Επιμονή του προσωπικού LED Vision: 11 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Είναι γνωστό ότι ακόμη και μετά το σβήσιμο του φωτός, το ανθρώπινο μάτι συνεχίζει να το "βλέπει" για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου. Αυτό είναι γνωστό ως Persistence of Vision, ή POV, και επιτρέπει σε κάποιον να "ζωγραφίσει" εικόνες μετακινώντας γρήγορα μια λωρίδα LED, τραβώντας μία γραμμή μιας εικόνας τη φορά διαδοχικά. Αν κάνετε αναζήτηση στο διαδίκτυο (π.χ. στο Etsy), μπορείτε να βρείτε αρκετά παιχνίδια που βασίζονται σε αυτήν την ιδέα: πόις, προσωπικό και άλλα.

Ωστόσο, αυτά είναι ακριβά: οι τυπικές τιμές για ένα προσωπικό POV με αξιοπρεπή ανάλυση ξεκινούν από $ 500 και χρησιμοποιούν ιδιόκτητο λογισμικό, οπότε δεν υπάρχει εύκολος τρόπος για να τροποποιήσετε τη συμπεριφορά τους ή να προσθέσετε επιπλέον λειτουργικότητα. Έτσι, όταν έψαχνα για δώρο γενεθλίων για έναν φίλο που του αρέσει να ζωγραφίζει με φως, αποφάσισα να δημιουργήσω τη δική μου έκδοση ανοιχτού κώδικα χρησιμοποιώντας άμεσα διαθέσιμα εξαρτήματα.

Το έργο μου βασίζεται στο εξαιρετικό έργο των Phillip Burgess και Erin St Blaine από το Adafruit. Ωστόσο, έκανα μερικές αλλαγές, αναβαθμίζοντας τα ηλεκτρονικά. Παρακάτω είναι τα βασικά χαρακτηριστικά αυτού του έργου:

• Είναι ένα διπλό προσωπικό, συνολικού μήκους 141 cm (55in). δεν είναι πτυσσόμενο. Κάθε πλευρά του προσωπικού διαθέτει δύο λωρίδες LED 50cm/72 pixels, για το σύνολο των 288 LED. Έτσι, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να εμφανίσετε εικόνες με ανάλυση 72-px.
• Το προσωπικό τροφοδοτείται από δύο μπαταρίες ιόντων λιθίου 18650, οι οποίες θα πρέπει να είναι αρκετές για τουλάχιστον 1 ώρα, πιθανώς έως και 2 ώρες, ανάλογα με την ένταση των εικόνων σας. Οι μπαταρίες μπορούν να επαναφορτιστούν μέσω σύνδεσης micro-USB. ο χρόνος πλήρους φόρτισης είναι περίπου 5 ώρες.
• Οι εικόνες (σε μορφή bitmap) μπορούν να μεταφορτωθούν εύκολα στο προσωπικό συνδέοντας το προσωπικό σε έναν υπολογιστή, όπου εμφανίζεται ως συσκευή αποθήκευσης USB. Έχει αρκετή μνήμη για περίπου 50 εικόνες. Η σειρά με την οποία εμφανίζονται οι εικόνες περιγράφεται σε ξεχωριστό αρχείο απλού κειμένου, όπου μπορείτε να βάλετε μια λίστα με εικόνες και διάρκειες. Μια εικόνα μπορεί να καταχωρηθεί εκεί πολλές φορές ή καθόλου.
• Το προσωπικό περιέχει μια μονάδα αδρανειακής κίνησης (IMU) η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ανιχνεύσει πότε το προσωπικό βρίσκεται σε κίνηση. Το λογισμικό το χρησιμοποιεί για να προσαρμόζει τη συχνότητα ενημέρωσης για εικόνες, έτσι ώστε οι εικόνες να μην εμφανίζονται τεντωμένες ή συμπιεσμένες ανεξάρτητα από το πόσο γρήγορα την περιστρέφετε. Μπορείτε επίσης να το χρησιμοποιήσετε για τον έλεγχο της εκπομπής σας: π.χ. Η οριζόντια διακοπή του προσωπικού χρησιμοποιείται ως σήμα για να μετακινηθείτε στην επόμενη εικόνα στο slideshow.
• Το λογισμικό βασίζεται στο Arduino IDE. Διατίθεται με άδεια ανοικτού κώδικα και είναι εύκολο να τροποποιηθεί ώστε να ταιριάζει στις ανάγκες σας.

Αυτό το έργο είναι ανοιχτού κώδικα. Όλοι οι κωδικοί και τα διαγράμματα είναι διαθέσιμα στο github repository μου με άδεια MIT.

Προμήθειες:

Θα χρειαστείτε τα ακόλουθα εφόδια:

