Clemson Tiger Paw Dekoracja podświetlana z taśmami LED WS2812: 5 kroków (ze zdjęciami)

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

Przestrzeń produkcyjna Clemsona w centrum Watt ma wycinarkę laserową i chciałem ją dobrze wykorzystać. Pomyślałem, że zrobienie podświetlanej od tyłu łapy tygrysa byłoby fajne, ale chciałem też zrobić coś z podświetlanym akrylem. Ten projekt to połączenie obu pragnień.

Prawdopodobnie kilka razy będę odnosić się do niego jako WallPaw podczas tego Instructable. WallPaw był nazwą kodową lub nazwą projektu, którą mu nadałem, więc miałem łatwy sposób na śledzenie powiązanych z nim plików.

Więcej zdjęć WallPaw i zabawne FAQ znajdziesz na mojej stronie tutaj.

Lista części

składniki

• 1/4 "drewno - kwadrat 2'
• 3/8" akryl - 1' na 2'
• Taśma LED WS2812 - 5 metrów
• Arduino Uno
• Arduino Mega
• Moduł odbiornika podczerwieni
• Kondensatory 1000 uF - 5ish
• Przewód łączący (partie)
• Zasilacz komputera (lub zasilacz 5V i 12V)
• 44-klawiszowy pilot LED na podczerwień
• Moduł mikrofonu - używam MAX9814 lub MEMS

Narzędzia

• Dostęp do wycinarki laserowej (ja używałem w Clemson)

  Maszyna CNC również działałaby do cięcia, ale nie może wytrawić akrylu

• Lutownica

  Konieczna trzecia ręka

• Pistolet do klejenia na gorąco (jest to niezbędne)
• Przecinaki do drutu / szczypce do ściągania izolacji
• Cierpliwość

Uwaga na marginesie: większość moich komponentów kupuję w serwisie eBay. Wiem, że nie są niezawodne ani świetnej jakości, ale w moim projekcie miałem z nimi szczęście. Polecam kupowanie wielokrotności przedmiotu na wypadek, gdybyś zepsuł jeden lub nie działa po wyjęciu z pudełka, ponieważ wysyłka na Ebay bezpośrednio z Chin może potrwać około miesiąca.

Krok 1: Wstępny projekt - zdjęcia i pliki wektorowe

Pobrałem plik wektorowy łapy Clemsona stąd i otworzyłem go w programie Adobe Illustrator, aby rozpocząć dodawanie łączników między palcami. Użyłem narzędzia Pióro i narzędzia do bezpośredniego zaznaczania, aby narysować nowe połączenia i usunąć stare.

W przypadku elementu akrylowego skopiowałem każdy palec u nogi pojedynczo i zmieniłem jego rozmiar/wyśrodkowałem, aż wyglądał dobrze. Następnie narysowałem prostokąt o odpowiednim rozmiarze, aby moja dioda LED znajdowała się między drewnem a akrylem

Kino

W przypadku zdjęć Doliny Śmierci i Tillmana zamieściłem zdjęcie na tej stronie, aby stworzyć rysunek liniowy obrazu. Mieszałem z ustawieniami, aż wyglądało to dobrze.

Następnie otworzyłem zdjęcie w Photoshopie. Użyłem narzędzia w Wybierz zakres kolorów, aby zaznaczyć wszystkie białe piksele i je usunąć. Następnie myślę, że zwiększyłem kontrast, rozjaśnienia i inne rzeczy, aby obraz był jak najczystszy w czerni i bieli. Na koniec użyłem narzędzia do wymazywania, aby wymazać zabłąkane kropki na zdjęciu tak bardzo, jak tylko mogłem.

W przypadku pozostałych dwóch zdjęć musiałem po prostu nadać im czystą czerń/biel. Jest na to wiele sposobów, ale zapomniałem dokładnie, jak to zrobiłem.

Chcesz zapisać obrazy jako pliki.png, a następnie skopiuj je i wklej do pliku wektorowego programu Illustrator. Upewnij się, że akrylowa wkładka i wycięcie w drewnie mają dokładnie ten sam rozmiar i zawierają otwory na światła.

