Świecący Tęczowy Drewniany Mega Man: 9 kroków

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

Pomysł na ten projekt wziąłem od mojego Mega Man Pixel Pal. Choć jest to ładna dekoracja, świeci tylko w jednym kolorze. Pomyślałem, że skoro Mega Man jest znany z kostiumów zmieniających kolor, fajnie byłoby stworzyć wersję wykorzystującą diody LED RGB do wyświetlania niestandardowych kolorów.

Chociaż istnieje wiele sposobów na zrobienie tego, na przykład zakup gotowej matrycy RGB LED, kiedy zobaczyłem konkurs obróbki drewna, pomyślałem, że będzie to zabawne wyzwanie, zamiast używać drewna i tworzyć sekcje oświetlenia w podobnym kolorze zamiast oświetlać poszczególne piksele.

Zorganizowałem ten Instruktaż z grubsza w kolejności, w jakiej sam podjąłem kroki, ale ostatecznie jest wiele podkomponentów, które wszystkie się łączą, więc możesz zmienić kolejność w kolejności, którą uważasz za stosowną.

Krok 1: Narzędzia i materiały

Materiały

• Drewniana tablica lub podobny element do podstawy
• Przezroczysty arkusz z tworzywa sztucznego (zalecany matowy)
• Kołki drewniane kwadratowe
• Czarno-biała farba
• Wypełniacz do drewna (opcjonalnie)
• Taśma odblaskowa (opcjonalnie)
• Płyta prototypowa
• Arduino Uno
• Płytka drukowana
• Rozproszone diody LED RGB ze wspólną katodą
• Solidny przewód przyłączeniowy
• Rezystory

Narzędzia/Akcesoria

• Papier ścierny
• Super klej
• Pędzle malarskie
• Piła (ręczna lub zasilana)
• Wiertarka
• Nóż do cięcia szkła/plastiku
• Lutownica i lut (zalecane dokładna końcówka)
• Narzędzia do ściągania izolacji
• Multimetr cyfrowy (opcjonalnie)

Aby określić, ile kołków będę potrzebował, policzyłem całkowitą liczbę pikseli, które nie zmieniają kolorów, co obejmuje czarne kontury Mega Mana i jego twarz. Jest ich 159. Możesz określić rozmiar potrzebny dla twojego plastiku, podstawy i płytki drukowanej na podstawie szerokości kołka, która reprezentuje jeden piksel. Szerokość duszka to 21 pikseli, a wysokość to 24 piksele. Wybrałem kołki o szerokości 1/4" i przyciąłem je na długość około 3/4". Kawałki drewna i plastiku kupiłem w Hobby Lobby, ale można je również kupić w sklepie z narzędziami. Polecam użyć czegoś cieńszego niż wybrana przeze mnie płytka, ponieważ cieńsza podstawa przepuszcza więcej światła, ale upewnij się, że jest wystarczająco wytrzymała.

Ważne jest, aby używać rozproszonych diod LED, w przeciwnym razie kolory nie będą się dobrze mieszać i zobaczysz poszczególne czerwone, zielone i niebieskie. Wspólna anoda powinna działać z zasadniczo odwróconymi okablowaniem i odwróconymi wartościami w programie Arduino, ale uważam, że wspólna katoda jest bardziej intuicyjna. Ostatecznie użyłem 14 diod LED, ale kupiłem 25-pak dla wygody i może się okazać, że ponad 14 wygląda lepiej, chociaż nie wiem, ile płyt Arduino będzie obsługiwać.

Krok 2: Wytnij kołki

Pierwszym krokiem w budowaniu drewnianej części jest wycięcie kołków na żądaną wysokość dla każdego piksela. Jak wspomniałem wcześniej, wybrałem 3/4 . Użyłem piły taśmowej, więc musiałbym odmierzyć długość tylko raz i szybko przeciąć wszystkie. Kołki również powinny być łatwe do przecięcia piłą ręczną, ale to jest czasochłonne i nie jest zalecane.

Umieściłem wszystkie kawałki w wygodnym pojemniku i kroiłem, aż będę miał potrzebną 159. W porządku, jeśli nie są idealnie jednolite i płaskie, moje też nie, ale nie musisz ich jeszcze szlifować.

Krok 3: sklejanie kawałków razem

Do całego klejenia użyłem superglue Loctite, który jest dostępny w wielu sklepach. Klej do drewna może działać, ale super klej jest mniej brudzący i wiąże się bardzo szybko. Upewnij się, że nosisz rękawiczki podczas korzystania z tych rzeczy.