• Λωρίδα LED APA102 (DotStar), 144 LED/μέτρο, μαύρο PCB, από την Adafruit ή την Aliexpress. Χρειάζεστε 4 λωρίδες 50cm (72 LED). Μπορείτε επίσης να αγοράσετε μακρύτερες λωρίδες και να τις κόψετε σε κομμάτια 50εκ. Οι λωρίδες δεν πρέπει να είναι αδιάβροχες. Οι λωρίδες Adafruit συνοδεύονται από αδιάβροχο περίβλημα το οποίο μπορείτε απλά να αφαιρέσετε και να απορρίψετε.
• Δύο μπαταρίες ιόντων λιθίου 18650. Αναζητήστε μπαταρίες υψηλής χωρητικότητας (τουλάχιστον 3000mAh), προστατευμένες από έναν αξιόπιστο κατασκευαστή όπως η Panasonic, η Samsung ή η Sanyo. Προτείνω αυτές τις μπαταρίες της Sanyo ή της Panasonic. Μην προσπαθήσετε να εξοικονομήσετε χρήματα αγοράζοντας μπαταρία χωρίς όνομα στο eBay ή στο Amazon.
• Πολυανθρακικός σωλήνας, 11F (55in/141cm), 1 ίντσα εξωτερική διάμετρος, από το flowtoys.com
• Δύο άκρα και λαβή τένις για το σωλήνα από το Amazon
• Τετράγωνος ξύλινος πείρος 1/2 ιντσών, από το HomeDepot ή οποιοδήποτε άλλο κατάστημα υλικού. Χρειάζεστε 4 πόδια (ή δύο κομμάτια 2 πόδια)
• Μικροελεγκτής Adafruit ItsyBitsy M4 ή ItsyBitsy nRF52840. Το nRF52840 είναι ελαφρώς ακριβότερο, αλλά έρχεται με Bluetooth, το οποίο ανοίγει πολλές επιπλέον δυνατότητες. Ωστόσο, η τρέχουσα έκδοση του κωδικού μου δεν χρησιμοποιεί Bluetooth - αυτό έχει προγραμματιστεί για μελλοντικές αναβαθμίσεις. Μην χρησιμοποιείτε 32u4 ή M0 ItsyBitsy - δεν έχουν αρκετή μνήμη RAM για τους σκοπούς μας.
• Προσαρμοσμένος πίνακας θωράκισης POV για το ItsyBitsy και δύο προσαρμοσμένοι πίνακες διανομής ισχύος σχεδιασμένοι από τον εαυτό μου. Μπορείτε να τα φτιάξετε μόνοι σας κατεβάζοντας τα σχήματα, τα αρχεία BOM και Gerber από το github ή αγοράστε και τα τρία μαζί από το κατάστημά μου στο Tindie
• Rocker διακόπτης
• Καλωδίωση: είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε καλωδίωση με μόνωση σιλικόνης, καθώς είναι πολύ πιο ευέλικτη από την κανονική μόνωση από PVC. Χρειάζεστε 20 καλώδια AWG για ισχύ (2,5m κόκκινο, 1 m μαύρο) και 24-26 awg για σήμα (δύο διαφορετικά χρώματα της επιλογής σας, 50 cm το καθένα)
• Σωλήνες περιτύλιξης μαύρης περιτύλιξης διαμέτρου 8mm, 1 μέτρο
• Τρεις συνδετήρες θέσης JST XH 4 με καλώδια καλωδίων 15 cm ή μεγαλύτερα, 22awg. Τέτοιοι σύνδεσμοι χρησιμοποιούνται συνήθως ως καλώδια εξισορρόπησης για τη φόρτιση μπαταριών λιθίου. Σημειώστε ότι ο σύνδεσμος 4 θέσεων θα πωλείται ως καλώδιο εξισορρόπησης 3s (ένα καλώδιο για κάθε μπαταρία και ένα για κοινό έδαφος). Εάν αισθάνεστε άνετα να τσακίζετε τα δικά σας βύσματα σύνδεσης, μπορείτε να αγοράσετε αντί για JST XH περίβλημα και επαφές από Digikey ή Mouser και να κάνετε τα δικά σας καλώδια. Αυτό θα απλοποιήσει μερικά από τα παρακάτω βήματα.
• Τρισδιάστατοι εκτυπωτές αποστάτες και βάσης διακόπτη. Τα αρχεία STEP μπορούν να βρεθούν στο φάκελο υλικού του αποθετηρίου github. Θα χρειαστείτε 3 αποστάτες και ένα στήριγμα διακόπτη. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιονδήποτε τρισδιάστατο εκτυπωτή και κάθε είδους νήμα (PLA, ABS,…).
• Στενά (2mm) μαύρα φερμουάρ. Σημείωση: τα περισσότερα 4 σε φερμουάρ έχουν πλάτος 0,1 "= 2,5 mm, το οποίο είναι πολύ μεγάλο για εμάς - χρειάζεστε πραγματικά 2 mm ή πιο στενά.
• Ανδρικές κεφαλίδες Breakaway, 0,1"

Εάν αγοράζετε τα LED σας από το AliExpress και είστε έτοιμοι να περιμένετε 3-4 εβδομάδες για δωρεάν παράδοση, η συνολική τιμή των παραπάνω εξαρτημάτων θα είναι περίπου $ 150 (συμπεριλαμβανομένης της αποστολής). Εάν αγοράζετε τα LED σας από το Adafruit, προσθέστε 60 $ στην παραπάνω τιμή.

Εάν επιλέξετε να βάψετε με σπρέι τους ξύλινους πείρους μαύρους για καλύτερη εμφάνιση (συνιστάται), χρειάζεστε επίσης μαύρο σπρέι.

Μπορείτε να αγοράσετε το κιτ μερών που περιέχει μερικά (αλλά όχι όλα!) Από τα παραπάνω μέρη από το κατάστημά μου στο Tindie: https://www.tindie.com/stores/irobotics/. Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να αποφύγετε να αγοράσετε ένα πακέτο με δέκα διακόπτες όταν χρειάζεστε μόνο έναν.

Εργαλεία

Θα χρειαστείτε τα συνηθισμένα εργαλεία και προμήθειες: απογυμνωτές σύρματος, κοπτήρες, ψαλίδι, αξιοπρεπές συγκολλητικό σίδερο, συρρικνωμένο περιτύλιγμα, ηλεκτρική ταινία, πιστόλι θερμότητας για συρρίκνωση του περιτυλίγματος συρρίκνωσης, αιχμηρό μαχαίρι μοντέλου ή βοηθητικό μαχαίρι. Περιττό να πω ότι θα χρειαστείτε επίσης έναν υπολογιστή για τον προγραμματισμό του μικροελεγκτή και έναν φορτιστή USB για τη φόρτιση των μπαταριών. Υποτίθεται ότι έχετε ήδη κάποια εμπειρία με το Arduino και με βασικά ηλεκτρονικά έργα, τουλάχιστον στο επίπεδο συγκόλλησης κεφαλίδων σε σανίδες ή συγκόλλησης καλωδίων.

