Podświetlana animowana szpilka świąteczna: 9 kroków (ze zdjęciami)

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

Kiedy po raz pierwszy projektowałem ten projekt, nie spodziewałem się, że opublikuję go jako open source. Pomyślałem, że to świetny pomysł i miał potencjał komercyjny jako przedmiot, który mógłbym sprzedać na pokazie rzemiosła. Być może to z powodu wrodzonego braku doświadczenia, a może braku ambicji z mojej strony, nigdy się to nie wydarzyło. Ale nadal uważam, że to świetny projekt i fajny pomysł, który można zrobić dla siebie lub tej wyjątkowej geekowej osoby w twoim życiu.

Moja pierwsza wersja była dość nieporęczna i trudniejsza do zbudowania, ponieważ wymagała płytki drukowanej. Ta wersja jest przeprojektowaną, która jest mniejsza i może być wykonana za pomocą połączeń lutowanych punkt-punkt.

Mam nadzieję, że spodoba ci się czytanie o tym projekcie i być może chciałbyś go sam zrobić. Budowanie sprzętu i oprogramowania sprawiało mi dużo frajdy.

Co to jest, pytasz?

Jest to małe urządzenie przypinane o średnicy 1 1/2 cala, które wyświetla ruchome wzory dla głównych świąt przez cały rok kalendarzowy. Chociaż przypinka, którą zrobiłem, odzwierciedla święta i kalendarz w USA, można ją łatwo zmodyfikować (w oprogramowaniu) dla dowolnych krajów wakacje lub takie osobiste pokazy, jak urodziny, drużyny sportowe, specjalne okazje lub po prostu zabawa.

Obsługuje wyświetlanie do 12 różnych świąt i dużą (32) paletę kolorów. Ponadto, zgodnie z kodem, obsługuje 40 różnych wzorów animacji z wieloma wzorami do wyboru dla każdego święta, z różnymi szybkościami zmian i liczbą powtórzeń. A jeśli dołączone wzory lub paleta kolorów nie są wystarczające, możesz je zmienić, dodając odpowiednie funkcje wzorów w kodzie.

Brzmi interesująco? Czytaj!

Krok 1: Specyfikacje

Przypinka świąteczna wyświetla 4 kolory dla każdego z 12 różnych świąt (zdefiniowałem 10) w okrągłym wzorze wielokolorowych diod LED o 16 pozycjach przypisanych z palety 32 różnych kolorów. Wiele wzorów jest wyświetlanych na każde święto z palety 40 podstawowych wzorów. Wzory są animowane, a każdy wzór może się zmieniać w różnym tempie i powtarzać inną liczbę razy, co daje prawie nieskończone możliwości.

Wybory te nie mogą być wybierane przez użytkownika, ale mogą być łatwo zmienione przez programistę, ponieważ paleta kolorów, przypisanie kolorów do święta oraz wzór, powtórzenie i prędkość dla święta są określone w pamięci EEPROM.

Fizycznie szpilka składa się z dwóch części. Element wyświetlający zawiera 16 programowalnych diod LED umieszczonych w plastikowym uchwycie z nadrukiem 3D z przymocowaną szpilką do ubrania, gniazdem połączeniowym i osłoną dyfuzora światła. Łączy się z oddzielną jednostką zasilania/kontrolera wydrukowaną w 3D za pomocą standardowego stereofonicznego kabla audio. Element ten zawiera 4 baterie AAA i włącznik/wyłącznik, procesor wyświetlacza, gniazdo audio i przycisk wyboru urlopu.

Próbowałem zamontować wszystkie elementy w jednym, wystarczająco małym urządzeniu, aby można je było nosić jako szpilka, ale wymagania dotyczące zasilania diod LED zabraniały używania małych baterii guzikowych.

Krok 2: Przegląd operacji

Uwaga na temat filmu pokazanego powyżej. Przedstawione kolory nie są sprawiedliwe. Ale spójrz na to, aby zobaczyć próbkę możliwości animacji.

