Neopixel LED Heart: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Neopiksele to zmieniające kolor, indywidualnie adresowalne (programowalne) diody LED. Są one dostępne w różnych formach na Adafruit.com, ale szczególnie podoba mi się tradycyjny styl LED 8-milimetrowy „przez otwór”. Są jasne i piękne i możesz tworzyć własne niestandardowe projekty, jak ilustruje przedstawiony tutaj przykład kształtu serca. Oprogramowanie Arduino jest zwykle używane do sterowania diodami LED.

Proszę zobaczyć mój film na YouTube z Neopixel LED Heart w akcji pokazu świetlnego. Innym ciekawym sposobem na zobaczenie Serca jest skierowanie go na okno, takie jak przesuwane szklane drzwi, aby zobaczyć odbicie obrazu podwójnego serca (jak pokazano).

Krok 1: Główne materiały eksploatacyjne

1. Diody LED Adafruit Neopixel 8 mm (potrzebne 26)

2. Samoprzylepna mata do cięcia Cricut 12x12-in StandardGrip (Walmart)

3. Układ logiczny Sparkfun LilyTiny ATTINY85 (i materiały do programowania)

4. Kabel USB do zasilania (Walmart)

5. Mała plastikowa miska Gessner do podstawy (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (lub inna mała tablica proto)

7. Taśma montażowa Gorilla Glue Clear Squares

8. Rezystor 480 Ohm

+ Dremel oraz wiertła i frezy

+ Materiały lutownicze

+ Podstawy programowania Arduino

+ Biblioteka Adafruit Neopixel (np. STRANDTEST)

Uwaga: dla osób bez doświadczenia w programowaniu Arduino układ logiczny LilyTiny może teoretycznie być dostarczony już zaprogramowany dla serca, jeśli zajdzie taka potrzeba. Po prostu używam standardowej aplikacji STRANDTEST Adafruit z kilkoma poprawkami.

(Powyższe zdjęcia Neopixel LED skopiowane z Adafruit.com)

Krok 2: Projekt płytki drukowanej serca

Przede wszystkim spójrz na pierwsze zdjęcie końcowego montażu. Co najważniejsze, należy pamiętać, że jest to zakładka o szerokości około 1/2 cala na dole serca, która wstawia się w podstawę.

Użyłem programu MicroSoft PowerPoint do opracowania drukowanego szablonu Serca (powyżej). Dostępna jest również wersja z prowadnicą do cięcia. Zacząłem od 26-płatkowego, zapiekanego serca, który znalazłem w Internecie, i nieco zmodyfikowałem jego kształt, aby uzyskać lepszy wygląd za pomocą 8-milimetrowych diod LED. Zauważ, że każda okrągła dioda LED ma cztery mniejsze otwory, które zostaną wywiercone później.

Schemat serca jest następnie drukowany na papierze fotograficznym, który jest następnie przyklejany do samoprzylepnej tablicy Cricut, jak pokazano. Za pomocą nożyczek starannie wycina się kształt serca. Nóż Xacto został użyty do rozpoczęcia pracy nad otworem w środku serca, dopóki nie można było użyć nożyczek.

Z tyłu płyty Cricut nakładam warstwę niebieskiej taśmy maskującej, aby zapobiec stopieniu plastikowej maty podczas późniejszych etapów lutowania. Rezultatem jest kanapka Heart wykonana z maty Cricut wciśnięta pomiędzy papier fotograficzny i niebieską taśmę maskującą.

Używając narzędzia Dremel z bardzo cienkim wiertłem 1/32 cala, wierci się cztery małe otwory dla każdej diody LED, którą należy umieścić w sercu.

Krok 3: Włóż diody LED i lutuj w górę

Pokazano schemat połączeń. Diody LED są wkładane do wywierconych otworów szeregowo, przy czym przewód wyjścia danych z każdej diody LED jest wygięty do przodu w kierunku styku wejścia danych następnej, a styk wejścia danych jest wygięty do tyłu, aby dotknąć styku wyjścia danych z diody LED pirora. Długi przewód ujemny z każdej diody LED jest wygięty w prawo, aby dołączyć do ujemnej szyny zasilającej (która zostanie włożona później), podczas gdy przewody dodatniej diody LED są wygięte w lewo, aby dotknąć szyny dodatniej.

Zwykle wstępnie testuję każdą diodę LED za pomocą baterii guzikowej. Zapalają się na jasnoniebieskim, jeśli są zasilane jak zwykłe "throwie".

Po włożeniu 26 diod LED sprawdź swoją pracę. Płaska strona wszystkich diod LED powinna wskazywać ten sam kierunek (z wyjątkiem narożników, które mogą być nieco trudne). Każda dioda LED powinna mieć drugie wyprowadzenie w lewo, a trzecie w prawo. Sprawdź, czy masz odpowiednie odstępy między wszystkimi okablowaniem (bez szortów).