Βήμα 1: Επισκόπηση

Το συγκεντρωμένο προσωπικό θα αποτελείται από τις ακόλουθες υποσυνόδους:

• Δύο μπαταρίες 18650 και καλωδίωση στη μέση του προσωπικού. Οι μπαταρίες διαχωρίζονται μεταξύ τους και από τα συγκροτήματα LED με τρισδιάστατα εκτυπωμένα διαχωριστικά. το συνολικό μήκος των μπαταριών+αποστάσεων είναι περίπου 28 cm.
• Δύο συγκροτήματα LED, ένα σε κάθε πλευρά του προσωπικού. Κάθε συγκρότημα αποτελείται από δύο λωρίδες LED 50 εκατοστών προσαρτημένες σε ξύλινο πείρο. Οι λωρίδες LED θα συγκολληθούν σε έναν στρογγυλό πίνακα διανομής ισχύος στο εσωτερικό άκρο του πείρου. Το συγκρότημα LED συνδέεται μεταξύ τους και η μπαταρία με συνδέσμους JST XH, συνδέονται στις κεφαλίδες στις πλακέτες διανομής ισχύος.
• Στο ένα άκρο του προσωπικού, υπάρχει ένας διακόπτης, με δύο καλώδια που οδηγούν από αυτό προς τις μπαταρίες στη μέση και προστατεύονται από τελικό πώμα με άνοιγμα για τον διακόπτη
• Στο αντίθετο άκρο του προσωπικού, ο ελεγκτής, αποτελούμενος από τον μικροελεγκτή ItsyBitsy που είναι προσαρτημένος στον προσαρμοσμένο πίνακα θωράκισης POV, προστατευμένος με τελικό κάλυμμα. Ένα καλώδιο 4 καλωδίων είναι συνδεδεμένο στην κεφαλίδα JST XH στην ασπίδα POV. τα καλώδια τρέχουν το μήκος του συγκροτήματος LED στο κέντρο
• Κορδέλα ρακέτας τένις που καλύπτει το συγκρότημα της μπαταρίας στη μέση του προσωπικού, για καλύτερο κράτημα.

Βήμα 2: Λογισμικό

Εάν χρησιμοποιείτε το κιτ εξαρτημάτων από το κατάστημά μου Tindie που περιλαμβάνει το ItsyBitsy M4 (αυτή η επιλογή προστέθηκε τον Δεκέμβριο του 2020), μπορείτε να παραλείψετε αυτό το βήμα - το ItsyBitsy έχει ήδη προγραμματιστεί για εσάς

Ξεκινάμε προγραμματίζοντας τον μικροελεγκτή ItsyBitsy. Αυτό μπορεί να γίνει με έναν από τους δύο τρόπους:

- χρησιμοποιώντας ένα προκατασκευασμένο δυαδικό αρχείο. Αυτή είναι η ευκολότερη μέθοδος για άτομα που έχουν μικρή ή καθόλου εμπειρία προγραμματισμού. Ωστόσο, αυτό δεν σας επιτρέπει να προσαρμόσετε το προσωπικό για τις ανάγκες σας

- οικοδόμηση από την πηγή. Αυτό παρέχει την μεγαλύτερη ευελιξία, καθώς είναι εύκολο να τροποποιήσετε τον κώδικα για τις ανάγκες σας, αλλά απαιτεί κάποια (πολύ μέτρια) εξοικείωση με το Arduino IDE.

Σε κάθε περίπτωση, πρέπει να κάνετε λήψη της πιο πρόσφατης έκδοσης από το αποθετήριο github. Λήψη αρχείου πηγαίου κώδικα.zip (ή πηγαίου κώδικα.tar.gz εάν χρησιμοποιείτε Linux). παρά το όνομα, αυτό το αρχείο δεν περιέχει μόνο πηγαίο κώδικα αλλά και δυαδικά και δείγματα εικόνων. Μετά τη λήψη, εξαγάγετε το σε μια προσωρινή τοποθεσία.

Χρήση προκατασκευασμένων δυαδικών αρχείων

Συνδέστε το ItsyBitsy στον υπολογιστή χρησιμοποιώντας καλώδιο micro-USB. (Εάν το κάνετε για πρώτη φορά, ενδέχεται να λάβετε ένα μήνυμα σχετικά με την εγκατάσταση προγραμμάτων οδήγησης · σε αυτήν την περίπτωση, περιμένετε μέχρι να σας πει ότι το υλικό σας είναι έτοιμο για χρήση.) Κάντε διπλό κλικ στο κουμπί επαναφοράς. Το ItsyBitsy σας θα πρέπει να εμφανίζεται ως εξωτερική μονάδα δίσκου στον υπολογιστή σας, με όνομα όπως το ITSYM4BOOT. Ανοίξτε τη μονάδα δίσκου στο παράθυρο του προγράμματος περιήγησης αρχείων. στο εσωτερικό θα πρέπει να δείτε τα αρχεία CURRENT. UF2, INDEX. HTM και UF2_INFO. TXT.

Τώρα ανοίξτε σε άλλο παράθυρο του προγράμματος περιήγησης αρχείων τον κατάλογο που εξήχθη από το αρχείο λήψης από το github. Βρείτε σε αυτό δυαδικά αρχεία καταλόγου και βρείτε εκεί τον υποκατάλογο που ταιριάζει με τον τύπο του Itsy Bitsy που έχετε (M4 ή nRF52840). Μέσα σε αυτό, θα βρείτε δύο αρχεία: formatter. UF2 και povstaff-vX. X. UF2, όπου X. X είναι ο αριθμός έκδοσης.

Πρώτα πρέπει να ανεβάσετε και να εκτελέσετε το αρχείο formatter. UF2, το οποίο θα μορφοποιήσει την εσωτερική αποθήκευση flash του μικροελεγκτή για μελλοντική χρήση (πρέπει να το κάνετε μόνο μία φορά). Για να το κάνετε αυτό, σύρετε το μορφοποιητή αρχείου. UF2 στη μονάδα ITSY ** BOOT. εάν λάβετε μια ερώτηση "θέλετε να αντιγράψετε αυτό το αρχείο χωρίς τις ιδιότητές του, κάντε κλικ στο" Ναι ". Μετά από αυτό, το ItsyBitsy θα επανεκκινήσει, το ITSY ** BOOT θα εξαφανιστεί από τον υπολογιστή σας και θα εκτελεστεί το σενάριο μορφοποίησης. κερδίσατε" t δεν βλέπει ορατή έξοδο.

