Tetraedrinen LED -hattu (Deichkind -tyyli) V1: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tunnetko saksalaisen musiikkibändin Deichkindin? Olen heidän suuri fani ja olen käynyt useissa konserteissa. Osana näyttämöään tämä bändi käyttää tetraedrisiä hattuja, täynnä LED -valoja. Jo ensimmäisellä konsertilla yli 10 vuotta sitten tiesin, että tarvitsen tällaisen hatun! Valitettavasti minulla ei ollut tarvittavaa tietoa sellaisen tekemiseksi. Mutta noin puoli vuotta sitten löysin Arduinosin, ja niin se alkoi…

Hattu on valmistettu mustasta, läpinäkymättömästä ja läpinäkyvästä pleksistä. Etsin hyödyllisiä kuvia kypäristä verkosta ja yritin tehdä siitä mahdollisimman lähellä alkuperäistä.

Valitettavasti tein vähemmän kuvia hattua rakentaessani. Joten tämä ohje sisältää enemmän piirroksia:)

Virtalähteenä käytin 10 000 mAh: n varavirtalähdettä. LEDit ovat WS2812b saadakseen kaikki kuviteltavissa olevat värit. Sitä ohjaa Arduino Nano HC06 -moduulilla ja Android -sovelluksella. Sovelluksen kautta voi toistaa erilaisia ohjelmia. Kaikki on mahdollista täällä. Annan arduino -koodini sekä Android -apk: n seuraavien viikkojen aikana. Mutta se on edelleen kommentoimaton ja osittain kaoottinen, koska osa siitä yksinkertaisesti kopioitiin verkosta. Heti kun se on kohtuullisessa tilassa, lähetän sen tänne ilmaista hävitystä varten.

Tarvikkeet

Laitteisto: Linkit ohjaavat käyttämiäni sivustoja/tuotteita, älä ihmettele: suurin osa sivustoista on saksalaisia :) Sinun ei tarvitse ottaa täsmälleen tuotteita linkitetyiltä sivustoilta. Tämä on vain apuna tarvittavan tuotteen näyttämisessä.

• Musta, läpinäkymätön pleksilasi (3x tasasivuisia kolmioita, reunan pituus 42 cm, paksuus 2 mm)
• Läpinäkyvä pleksi (2x tasasivuinen kolmio, reunan pituus 42 cm, paksuus 0,5-1 mm) tai vahva läpinäkyvä kalvo
• WS2812B LED -raita IP30 (ei vedenpitävä), 30LED / metri, yhteensä 156 LEDiä
• Arduino Nano
• HC06 Bluetooth -moduuli
• Powerbank, kaksi USB -lähtöä suositellaan (mitä pienemmät mitat, sitä parempi)
• Kondensaattori 500-1000mF
• Vastus 330 ohmia
• USB-johto USB-A-mini-USB (virtaa Arduino Nano)
• USB-johto USB-A mihin tahansa (katkaistaan, virtalähteet)
• Liitäntäjohdot
• Vahva liima muoville
• Vaahtoa, jotta se olisi mukavampi käyttää.

Tarvitset myös joitain perustyökaluja, teippiä, liimaa muoville, leikkuuterän, sakset ja juotosraudan.

Plexiglass -osat on jyrsitty. Jos sinulla ei ole pääsyä jyrsinkoneeseen, harkitse pleksilasiliikkeiden palvelun käyttöä. He jauhavat materiaalin haluamassasi muodossa ja toimittavat sen kotiovellesi. Kokemukseni mukaan nämä palvelut ovat kuitenkin paljon kalliimpia kuin jos ostat suorakulmion ja leikkaat sen itse. Piirustukseni avulla voit tilata levyt valmiiksi.

Vaihtoehtoisesti voit yrittää porata reiät yksinkertaisella käsiporakoneella.

Vaihe 1: Plexiglasin muotoilu

Kypärä koostuu kolmesta mustasta pleksilasikolmiosta, joista kahdessa on oltava reikiä ja LED -valojen aukot. Ostin sille pleksilasilevyn, jonka mitat olivat 850x370x2mm. Leikkasin sen leikkuriveitsellä kolmeen tasasivuiseen kolmioon.

Jokainen musta kolmio työskentelin jyrsinkoneella. Siksi kiinnitin kolmion kaksipuolisella teipillä konepöydälle. Kaikkien kolmen kolmion reunat hiottiin puhtaan reunan saamiseksi. Kaksi kolmiota jyrsin LED -reikien reiät (raot, koska LED on neliö, jossa on 5x5 mm) 5 mm: n jyrsimellä ja pyöreät taskut läpinäkyviksi. Koska levyt on kiinnitetty konepöytään vain teipillä, sinun on oltava varovainen, ettet jyrsisi pöytää. Työskentele alaspäin kerros kerrokselta.