Następnym krokiem jest przylutowanie wszystkich połączeń. Użyłem drutu miedzianego o grubości 24, aby utworzyć ujemne i dodatnie szyny zasilające do podłączenia każdej diody LED. U podstawy serca pod zakładkę wsuwania, dla sztywności konstrukcyjnej, wlutowałem dwa kołki nagłówka - po jednym na szynę dodatnią i ujemną. Jak pokazano, dwa kołki nagłówka są oddalone od siebie o 4 otwory płyty proto (0,4 cala, jak pokazano).

Krok 4: Testowanie pracy serca za pomocą Arduino

Zwykle pierwszym krokiem po okablowaniu jest przetestowanie działania montażu za pomocą zwykłego Arduino. Jak widać, zaprojektowane Serce będzie teraz stać prosto na małej desce do krojenia chleba. Zwykle zawsze ulepszam aplikację STRANDTEST, więc jest to okazja do przetestowania pracy lutowania, a także nowego proponowanego programu kolorów. Płyty LilyTiny są nieco trudne do przeprogramowania, więc pomaga udowodnić wszystko na standardowej konfiguracji Arduino przed załadowaniem oprogramowania na płytkę LilyTiny.

Krok 5: Przygotowanie bazy

W końcowym projekcie zespół Heart będzie stał pionowo, używając plastikowej miski Walmart jako podstawy.

Za pomocą narzędzia Dremel najpierw wywierć otwór 1/8 cala w środku plastikowej miski. Następnie przełącz się na wiertło do cięcia 1/8 cala, aby przygotować szczelinę. Dodatkowo z boku miski potrzebny jest otwór 1/8 cala (nieco poszerzony), aby przejść przez przewód zasilający USB.

Następnie spróbuj przetestować dopasowanie zespołu Heart do okrągłej płyty prototypowej Radio Shack (lub zastępczej płyty prototypowej).

Następnie przyklej podkładki z klejem Gorilla (przycięte na wymiar nożyczkami) do zewnętrznych boków płytki prototypowej i ostrożnie włóż płytkę prototypową pod szczelinę w plastikowej misce, z otworami płytki prototypowej wyrównanymi ze szczeliną w misce tak, aby serce mogło być włożona od góry. Podkładki klejowe mocno przytrzymują płytę proto do miski. Miedziana strona płyty proto powinna być skierowana w dół, jak pokazano (w kierunku otwartego końca misy).

Włóż Serce od góry do podstawy. Trzy odprowadzenia z Serca (Pos, Data, Neg) powinny być widoczne od spodu, przebijając otwory w proto planszy. Sprawdź wyrównanie kształtu, a następnie przylutuj trzy przewody na miejscu. To zablokuje Serce w końcowej pozycji.

Krok 6: Okablowanie końcowe

Pokazano schemat okablowania zasilania.

Prosty kabel USB został zakupiony w Walmart i przecięty za pomocą przecinaków do drutu, aby uzyskać przewody czerwone (pos) i czarne (neg). Są one przylutowane do zacisków poz i neg LilyTiny. Do zacisków LilyTiny przylutowane są również przewody czerwone (poz) i czarne (ujem), które łączą się i są przylutowane do wyprowadzeń z serca (wystają przez płytkę proto).

Wejście danych (żółte) z portu danych nr 2 LilyTiny to rezystor 480 omów, który łączy się i jest przylutowany do wyprowadzenia Data In do serca.

LilyTiny został wstępnie zaprogramowany do pokazu świetlnego Serca. Zwróć uwagę, że LilyTiny jest okablowane w taki sposób, że jest dostępne i można je przeprogramować na miejscu, jeśli wymagana jest korekta oprogramowania lub poprawa pokazu świetlnego. Moją osobistą konwencją jest zaprogramowanie pozycji wyjściowej LilyTiny nr 2 dla sygnału wejściowego danych do Neopikseli.

LilyTiny to moja płyta z procesorem do projektów o niewielkich rozmiarach, ale możliwych jest wiele innych płyt sterujących procesorem, takich jak Adafruit Gemma i różne płyty mini-Arduino dostępne na rynku. Po prostu zacząłem kilka lat temu z tablicą LilyTiny i to jest mój obecny cel. LilyTiny to w zasadzie układ ATTINY-85 na małej płytce prototypowej.

Oczywiście możesz naprzemiennie używać baterii do zasilania. Zwykle używam akumulatorów LiPo z Adafruit.com. W takim przypadku zwykle używam przełącznika ON/OFF na górze podstawy. Jako przełącznik zwykle używam przełącznika LilyPad Slide Switch ze SparkFun.com.

