho otvoru zhora na jednom stĺpci k druhému otvoru zhora na stĺpci vpravo. Tieto reťazce prenášajú údaje z jednej dosky LED do vstupov údajov na ďalšej doske. Pre každý z nich odstrihnite krátky kus medenej pásky, ktorý je dostatočne dlhý na to, aby takmer (ale nie celkom) úplne zakryl obidva otvory a opatrne ho vložte na miesto. Opakujte to 22 -krát.

Po dokončení by mal byť jeden otvor bez medenej pásky. Je to tretí otvor zhora úplne vpravo. Je to zámerné.

Krok 7: Dokončenie medenej pásky

Na túto časť budete potrebovať pracovnú plochu, ktorá vydrží malé rezanie pomocou úžitkového noža X-acto. Na tento povrch prilepte časť voskovaného papiera väčšiu ako vinyl (voskovou stranou nahor). Z vinylu opatrne odstráňte kryciu pásku použitú v predchádzajúcom kroku. Prevráťte vinyl a položte ho na voskovaný papier lepiacou stranou nadol. Lepidlo na vinyle by malo na voskovanom papieri priľnúť dostatočne dobre, aby sa počas tejto časti nepohybovalo, ale neskôr bolo stále odstrániteľné.

Medenou páskou by ste mali vidieť cez všetky otvory (okrem jedného). Počnúc spodným radom otvorov urobte dva rezy na pomedenie nožom v každom otvore. Prvý rez je blízko ľavej strany zhora nadol. Druhá je jedna na pravej strane zhora nadol (pozri obrázky). Vo vinylových dierach určite vyrežte iba meď. Vinyl samotný nerežte. Vystrihnutú meď ohnite špičkou noža a preložte cez vinyl nad horný okraj otvoru, aby ste vytvorili záložku.

Keď sú dosky plošných spojov neskôr nasadené, táto západka vytvorí elektrický kontakt s meďou obklopujúcou montážny otvor dosky s plošnými spojmi.

Tento postup opakujte so všetkými otvormi, rezajte a skladajte v smere uvedenom na diagrame.

Krok 8: Pripojte kožu, vinyl a skrutky

Odlepte vinyl z voskovaného papiera a naneste ho na lesklú stranu brúsenej kože. Dávajte pozor, aby ste otvory zarovnali. Skrutky 8 mm šťuky M3 prevlečte všetkými 95 otvormi na zadnej strane kože. Pri vkladaní skrutiek budete možno musieť vinyl podoprieť prstami alebo nejakým nástrojom, aby ste sa uistili, že skrutka prechádza otvorom a neoddeľuje vinyl od horného povrchu kože. Vedľa každej skrutky na vrchu (vinylová strana) by ste mali vidieť malú medenú záložku.

Krok 9: Pridajte snímky

Štyri západkové otvory budú zhruba 0,4 od horného a bočného okraja v každom rohu kože. Toto bude možno potrebné prispôsobiť jednotlivcovi. Označte umiestnenie dvoch otvorov na jednom konci. Vyberte správnu veľkosť dierky pre zacvaknite a prepichnite tieto dva otvory koženým dierovačom. Prekrývajte golier, ako bude, keď ho budete nosiť, a pomocou otvorov, ktoré ste práve vyrazili, označte umiestnenie otvorov na druhom konci. Tieto otvory dierujte.

Pripevnite západky podľa pokynov. Dávajte pozor, aby západky smerovali správnym smerom. Tu je praktické video popisujúce všeobecný proces nastavenia prichytenia. Keď budete hotoví, obojok si môžete vyskúšať.

Krok 10: Pripojenie obvodových dosiek

Vinylovou stranou nahor umiestnite obojok tak, aby bol stĺpik s tromi skrutkami vpravo. Pripevnite riadiacu dosku k stĺpiku skrutiek s tromi otvormi. Namontujte dosku s plošnými spojmi na skrutky tak, aby komponenty smerovali nahor. Ručne dotiahnite tri hroty na skrutky. Na ďalší stĺpec skrutiek položte jednu z dosiek LED. Strana dosky LED s kondenzátorom by mala byť hore. K týmto skrutkám pridajte štyri hroty a rukou ich dotiahnite.

Otestujte obojok nasadením batérie. Ak všetko pôjde dobre, mali by ste vidieť, že sa diódy LED na doske LED rozsvietia a začať cyklovať farby. Ak sa nič nestane, skontrolujte spojenia a skúste utiahnuť skrutkové hroty. Dávajte pozor, aby ste sa kovov (ako skrutkovač) nedotýkali hrotov, pretože by to mohlo spôsobiť skrat a poškodiť batériu alebo dosky.

(Pri druhej verzii dosiek plošných spojov mením veci tak, aby hroty neboli súčasťou obvodu, aby sa zabránilo možnosti skratu.)

Kontakt s pokožkou neskracuje hroty a skrutky. Ak je nositeľ obzvlášť vlhký (povedzme z tanca), potenie bude mať na funkciu goliera malý vplyv. Nanajvýš to môže mierne znížiť nabíjanie batérie.

V tomto mieste môžete položiť každú z dosiek LED na miesto a vyskúšať si tak celý golier, alebo môžete pristúpiť k ďalšiemu kroku vytvorenia tabúľ polotrvale spojených pridaním Loctite k skrutkám.

Keď ste pripravení skončiť, vyberte z obojku všetky dosky plošných spojov a vyberte batériu z dosky ovládača. Vložte nejaký Loctite do malej misky alebo uzáveru fľaše a pripravte si špáradlo. Pridajte dosky plošných spojov jeden po druhom, začínajúc doskou ovládača. Položte každú dosku na miesto na skrutky. Postupne po jednej skrutke namočte špáradlo do Loctite a naneste na závity na konci každej skrutky pre túto dosku. Nenoste príliš veľa a dávajte pozor, aby sa vám loctite nedostal na dosku plošných spojov alebo medenú pásku v spodnej časti skrutky. Potom nasaďte hrotovú maticu na miesto a dotiahnite rukou. Držte hrot jednou rukou a pomocou skrutkovača skrutku úplne utiahnite.

Po úplnom pripojení každej dosky vyskúšajte pripojenie zapojením batérie a sledovaním diód LED. Podľa potreby dotiahnite a upravte, aby ste sa presvedčili, že spoje sú pevné. Odpojte batériu. Opakujte pre každú z dosiek plošných spojov a uistite sa o orientácii každej pozdĺž cesty (kondenzátor je v hornej časti).

Akonáhle je všetko na svojom mieste, nechajte golier dostatočne dlho sedieť, aby Loctite vytvrdol (pozri obal).

Toto je vhodný čas na zaistenie úplného nabitia batérie zapojením do nabíjačky batérií.

Teraz ste pripravení nasadiť si obojok a vyraziť do mesta. Pomocou predlžovacieho kábla batérie JST-PH medzi golierom a batériou nechajte batériu vložiť do vrecka alebo na iné miesto vo vašej osobe.

A teraz k poslednému kroku.

Krok 11: Obchod s potravinami

Noste obojok do obchodu s potravinami na nákupy. Áno, toto je povinný krok. Ak takú postavíte, v komentároch očakávam fotografiu z obchodu s potravinami.