Płaszcz w wielu kolorach: 3 kroki

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

Oto projekt, który zbudowałem, aby zachwycić ludzi na ślubie mojej córki.

Nazywam to "Płaszczem wielu kolorów". Używając prostych komponentów i podstawowego szkicu Arduino, możesz zaprogramować płaszcz na prawie wszystko, co możesz wymyślić. Zdecydowałem się na prostą „macierz punktową” 7 rzędów na 9 diod czyli 63 diody. Pozostałe części to Arduino (dobrze działa UNO), podstawowy regulator 5V, przewód silikonowy, podstawowy włącznik i bateria litowa 2S. Użyłem baterii HobbyKing Nanotech 0.95 2S, która ma złącze zasilania JST, ale można użyć dowolnej baterii, która dostarcza 5V lub więcej. Bateria HK na moim płaszczu działa przez około 1,5 godziny przy podstawowej procedurze pokazanej na filmie. Najtrudniejszą rzeczą do zdobycia jest płaszcz. Próbowałem OP-Shops, ale nie udało mi się iw końcu kupiłem kamizelkę w lokalnym sklepie „Hippy” (tak się właściwie nazywa!).

Wyobraź sobie, że pojawisz się na meczu drużyny w tym ubraniu.

Oto zestawienie materiałów

• Arduino! Użyłem UNO, ale w niedalekiej przyszłości zamierzam zastąpić go Nano.
• Diody LED W2812B. Użyłem części 1194862 z Banggood.com - w matrycy zatrzaskowej jest 100 pikseli
• Podstawowy regulator 5V. Część Banggood #951165. Kosztują około 1,50 USD za sztukę?
• Podstawowy przełącznik
• Drut silikonowy - do wszystkiego używałem 26G. Do podłączenia 63 diod LED potrzebujesz co najmniej 4m każdego koloru
• Odpowiednia bateria lub zestaw baterii.
• Małe plastikowe etui
• Klej „płynne igły”
• Nici i igły do zabezpieczenia
• Ubranie, użyłam kamizelki, żeby się rozświetlić!

Zdecydowałem się na użycie WS2812 „Neopixels”. Można je kupić od 12 dolarów za 100. Najtrudniejszą częścią tego projektu jest okablowanie diod LED. Przewód LEDS szeregowo. Mają pad "DI", który jest "Data In" i pad "DO", który jest "Data Out". Pierwsza dioda LED w łańcuchu ma swój pad DI podłączony do wybranego pinu Arduino. Użyłem D4, ale nie ma szczególnej potrzeby, aby go używać. Użyj dowolnego pinu cyfrowego. System nie jest również ograniczony do jednego ciągu diod LED. Możesz, jeśli chcesz być naprawdę kreatywny, sterować wieloma strunami. Jedynym ograniczeniem jest twój zasilacz.

Krok 1: Zaprojektuj i zbuduj

Musisz teraz zdecydować, jak rozmieścić diody LED przed lutowaniem. Jak wspomniałem, stworzyłem matrycę 9x7, ale możesz po prostu chcieć rzędy diod LED na ramionach, przodzie, nogach, cokolwiek. Zaszaleć!

Jedyną kwestią, którą musisz wziąć pod uwagę, jest zasilacz. Sugerowana bateria litowa 2S będzie zasilać setki diod LED, ale musisz wziąć pod uwagę pobór prądu przez każdą diodę LED i całkowity prąd obsługiwany przez wybrany regulator.

Każda dioda LED będzie pobierać ~50mA (miliamperów) przy pełnej jasności. Otrzymujesz zatem około 20 na amp zużycia. Sugerowany regulator będzie prowadził około 2 amperów tak jak jest, 3 z radiatorem, dzięki czemu można uruchomić 40 diod LED przez cały dzień. Zauważ, że jeśli je włączasz i wyłączasz, masz z tym trochę więcej swobody. Mój płaszcz obsługuje 63 diody LED bez radiatorów i działa dobrze. W razie potrzeby można również zasilać diody LED „z obu stron” za pomocą 2 regulatorów lub po prostu użyć regulatorów „gruntier”.