Κάντε διπλό κλικ στο κουμπί επαναφοράς. Η μονάδα δίσκου ITSY ** BOOT πρέπει να εμφανιστεί ξανά στον υπολογιστή σας. Αυτή τη φορά, σύρετε το povstaff-vX. X. UF2 σε αυτό. Και πάλι, το ItsyBitsy θα επανεκκινήσει. Αυτό είναι όλο - ο μικροελεγκτής περιέχει τώρα το λογισμικό povstaff.

Μεταγλώττιση από την πηγή

Θα χρειαστείτε Arduino IDE (έκδοση 1.8.6 ή νεότερη έκδοση). Βεβαιωθείτε ότι έχετε εγκαταστήσει τις ακόλουθες βιβλιοθήκες:

• Adafruit DotStar
• Adafruit BusIO
• Adafruit TinyUSB
• Ενιαίος αισθητήρας Adafruit
• Adafruit MPU6050
• Adafruit SPIFlash
• SdFat - Πιρούνι Adafruit. Σημείωση: χρειάζεστε το πιρούνι Adafruit και όχι την αρχική βιβλιοθήκη SdFat!

Δείτε αυτήν τη σελίδα εάν χρειάζεστε βοήθεια για την εγκατάσταση βιβλιοθηκών.

Εγκαταστήστε τα αρχεία υποστήριξης της πλακέτας για την πλακέτα σας όπως περιγράφεται εδώ (για το ItsyBitsy M4) ή εδώ (ItsyBitsy nrf52840). Βεβαιωθείτε ότι λειτουργεί συνδέοντας το ItsyBitsy με τον υπολογιστή, επιλέγοντας τον κατάλληλο τύπο και θύρα πλακέτας και εκτελώντας το σκίτσο Blink. Εάν χρησιμοποιείτε το ItsyBitsy M4, επιλέξτε στο μενού Εργαλεία-> Στοίβα USB-> TinyUSB.

Στη συνέχεια, πρέπει να μορφοποιήσετε τον αποθηκευτικό χώρο flash QSPI που περιλαμβάνεται στον πίνακα. Για να το κάνετε αυτό, βρείτε στο μενού Αρχείο-> Παραδείγματα-> Adafruit SPIFlash-> SdFat_format. Επεξεργαστείτε τη γραμμή

#define DISK_LABEL "EXT FLASH"

αντικατάσταση του EXT FLASH με μια ετικέτα της επιλογής σας, έως 11 σύμβολα (π.χ. "POVSTAFF"). Ανεβάστε το σκίτσο στον πίνακα και ξεκινήστε τη σειριακή οθόνη με 115200 baud. Θα πρέπει να δείτε ένα μήνυμα που σας ζητά να επιβεβαιώσετε την επαναδιαμόρφωση. απαντήστε "ΟΚ" για επιβεβαίωση και θα πρέπει να δείτε το μήνυμα "Μορφοποιημένο φλας".

Είστε τώρα έτοιμοι να ανεβάσετε το κύριο σκίτσο στον πίνακα. Στο εξαγόμενο αρχείο από το github, βρείτε τον κωδικό αρχείου/povstaff/povstaff.ino και ανοίξτε το στο Arduino IDE. Ανεβάστε το στον πίνακα Itsy Bitsy.

Προειδοποίηση: η μεταφόρτωση εικόνων στο ItsyBitsy μπορεί να γίνει μόνο αφού την κολλήσετε στον πίνακα θωράκισης POV: το λογισμικό βασίζεται στο κύκλωμα διαχωριστή τάσης στην ασπίδα για να εντοπίσει πότε η πλακέτα είναι συνδεδεμένη σε USB. Εάν θέλετε να δοκιμάσετε την πλακέτα χωρίς την ασπίδα, χρησιμοποιήστε καλώδια βραχυκυκλωτή για να συνδέσετε τον ακροδέκτη A1 στα 3,3V.

Βήμα 3: Συγκόλληση της ασπίδας POV

Συγκολλήστε τις αρσενικές κεφαλίδες στο ItsyBitsy. για το ItsyBitsy M4, κολλήστε μόνο τις κεφαλίδες κατά μήκος των δύο μακριών πλευρών του πίνακα. Τώρα κολλήστε τον πίνακα θωράκισης POV σε αυτές τις κεφαλίδες κάτω από το Itsy Bitsy, σχηματίζοντας ένα "σάντουιτς" δύο σανίδων όπως φαίνεται στις παραπάνω φωτογραφίες. Σημείωση: όλα τα εξαρτήματα της θωράκισης POV πρέπει να βρίσκονται εξωτερικά και όχι μέσα στο σάντουιτς!

Αφού τελειώσετε με τη συγκόλληση, χρησιμοποιήστε διαγώνιους κόφτες για να κόψετε τις μακριές καρφίτσες των κεφαλίδων έτσι ώστε να μην σας εμποδίζουν.

