RGB LED Pixel Shades: 17 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Γεια σε όλους, σε αυτό το Instructable θα σας δείξω πώς να φτιάξετε ένα ζευγάρι αποχρώσεις pixel LED. Αρχικά τα δημιούργησα για να τα φοράω στο σπίτι τα Χριστούγεννα / την Πρωτοχρονιά, σαν στολίδι για κινητά, αλλά κατέληξαν να είναι λίγο πιο cyberpunk από ό, τι περίμενα, οπότε θα πρέπει να είναι διασκεδαστικά να φοριούνται και σε άλλες εκδηλώσεις!

Οι αποχρώσεις χρησιμοποιούν 76 LED WS2812b (γνωστά και ως Neopixels). Οι λυχνίες LED προβάλλουν το φως τους μόνο προς μία κατεύθυνση, ώστε να μπορείτε να βλέπετε μέσα από τις αποχρώσεις χωρίς να τυφλώνετε τον εαυτό σας. Τα WS2812b είναι ξεχωριστά διευθετήσιμα, πράγμα που σημαίνει ότι ελέγχετε το χρώμα κάθε led. Αυτό σας επιτρέπει να δημιουργήσετε σχεδόν οποιοδήποτε εφέ μπορείτε να φανταστείτε (αρκεί να μπορείτε να το κωδικοποιήσετε). Εάν δεν είστε σίγουροι τι εφέ μπορεί να σας αρέσουν ή δεν θέλετε να γράψετε ένα σωρό κώδικα, μην ανησυχείτε. Έχω γράψει κώδικα για τον έλεγχο των αποχρώσεων, συμπεριλαμβανομένων 40 διαφορετικών εφέ. Οι αποχρώσεις περιλαμβάνουν επίσης συνδέσεις για ένα μικρόφωνο MAX4466 (για ηχητικά αντιδραστικά εφέ) και έναν πίνακα διακοπής Bluetooth HC-05, αν και ο κωδικός μου δεν περιλαμβάνει προς το παρόν καμία από αυτές.

Οι λυχνίες LED ελέγχονται χρησιμοποιώντας ένα Wemos D1 Mini, έναν μικροελεγκτή συμβατό με Arduino που διαθέτει έναν επεξεργαστή ESP8266. Αυτό σας δίνει άφθονο χώρο και δύναμη για να εκτελέσετε όσα εφέ θέλετε. Σας δίνει επίσης πρόσβαση στη λειτουργικότητα WiFi (αν και δεν εφαρμόζεται επί του παρόντος στον κώδικά μου). Οι αποχρώσεις τροφοδοτούνται εξωτερικά μέσω υποδοχής DC 3,5 mm σε καλώδιο USB που συνδέεται με οποιαδήποτε κοινή τράπεζα τροφοδοσίας 5v.

Τόσο τα LED όσο και τα Wemos είναι τοποθετημένα σε προσαρμοσμένα PCB, τα οποία αποτελούν επίσης το πλαίσιο των αποχρώσεων. Η συγκόλληση καθενός από τα 76 LED (και οι πυκνωτές αποσύνδεσής τους) είναι πολλή δουλειά. Ομοίως, τα WS2812b μπορεί να καταστραφούν πολύ εύκολα με τη συγκόλληση στο χέρι. Για να αποφύγετε και τα δύο αυτά ζητήματα, θα σας δείξω πώς μπορείτε να παραγγείλετε το PCB προσυναρμολογημένο με τις λυχνίες LED και τους πυκνωτές.

Σημειώστε ότι μόνο οι αποχρώσεις του PCB προορίζονται να συναρμολογηθούν εκ των προτέρων. Θα χρειαστεί ακόμα να κολλήσετε εξαρτήματα στο PCB του σωστού ναού (το βραχίονα του αυτιού). Αυτό θα απαιτήσει κάποια συγκόλληση SMD, αλλά τίποτα μικρότερο από το 0805, το οποίο μπορεί να κολληθεί με το χέρι με ένα λεπτό σίδερο.

Τέλος, θα χρειαστείτε πρόσβαση σε έναν εκτυπωτή 3D για να φτιάξετε μερικά μηχανικά εξαρτήματα.

Μπορείτε να βρείτε όλα τα σχετικά αρχεία εδώ:

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, αφήστε ένα σχόλιο και θα επανέλθω.