WAŻNE: W przypadku wytrawionego akrylu o jasnym brzegu wygląda o wiele lepiej, jeśli wytrawianie znajduje się na tylnej stronie elementu akrylowego. Aby to osiągnąć, po wyśrodkowaniu obrazu na wycinanej części, zgrupuj je razem i odbij w poziomie. Tak więc w moim przypadku pogrupowałem wewnętrzny zarys palca u nogi i zdjęcie, a następnie odwróciłem je w poziomie. Powinna to być jedna z ostatnich rzeczy, które robisz, aby nie zepsuć rozmiaru wycięcia z drewna / akrylu.

Krok 2: Cięcie laserowe

Zabrałem moje drewno i akryl do Clemson Makerspace w Watts Center. Nasza wycinarka laserowa to wycinarka laserowa Epilog Fusion M2 40, ma obszar grawerowania 40" x 28".

W plikach wektorowych zrobiłem kontury o obrysie/grubości 0,00001", aby oprogramowanie do cięcia laserowego wiedziało, jak wyciąć te linie na całej długości. Użyłem domyślnych ustawień oprogramowania dla drewna 1/4" na kawałkach drewna. Myślę, że w przypadku elementów akrylowych użyliśmy 100% szybkości i 2% mocy do cięcia akrylu i nieco wyższej niż domyślna mocy do wytrawiania. Podczas cięcia zostawiłem arkusz ochronny z tyłu akrylu, aby żaden płomień nie przypalił akrylu, tylko arkusz ochronny. (Usuń jednak górny arkusz ochronny)

Jeśli korzystasz z wycinarki laserowej, jeśli oprogramowanie nie wykona wszystkich cięć i wytrawień na tym samym wydruku, po prostu podziel je na dwa oddzielne nacięcia/pliki: jeden plik do wycięcia, drugi do wytrawiania. Może to był tylko problem z laserem Epilog, ale może jest to bardziej powszechne.

Krok 3: Instalacja okablowania i diod LED

Gdy wszystko zostało wycięte i przede mną, po prostu użyłem ołówka, aby prześledzić ścieżkę dla moich diod LED i narysować, gdzie pójdą moje płyty Arduino i złącza zasilania. Nie musi być precyzyjny ani mieć świetnego zarządzania kablami, ponieważ wszystko znajduje się z tyłu projektu, gdzie nikt nie zobaczy.

Zdecydowałem się trzymać zasilacz na ziemi zamiast z tyłu projektu, aby zmniejszyć wagę. (Też dlatego, że nie mam miejsca na zasilacz) Użyłem starego zasilacza komputerowego i właśnie przylutowałem złącza beczkowe do przewodów wyjściowych 5V i 12V. Jeśli chcesz użyć normalnego zasilacza 5V, możesz podłączyć przewody do Vin (wejście napięcia) na Arduino i nie musisz zajmować się konwerterem doładowania lub dodatkowym zasilaniem.

Diody WS2812 są bardzo prądożerne - każda dioda może pobierać aż 60mA, co po pomnożeniu przez 200 żarówek daje nam 12A (przy 5V = 60 watów). 12 amperów to dużo mocy, więc użyj grubych przewodów. Użyłem przewodu o grubości 10 do podłączenia zasilacza do WallPaw, co prawdopodobnie jest przesadą.

Zauważysz, że w tym projekcie używam dwóch oddzielnych Arduino. Zdecydowałem się użyć dwóch, ponieważ ten samouczek używał dwóch i dopóki nie napisałem większości kodu, myślałem, że będę potrzebował dwóch Arduino. Okazuje się, że poprawnie napisany kod powinien działać na jednym Arduino. Potrzebujesz Mega, jeśli robisz skomplikowane aranżacje świetlne z dużą ilością diod LED, ponieważ programowanie jest dość głodne pamięci. Używałem Uno przez kilka dni, a potem kod przestał działać, ponieważ zabrakło mu pamięci.