Βήμα 4: Κατασκευή των συναρμολογήσεων LED

1. Πάρτε τους ξύλινους πείρους 1/2 ίντσας και κόψτε τους με πριόνι για να δημιουργήσετε δύο κομμάτια των 51 εκατοστών το καθένα. Προσπαθήστε να κρατήσετε τις περικοπές σας τετράγωνες.
2. Προαιρετικά: βάψτε με σπρέι τα κομμάτια μαύρα και αφήστε τα να στεγνώσουν. Αυτό θα δώσει στο προσωπικό μια πολύ πιο γυαλισμένη εμφάνιση (ενώ είναι απενεργοποιημένο, μόλις ενεργοποιηθεί, κανείς δεν θα παρατηρήσει τι χρώμα έχουν οι πείροι).
3. Πάρτε τις λωρίδες LED. Εάν βρίσκονται μέσα σε αδιάβροχη επένδυση, αφαιρέστε και απορρίψτε την επένδυση. Αν έχουν κολλήσει σύρματα, ξεκολλήστε τα. αφαιρέστε την περίσσεια συγκόλλησης χρησιμοποιώντας ένα φυτίλι πλεξούδας. Εάν παραγγείλατε λωρίδες 1m ή 2m, κόψτε τις σε κομμάτια 50 cm, φροντίζοντας να αφήσετε όσο το δυνατόν μεγαλύτερα μαξιλαράκια συγκόλλησης στην αρχή κάθε λωρίδας (αυτό θα πρέπει να είναι εύκολο, καθώς συνήθως μακρύτερες λωρίδες δημιουργούνται με συγκόλληση 50cm, έτσι απλώς θα αναιρέσετε τη δουλειά κάποιου άλλου).
4. Συγκολλήστε αποσπώμενες αρσενικές κεφαλίδες στην αρχή κάθε λωρίδας LED, όπως φαίνεται στις φωτογραφίες. Ο ευκολότερος τρόπος για να το κάνετε είναι να συνδέσετε τις αρσενικές κεφαλίδες σε μια μακρά λωρίδα γυναικείων κεφαλίδων, να τις τοποθετήσετε στο πάγκο εργασίας (ιδανικά, σε σιλικόνη ή άλλο ανθεκτικό στη θερμότητα στρώμα) και να τις κολλήσετε στο χαλί για να διατηρήσετε τις κεφαλίδες στη θέση τους, όπως φαίνεται στις παραπάνω φωτογραφίες. Στη συνέχεια, ευθυγραμμίστε τη λωρίδα LED και χρησιμοποιήστε κάποιο βάρος για να τη διατηρήσετε στη θέση της ενώ κολλάτε τις κεφαλίδες. Σημειώστε: κολλάτε τη μικρή πλευρά της κεφαλίδας στη λωρίδα, αφήνοντας ελεύθερη τη μακριά πλευρά. Θα κολλήσετε πολύ κοντά στο πρώτο LED, οπότε προσέξτε το σίδερο σας προσεκτικά - μην αγγίζετε το LED!

5. Όλες οι ταινίες APA102 έχουν 4 γραμμές σήματος: Ground (GND, συνήθως συντομογραφία G), Clock (CLK ή CI για Clock In), Δεδομένα (DAT, ή DI) και VCC ή 5V. Ωστόσο, η σειρά αυτών των γραμμών σήματος στις ταινίες ποικίλλει μεταξύ των κατασκευαστών. Έτσι, τώρα είναι μια καλή στιγμή να το γράψετε για μελλοντική χρήση. Τοποθετήστε τη λωρίδα στο γραφείο με την αρχή της λωρίδας προς τα αριστερά και σημειώστε τα σήματα, πηγαίνοντας από πάνω προς τα κάτω και επισημαίνοντάς τα με A … D. Για παράδειγμα, για τη λωρίδα στις παραπάνω φωτογραφίες θα λάβετε την ακόλουθη λίστα:

   • A = GND
   • Β = CLK
   • C = DAT
   • D = VCC

   Διατηρήστε αυτήν τη λίστα άμεσα διαθέσιμη στο υπόλοιπο συγκρότημα - θα αναφερθείτε σε αυτήν περισσότερες από μία φορές.

6. Αφαιρέστε το επικάλυμμα από την αυτοκόλλητη λωρίδα στο πίσω μέρος του LED και στερεώστε τη ταινία στον ξύλινο πείρο, έτσι ώστε οι πλαστικοί αποστάτες στις κολλημένες επικεφαλίδες να είναι στο ίδιο επίπεδο με το άκρο του πείρου. Συνδέστε την άλλη λωρίδα στην αντίθετη πλευρά του πείρου. Επαναλάβετε με τον άλλο πείρο.
7. Πάρτε τους πίνακες διανομής ισχύος και συγκολλήστε τους στις κεφαλίδες όπως φαίνεται στις φωτογραφίες. Οι σανίδες πρέπει να είναι στο ίδιο επίπεδο με το άκρο του ξύλινου πείρου. Χρησιμοποιήστε διαγώνιους κόφτες για να κόψετε το επιπλέον μήκος των ακίδων κεφαλίδας.

Θα πρέπει τώρα να έχετε δύο ολοκληρωμένα συγκροτήματα LED. Σημείωση: η κόλλα στις λωρίδες LED δεν είναι πολύ ισχυρή, επομένως οι λωρίδες σας μπορεί να αρχίσουν να ξεφλουδίζουν. Είναι εντάξει; θα κάνουμε μια πιο μόνιμη προσκόλληση αργότερα.

