Stolik kawowy do animacji: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Istnieje wiele bardzo dobrych instrukcji tworzenia interaktywnych stolików kawowych z matrycami LED, a od niektórych czerpałem inspirację i wskazówki. Ten jest prosty, tani, a przede wszystkim ma pobudzać kreatywność: za pomocą zaledwie dwóch przycisków można na nim tworzyć animacje!

Mieliśmy stół IKEA LACK z wgnieceniem, kupiliśmy nowy, pozostawiając stary do ponownego wykorzystania w projekcie. Blat ma wymiary 55x55x5cm i jest pusty, z tylko cienką deską na górze i na dole, którą łatwo przeciąć nożem do kartonów. Boki są mocniejsze, wykonane z płyty pilśniowej o grubości ~1cm. Wypełniona jest tekturą o strukturze plastra miodu, którą łatwo usunąć.

W lokalnym sklepie z artykułami żelaznymi znajduje się pleksi 50x50cm w różnych grubościach, kolorach i przezroczystości. Biała kryjąca 4mm jest wystarczająco przezroczysta, a cena rozsądna (4.50EUR - nadal największy koszt projektu!).

Zamiast indywidualnie adresowanych diod LED używam łatwo dostępnego układu MAX7219. Maksymalny prąd wyjściowy zgodnie z arkuszem danych wynosi łącznie 320mA, a więc 5mA na diodę LED. Trochę poniżej nominalnego 20mA dla białych diod 5mm, ale wystarczająco jasne do tego celu.

Używając tylko 2 przycisków użytkownik może tworzyć lub modyfikować animacje. Arduino posiada 1kB pamięci EPROM, dzięki czemu zmieści się 128 obrazów 8x8 bitów. Wystarczająco dużo miejsca do przechowywania 15 animacji po 1-15 klatek każda.

Krok 1: Wymagane materiały

Stół Ikea Brak

Pleksi nieprzezroczysta 50x50cm, grubość 4mm

~0,5 metra kwadratowego kartonu. Najlepsza jest wytrzymała 3-warstwowa płyta używana do pakowania mebli.

Biała farba

Arduino Nano bez nagłówków pinowych

Złącze męskie USB-A

Mały power bank USB

MAX7219 IC

24-pinowe gniazdo IC (lub 3 8-pinowe gniazda)

Potencjometr trymera 20kOhm

64 białe diody LED 5mm. Idealnie rozprowadzany, ale klarowny też jest w porządku.

~10m drutu emaliowanego (lub innego drutu izolacyjnego)

2 przyciski chwilowe, montaż na panelu 16mm

1 duży kondensator elektrolityczny (~1000mF)

1 kondensator ceramiczny (~1mF)

2 kondensatory ceramiczne (~0.1mF)

1 prostokątny włącznik/wyłącznik (10x15mm rocker łodzi)

Płytka prototypowa 5x7cm

4 elementy narożne ograniczające ruch panelu LED

2 40-stykowe jednorzędowe nagłówki: 1 męska i jedna żeńska

2m skręconego przewodu przyłączeniowego

3 pary złącze JST męskie-żeńskie z przewodami 10 cm

4 małe wkręty do drewna

Krok 2: Zbuduj panel LED

Na tekturze narysuj siatkę 8x8 kwadratów o wymiarach 5x5 cm. Narysuj również przekątne, aby łatwo było znaleźć środek. Wytnij, ale zostaw dodatkowy odstęp 1 cm wokół krawędzi. Mój karton nie był wystarczająco duży, więc zbudowałem go z dwóch połówek i połączyłem je taśmą celowniczą

Przebij otwory pośrodku każdego kwadratu i przełóż przez nie 5 mm diodę LED. Zegnij kołki LED pod kątem 90 stopni między katodami a anodami. Połącz ze sobą wszystkie katody rzędu i wszystkie anody kolumny. Użyłem drutu emaliowanego i po prostu wypaliłem powłokę lutownicą.

Wytnij 16-stykowy kawałek z żeńskiego nagłówka i przyklej go do środka jednego z boków. Przylutuj wszystkie 16 przewodów do pinów: anody z jednej strony, katody z drugiej strony. Sprawdź, czy wszystkie diody LED świecą się podczas zasilania kombinacji katody i anody z napięciem 5 V połączonym szeregowo z rezystorem 1 kOhm.

Wytnij 9 pasków z tektury 30x40,5cm Wytnij kolejne paski o szerokości 3cm, które następnie pocięto na 72 prostokąty o wymiarach 4,5x3cm. Za pomocą gorącego kleju zamontuj paski, a następnie prostokąty, tworząc małe „pudełko” wokół każdej diody LED. Pomaluj wnętrze każdego „pudełka” na biało, aby uzyskać lepsze odbicie światła.

