Neopixel -LED -sydän: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Neopikselit ovat väriä vaihtavia, yksilöllisesti osoitettavia (ohjelmoitavia) LED-valoja. Niitä on saatavana eri muodoissa Adafruit.com-sivustolta, mutta pidän erityisesti 8 mm: n "reiän läpi" perinteisestä LED-tyylistä. Ne ovat kirkkaita ja kauniita, ja voit tehdä omia mukautettuja malleja tässä esitetyn sydämen muotoisen esimerkin mukaisesti. Arduino -ohjelmistoa käytetään tyypillisesti LEDien ohjaamiseen.

Katso YouTube -videoni Neopixel LED Heartista valoshow -toiminnassa. Toinen hauska tapa nähdä sydän on osoittaa se ikkunaan, kuten liukulasiovi, nähdäksesi kaksisydämisen kuvan heijastuksen (kuten kuvassa).

Vaihe 1: Tärkeimmät tarvikkeet

1. Adafruit 8 mm: n Neopixel-LEDit (26 tarvitaan)

2. Cricut 12x12-tuumainen StandardGrip-liimamateriaali (Walmart)

3. Sparkfun LilyTiny ATTINY85 Logic Chip (ja ohjelmointitarvikkeet)

4. USB -virtajohto (Walmart)

5. Gessnerin pieni muovikulho pohjaan (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (tai muu pieni proto board)

7. Gorilla -liimakiinnitysteipin kirkkaat neliöt

8. 480 ohmin vastus

+ Dremel- ja pora- ja leikkuuterät

+ Juotosvälineet

+ Arduino -ohjelmoinnin perusteet

+ Adafruit Neopixel -kirjasto (esim. STRANDTEST)

Huomaa: Niille, joilla ei ole Arduinon ohjelmointikokemusta, LilyTiny -logiikkapiiri voidaan teoriassa toimittaa jo ohjelmoituna sydämeen, jos tarvetta on. Käytän yksinkertaisesti Adafruutin vakiomallista STRANDTEST -sovellusta muutamalla muutoksella.

(Yllä olevat Neopixel LED -valokuvat kopioitu Adafruit.com -sivustolta)

Vaihe 2: Sydämen piirilevyn suunnittelu

Ensinnäkin, katso ensimmäinen kuva lopullisesta kokoonpanosta. Tärkeintä on huomioida, että sydämen alaosassa on noin 1/2 tuuman leveä kieleke, joka asetetaan pohjaan.

Käytin MicroSoft PowerPointia tulostettavan Heart -mallin kehittämiseen (yllä). Mukana on myös leikkausopasversio. Aloitin verkosta löytämäni 26-lohkoisen kampasimpukan muotoilun kanssa ja muutin muotoa hieman paremman ulkonäön saavuttamiseksi 8 mm: n LED-valojen avulla. Huomaa, että jokaisessa pyöreässä LED -valossa on neljä pienempää reikää, jotka porataan myöhemmin.

Sydänkaavio tulostetaan sitten valokuvapaperille, joka kiinnitetään seuraavaksi Cricut -liimalevylle kuvan mukaisesti. Sydämen muoto leikataan varovasti saksilla. Xacto -veitsellä aloitettiin sydämen keskellä oleva reikä, kunnes sakset olivat käytettävissä.

Cricut -levyn takaosaan laitan sitten kerroksen sinisen maalarinteipin, joka estää muovimaton sulamisen myöhempien juotosvaiheiden aikana. Tuloksena on Heart -voileipä, joka on valmistettu Cricut -matosta valokuvapaperin ja sinisen maalarinteipin välissä.

Käyttämällä Dremeliä, jossa on erittäin ohut 1/32-tuumainen poranterä, porataan neljä pientä reikää kullekin LEDille, joka asetetaan sydämeen.

Vaihe 3: Aseta LEDit ja juota ylös

Kytkentäkaavio on esitetty. LEDit työnnetään sarjaan porattuihin reikiin, jolloin tiedonsiirtojohto kustakin LEDistä taipuu eteenpäin kohti seuraavan datatulon nastaa, ja datatulon tappi on taivutettu taaksepäin koskettamaan Piror -LEDin Data Out -tappia. Kunkin LEDin pitkä negatiivinen johto on taivutettu oikealle liittyäkseen negatiiviseen virtakiskoon (joka lisätään myöhemmin), kun taas Postive -LED -johdot on taivutettu vasemmalle koskettamaan positiivista kiskoa.

Normaalisti testaan jokaisen LED-valon esipainikkeella. Ne syttyvät vaaleansinisiksi, jos ne toimivat kuin yksinkertainen "heitto".

Kun 26 LED -valoa on asennettu, tarkista työsi. Kaikkien LED -valojen litteän puolen tulee osoittaa samaan suuntaan (paitsi kulmat voivat olla hieman hankalia). Jokaisessa LED -valossa tulee olla toinen pylväs vasemmalle, kolmas johdin oikealle. Tarkista, että kaikki johdot ovat riittävän kaukana toisistaan (ei oikosulkuja).