Jos sinulla ei ole jyrsintäkonetta, voit vaihtoehtoisesti kokeilla porauskonetta käsin. Mutta ole erittäin tarkka LED -reikien sijainnin suhteen, koska nauhan LEDien etäisyys on täsmälleen 3,33 cm. Ehkä käyttäisin poranterää, joka on 0,5 mm paksumpi kuin nauhasi lävistäjä.

Jos olet tilannut levyt valmiiksi leikattuina, onnittelut:) Sitten tämä vaihe on mitätön. Raha yksinkertaistaa paljon;)

Vaihe 2: Asenna LED-raidat ja juotos

Järjestin LEDit peräkkäin alhaalta ylös S-kuvioon alkaen hatun etukärjestä. Tätä varten leikkasin 24 nauhaa:

• 2x 12 LEDiä
• 2x 11 LEDiä
• 2x 10 LEDiä
• …
• 2x 1 LED

Voit leikata LED -nauhat yksittäisiksi paloiksi tuhoamatta niitä. Käytä saksia leikkaamiseen osoitetuissa paikoissa. Muista leikata niin, että koko juotoslevy paljastuu molemmista osista (koska ne ovat aluksi jo niin pieniä).

Kun olet jyrsinyt levyt, nauhan LED -valojen pitäisi nyt mahtua siististi mukana oleviin reikiin ja tarttua niihin hieman. Nauhojen alimmalla rivillä 12 LEDiä, sen yläpuolella 11 jne. Jos olet porannut reiät käsin, näet nyt kuinka olet työskennellyt. Sinun on ehkä tehtävä joitain korjauksia. Jotta LEDit pysyisivät levyssä ja paikallaan, teippaisin ne teipillä. Juuri niin, etteivät ne putoa. (Älä huoli, ne liimataan myöhemmin.)

Tee tämä niin, että molemmat kolmiot ovat täynnä reikiä.

Nyt juotososa:

LED -nauhojen leikkauksissa on 3 kosketinta, joissa sinun on juotettava ne uudelleen yhteen. GND, 5V+ (tai Vcc tai vastaava versiosta riippuen) ja Din/Dout. Nyt liitä raidat S-kuvioon; GND GND: llä, 5V+ 5V+: lla ja Dout Din: llä kuvan mukaisesti. Huomio: Data out (Dout) on liitettävä Data in (Din) -tilaan!

Tämä vie aikansa, koska kontaktit olivat melko pieniä ja sinulla on 132 juotosliitosta:) Hauskaa!

Kun olet valmis - tarkista ne! Et halua juottaa niitä uudelleen, kun ne rikkoutuivat ja kypäräsi on jo valmis. Luota minuun.

Vaihe 3: Kokoa tetraedrinen

Nyt tarvitsemme kaksi kolmiota, joissa on asennetut LEDit, ja kaksi läpinäkyvää kolmiota. Läpinäkyville kolmioille voit käyttää toista pleksilasilevyä tai paksua kalvoa. Käytin kalvoa, koska se on kevyempi kuin pleksilasi.

Ota aluskerros (pahvilaatikko), aseta LED-kolmiot sen päälle LED-valojen kanssa maahan ja aseta siihen nestemäistä liimaa. Kiinnitä huomiota siihen, että se on säännöllisellä etäisyydellä. Aseta sen päälle läpinäkyvät kolmiot ja liimaa ne yhteen. Varmista, ettei levyjen välissä ole kuplia. Jos nestemäinen liima virtaa LEDiin - täydellinen! Koska silloin LED on liimattu ja kiinnitetty eikä putoa.

Vinkki: kaikki liimat eivät sovi kaikenlaisten muovien kanssa. Tee näyteliima folion / pleksilasin roskakappaleilla.

Liimasta riippuen kuivuminen kestää jonkin aikaa. Minun tapauksessani peitin liimatut kolmiot laatikolla, punnitsin sen ja annoin kuivua yhden yön.