Βήμα 5: Καλωδίωση του πίνακα ελέγχου

1. [Αν αγοράσατε το κιτ ανταλλακτικών από το κατάστημά μου Tindie τον Δεκέμβριο του 2020 ή αργότερα, μπορείτε να παραλείψετε αυτό το βήμα - απλώς χρησιμοποιήστε τη συμπεριλαμβανόμενη υποδοχή JST XH με καλώδια 55 εκ.] Πάρτε έναν από τους συνδετήρες JST XH με καλώδια. Συγκολλήστε επιπλέον καλώδια σιλικόνης (22-24 awg) στα καλώδια, κάνοντας το συνολικό μήκος περίπου 55-57 cm (συμπεριλαμβανομένου του συνδέσμου). Προτείνεται να επιλέξετε τα χρώματα των καλωδίων για να ταιριάζουν με το σήμα που μεταφέρεται, χρησιμοποιώντας κόκκινο για VCC, μαύρο για GND κ.λπ. Μπορείτε να δείτε ποιο σύρμα μεταφέρει ποιο σήμα συνδέοντάς το στην κεφαλίδα στον πίνακα θωράκισης POV και συμβουλευόμενοι τις επόμενες ετικέτες στην κεφαλίδα. Δοκιμάστε να κάνετε τις συνδέσεις όσο το δυνατόν μικρότερες ώστε να είναι εύκολο να τοποθετηθούν στο εσωτερικό του σωλήνα. Για να το κάνετε ακόμα πιο εύκολο, συγκλονίστε τις συνδέσεις, πραγματοποιώντας σύνδεση για διαφορετικά καλώδια σε διαφορετικά σημεία (για παράδειγμα, κόψτε VCC και GND 10 cm από το βύσμα και τα άλλα δύο καλώδια, 15 cm από το βύσμα).
2. Πάρτε ένα από τα συγκροτήματα LED που δημιουργήθηκαν στο προηγούμενο βήμα. Σημειώστε ότι ο πίνακας διανομής ισχύος έχει 4 ακόμη οπές που δεν έχουν χρησιμοποιηθεί ακόμη. Απογυμνώστε περίπου 5mm από καθένα από τα 4 σύρματα του συγκροτήματος σύρματος που μόλις φτιάξατε και βάλτε τα απογυμνωμένα σύρματα μέσα από αυτές τις οπές (από την πλευρά του συγκροτήματος LED) και συγκολλήστε τα όπως φαίνεται στις παραπάνω φωτογραφίες. Τα σήματα (VCC, GND,…) πρέπει να ταιριάζουν με ετικέτες στον πίνακα (A, B, C, D) χρησιμοποιώντας τον πίνακα που γράψατε στο βήμα 3.
3. Για να αποκρύψετε τα καλώδια και να το κάνετε να φαίνεται πιο καθαρό, πάρτε τη σωλήνωση περιτυλίγματος συρρίκνωσης 8 mm. Κόψτε κομμάτι μήκους περίπου 50-51 εκατοστών. Κανονικά, οι σωλήνες συρρίκνωσης τυλίγματος αυτής της διαμέτρου πωλούνται ως επίπεδες, με τα γράμματα στη μία πλευρά. Χρησιμοποιήστε ψαλίδι για να ανοίξετε τη σωλήνα κατά μήκος, από τη μια άκρη στην άλλη, κάνοντας το στο πλάι με γράμματα. Βάλτε προσεκτικά τα καλώδια στη σωλήνωση και τοποθετήστε τα κατά μήκος του πείρου, με την ανοιχτή πλευρά προς τα κάτω. Βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια είναι ίσια και δεν διασχίζουν το ένα το άλλο.
4. Χρησιμοποιήστε φερμουάρ για να κρατήσετε τις λωρίδες LED και την καλωδίωση στον πείρο. Τα φερμουάρ πρέπει να ταιριάζουν στους χώρους μεταξύ των LED (γι 'αυτό χρειαζόμασταν πλάτους 2 mm). Η κεφαλή των φερμουάρ πρέπει να βρίσκεται στη μέση της άδειας πλευράς του πείρου (χωρίς LED ή καλωδίωση) - όχι στη γωνία! Τοποθετήστε φερμουάρ κάθε 7-8 εκατοστά περίπου. Σφίξτε τα και κόψτε τα.

Βήμα 6: Καλωδίωση των μπαταριών

Σε αυτό το βήμα, θα κολλήσετε καλώδια σε μπαταρίες ιόντων λιθίου. Αυτό μπορεί να είναι επικίνδυνο αν δεν γίνει σωστά! Διαβάστε προσεκτικά όλες τις οδηγίες και φορέστε προστατευτικά για τα μάτια. Δουλεύεις με δική σου ευθύνη!

1. Κόψτε περίπου 5-6 εκατοστά κόκκινου σύρματος 20awg. απογυμνώστε περίπου 1 cm από το ένα άκρο και κολλήστε στον θετικό ακροδέκτη μιας από τις 18650 μπαταρίες ακολουθώντας προσεκτικά τις οδηγίες αυτής της σελίδας. Τώρα συγκολλήστε μαύρο καλώδιο 13 cm 20awg στον αρνητικό ακροδέκτη. Για άλλη μια φορά, βεβαιωθείτε ότι ακολουθείτε τις οδηγίες! Επαναλάβετε το ίδιο με την άλλη μπαταρία.
2. Πάρτε δύο συνδετήρες JST XH με καλώδια. Εάν τα καλώδια είναι μεγαλύτερα από 15 cm, κόψτε τα στα 15 cm (συμπεριλαμβανομένου του συνδέσμου). Συνδέστε (προσωρινά) κάθε σύνδεσμο στην πλακέτα διανομής ισχύος στο τέλος της διάταξης LED και χρησιμοποιήστε ετικέτες στον πίνακα (A… D) μαζί με τον πίνακα που δημιουργήσατε στο βήμα 3 για να προσδιορίσετε το σήμα (VCC, GND,…) για κάθε καλώδιο καλωδίου. Χρησιμοποιήστε χρωματιστό σωλήνα περιτύλιξης, χρωματισμένη ηλεκτρική ταινία ή άλλα μέσα για να επισημάνετε τα καλώδια. Μόλις το κάνετε αυτό, μπορείτε να αποσυνδέσετε το βύσμα από τη διάταξη LED.
3. Απογυμνώστε περίπου 1 εκατοστό από κάθε καλώδιο. Συγκολλήστε σύρμα CLK του πρώτου συγκροτήματος σύρματος στο σύρμα CLK του δεύτερου. μην ξεχάσετε να βάλετε συρρικνωμένες σωλήνες στο σύρμα πριν από τη συγκόλληση. Επαναλάβετε το ίδιο με τα καλώδια DAT. χρησιμοποιήστε πιστόλι θερμότητας για να συρρικνώσετε τη σωλήνωση. Βεβαιωθείτε ότι το συνολικό μήκος της συναρμολογημένης καλωδίωσης, από τη μία υποδοχή JST XH στην άλλη, είναι τουλάχιστον 28 cm.
4. Κόψτε περίπου δύο κομμάτια μήκους 70 εκατοστών κόκκινου σύρματος 20awg για καλώδια διακόπτη. Κολλήστε το ένα από αυτά μαζί με τα δύο καλώδια VCC από δύο συνδετήρες JST XH και το άλλο, μαζί με τα δύο καλώδια από θετικούς ακροδέκτες μπαταρίας, όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα καλωδίωσης. Και πάλι, μην ξεχάσετε να βάλετε τη σωλήνωση συρρίκνωσης στα καλώδια πριν από τη συγκόλληση. μόλις ολοκληρώσετε τη συγκόλληση, χρησιμοποιήστε πιστόλι θερμότητας για να συρρικνώσετε τη σωλήνωση.
5. Συγκολλήστε τα καλώδια GND και των δύο συνδέσεων JST XH με τα δύο καλώδια από αρνητικούς ακροδέκτες της μπαταρίας, όπως φαίνεται στο διάγραμμα καλωδίωσης. Μην ξεχνάτε τη συρρίκνωση των σωλήνων.
6. Χρησιμοποιήστε ηλεκτρική ταινία για να κολλήσετε τα καλώδια στις μπαταρίες, τοποθετώντας τις μπαταρίες σε απόσταση 5 εκατοστών (αργότερα, θα βάλουμε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή αποστάτη 4,5 εκατοστών μεταξύ τους). Βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια δεν διασχίζουν το ένα το άλλο στην επιφάνεια της μπαταρίας - εάν το κάνουν, η προκύπτουσα συναρμολόγηση ενδέχεται να μην ταιριάζει στον σωλήνα. Ελέγξτε ότι το συγκρότημα της μπαταρίας ταιριάζει στο εσωτερικό του σωλήνα (είναι εντάξει εάν είναι σφιχτό). Τα άκρα των συνδετήρων JST XH πρέπει να απέχουν τουλάχιστον 5 εκατοστά από τα άκρα της μπαταρίας. Είναι εντάξει εάν υπάρχει επιπλέον μήκος καλωδίωσης μεταξύ μπαταριών - θα υπάρχει χώρος για να το κρύψετε.

