Mušelínové hodiny - LED NeoPixel: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Dizajn a tvorba tohto pokynu bola vytvorená za účelom dokumentu o otvorenom dizajne a digitálnej výrobe na Massey University, New Jersey. Cieľom príspevku vo Fab Lab WGTN bolo využiť otvorené metodiky navrhovania a nástroje digitálnej výroby na vytvorenie projektu otvoreného dizajnu. Dizajn bol inšpirovaný týmto návodom a bol upravený v kóde aj forme. Tento návod vám poskytne potrebné nástroje a informácie na vytvorenie vlastných LED NeoPixel hodín.

Ak chceš pri vytváraní tohto návodu vidieť viac z môjho celkového postupu, môžeš sa pozrieť na môj blog. Zverejnil som všetky zdroje výskumu, ktoré som použil, aby mi pomohol porozumieť projektu a technológii.

Krok 1: Veci, ktoré budete potrebovať

Elektronický obvod a výroba

• Software Arduino 1.8.8
• Arduino Nano 3.0 (verzia Pro) *1x Nano 3.0 Atmel ATmega328 Mini USB Board (kompatibilné s Arduino) - DS130
• RTC
• Batéria CR 2032 3V RTC (kúpil som značku Eclipse)
• Mužské až mužské vodiče
• Micro USB nabíjací kábel (Samsung)
• 1x 60 LED Neopixelový pás

Rám hodín

• Jeden list preglejky 4 mm (1200 mm x 600 mm)
• 4x 10mm Chicago skrutky
• Látka, mušelín (1 000 x 1 000 mm zložený do x 4 vrstiev)

Stroje a aplikácie

• Laserová rezačka
• Ilustrátor
• Spájkovačka a spájkovačka
• Horúca lepiaca pištoľ
• Maskovacia páska
• Priemyselný dierovač (ak je k dispozícii)

Kód, ovládače a knižnice

• Hodinový kód NeoPixel Strip
• Aktualizačný kód RTC
• Ilustrátor, dokument vyrezaný laserom
• Ovládač - ak používate počítač Mac, stiahnite si tento ovládač. Tým sa zabezpečí, že „klon“Arduino Nano bude kompatibilný s vašim zariadením. Ak používate systém Windows, budete musieť nájsť iný ovládač.
• Knižnice- Neopixelová knižnica Adafruit DMA- DS1307RTC

Krok 2: Arduino Nano, RTC a LED NeoPixel Strip

Tieto hodiny ukazujú čas pomocou LED NeoPixel Strip, pričom predstavujú sekundy, minúty a hodiny. Predtým, ako budete môcť používať softvér Arduino na kódovanie svojich neopixelov, budete musieť nastaviť a dodať napätie svojim 3 hlavným komponentom, Arduino Nano, RTC a LED NeoPixel Strip. Na to musíte použiť nepájivú dosku na vloženie všetkých svojich drôtov alebo ich môžete spájkovať na miesto podľa schémy. Zmenil som svoj napájací zdroj na samotné Arduino, aby sa dal zapnúť pomocou kábla USB, a preto som zaistil, aby červený vodič prešiel na 5, čierny na uzemnenie a modrý na PIN8.

Akonáhle sú všetky vaše káble na svojom mieste, môžete nabíjací kábel micro USB zapojiť do počítača a do Arduino Nano. V tomto elektronickom obvode napájame Arduino Nano prostredníctvom nabíjacieho kábla. Odtiaľto môžete vložiť kód a nahrať ho na neo pixelový pás (pozri ďalší krok).

*Akonáhle nahráte kód do Arduino Nano, potom môžete vymeniť zapojenie zo svojho prenosného počítača/počítača do nástenného adaptéra pre zavesenie hodín.

Krok 3: Nastavenie kódu

Pred spustením kódu v softvéri Arduino budete musieť vykonať niekoľko krokov. Najprv budete musieť nainštalovať ovládač a knižnice (tie nájdete v prvom kroku). Akonáhle to urobíte, môžete otvoriť softvér Arduino a potom zip súbor môjho kódu „NeoPixel Strip Clock Code“. Potom budete musieť zmeniť dosku na Arduino Nano a zmeniť port a procesor. Port mám nastavený na možnosť, ktorá sa objaví po pripojení USB, /dev/cu.usbserial-1420, ale môžete použiť aj tento port /dev/cu.wchusbserial1410 alebo /dev/tty.wchusbserial14210. Môj procesor je pripojený k ATmega328P (Old Bootloader).