Seuraava vaihe on juottaa kaikki liitännät. Käytin 24 -kokoista kuparijohtoa negatiivisen ja positiivisen virtakiskon muodostamiseen kunkin LEDin liittämiseksi. Lisäyskielekkeen sydämen pohjassa rakenteellisen jäykkyyden vuoksi juotan kahteen otsatappiin - yksi positiiviseen ja negatiiviseen kiskoon. Kuvan mukaisesti kaksi otsatappia on sijoitettu 4 proto-kortin reiän väliin (0,4 tuumaa kuvassa).

Vaihe 4: Sydämen toiminnan testaaminen Arduinolla

Normaalisti ensimmäinen askeleeni kytkennän jälkeen on testata kokoonpanon toimintaa tavallisella Arduinolla. Kuten näette, suunniteltu sydän seisoo nyt pystyssä pienessä leipälaudassa. Normaalisti muokkaan aina STRANDTEST -sovellusta, joten tämä tarjoaa mahdollisuuden testata juotostehtävää sekä uutta ehdotettua väriohjelmaa. LilyTiny-levyt on hieman haastava ohjelmoida uudelleen, joten se auttaa todistamaan kaiken Arduinon vakiokokoonpanossa ennen ohjelmiston lataamista LilyTiny-levylle.

Vaihe 5: Pohjan valmistelu

Viimeisessä projektissa Heart -kokoonpano seisoo pystyssä käyttämällä pohjana Walmart -muovikulhoa.

Poraa Dremelillä ensin 1/8 tuuman reikä muovikulhon keskelle. Vaihda sitten 1/8 tuuman leikkuuterään uran valmistamiseksi. Lisäksi kulhon sivulle tarvitaan 1/8 tuuman reikä (hieman laajennettu), jotta se kulkee USB-virtajohdon läpi.

Yritä sitten asentaa Heart -kokoonpano pyöreään Radio Shack -protokorttiin (tai korvaavaan proto -korttiin).

Kiinnitä seuraavaksi Gorilla -liimatyynyt (leikattu saksilla) proto -levyn ulkoreunoille ja aseta proto -levy varovasti muovikulhon aukon alle siten, että proto -levyn reiät ovat linjassa kulhon aukon kanssa siten, että sydän voidaan asetettu ylhäältä. Liimatyynyt pitävät protolevyn tiukasti kulhoon. Proto -levyn kuparipuolen tulee olla alaspäin kuvan osoittamalla tavalla (kulhon avointa päätä kohti).

Aseta sydän ylhäältä pohjaan. Sydämen kolmen johtimen (Pos, Data, Neg) pitäisi näkyä alapuolelta, joka painaa proto -levyn reikiä. Tarkista muodon tasaisuus ja juota sitten kolme johtoa paikalleen. Tämä lukitsee sydämen lopulliseen asentoon.

Vaihe 6: Lopullinen johdotus

Virran kytkentäkaavio on esitetty.

Yksinkertainen USB -johto ostettiin Walmartista ja leikattiin lankaleikkureilla punaisen (pos) ja mustan (neg) johdon saamiseksi. Nämä on juotettu LilyTiny pos- ja neg -liittimiin. LilyTiny -liittimiin on myös juotettu punaisia (pos) ja mustia (neg) johtoja, jotka kytkeytyvät ja on juotettu sydämen johtimiin (protolevyn läpi).

LilyTiny-dataportin nro 2 Data In (keltainen) on 480 ohmin vastus, joka yhdistää ja juotetaan Data In -johtoon sydämeen.

LilyTiny on esiohjelmoitu sydämen valoesitystä varten. Huomaa, että LilyTiny on kytketty niin, että siihen pääsee käsiksi ja se voidaan ohjelmoida uudelleen paikan päällä, jos ohjelmistokorjausta tai valonäytön parantamista halutaan. Oma henkilökohtainen käytäntöni on ohjelmoida LilyTiny -lähtöasento nro 2 neopikselien datasignaalille.

LilyTiny on suosikkisuorittimeni pienikokoisiin projekteihin, mutta monet muut CPU-ohjauslevyt ovat mahdollisia, kuten Adafruit Gemma ja erilaisia markkinoilla olevia mini-Arduino-kortteja. Aloitin yksinkertaisesti useita vuosia sitten LilyTiny-levyn kanssa ja se on nykyinen tavoitteeni. LilyTiny on pohjimmiltaan ATTINY-85-siru pienellä proto-kortilla.

Voit tietysti käyttää akkuja vuorotellen virtalähteenä. Käytän yleensä LiPo -akkuja Adafruit.com -sivustolta. Siinä tapauksessa käytän yleensä ON/OFF -kytkintä jalustan päällä. Kytkimenä käytän yleensä SparkFun.comin LilyPad -liukukytkintä.