Βήμα 7: Καλωδίωση του διακόπτη

1. Τοποθετήστε το υπόλοιπο συγκρότημα LED (ΟΧΙ αυτό με τα καλώδια της πλακέτας ελέγχου) δίπλα στη διάταξη της μπαταρίας, στο πλάι με τα καλώδια του διακόπτη, τοποθετώντας το τρισδιάστατο εκτυπωμένο διαχωριστικό μεταξύ τους. Περάστε τα καλώδια του διακόπτη μέσω της διακοπής στην πλακέτα διανομής ισχύος στο τέλος της διάταξης LED και κατά μήκος της πλευράς του ξύλινου πείρου. Θα πρέπει να έχουν αρκετό μήκος ώστε να τρέχουν το μήκος του συγκροτήματος και να εκτείνονται τουλάχιστον άλλα 5 εκατοστά πέρα από το άκρο του ξύλινου πείρου. αν είναι μακρύτερα, κόψτε τα σε 5 εκατοστά πέρα από το τέλος του πείρου.
2. Αφαιρέστε περίπου 5 mm από το άκρο κάθε καλωδίου διακόπτη και κολλήστε τα στους ακροδέκτες του διακόπτη, όπως φαίνεται στη φωτογραφία. Δεν έχει σημασία ποιο καλώδιο συνδέεται σε ποιο τερματικό. Βεβαιωθείτε ότι ο διακόπτης είναι στη θέση OFF πριν συνεχίσετε.
3. Όπως και στο βήμα 5, χρησιμοποιήστε σωλήνες συρρίκνωσης 8 mm για να κρύψετε τα καλώδια που περνούν κατά μήκος του ξύλινου πείρου. Χρησιμοποιήστε φερμουάρ για να συνδέσετε τη σωλήνωση στον πείρο.

Βήμα 8: Συναρμολόγηση του προσωπικού

Τακτοποιήστε όλα τα κομμάτια με αυτή τη σειρά: - διακόπτης - διάταξη LED (με καλώδια διακόπτη) - διάταξη μπαταρίας - δεύτερο συγκρότημα LED (με καλώδια πίνακα ελέγχου) - Πίνακας ελέγχου (ItsyBitsy +θωράκιση POV)

Συνδέστε τα καλώδια από τις μπαταρίες στις κεφαλίδες JST XH στα συγκροτήματα LED. Συνδέστε τα καλώδια του ελεγκτή στην κεφαλίδα JST XH στον πίνακα θωράκισης POV. Κάντε μια βασική δοκιμή ενεργοποιώντας το διακόπτη. εάν οι μπαταρίες είναι φορτισμένες (τουλάχιστον εν μέρει), τα LED πρέπει να αναβοσβήνουν για 2 δευτερόλεπτα δείχνοντας την τάση της μπαταρίας.

Τοποθετήστε τους τρισδιάστατους αποστάτες μεταξύ των δύο μπαταριών και επίσης μεταξύ των μπαταριών και κάθε συγκροτήματος LED, όπως φαίνεται στη φωτογραφία. Τοποθετήστε το διακόπτη σε τρισδιάστατη θήκη διακόπτη. Κόψτε έναν λεπτό (5mm ή λιγότερο) κύκλο διαμέτρου 22mm από κάποιο μαλακό υλικό (π.χ. αφρό συσκευασίας) και τοποθετήστε τον ανάμεσα στον πίνακα ελέγχου και τον ξύλινο πείρο.

Τώρα εισάγετε προσεκτικά ολόκληρο το συγκρότημα στον σωλήνα από πολυανθρακικό, το άκρο του πίνακα ελέγχου πρώτα. Εάν έχετε κάνει τα πάντα σωστά, μόλις τοποθετηθεί πλήρως, ο πίνακας ελέγχου θα σταματήσει λιγότερο από 1 εκατοστό μακριά από το άκρο του σωλήνα.