Jälkeenpäin sinulla on yksi tasomusta kolmio ilman LED -valoja tai läpinäkyvää kantta ja kaksi mustaa kolmioa, joissa on reikiä ja LED -valoja, peitetty läpinäkyvällä tasolla. Nyt tarvitset maalarinteippiä ja vahvaa muoviliimaa. Laita kolme kolmiota yhteen tetraedriseksi. Kiinnitä huomiota juotosjohtoihin, taivuta niitä hieman ylöspäin. Käytä jokaista kolmioa paikallaan maalarinteipillä! Kun teipattu tetraedrinen on valmis, lisää muoviliimaa reunoille, niin hyvin kuin mahdollista sisälle. Anna kuivua.

Vinkki: Jos haluat tehdä siitä vakaamman, ota läpinäkyvä pakkausteippi ja teippaa liimatut reunat sillä. Nauha on lähes näkymätön, jos työskentelit tarkasti.

Sitten sinulla on Tetrahedral-LED-hattu. On aika sytyttää se!

Vaihe 4: Mikrokontrollerin osa

Valojen ohjaamiseen otin Arduino Nanon ja kommunikointiin Android -sovelluksen kanssa päätin käyttää Bluetooth -moduulia HC06. Järjestelmään voidaan syöttää virtaa kahdella tavalla, katso liitteenä olevat kuvat.

Virta -vaihtoehto A (suositus): Tätä vaihtoehtoa varten tarvitset virtapankin, jossa on kaksi USB -lähtöä, jotka voivat toimia samanaikaisesti. Käynnistä arduino käyttämällä USB-A-mini-USB-johtoa. LEDit saavat virtaa toisella USB -johdolla. Ota USB -johto, jota et enää tarvitse, ja katkaise se. Kuori se pois päältä, näet neljä johtoa: Hieman vahvempi musta ja punainen ja kaksi hieman ohuempaa väristä (enimmäkseen vihreää ja valkoista) johtoa. Tarvitsemme mustan ja punaisen, nämä ovat jauhettuja ja V+. Kytke punainen V+ LED -nauhan 5 V+: han hatun etupäässä (molemmissa kolmioissa). Kytke musta maa hatun etupäässä olevan LED -nauhan GND: hen (molemmissa kolmioissa) JA liitä se Arduinon GND: hen.

Tätä vaihtoehtoa suositellaan, koska se mahdollistaa Arduinon ohjaamisen ja valot erillisillä virtalähteillä. Näin ei ole vaihtoehdon B kohdalla, mikä voi aiheuttaa Arduinon nollautumisen, kun kaikki LEDit kytketään päälle ja jännite laskee.

Virtavaihtoehto B (ei suositella):

Tämän pitäisi olla vain sinun valintasi, jos et halua käyttää Powerbankia, jossa on kaksi ulostuloa, koska sinulla on edelleen Powerbank, mutta sillä on vain yksi ulostulo ja olet sääliväinen ostaessasi uuden, jossa on kaksi lähtöä;) Jatka kuvatulla tavalla vaihtoehdossa A, mutta liitä punainen johto USB -johdosta paitsi LED -raidalla, myös Arduinon Vin -nastalla. nollata. Se ei vahingoitu, mutta se ei ole paras käyttäytyminen kohteillesi.

Tiedot:

Arduino -musst lähettää LED -valolle, miten niiden pitäisi käyttäytyä, lähettää joitain tietoja hatun etupäässä olevan LED -nauhan ensimmäiseen Din -tappiin. On tärkeää käyttää Arduino Nanon PWM -tappia. Arduino Nanon PWM -nastat ovat nasta nro. 3, 5, 6, 9, 10, 11. Liitteenä olevasta kuvasta näet, että käytin tappia nro. 6 tiedonsiirtoa varten.

Kaapelin etupäähän menee yhteensä kolme johtoa: GND ja V+ LEDeille, ja kolmas on Arduinon lähettämä data. Voit asentaa kolme erillistä johtoa tai tehdä sen kuten minä ja käyttää loput katkaistu USB -johto. Se sisältää jo neljä johtoa (yksi niistä voidaan jättää huomiotta).

Juotin kaikki komponentit yhteen sen sijaan, että käyttäisin tukkeutuneita hyppyjohtoja, koska juotos on vakaampi.

Jos sinulla on 3D-tulostin, voit tulostaa komponentteillesi pienen kotelon, jonka voit liimata hattuun. Käytin pientä laatikkoa, joka minulla oli jo kotona ja jolla oli hyvät mitat sähkökomponenteille. Jos sinulla ei ole laatikkoa tai tulostinta… käytä vain Gaffatapea:) Ei vitsi! Kiedo vain tarpeeksi Gaffaa sähkökomponenttien ympärille ja teippaa se hatun sisään takakolmioon.