(LilyTiny -kuva yllä SparkFun.comista)

Vaihe 7: Viimeistely

Piirilevyn takapuoli on päällystetty kaksinkertaisella vaahtoteipillä ja leikattu saksilla ja Xacto-veitsellä sydämen muotoon. Normaalisti tämä voi olla riittävän hyvä joillekin muodoille, mutta sydämelle kiinnitin ulkopuolelle vaaleanpunaista valokuvapaperia ulkonäön helpottamiseksi (koska on vaikea tehdä hyvää työtä vaahtoteipillä tällaisella kaarevalla muodolla).

Vaihe 8: Kuvien ottaminen toiminnasta

Neopixel -LEDit ovat uskomattoman värikkäitä ja kirkkaita. Kuten jotkut teistä tietävät, näiden LED -valojen haasteena on kuvien avulla kaapata silmäsi todellinen kauneus. Olen tehnyt parhaani tämän Instructable -ohjelman hyväksi.

Huomaa, että kamera näkee asioita, joita silmäsi eivät näe, ja päinvastoin. YouTube -videossa näet joitain näennäisiä värähtelyjä/välkkymistä, joita silmäsi ei todellakaan näe. Myös nopean suljinajan pysäytystoiminta Theater Chase -jakson aikana kaappaa yksittäiset LED-valot päälle ja pois päältä, kun taas silmäsi näkevät vain liikkuvia pisteitä. Jotkut värit ovat hieman erilaisia kameran kanssa, mikä näyttää kirkkaan keltaiselta silmille, on videossa hieman vihertävän keltainen.

Kuten aiemmin mainittiin, löysimme myös kaksoisheijastusten kauneuden ikkunoista, jos sydän osoittaa esimerkiksi liukulasiovelle.

Vaihe 9: Sydänhankkeen opetukset

Olen useiden vuosien ajan miettinyt, miten voisin parhaiten tehdä sydämen muodon ympyröistä. Jos tiedät Instructabeleni, se tarkoittaa yleensä sitä, että ihmettelen, kuinka monta piirakkaa minun on ostettava hyvännäköisen näytön aikaansaamiseksi. Näyttää siltä, että vastaus tulee ompeluyhteisöltä, että perus -kampasydämessä on 26 lohkoa (ympyrää).

Mutta tässä projektissa on paljon enemmän potentiaalia kuin vain Hearts, koska monet muut muodot ovat mahdollisia. Kun muoto on numero, kutsun sitä "elektroniseksi syntymäpäiväkynttiläksi", joka on toteutettava täysimääräisesti tulevassa Instructable -ohjelmassa. Perheemme on jo käyttänyt ikärajaa 7 edellä tähän tarkoitukseen. Riittää, kun todetaan, että koko projekti edellyttää olennaisesti ympyräpohjaista kirjasinjärjestelmää, joka perustuu 8 mm: n LED-ympyröihin. Meillä on seuraavaksi 10 -vuotissyntymäpäivä, mikä pakottaa kysymään, miten parhaiten käsitellä kaksinkertaisia numeroita.

Muotojen lisäksi tässä käyttöohjeessa esitetään menetelmä 8 mm: n LEDien järjestämiseksi räätälöityyn nauhaan, jonka takana on kaksipuolinen teippi. Tuloksena oleva LED -nauha voidaan kiinnittää seinään tai sanoa kehyksen sisäpuolelle ääretön peiliprojekti, joka on seuraava suunniteltu sovellukseni. Tämä tekniikka voisi mahdollisesti auttaa laajentamaan reikien läpi kulkevien Neopixel-LED-valojen käyttöä, sillä niiden käyttö on tällä hetkellä hieman hankalaa, koska neljän nastan välinen etäisyys ei aina sovi hyvin tavallisiin 0,1 tuuman sävelleipälevy- ja proto-levyihin.

Mielestäni projekti korostaa myös näiden 8 mm: n Neoplixel-LEDien kauneutta, jonka toivon pysyvän saatavilla markkinoilla.

Jos olet uusi Arduino -ohjelmoinnissa, LilyTiny -logiikkapiirin yksinkertaisuus Heart power -johdotuskaaviossa näyttää ehkä selvemmin perusidean Arduinon "kehitysympäristön" käyttämisestä. SparkFun.comin LilTiny- ja LilyTwinkle-logiikkapiirit ovat itse esiohjelmoituja, joten jos haluat käyttää esiladattua logiikkaa, ohjelmointia ei tarvita. Tässä projektissa minun piti poistaa esiladattu ohjelmisto ja lisätä oma ohjelmistoni. Se ei tietenkään vaadi liikaa koodauskokemusta, koska käytät yleensä sovellusta, jonka joku muu on jo kehittänyt sinulle. Kun saat idean, ei ole liian vaikeaa siirtyä seuraavaan vaiheeseen.