Każda dioda LED ma 6 pól lutowniczych, DI/DO oraz "5V+ IN", "Gnd IN", "5V+ OUT" "GND OUT". Przygotuj się na targi, ale lutowania! Gorąco polecam użycie drutu "silikonowego". Jest znacznie bardziej elastyczny niż drut w izolacji PCV, a ponieważ projekt ten wymagał dużo lutowania, łatwość, z jaką paski silikonowe i działa, jest lepsza. Użyłem czerwonego przewodu dla +5V, niebieskiego dla linii sygnałowej i czarnego dla masy (GND), ale możesz użyć dowolnego koloru. Możesz wybrać kolory, aby ukryć okablowanie. Nie zawracałem sobie tym głowy, ponieważ diody LED są tak jasne, że zasłaniają okablowanie.

Kiedy już zdecydujesz o układzie, czas zacząć lutować. Zrobiłem bardzo prosty przyrząd, aby pomóc przy użyciu kawałka drewna. Zdecydowałem, że każda dioda LED będzie znajdować się 55 mm od swojego partnera, więc zaznaczyłem 2 linie na małym bloku, a następnie wywierciłem dwa otwory, w których diody LED będą się osadzić podczas lutowania. Linie służące do przycinania przewodów na wymiar.

Przygotuj się z wystarczającą ilością drutu, przyrządem, wysokiej jakości lutem i narzędziami. Wymagany jest drobny zestaw obcinaków bocznych i narzędzie do zdejmowania izolacji.

Zacznij od zmierzenia przewodu (przewodów) na przyrządzie i zacznij ciąć wystarczająco, aby zrobić około 10 diod LED (10 sztuk każdego kolorowego przewodu). Używając narzędzia do zdejmowania izolacji, usuń około 3 mm z każdego końca. Następnie musisz „ocynować” każdy koniec każdego drutu. To żmudne, ale konieczne. Kiedy wpadniesz w rytm, robi się szybciej.

Następnie musisz zacząć lutować diody LED. Umieszczam diodę LED w zagłębieniu na przyrządzie, a następnie "cynuję" wszystkie 6 padów. Następnie 3 przewody lutownicze po stronie "out" (DO) diody LED. Wydają się być dość trudnymi klientami, więc odpuść. Następnie uzupełniam wszystkie 10 (lub więcej) diod LED i masz teraz 10 diod LED z 3 przewodami.

Następnym krokiem jest połączenie ich w łańcuch. Przylutuj 3 końcówki przewodów "Out" do 3 padów "In" następnej diody LED. Kontynuuj, aż do przylutowania 10 diod LED w łańcuchu. Odkryłem, że podłączenie ponad 10 podczas początkowej konfiguracji utrudniało obsługę. Zbuduj kolejny łańcuch, aż będziesz miał wystarczająco dużo, aby spełnić swoje wymagania.

Po zbudowaniu wszystkich łańcuchów nadszedł czas, aby je połączyć i przetestować. Zrób to ZANIM przymocujesz diody LED do wybranego ubrania.

Krok 2: Arduino i okablowanie zasilania

Załączam kilka zdjęć, które pokazują okablowanie i ogólny układ elektroniki. Zarówno pin wyjściowy 5V Arduino, jak i wejście 5V LED string są połączone z wyjściem regulatora mocy. GND (masa) akumulatora jest podłączone do „Input GND” na regulatorze. Dioda LED i Arduino GND są połączone ze sobą na złączu OUT GND regulatora. Drugie połączenie pochodzi z połączenia LED „DI” (Data In) do pinu D4 w Arduino. Ten projekt jest przeznaczony do „trwałego” połączenia, więc odwracam Arduino i lutuję przewody bezpośrednio do pinów. Jeśli zamierzasz używać Nano, mają one otwory na piny (jeśli nie lutujesz w nagłówkach), co ułatwia okablowanie.

Jedną z najważniejszych rzeczy do zapamiętania jest to, że łączny pobór prądu przez diody LED przy pełnej mocy przekroczy możliwości zasilania Arduino i być może możliwości zasilania 5V USB. Zasadą jest więc, aby bateria była zawsze podłączona i włączona, aby Arduino nie było zestresowane.

W tym momencie włącz baterię i podłącz Arduino do komputera za pomocą kabla USB. Odpal Arduino i załaduj załączony szkic "CheckLEDs.ino"

Szkic wykorzystuje bibliotekę „FastLED” do sterowania diodami LED. Po ich połączeniu pierwsza dioda w łańcuchu przyjmuje adres „0”, a następnie 1, 2, 3 itd. aż do maksymalnej liczby diod. Dostarczony szkic pokazuje kilka podstawowych liter, których użyłem na ślubie mojej córki. Zostawię ci rozszyfrowanie tego, co zostało powiedziane.