Wybór święta do wyświetlenia

Wyboru świąt może dokonać użytkownik zaraz po włączeniu wyświetlacza. Gdy pin jest podłączony, a przełącznik włączania/wyłączania jednostek jest włączony, wyświetlane są kolory bieżących świąt, wskazując aktualnie wybrane święto. Użytkownik może wtedy zezwolić na wyświetlenie tego święta przez odczekanie 10 sekund lub nacisnąć przełącznik wyboru, aby zmienić święto. Po naciśnięciu wyświetlacz będzie przechodził przez opcje wakacji wyświetlając kolejno 4 kolory dla każdego święta. Aby wybrać konkretne święto, użytkownik musi zwolnić przycisk tylko wtedy, gdy wyświetlane są kolory tych świąt. Po krótkiej przerwie zostaną wyświetlone wzorce wakacyjne.

Możliwe święta (w kolejności wyświetlania), jak je zdefiniowałem, to:

1. Nowe lata
2. Mardi Gras
3. Wielkanoc
4. Wiosna
5. Lato
6. 4 lipca
7. dzień Pamięci
8. Jesień
9. Halloween
10. Boże Narodzenie

Programista może łatwo zdefiniować dwa dodatkowe urlopy. Gotowi? Więc zbudujmy jeden!

Krok 3: Części, których będziesz potrzebować

Konstrukcja zawiera małą płytkę drukowaną do przytrzymywania przełącznika dotykowego oraz do kierowania zasilania i sygnałów między Arduino MPU a innymi komponentami. Nie jest to tablica niestandardowa, ale jest wykonana ze standardowej płyty perforowanej o grubości 0,1 cala lub, w zależności od preferencji, płyty z paskami. Rysunek tej planszy znajduje się powyżej, będziesz potrzebować 5 rzędów pasków po 10 otworów w każdym rzędzie. Wytnij deskę za pomocą brzeszczotu X-acto lub tarczy do cięcia Dremel. Wywierć dwa otwory, jak pokazano na rysunku w miejscach (środkowy rząd, 1 otwór z każdego końca) o wystarczającym rozmiarze, aby umożliwić przykręcenie jej do obudowy. Następnie zlokalizuj przełącznik dotykowy po przeciwnej stronie (miedź), jak pokazano, tak aby po przylutowaniu wystawał przez otwór w obudowie. Przylutuj go na miejscu. Teraz umieść listwę 1x5 z przodu deski obok otworu na śrubę, zabezpiecz ją odrobiną kleju cyjanooctanowego. Odwróć płytę i przylutuj ją do padów płyty perforowanej. Następnie zlokalizuj szpilkę w drugiej pozycji główki licząc od dolnej krawędzi płytki (oznaczonej x na schemacie) i dotnij ją równo z plastikowym nośnikiem. Będzie to wykorzystane do ustalenia polaryzacji złącza Dupont.

Przygotuj uchwyt baterii (patrz ilustracja powyżej), wciskając wycięcie w obudowie do metalowego styku baterii. Umieść uchwyt tak, aby koniec z przewodami był skierowany od Ciebie i umieść wycięcie między drugim od prawego metalowego styku a wewnętrznym separatorem baterii. Wycięcie jest potrzebne do prześwitu złącza Dupont.

Podłącz włącznik/wyłącznik, gniazdo telefoniczne i złącza baterii we wskazanych kolumnach. Pozwól, aby wystarczająca ilość przewodów sięgała od tych urządzeń do płyty, ale nie dopuszczaj do zbyt dużego luzu, który może przeszkadzać podczas zamykania obudowy. Może być łatwiej przylutować przewody do gniazda i przełączyć je przed przylutowaniem do płytki w następujący sposób:

1. Przylutuj przewód uziemiający między końcówką tulei gniazda a listwą uziemiającą; kolumna gniazda telefonicznego;
2. Przylutuj przewód V+ między końcówką pierścieniową gniazda a listwą zasilania + w tej samej kolumnie.
3. Przylutuj przewód Din między końcówką końcówki gniazda a paskiem kontrolnym pinów również w powyższej kolumnie
4. Przylutuj przewód między środkowymi złączami przełącznika suwakowego a paskiem akumulatora 6 V w kolumnie przełącznika suwakowego
5. Przylutuj przewód między jednym z końcówek łącznika suwakowego a paskiem V+ w kolumnie przełącznika suwakowego
6. Przytnij czarny i czerwony przewód akumulatora na odpowiednią długość i przylutuj czarny do paska uziemiającego, a czerwony do paska V+ w kolumnie Akumulator.