3a. Łączenie kawałków ze sobą

Przeszedłem i znalazłem wszystkie lokalizacje w duszku, w których wiele drewnianych „pikseli” przylega do siebie (nie po przekątnej), abym mógł je skleić. Umieszczenie kołków obok siebie, gdzie tylko jest to możliwe, daje znacznie większą powierzchnię, aby utworzyć mocne wiązanie, a wtedy dna będą miały znacznie większą powierzchnię do przyklejenia do podstawy. Pierwsze zdjęcie przedstawia je w wygodny sposób, dzięki czemu można zrozumieć, ile z nich jest potrzebnych.

Polecam nie robić tego, co zrobiłem, a zaczynałem od stóp. Minusem szybkiego wiązania jest to, że rzeczy mogą wyjść nieco krzywo, jeśli nie ustawisz ich od razu. Zacznij od mniejszych kawałków, aby obniżyć swoją technikę.

3b. Ułóż wszystkie elementy w odpowiedniej kolejności

Ten krok nie jest konieczny, ale położyłem wszystkie kawałki razem (poza kilkoma pojedynczymi) na stole, aby upewnić się, że wszystko będzie dobrze pasować przed sklejeniem.

3c. Klej do bazy

Gdy klej na sąsiadujących ze sobą elementach wyschnie i będziesz mieć pewność, że wszystko ułożysz prawidłowo, możesz zacząć przyklejać elementy do podstawy. W tym momencie oszlifowałem spód każdego kawałka/grupy kawałków, aby były dość płaskie i jednolite przed klejeniem.

Zacząłem od lewej stopy i zasadniczo poruszałem się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Odłożyłem duży kawałek „twarzy” jako punkt odniesienia do przyklejania rzeczy wokół niego, ale nie przykleiłem samej twarzy. Pozostawiłem twarz odklejoną do czasu ukończenia projektu, ponieważ wiedziałem, że będzie to przeszkadzać i łatwo będzie później wkleić.

3d. Przeszlifuj górę kołków

Po wyschnięciu kleju włożyłem część twarzową (ale znowu nie kleiłem) i wziąłem klocek szlifierski na całą górną powierzchnię, aby była bardziej jednolita.

3e. Dodaj wypełniacz do drewna (opcjonalnie)

Ponieważ wszystko nie było idealnie wyrównane, umieściłem trochę szpachli między niechcianymi szczelinami, aby zapobiec przedostawaniu się światła. Jednak, o ile nie masz znacząco dużych luk, radzę pominąć ten krok lub przynajmniej zachować go na później. Kiedy już wszystko zapaliłem, zdałem sobie sprawę, że lekkie krwawienie i tak nie będzie stanowiło większego problemu.

Krok 4: Wytnij plastik

Moim pierwszym krokiem w cięciu plastiku było przycięcie go do prostokątnego rozmiaru zespołu. Po wykonaniu tej czynności przytrzymałem ją nad montażem i narysowałem linie wokół duszka.

Nie jestem pewien co do innych technik wycinania plastiku, ale nożem, którego użyłem, należy naciąć go mniej więcej w połowie, a następnie odgiąć, aż się złamie. Z tego powodu stopniowo odłamywałem kawałki, aby zminimalizować punkty gięcia i uniknąć uszkodzenia plastiku. Finalny produkt nie był doskonały, ale błędy nie są zbyt duże.

Chcemy uzyskać efekt rozproszony, który pomoże rozproszyć światło, dlatego lepszy jest matowy plastik. Jeśli to możliwe, piaskowaj, ale miałem ograniczenia, więc zamiast tego użyłem papieru ściernego o ziarnistości 400. Nawet tak drobna ziarnistość tworzy zauważalne rysy, ale można to nieco złagodzić, szlifując w różnych kierunkach, aby uzyskać bardziej jednolity wygląd. Wyszlifowałem spód, aby górna powierzchnia nadal była gładka.

Krok 5: Malowanie

Ten krok jest dość prosty. Weź farbę i pomaluj górną i skierowaną na zewnątrz powierzchnię tyle razy, ile jest to konieczne. Właściwie pomalowałem twarz osobno (patrz zdjęcie w poprzednim kroku), ale można to zrobić w tym samym czasie, co czarne kontury. W przypadku twarzy część skóry pozostawiłam niepomalowaną, ponieważ wygląd drewna jest odpowiedni.