Wszystkie moje paski świetlne są po prostu przyklejone na gorąco z tyłu łapy. Próbowałem użyć pianki lub czegoś sztywniejszego jako oparcia, ale okazało się, że nie jest to konieczne. Wystarczy przykleić je na gorąco, a paski LED z przyjemnością pozostaną na swoim miejscu. Gorący klej FYI jest całkowicie nieprzewodzący, sam przetestowałem go multimetrem.

Lutowanie

Przyklejenie i lutowanie pierwszych 198 diod zajęło tylko godzinę lub dwie, ale elementy akrylowe prawdopodobnie zajęły łącznie 6 godzin. Nie zrobiłem zbyt szerokiego gniazda na diodę (więc nie rzucają się w oczy), ale w rezultacie musiałem bardzo niekonwencjonalnie przylutować przewody, jak pokazano na powyższym obrazku. 4 elementy akrylowe * 3 diody LED każda * 6 lutów na diodę LED = 72 luty dla samych diod LED. Dodaj czas na pomiar/przecięcie/zdjęcie przewodów łączących i wypal kilka diod LED podczas ich lutowania i z łatwością wykonasz 6-8 godzin pracy.

Jeśli tworzysz wersję tego, zaprojektuj gniazda dla ciebie LED są znacznie szersze niż ja. Dla własnego zdrowia psychicznego.

Krok 4: Programowanie

Użyłem biblioteki FastLED do sterowania diodami LED WS2812. Wykorzystałem własną bibliotekę LEDCodes, którą wykonałem specjalnie dla 44-klawiszowego pilota IR.

Kod generalnie działa w ten sposób

1. Arduino 1 (Uno) nasłuchuje sygnału IR

   1. Jeśli odbierze sygnał, dowiedz się, z którego przycisku na pilocie na podczerwień pochodzi
   2. Wyślij ten numer (1-44) do Arduino 2 (Mega)

2. Arduino 2 (Mega) sprawdza nowy kod numeryczny z Arduino 1

   Jeśli otrzyma numer, zmień bieżący tryb na ten numer

3. Uruchom sekwencję świateł odpowiadającą aktualnemu numerowi trybu

   1. Sprawdzaj nowy kod co około 150 ms
   2. Jeśli nowy kod jest taki sam jak obecny, przejdź do następnego trybu podrzędnego

Pojedyncze kolorowe przyciski na światłach mają wiele pod-trybów

1. Wszystkie światła włączone
2. Tylko akrylowe światła i Clemson Tigers
3. Wszystkie światła pulsują/wyłączają się
4. Dźwięk reaktywny
5. Tylko akryl

Przyciski czerwony/zielony/niebieski są ustawione tak, aby wyświetlać dwukolorowe kombinacje świateł

1. Kolor świateł zewnętrznych 1, akryl + kolor świateł Clemson Tigers 2
2. Zamień to^
3. Alternatywne elementy akrylowe z kolorami 1 i 2 (więc elementy 1 i 3 są w kolorze 1, elementy 2 i 4 są w kolorze 2)
4. Zamień to ^

Skopiowałem z tej strony kilka fajnych trybów światła, takich jak:

• Przewijająca się tęcza (moja ulubiona)
• Teatr pościg
• Migający płatek śniegu
• Odbijanie Cylonów
• Symulacja odbijających się piłek
• Symulacja ognia

Stworzyłem też własne funkcje do reaktywności dźwięku za pomocą mikrofonu. Możesz je przeczytać w pliku MicrophoneFunctions.ino w pliku WallpawLightTester.zip tutaj.

Krok 5: Produkt końcowy

Ta-da!

Zapraszam do komentowania lub wysyłania mi pytań - uwielbiam te rzeczy i chciałbym pomóc innym ludziom w tworzeniu fajnych projektów. Jestem również hobbystycznym/niezależnym/półprofesjonalnym fotografem w rejonie Clemson/Greenville SC, więc jeśli szukasz fotografa, skontaktuj się ze mną!