Ďalším krokom je zaistiť, aby bol váš (#define) PIN kód nastavený na správne číslo zodpovedajúce tomu, ako ste ho nastavili v zariadení Arduino Nano - v mojom prípade PIN 8.

Ak chcete zmeniť farby svojich LED diód, môžete kód aktualizovať pomocou rôznych hexadecimálnych hodnôt. Môžete to urobiť zmenou tejto časti kódu:

strip.setPixelColor (hourval, 0xFF5E00);

Zmenou 6 číslic pred 0x môžete vytvoriť rôzne studené farby na zobrazenie sekúnd, minút a hodín. *Ak si nie ste istí, aký je príslušný kód pre farbu, môžete sa pozrieť na krok zdrojov, kde Pripojil som generátor farieb. Jas svojich LED diód môžete tiež zmeniť zmenou tohto segmentu kódu:

strip.begin (); strip.show (); // Inicializácia všetkých pixelov na 'vypnuté' strip.setBrightness (150);

Úpravou čísla v poslednom riadku môžete zmeniť jas svojich LED diód od 0 do 255. Zistil som, že úprava jasu pásu úplne zmení farbu mojich LED diód, vyskúšajte to!

Akonáhle si zahrajete a overíte a skompilujete svoj kód, musíte vo svojom softvéri Arduino otvoriť kód aktualizácie RTC. Potom musíte tento kód overiť a nahrať do Arduino Nano. Tým sa aktualizuje RTC tak, aby zodpovedal času nastavenému vo vašom prenosnom počítači/počítači. Potom urobíte to, budete môcť znova nahrať kód svojich pásikových hodín NeoPixel do Arduina, čím vytvoríte LED hodiny s presným časom.

Krok 4: Zostavenie rámu hodín

Pre tento návod som vytvoril dokument na laserovej tlači v programe Illustrator, ktorý obsahuje všetkých 5 komponentov/dielov, ktoré budete musieť vytlačiť na výrobu hodinového formulára. Päť komponentov je vonkajší krúžok, zadná podpera, vnútorná podpera, vonkajšia podpera a káblový kryt. Všetky komponenty sa zmestili do jedného súboru ilustrátora, ktorý je 1219,2 x 609,6 mm (pretože to je veľkosť laserového lôžka, ktoré som používal). Ak má váš laserový rezač menšie lôžko alebo ak váš kus preglejky nie je dostatočne veľký, možno budete musieť tlačiť diely samostatne. Každá časť je vytvorená v 255RGB červenom a 0,1 riadku, aby sa zaistilo správne nastavenie pre laserovú rezačku.

Akonáhle si vytlačíte všetky svoje diely, môžete ich teraz dať dohromady. Začnite prsteňom, teraz môžete vonkajšiu podperu vyložiť do kruhu (ako vidíte na obrázkoch) a prepojiť všetky 4 karty. Po kliknutí na položku Na všetkých 4 kartách budete chcieť otestovať svoju vnútornú podporu. Vložte vnútornú podperu tak, aby spočívala na vonkajšej podpore. Budete musieť zaistiť, aby boli všetky otvory pre skrutky zarovnané.

Teraz, keď sú vnútorné a vonkajšie podpery na svojom mieste a pohodlne sedia, môžete začať pracovať s látkovým komponentom hodín. Po získaní kúska mušelínovej látky ho môžete zložiť na polovicu a znova na polovicu, aby malo 4 vrstvy. Na ukrytie Arduina Nano a drôtov bude musieť byť dostatočne hrubý. Potom, čo to urobíte, budete potrebovať:

• Umiestnite prstenec a vonkajšiu podperu (zacvaknuté) nadol tak, aby krúžok ležal naplocho na zemi
• Látku prevlečte cez rám a zatlačte nadol do vnútornej strany prsteňa
• Vložte vnútornú podperu do vonkajšej podpery a tkaniny
• Označte miesto, kde sa otvory pre skrutky stretávajú, x4
• Vystrihnite alebo dierujte malý otvor v tkanine, kde sa otvory pre skrutky stretnú x4
• Umiestnite svoje Chicago skrutky cez vnútornú podperu - tkaninu a vonkajšiu podperu. Zaskrutkovanie a zaistenie všetkého na svojom mieste
• Uistite sa, že látku roztiahnete, aby vytvorila bezšvovú otvorenú tvár (závisí to od toho, aký vzhľad chcete vytvoriť).
• Prilepte pásik LED pozdĺž vnútornej podpery čo najbližšie k tkanine
• Prilepte pásku Arduino Nano, RTC a vodiče k zadnej podpere
• Pripojte kábel USB k Arduinu a prevlečte otvorom v zadnej podpere (na pripojenie k zásuvke v stene)
• Orežte a zložte látku do stredu hodín
• Pripojte zadnú podperu k štyrom úchytkám a zaistite, aby kábel USB prechádzal po zadnom diely v dodanej časti
• Zapojte do zásuvky v stene

*V celom tomto procese budete musieť použiť pásku, čo vám pomôže zaistiť všetko krok za krokom.*V prípade potreby som tiež použil horúce lepidlo na zaistenie podpery k prstencu, kde sa z tlaku natiahnutého vydúva tkanina a drevo*Ak ste mali problémy s prerezaním preglejky, pozrite sa na riešenie problémov*Všimnite si toho, že posledné dva obrázky dizajnu sú vytlačené z lepenky, ale dúfajme, že to robí predstavu o forme jasnejšou.

Krok 5: Odstraňovanie problémov

Vzhľadom na to, že sa štruktúra preglejky často deformuje, existuje niekoľko užitočných tipov, ktoré môžete použiť, ak vaša laserová rezačka neprerezáva celú konštrukciu. Vážil som svoju preglejku dlhými oceľovými pravítkami, prilepil som ich k vrstve a preglejku k stroju. Pri tlači som tiež nalial a potrel malým množstvom vody vrstvu, čím sa predišlo drsnému popáleniu laserom. Tento krok je obzvlášť užitočný, ak musíte súbor ilustrátora znova vytlačiť potom, čo už bol vytlačený (aby sa celý prerezal).

Nemohol som prísť na to, ako mať všetky tri LED diódy veľa na hodinu, aby prešli z 12-1. To by bol skvelý prvok na implementáciu do kódu

Rozmery dokumentu rezaného laserom nie sú dokonalé, aby bol bezproblémový konečný produkt, je potrebné ich upraviť.

Krok 6: Zdroje a poďakovania

Ovládač - Stiahnite si tento ovládač, ak používate počítač Mac, aby bol klon Arduino Nano kompatibilný s vašim zariadením.

Knižnice -

• Neopixelová knižnica Adafruit DMA
• DS1307RTC

Pôvodný návod - z čoho som pri návrhu vychádzal - konkrétne z kódu pre mikrokontrolér a RTC.

Color Picker - Tu vyberte svoje hexadecimálne farby

Living Hinge - Kde som našiel vzor, ktorý som použil na vytvorenie svojich vnútorných a vonkajších podpier. Zmenil som formu týchto na dlhé obdĺžniky a pridal som do nich záložky a otvory pre skrutky.

Fab Lab WGTN - Počas tohto projektu som pracoval vo Wellington Fab Lab, aby som vytvoril svoj dizajn. Pracoval som s personálom (Wendy, Harry) prostredníctvom akýchkoľvek úprav, pri ktorých som si nebol istý.

Otvorený dizajn a digitálna výroba, Massey University

POZNÁMKA: Vzhľadom na prispôsobenie vzorkovníka Living Hinge vlastnému dizajnu sa riadim ich licenciou CC pre svoj vlastný dizajn.

Dúfam, že sa vám podarilo nájsť všetko, čo bolo v mojom návode k dispozícii, aby ste si mohli vyrobiť vlastné LED hodiny NeoPixel. Ak potrebujete ďalšie informácie, dajte mi vedieť