Krok 6: Prototypowanie

Gorąco polecam prototypowanie obwodu przed rozpoczęciem lutowania diod LED. Nawet jeśli jesteście pewni, w kupionym przeze mnie zestawie diody były pewne różnice w sposobie wyświetlania kolorów, więc dobrze jest je szybko przetestować w prototypowej płytce, aby uzyskać jednolity zestaw.

Schemat Fritzing, który dołączyłem, pokazuje podstawową konfigurację podłączenia jednej diody LED dla podstawowego i dodatkowego zestawu kolorów, którego będziemy używać. Diody LED RGB zasadniczo działają jak trzy różne diody LED połączone w jedną, a każdą z tych trzech można sterować indywidualnie za pomocą programu Arduino. Moje diody LED wymagały rezystorów ograniczających prąd 330 i 150 Ohm, ale ponieważ nie miałem dostępnych 150 Ohm, eksperymentowałem z innymi w stosunku 2,2.

Możesz ekstrapolować połączenia na schemacie Fritzing, aby połączyć wiele diod LED równolegle. Widać to na zdjęciu (nie miałem dostępnego zielonego ani niebieskiego przewodu). Zasadniczo wystarczy dodać więcej diod LED do tych samych kolumn płyty prototypowej, a zobaczysz, jak wyświetlają to samo, podczas gdy jasność maleje. Gdy dodasz więcej diod LED, możesz złagodzić spadek jasności, zmniejszając wartości rezystorów. Równoległe diody LED podzielą prąd, więc ryzyko przetężenia spadnie. Ostatecznie wybrałem 220 omów dla czerwonych anod i 100 omów dla anod zielonych i niebieskich. W każdym zestawie znajduje się siedem diod LED.

Dołączony przeze mnie program Arduino może dostarczać PWM do diod LED o wartości 0-255, podobnie jak używane w komputerach selektory kolorów. Jednak, jak bym się dowiedział, dobór kolorów na diodach jest daleki od jednego do jednego z komputerami. Początkowo planowałem spróbować włączyć kolory wszystkich różnych umiejętności Mega Mana, ale nie jest to możliwe. Niektórych kolorów, takich jak brązowy i szary, nie można łatwo odtworzyć za pomocą tych diod LED. Zamiast tego zdecydowałem się stworzyć kolory tęczy plus kilka wariacji pomiędzy.

Program zawiera funkcję fader, która może płynnie przechodzić między kolorami poprzez zwiększanie lub zmniejszanie do następnej wartości z opóźnieniem. Domyślnie mam ustawiony program, który zanika w tęczy, ale jest też zestaw komentowanych linii do wyświetlania głównych kolorów Mega Mana. Jest też plik nagłówkowy, który zawiera kilka kolorów, które zdefiniowałem po eksperymentowaniu z różnymi wartościami.

Krok 7: Lokalizacje diod LED i okablowanie

7a. Wiercenie otworów pod diody LED

Na początek zlokalizowałem sekcje w ciele, w których obecne są łaty w kolorze podstawowym lub wtórnym. Kiedy to zrobiłem, zaznaczyłem kropki wokół środka tych sekcji kolorów. Następnie nawierciłem oznaczenia od góry nieco większą niż średnica diody.

Nie mam zdjęcia z wywierconymi wszystkimi oryginalnymi otworami. Po wywierceniu ich szybko przeszedłem do testowania pojedynczej diody LED w każdym otworze z przytrzymanym plastikiem. Zacząłem poszerzać kilka otworów tam, gdzie nie było wystarczająco dużo światła.

7b. Dodawanie diod LED do płytki drukowanej

Następnie zacząłem lutować diody LED. Nie ma na to świetnego sposobu, ponieważ trudno jest wyrównać wszystko z otworami. Zacząłem od jednej stopy (duszka) i stamtąd zacząłem torować sobie drogę. Przylutowałem każdy z nich w miarę postępów, ponieważ w przeciwnym razie trudno jest utrzymać je na miejscu, gdy znajdziesz odpowiedni zestaw otworów dla każdego. Wymaga to trochę zgadywania, a następnie odpowiedniego dostosowania.

Nie wciskaj diod LED tak daleko, jak to możliwe. Powinieneś zostawić wystarczająco dużo miejsca, aby mogły się trochę poruszyć, aby przewody, które dodamy, zmieściły się pod diodami. Wszystkie diody ustawiłem w tym samym kierunku (oprócz rączek duszka, które musiałem ustawić pionowo), aby łatwiej było zapamiętać, jak je okablować. Przyciąłem pozostałe leady.