Podczas okablowania do tablicy rozdzielczej należy przesunąć przewody przez przód tablicy i przylutować do padów z tyłu. Jeśli używasz standardowej płyty Perf, będziesz musiał dodać gołe przewody, aby połączyć wszystkie złącza lutowane wzdłuż każdego rzędu. Przytnij przewody równo. Sprawdź połączenia z uchwytem baterii przed zatrzaśnięciem go z tyłu obudowy. Sprawdź również ciągłość połączeń przełącznika i gniazda przed przymocowaniem do dna obudowy.

Uchwyt baterii będzie bardzo ciasny, jeśli obudowa jest wydrukowana w PLA. Może być konieczne spiłowanie uchwytu pod kątem 45 stopni na dole, gdzie opadają zaczepy etui, a także spiłowanie końców zaczepów etui, aby można było wsunąć uchwyt na miejsce. Po włożeniu uchwytu do obudowy upewnij się, że przewody akumulatora wystają z otworu.

Arduino jest zatrzaśnięte w pozycji na górze obudowy. Zanim to zrobisz, musisz przygotować złącze Dupont i podłączyć je do płytki Arduino. Przygotuj 4 przewody 26 lub 28 gage jeden czerwony, jeden czarny i dwa dodatkowe kolory o długości 4 cali. Zdejmij około 1/4 cala z każdego końca, a następnie przekręć i zalutuj lutem. Podłącz jeden koniec każdego z nich do zaciskania na żeńskich złączach zaciskanych dla złączy Dupont. Włóż każdy z nich do osłony złącza 5-stykowego w następującej kolejności, zaczynając od jednej pozycji końcowej 1 czarny 2 pusty, 3 kolor1, 4 czerwony, 5 kolor2. Teraz przylutuj przeciwległe końce do Pro Mini w następujący sposób:

Czarny do Arduino GND na dolnej krawędzi

Czerwony na pad Arduino RAW

Color1 do pinu Arduino 8

Color2 do pinu Arduino 5

Przetestuj wszystko pod kątem ciągłości

Umieść trochę kleju epoksydowego, aby zablokować pozycję 2 osłony Dupont (zapobiegnie to przedostaniu się szpilki do tego otworu), pozostaw do ustawienia. Przytnij lutowane przewody, aby tylko niewielka ilość przewodu wystawała poza tył Arduino. Zatrzaśnij płytkę w górnej części obudowy, jak wskazano powyżej. Pomocne może być dodanie odrobiny gorącego kleju, aby przymocować przewód do Arduino i zapewnić odciążenie.

Teraz włóż złącze Dupont do listwy stykowej, upewniając się, że przestrzegasz polaryzacji. Włóż 4 baterie AAA do uchwytu baterii (zwróć uwagę na polaryzację) i włącz.

Dioda zasilania Arduino powinna się zaświecić. Jeśli nie, sprawdź swoją pracę za pomocą multimetru.

Przymocuj przełącznik suwakowy i gniazdo telefoniczne do obudowy, a następnie za pomocą dwóch małych śrub przymocuj tablicę rozdzielczą do obudowy w pokazanym miejscu.

Wyłącz go i rozpocznij pracę nad szpilką.

Krok 7: Wydrukuj pinezkę

Dołączone są dwa pliki.stl, które należy wydrukować dla kodu PIN. Pierwszy plik (PinParts) zawiera trzy oddzielne części, które tworzą korpus kołka, który ma zostać złożony w kompletny kołek. Drugi to soczewka dyfuzora, która służy do zmiękczania jasnego wyjścia diod LED. Wydrukowałem korpus za pomocą plastiku ABS, ponieważ jest bardziej miękki niż PLA i ma trochę luzu podczas wkładania pierścienia pikselowego i łatwo się klei za pomocą cementu ABS. PETG lub PLA mogą również działać, ale będziesz musiał użyć kompatybilnego kleju. To kompromis. w przypadku użycia wspornika płyty podstawy dla tych części, ponieważ w każdym przypadku konieczne będzie czyszczenie przed klejeniem. Na razie wydrukuj i wyczyść trzy części: korpus główny, mocowanie zatrzaskowe i osłonę podnośnika, dodatki do mocowania i osłony w zestawie.