(Zdjęcie LilyTiny powyżej zaczerpnięte ze SparkFun.com)

Krok 7: Wykończenie szlifów

Tylna strona płytki drukowanej pokryta jest dwustronną taśmą piankową i obszyta nożyczkami i nożem Xacto w kształcie serca. Normalnie może to wystarczyć w przypadku niektórych kształtów, ale do Serca przykleiłem na zewnątrz trochę różowego papieru fotograficznego, aby poprawić wygląd (biorąc pod uwagę, że trudno jest wykonać dobrą robotę z taśmą piankową na tak zakrzywionym kształcie).

Krok 8: Robienie zdjęć operacji

Diody LED Neopixel są niesamowicie kolorowe i jasne. Jak niektórzy z was wiedzą, wyzwaniem z tymi diodami LED jest uchwycenie za pomocą fotografii wspaniałego piękna, które faktycznie widzi twoje oko. Zrobiłem co w mojej mocy dla tego Instructable.

Pamiętaj, że kamera widzi rzeczy, których nie widzą twoje oczy i na odwrót. Na filmie na YouTube możesz zobaczyć pewne widoczne drgania/migotanie, których twoje oko tak naprawdę nie widzi. Również funkcja zatrzymania szybkiej migawki podczas sekwencji Theatre Chase wychwytuje włączanie i wyłączanie poszczególnych diod LED, podczas gdy twoje oczy po prostu widzą poruszające się kropki. Niektóre kolory są nieco inne w aparacie, to, co wydaje się jasnożółte dla oczu, jest nieco zielonkawo-żółte w filmie.

Jak wspomnieliśmy wcześniej, odkryliśmy również piękno podwójnych odbić od okien, jeśli Serce skierowane jest np. na przesuwane szklane drzwi.

Krok 9: Nauki Projektu Serca

Od kilku lat zastanawiam się, jak najlepiej zrobić kształt Serca z kółek. Jeśli znasz moje instrukcje, zwykle oznacza to, że zastanawiam się, ile puszek do ciast muszę kupić, aby dobrze wyglądać. Wydaje się, że odpowiedź pochodzi od społeczności szwalniczej, że podstawowe Zapiekane Serce ma 26 płatów (kół).

Ale ten projekt ma znacznie większy potencjał niż tylko Serca, ponieważ możliwych jest o wiele więcej kształtów. Kiedy kształt jest cyfrą, nazywam go „elektroniczną świeczką urodzinową”, która zostanie w pełni zaimplementowana w przyszłym Instructable. Nasza rodzina już wykorzystała wiek 7 powyżej do tego celu. Wystarczy powiedzieć, że cały projekt zasadniczo wymaga systemu czcionek opartego na okręgach, opartego na 8-milimetrowych okręgach LED. Zbliżają się dziesiąte urodziny, co zmusi pytanie, jak najlepiej radzić sobie z liczbami podwójnymi.

Oprócz kształtów, ten Instructable przedstawia metodę układania 8-milimetrowych diod LED w niestandardowym pasku z dwustronną taśmą klejącą z tyłu. Powstałą taśmę LED można przymocować do ściany, lub powiedzmy, wewnątrz ramy do projektu lustra nieskończoności, który jest moim kolejnym planowanym zastosowaniem. Ta technika mogłaby potencjalnie pomóc w rozszerzeniu zastosowania przewlekanych diod LED Neopixel, które są obecnie nieco niewygodne w użyciu, ponieważ ciasne odstępy między czterema pinami nie zawsze pasują do standardowych płyt prototypowych i płyt prototypowych o rozstawie 0,1 cala.

Uważam, że projekt podkreśla również piękno tych 8-milimetrowych diod Neoplixel, które, mam nadzieję, pozostaną dostępne na rynku.

Jeśli jesteś nowy w programowaniu Arduino, prostota układu logicznego LilyTiny na schemacie okablowania zasilania Heart może wyraźniej pokazuje podstawową ideę korzystania ze „środowiska programistycznego” Arduino. Układy logiczne LilTiny i LilyTwinkle ze SparkFun.com są w rzeczywistości wstępnie zaprogramowane, więc jeśli chcesz użyć wstępnie załadowanej logiki, nie jest wymagane żadne programowanie. W tym projekcie musiałem wymazać wstępnie załadowane oprogramowanie i dodać własne oprogramowanie. Oczywiście nie wymaga to dużego doświadczenia w kodowaniu, ponieważ zazwyczaj korzystasz z aplikacji, którą ktoś inny już dla Ciebie opracował. Kiedy już wpadniesz na pomysł, przejście do następnego kroku nie jest zbyt trudne.