7c. Okablowanie diod LED do odpowiednich lokalizacji

To bardzo trudna część projektu. Jeśli jesteś w stanie zrobić własne PCB, zdecydowanie to zrób, ale poza tym przygotuj się na DUŻO lutowania. Zasadniczo, sposób, w jaki to zrobiłem, polegał na użyciu pustego środkowego obszaru płytki drukowanej do utworzenia wierszy dla każdego odpowiedniego węzła w obwodzie: GND i czerwonych, zielonych i niebieskich elementów sterujących zarówno dla koloru podstawowego, jak i wtórnego, więc siedem w całkowity. Drut łączy każdą nogę diody LED z tymi rzędami. Tak więc dla każdej diody LED masz w zasadzie 12 punktów lutowniczych, 4 dla samej diody LED i 8 dla obu końców przewodów. Pomnóż to przez 14 diod LED i dodaj mostkowanie węzłów, a otrzymasz około 200 punktów lutowania! Właśnie dlatego płytki PCB są tak przydatne. Nawet w przypadku stosunkowo prostego projektu jest to prawie próg wykonalnego lutowania.

Próbowałem podzielić węzły na pół z każdej strony płytki, a także przylutować je z grubsza w tej samej fizycznej kolejności, co diody LED, aby zmniejszyć skrzyżowanie przewodów. Stworzyłem mostki lutownicze między diodą LED a jednym końcem przewodu oraz między drugimi końcami przewodu a sobą tego samego węzła. Podczas mostkowania uważam, że jest to znacznie łatwiejsze dzięki cienkiej końcówce lutowniczej, a mostki do diod LED są łatwiejsze, jeśli zostawisz dodatkowy kawałek przewodu, aby przymocować go bezpośrednio do niego.

Trudno to wytłumaczyć w prawdziwy sposób krok po kroku, więc spójrz na zdjęcia. Obwód jest prosty w teorii, po prostu zawiły w praktyce, zwłaszcza pomnożony do 14 diod LED. Jeśli masz więcej niż dwa różne kolory przewodów, zdecydowanie kod koloru, aby ułatwić sobie śledzenie.

Krok 8: Składanie wszystkiego razem

Aby ukończyć montaż, po prostu przepuszczam go przez konfigurację Arduino i płytkę prototypową od etapu prototypowania. Chociaż możliwe jest stworzenie bardziej trwałej, samodzielnej konfiguracji, jest to wystarczające do moich celów. Przewody pierwotne i wtórne RGB z zespołu obwodów łączą się w tym samym miejscu, w którym wcześniej podłączyliśmy przewody LED RGB. Przewód GND oczywiście łączy się z GND.

Następnie wystarczy dopasować diody LED do otworów, podłączyć Arduino i umieścić plastikową osłonę na górze. Dla mnie niektóre miejsca nie przepuszczały wystarczającej ilości światła, więc wywierciłem więcej otworów obok już istniejących. Prawdopodobnie możesz użyć wyrzynarki, jeśli chcesz, aby wyglądało to ładniej, ale ostatecznie nie ma to być widoczne. W środku dodałem też trochę taśmy odblaskowej. Na koniec użyłem cienkiej tektury, aby stworzyć bariery między sekcjami o różnych kolorach. Mam plastik przyklejony przezroczystą taśmą zamiast kleju, aby ułatwić dostęp do środka.

Nawet po wyłamaniu wymyślnego aparatu trudno jest uchwycić, jak to wygląda osobiście. Na przykład na głównym obrazie, który jest ustawiony na niebieski i turkusowy, aby pasowały do domyślnych kolorów Mega Mana, wydaje się, że jest dużo przesiąkania przez turkusowy kolor. To tylko efekt aparatu. Dlatego dołączyłem zdjęcie tego samego niebieskiego w połączeniu z kontrastującym pomarańczowym, aby lepiej pokazać separację kolorów. Jest też film z cyklu pełnej tęczy.

Krok 9: Wniosek

Ogólnie jestem zadowolony z wyników tego projektu, ale zdecydowanie są obszary do poprawy, takie jak dodanie światła do obszaru twarzy i stworzenie bardziej zwartych obwodów. Drewno okazało się trudnym medium do pracy. Gdybym miał to poprawić dzięki wnioskom wyciągniętym z pierwszej próby, zaplanowałbym, gdzie zapewnić większy zasięg oświetlenia i prawdopodobnie zamiast tego użyłbym czegoś w rodzaju drukowanej w 3D powłoki.

Jeśli podobał Ci się ten projekt, oddaj swój głos w konkursie Kolory Tęczy!