Soczewka (Pin Lens) musi być wydrukowana za pomocą przezroczystego włókna na płycie podstawy o gładkiej powierzchni. PETG to filament, którego użyłem, ale możesz wypróbować inny rodzaj plastiku. Soczewka jest po prostu nasunięta na zmontowaną podstawę, jest ciasno dopasowana, więc należy zachować ostrożność podczas testowania dopasowania. Niektóre ustawienia krajalnicy, które należy zastosować w tej części, to: pełne wypełnienie (tj. 100%), linie, całe czesanie, brak wsparcia i, jeśli PETG, brak wentylatora dla lepszej przyczepności warstwy.

Krok 8: Złóż szpilkę

Poza powyższymi częściami drukowanymi będziesz potrzebować:

• Pierścień NeoPixel
• Gniazdo telefoniczne do montażu powierzchniowego
• Trzy kolory cienkiego drutu o grubości 28 lub 30
• Zapięcie jubilerskie
• ABS lub inny kompatybilny klej do plastiku
• klej epoksydowy do zapięcia
• Materiały do lutowania

Kroki są proste, ale nieco delikatne.

1. Określ orientację pierścienia pikseli w głównym korpusie i długość przewodów potrzebnych do przylutowania go do gniazda (patrz powyższe zdjęcia).
2. Odetnij i zdejmij końce przewodów i przylutuj jeden koniec każdego z nich do pierścienia w Din, V + i Gnd.
3. Gniazdo zostanie zamontowane w kwadratowym otworze, upewnij się, że przewody będą sięgały od pierścienia do gniazda plus około 1/4 cala więcej.
4. Zagnij wypustki lutownicze na gnieździe o 90 stopni, aby wystawały od dołu

5. Ostrożnie przylutuj drugie końce drutu do zaczepu końcówki gniazda (Din), zaczepu pierścieniowego (V+) i zaczepu tulei

   (Ziemia).

To byłby dobry moment na przetestowanie lutowania i programowania.

Podłącz kabel do kontrolera, a drugi koniec do gniazda. Przed kontynuowaniem włącz i sprawdź, czy neo pixel działa i czy święto można zmienić za pomocą dotykowego przełącznika. Po weryfikacji odłącz kabel i wyłącz kontroler.

1. Teraz przełóż podnośnik przez otwór w korpusie sworznia
2. Wepchnij podnośnik do osłony z wypustkami i przewodami wystającymi z dna i odsłoniętym otworem wtyczki w łuku.
3. Umieść osłonę w pojemniku na szpilki i przytrzymując ją mocno przy kleju w pojemniku na szpilki na miejscu Przytrzymaj lub zaciśnij aż do stwardnienia.
4. Poprowadź trzy przewody w korycie od pierścienia do gniazda i dociśnij pierścień na miejscu, aby diody LED były równo z górną częścią obudowy. Upewnij się, że przewody znajdują się w korycie i nie są ściśnięte między pierścieniem a korpusem. Nie kleić.
5. Przyklej zapięcie (z trzema pinami) do obudowy we wskazanym miejscu za pomocą prowadnicy ABS (lub innego typu) i pozostaw do ustawienia.
6. Szorować tył zapięcia małym kawałkiem papieru ściernego, następnie przetestować dopasowanie na trzech bolcach, zdjąć i przykryć tył zapięcia żywicą epoksydową, a następnie wcisnąć na miejsce na bolce. Usuń klej wyciśnięty między szpilkami. Pozostaw na noc.
7. Użyj lutownicy, aby spłaszczyć szpilki równo z zapięciem, aby tył zapięcia był gładki i nie zaczepiał o tkaninę.
8. Podłącz pin do kontrolera i ponownie przetestuj.
9. Wciśnij soczewkę na korpus szpilki, dociśnij, aż zrówna się z górą,

Krok 9: Projekt ukończony

Ukończyłeś projekt pinezki świątecznej. Mam nadzieję, że było to przyjemne i może trochę trudne. Ciesz się noszeniem przypinki lub dawaniem jej jako prezentu dla przyjaciela.

Załączony plik zawiera instrukcje dla użytkownika pinezki, które mogą mu się przydać.

Jeśli podobał Ci się ten projekt, spójrz na niektóre z moich innych instrukcji, po prostu szukaj mnie, Souperman2

Chcesz większego wyzwania? Pracuję nad większym wyświetlaczem świątecznym, który pozwoli Ci dzielić się świątecznym duchem z sąsiadami. Zajrzyj do projektu Super Świąteczny Wieniec. Mam nadzieję, że będzie gotowy do zbudowania przed świętami Bożego Narodzenia.