Koodaus:

Kuten jo mainittiin, annan arduinon lähdekoodin muutaman viikon kuluessa. Tällä hetkellä on kaoottista näyttää se jollekin:) Voit nyt alkaa koodata sovellustasi ja Arduino -koodiasi sovellusten kommunikointiin ja valonäytöksiin.

Android -sovelluksessa käytin online -MIT appinventor 2. Ollakseni rehellinen, en pidä ohjelmoinnista rakennuspalikoilla, mutta pienelle sovellukselle, kuten tämä, tämä oli nopein tapa.

Arduino -koodille ehdotan FastLED.h -kirjastoa. Siinä on paljon hyödyllisiä toimintoja, verkossa on paljon esimerkkejä ja sen dokumentaatio on loistava.

Tärkeää: Kun olet valinnut vaihtoehdon B, jota ei suositella käynnistettäväksi, sinun on aina irrotettava virta Powerbankista, kun liität Arduinon tietokoneeseen kirjoittaaksesi siihen tietoja.

On erittäin tärkeää ÄLÄ kytke USB -kaapelia asetukseen B samanaikaisesti powerbankin kanssa, koska Arduino -korttisi on jo kytketty virtalähteeseen!

Vaihe 5: Lopullinen kokoonpano

Powerbank:

Itse ostin powerbankin yksinomaan tätä hattua varten. Siksi liimasin sen kypärään supermuoviliimalla. Jos et halua, että powerbank on hatussa koko loppuelämäsi, voit teipata sen hatun takana olevaan gafateipiin. Suosittelen kärkeä, koska pääsi ei tartu niin pitkälle ja se on poissa tieltä. Huomaa, että kaikki lähdöt ja tulot ovat edelleen tavoitettavissa!

Arduino:

Jos olet jo koonnut sen pieneen laatikkoon kuten minä, liimaa tai teippaa se hatun takaosaan. Ei aivan keskellä, koska pään pitäisi olla myöhemmin. Jos sinulla ei ole laatikkoa, teippaa se jonnekin reunan lähelle.

Johdot:

Johtojen kiinnittämiseen paikalleen käytin vain mustaa Gaffatapea. Mielestäni helpoin tapa.

Vaahtomuovipehmuste:

Jotta pukeutuminen olisi mukavampaa, päätin lisätä vaahtoa LED -kolmioihin. Otin saksilla leikata reikiä vaahtoon ja saada sen muotoon. Myöhemmin se kiinnitetään vain kaksipuolisella teipillä (myös leikattu muotoon).

(Valkoinen teippi takana:)

Kun käytin hattua ensimmäistä kertaa, huomasin, että hatun takaosa oli liukas ja pito ei ollut kovin hyvä. En myöskään halunnut laittaa vaahtoa sinne, koska silloin ruori olisi liian pieni valtavalle pääni;) Joten päätin laittaa karkean maalarinteipin hatun taakse. Se toimii täydellisesti!

Vaihe 6: VALMIS

Yhdistä hattu Android -sovellukseen ja

pidä hauskaa seuraavissa juhlissa

Vaihe 7: Mahdolliset laajennukset (ei vielä toteutettu)

Nimesin sen V1: ksi, koska minulla on muutama idea, mitä tehdä tällä hatulla versiolle nro. 2.

Seuraava asia, jonka haluan, on saada hattu kuulostamaan herkältä, mikä olisi valtava parannus. Haluan kokeilla kahta mahdollista tapaa:

• MAX9814 -mikrofonivahvistinmoduuli, jossa automaattinen vahvistus
• MAX9814: n lisäksi haluan kokeilla MSGEQ7 -taajuuskorjainta… hyvin hattujen LED -valojen muuttamiseksi äänentasaajaksi:)

Tällainen ääniherkkä hattu ei ole vain järkevä, koska se olisi vieläkin tehokkaampi juhlissa, mutta se olisi myös yksinkertaisesti kaikkien huippu!:)

Lisäksi olisi tärkeää ja että Arduino -koodi ja android -sovellus koodattaisiin vakaammaksi, minulla on edelleen ongelmia joidenkin valo -ohjelmien kanssa. En ole koskaan oppinut koodausta ja opettanut sitä itse. Ja tulos näyttää täsmälleen tältä ^^

Jos sinulla on ideoita hatun parantamiseksi (oma ääni tai jopa kahvinkeitin (kahvi ei ole koskaan väärä idea)), kirjoita se kommentteihin ja keskustellaan. Odotan ideoitasi ja ehdotuksiasi.

Toinen palkinto Silly Hats Speed Challengessa