W tym momencie, po załadowaniu szkicu, ustaw stałą „MAX_LEDS” w górnej części szkicu na liczbę diod LED w ciągu testowym, skompiluj i pobierz na Arduino. Diody LED powinny zacząć migać od pierwszej do ostatniej. Jeśli diody LED zatrzymają się na określonej diodzie LED, odłącz Arduino od USB i wyłącz akumulator. Sprawdź lutowanie i upewnij się, że diody LED są prawidłowo podłączone między ostatnią, która migała, a tą, która nie świeci. Przelutuj, podłącz ponownie i przetestuj. Po uruchomieniu podstawowego ciągu testowego podłącz następny mały ciąg do pierwszego ciągu, zresetuj parametr MAX_LEDs do nowej liczby diod LED, załaduj i kontynuuj testowanie. Po podłączeniu i przetestowaniu wszystkich diod LED można przymocować diody LED do ubrania i dokończyć okablowanie.

Krok 3: Końcowy montaż i programowanie

W tym momencie docenisz użycie drutu silikonowego. Rozłóż paski LED na odzieży. Zastanów się, gdzie umieścisz baterię, Arduino, regulator i włącznik. Na moim płaszczu były one w przedniej lewej kieszeni dla łatwego dostępu. Położyłem moje diody LED w siatce, w której pierwsza (zero) dioda LED znajdowała się w lewym dolnym rogu płaszcza. Następnie diody LED przesunęły się w górę płaszcza o 9 diod LED jako kolumnę, a następnie obróciły się o 180 stopni w dół dla 9 diod LED jako następnej kolumny. Podszedłem do następnej kolumny i kontynuowałem, aż miałem 7 kolumn w 9 rzędach. Układ oznacza, że diody LED są ponumerowane od 0 do 8 od dołu do góry w pierwszej kolumnie, przy czym następna kolumna ma numer od 9 do 17 i tak dalej.

Aby przymocować diody LED, początkowo użyłem produktu „Liquid Needles”, który jest klejem, który wydaje się działać skutecznie, jednak ponieważ nie chciałem czekać między każdym wysychaniem diod LED, zdecydowałem się również na wszycie diod LED. Wystarczy pętelka bawełny przyszyta na drutach w pobliżu diody LED. W większości przypadków pojedynczy zestaw szwów, jako pętle, działa na diodę LED. Możesz, w zależności od układu, użyć pętli do przytrzymywania przewodów, zwłaszcza między „kolumnami”.

Nie szyj/przyklej pierwszej diody LED, dopóki nie połączysz jej z Arduino/Power. Przebiłem materiał i poprowadziłem 3 przewody przez otwór i do kieszeni. "Przewody zasilające" wszyłam po wewnętrznej stronie płaszcza. Przebicie kieszeni pozwoliło mi włożyć okablowanie do środka i dokończyć pracę. Zaizolowałem regulator zwykłą taśmą, a następnie włożyłem wszystko do małego plastikowego pudełka, aby pomieścić elementy zasilania. Możesz zrobić swój własny pojemnik, tylko upewnij się, że nic nie może się zepsuć.

Programowanie

Używając załączonego pliku ino jako szablonu, możesz teraz rozpocząć programowanie Arduino dla wybranego wzorca. Stworzyłem bardzo prosty arkusz kalkulacyjny (w załączeniu) z układem diod LED. Ułatwia to „narysowanie” dowolnego wzoru, który chcesz namalować. Gdy masz już wymagane liczby, dodawanie ich do tablicy jest proste. Użyj przykładowych tablic w załączonym INO, aby stworzyć własne.

Biblioteka FASTLed https://fastled.io zawiera przykład, który możesz dodać do swojego szkicu. Sekcja „cylon” w przykładowym szkicu jest kopiowana bezpośrednio z przykładów.

Wypróbuj swoją kreatywność - co powiesz na dodanie kolejnego przełącznika, aby zmienić kolejność? Przycisk umożliwia przechodzenie przez kilka cykli?

BTW - płaszcz absolutnie ich zachwycił na weselu.