Βήμα 9: Ολοκλήρωση

Πάρτε τα δύο καλύμματα PVC. Χρησιμοποιήστε μαχαίρι μοντέλου ή βοηθητικό μαχαίρι για να κόψετε σε ένα από αυτά ένα ορθογώνιο άνοιγμα περίπου 11x17mm ή ελαφρώς περισσότερο (δεν χρειάζεται να είναι πολύ ακριβές). Χρησιμοποίησα επίσης τους κοπτήρες για το φινίρισμα. Τοποθετήστε το κάλυμμα με το άνοιγμα στο άκρο του διακόπτη του προσωπικού. Βάλτε το άλλο άκρο στο αντίθετο άκρο.

Τέλος, εφαρμόστε την ταινία τένις overgrip πάνω από το μεσαίο τμήμα του σωλήνα, που περιέχει τη διάταξη της μπαταρίας. Μπορείτε να παρακολουθήσετε αυτό το βίντεο για να δείτε τον κατάλληλο τρόπο εφαρμογής της ταινίας overgrip: https://www.youtube.com/embed/HNc34XlUBww. Βεβαιωθείτε ότι οι επικαλύψεις μεταξύ των ταινιών γίνονται μικρές - εάν τις κάνετε πολύ μεγάλες, η ταινία σας θα εξαντληθεί πριν φτάσετε στο τέλος της διάταξης μπαταρίας+αποστάτη.

Συγχαρητήρια, ολοκληρώσατε το προσωπικό σας

Βήμα 10: Πρώτη χρήση

Για να δοκιμάσετε το προσωπικό σας, βεβαιωθείτε ότι ο διακόπτης είναι OFF. Αφαιρέστε το καπάκι από την πλευρά που περιέχει τον πίνακα ελέγχου. συνδέστε το προσωπικό στον υπολογιστή χρησιμοποιώντας καλώδιο microUSB. Θα πρέπει να εμφανίζεται ως εξωτερική μονάδα USB, με το όνομα POVSTAFF.

Μεταβείτε στον κατάλογο που περιέχει το εξαγόμενο αρχείο από το github (βλ. Βήμα 2). βρείτε εκεί εικόνες καταλόγου. Θα πρέπει να περιέχει δείγματα αρχείων bitmap και αρχείων imagelist.txt. Σύρετε όλα αυτά τα αρχεία στο φάκελο POVSTAFF και, στη συνέχεια, αφαιρέστε το (όπως συνήθως θα εξαγάγατε μια μονάδα USB). Αποσυνδέστε το προσωπικό από τον υπολογιστή και αντικαταστήστε το καπάκι.

Το προσωπικό είναι πλέον έτοιμο για χρήση. Για να το χρησιμοποιήσετε, ενεργοποιήστε το διακόπτη. το προσωπικό θα πρέπει να αναβοσβήνει για λίγο, δείχνοντας την τάση της μπαταρίας και στη συνέχεια να αδειάσει, περιμένοντας να ξεκινήσετε την παράσταση. Απλά ξεκινήστε να στριφογυρίζετε το προσωπικό και θα ζωντανέψει!

Για πλήρεις οδηγίες λειτουργίας, συμπεριλαμβανομένων των οδηγιών για τη μεταφόρτωση των δικών σας εικόνων και τη δημιουργία των δικών σας διαφανειών, δείτε το αρχείο USER_GUIDE.pdf στο εξαγόμενο αρχείο github (επισυνάπτεται επίσης σε αυτό το βήμα) Μπορείτε να κατεβάσετε περισσότερες εικόνες από τον ιστότοπο Visual POI: https:/ /visualpoi.zone/patterns/; ακολουθήστε τις οδηγίες στον οδηγό χρήσης για να τις ανεβάσετε στο προσωπικό.

Βήμα 11: Τελικά σχόλια

Παρακάτω είναι μερικές σκέψεις για αυτό το σχέδιο και μελλοντικά σχέδια.

• Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο τρόποι εναλλαγής από τη μία εικόνα στην άλλη: είτε παρέχοντας τη διάρκεια του χρόνου για την εμφάνιση της εικόνας στο αρχείο imagelist.txt, είτε τη διακοπή του προσωπικού σε οριζόντια θέση. Σκοπεύω να πειραματιστώ με άλλους τρόπους ελέγχου της εκπομπής - όπως η χρήση της εφαρμογής Bluetooth. Αν κάποιος έχει προτάσεις, θα χαρώ να τις ακούσω.
• Η φόρτιση του προσωπικού γίνεται ενώ οι μπαταρίες είναι συνδεδεμένες με LED. Ακόμα και με σβηστά LED, εξακολουθούν να καταναλώνουν σημαντική ισχύ (περίπου 300mA), επιβραδύνοντας τη διαδικασία φόρτισης. Και πάλι, κάτι που πρέπει να σκεφτείτε για μελλοντικές κυκλοφορίες
• Θα ήταν ωραίο να κάνουμε το προσωπικό πτυσσόμενο, ώστε να μπορεί να μετατραπεί σε δύο πόους. Αυτό θα απαιτούσε σημαντική εργασία - τόσο μηχανική (άκαμπτη σύνδεση και σχεδιασμός ηλεκτρικών συνδέσεων για εύκολη σύνδεση/αποσύνδεση) όσο και ηλεκτρονική (θα χρειαζόμασταν δύο πίνακες ελεγκτή). Αυτό λοιπόν είναι ένα μεγαλύτερο έργο.

Εάν έχετε σχόλια ή προτάσεις, γράψτε τα παρακάτω! Ευχαριστίες

Θα ήθελα να ευχαριστήσω την Adafruit που ανέπτυξε μεγάλο μέρος του λογισμικού και του υλικού που χρησιμοποιείται σε αυτό το έργο και που το έκανε διαθέσιμο με άδειες ανοικτού κώδικα. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω όλους τους ανθρώπους που διαφωνούν στο Adafruit για τη βοήθειά τους.

Επόμενος στο Διαγωνισμό με μπαταρία