Krok 3: Zbuduj tablicę kontrolną

Elementy tablicy kontrolnej z łatwością mieszczą się na połowie płytki prototypowej o wymiarach 5x7cm. Zlutuj go razem zgodnie ze schematami i pokazanym zdjęciem. Zauważ, że kolejność kolumn (cyfr) i wierszy (segmentów) w MAX7219 nie jest w porządku, ale można to łatwo naprawić w oprogramowaniu.

Kondensatory służą do filtrowania mocy, garnek do regulacji intensywności. Istnieje 5-pinowe męskie złącze z wygiętymi pinami do połączenia z Arduino.

Krok 4: Zmodyfikuj tabelę

Wytnij kwadratowy otwór o wymiarach 48x48cm w blacie stołu. Materiał jest na tyle miękki, że można go ciąć nożem do kartonów z umiarkowaną siłą. Usuń wypełnienie o strukturze plastra miodu. Wywierć lub przebij dwa otwory po jednej stronie stołu na dwa przyciski. Zrób prostokątny otwór na przycisk włączania/wyłączania na spodzie. Przyklej elementy narożne, aby ograniczyć ruch panelu LED. Trzymam pudełko z przypadkowymi materiałami opakowaniowymi i zdarzyło się, że znalazły się plastikowe elementy zabezpieczające meble przed kątem, które wymagały tylko niewielkiego przycięcia. Możesz też zrobić je z tektury.

Krok 5: Przygotuj i zamontuj przełączniki

Przylutuj kondensator ceramiczny o pojemności 0,1 muF do styków każdego przycisku. Razem z wewnętrznym rezystorem podciągającym 20-50kOhm Arduino, zapewni to antyodskok ze stałą czasową tau=RC=2-5ms. Przylutuj żeńskie złącza JST do przycisków i włącznika/wyłącznika. Zamontuj przełączniki na stole.

Krok 6: Przygotuj Arduino Nano

Do Arduino przylutuj 5 przewodów linkowych, męskie złącza JST oraz złącze męskie USB do Arduino zgodnie ze schematem i zdjęciem. Przylutuj żeńską 5-pinową listwę do przewodów linkowych (lub przylutuj ją bezpośrednio do płyty sterującej).

Prześlij uruchom szkic SetEEPROM.ino do Arduino Nano. To umieszcza 15 animacji w pamięci EEPROM. Gdy zostaną załadowane (trwa około 2s), zaświeci się dioda 13. Teraz prześlij szkic AnimationTable.ino.

Uwaga: jakoś pliki.ino odmówiły przesłania. Zmieniłem ich nazwy na.txt i było OK. Więc po pobraniu zmień rozszerzenie z powrotem na.ino

Krok 7: Złóż wszystko razem

Podłącz Arduino do płyty sterującej, przełączników i powerbanku. Niektóre rzepy na powerbanku są idealne, aby utrzymać go na miejscu. Podłącz panel do tablicy kontrolnej i umieść go w stole. Włącz, aby się zapalić: przed rozpoczęciem jakiejkolwiek animacji wszystkie diody LED zapalają się i gasną. Następnie pokazuje pierwszą animację, która w rzeczywistości jest statycznym obrazem szachownicy. Przykryj pleksiglasem i sprawdź, czy oświetlenie wewnątrz każdego piksela jest jednorodne. Jeśli nie, zakryj diodę LED małym kawałkiem chusteczki. Wybij otwory w czterech rogach pleksi i przykręć ją do stołu.

Krok 8: Jak tworzyć animacje

Szkic pozwala na tworzenie i odtwarzanie animacji za pomocą tylko dwóch przycisków: „edytuj” i „odtwórz”.

Na starcie pokazuje pierwszą animację, która tak naprawdę nie jest animacją, ponieważ składa się z pojedynczej klatki (szachownicy). Jeśli naciśniesz „odtwórz”, przejdzie do następnej animacji. W sumie jest ich 16: 15 rzeczywistych animacji składających się z 1-15 klatek, plus 1, która odtwarza je wszystkie w sekwencji.

Jeśli naciśniesz „edytuj”, ramka zatrzyma się, a kursor przesunie się po ekranie. Za każdym razem, gdy ponownie naciśniesz „edytuj”, piksel w pozycji kursora zostanie odwrócony. Naciśnij ponownie przycisk „odtwórz”, aby zobaczyć wynik i przejść do innej klatki. Zmiany są zapisywane w czasie rzeczywistym w EEPROM, więc pozostaną w pamięci nawet po wyłączeniu.

Krok 9: Bonus: wersja prototypowa do sprawdzenia oprogramowania

Jeśli chcesz tylko wypróbować animator w małej skali lub w innym projekcie, możesz to zrobić z prototypową osłoną, matrycą LED 8x8 z dołączonym modułem MAX7219 i dwoma przyciskami, tak jak na zdjęciu. Dekodowanie wierszy i kolumn nie jest już potrzebne, więc zakomentuj wiersz 64-65 i odkomentuj wiersz 68-69.