Προμήθειες

(Beσως μπορείτε να βρείτε τα περισσότερα από τα εξαρτήματα με χαμηλότερο κόστος σε μέρη όπως το Aliexpress, το Ebay, το Banggood κ.λπ.)

PCB:

Κάθε ζεύγος αποχρώσεων απαιτεί τρία PCB: έναν αριστερό ναό, έναν δεξιό ναό και ένα PCB αποχρώσεων. Μπορείτε να βρείτε τα συμπιεσμένα αρχεία Gerber PCB στο αποθετήριο Github που συνδέεται παραπάνω. Θα μάθω πώς να παραγγείλετε τα PCB αργότερα σε αυτό το Instructable.

Ηλεκτρονικά μέρη:

Ο παρακάτω σύνδεσμος θα σας οδηγήσει σε έναν προγεμισμένο λογαριασμό υλικών (BOM) που περιέχει όλα τα μέρη που απαιτούνται για ένα ζευγάρι αποχρώσεων. Σας συνιστώ να παραγγείλετε επιπλέον κάθε μέρος για να λογοδοτήσετε για τυχόν ατυχήματα κατά τη συναρμολόγηση. Σημειώστε ότι θα χρειαστείτε έναν λογαριασμό Digikey για να αποκτήσετε πρόσβαση στο BOM.

www.digikey.com/BOM/Create/CreateSharedBom…

Εάν ο σύνδεσμος δεν λειτουργεί, δείτε τη λίστα με τα παρακάτω μέρη, συμπεριλαμβανομένων των αριθμών εξαρτημάτων:

• Ένας γραμμικός ρυθμιστής 3,3 volt: MCP1755ST-3302E/DB
• Μία αντίσταση 22 Ohm, 1/4W, μέγεθος 1206: RC1206JR-0722RL
• Ένα θηλυκό DC Jack 3.5mm: PJ-040DH
• Ένα τρανζίστορ SOT-23-3 NPN: MMBT2222A-7-F
• Πέντε πυκνωτές 1 μf, 0805, 25V: CL21B105KAFNNNE
• Τέσσερις αντιστάσεις 1Κ, 0805: RNCP0805FTD1K00
• Μία ορθή γωνία, 3 ακίδες, βύσμα JST 2,50mm: S3B-XH-A (LF) (SN)
• Τρεις αντιστάσεις 100K, 0805: RMCF0805FT100K
• Τρία απτά κουμπιά 4.5 x 4.5 x 5mm: PTS 647 SM50 SMTR2 LFS
• Μία θηλυκή υποδοχή JST 3 ακίδων, 2,50 mm: XHP-3
• Τρεις συνδετήρες πτύχωσης JST: SXH-001T-P0.6

Ο μικροελεγκτής:

Ένας σύνδεσμος Wemos D1 Mini v3.1.0

Εάν επιλέγετε να κολλήσετε μόνοι σας τις αποχρώσεις του PCB, θα χρειαστείτε επίσης:

• 76 LED WS2812b: Σύνδεσμος (μπορείτε να τα βρείτε αλλού: Aliexpress, Ebay κ.λπ.)
• Μία δίοδος 1N4148W, SOT-123: 1N4148W-TP
• 71 0.1μF, 0402, πυκνωτές: CL05B104KO5NNNC

Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε είτε τις εισόδους Bluetooth είτε το μικρόφωνο:

• MAX4466 Breakout
• HC-05 (θα πρέπει να αφαιρέσετε τις κεφαλίδες)

Αλλα μέρη:

• 130mm των 10mm Dia. Σύνδεση μαύρης θερμότητας συρρίκνωσης
• ~ 5mm 3mm Dia. συρρίκνωση θερμότητας (οποιοδήποτε χρώμα από το μαύρο, προαιρετικό)
• Κολιέ με κολιέ με νύχι αστακού
• Ένας σύνδεσμος δακτυλίου δακτυλίου 1"
• Σύνδεσμος σύρματος σιλικόνης 22Ga (για επανειλημμένη κάμψη)
• Δύο βίδες Μ2 5mm
• Έξι βίδες M2 4mm
• Ένα τροφοδοτικό USB (σχεδόν οποιοδήποτε θα λειτουργήσει, θα πρέπει να έχει 1Α τουλάχιστον)
• Ένα καλώδιο σύνδεσης καλωδίου σύνδεσης USB σε 3.5mm DC (είμαι 6 πόδια ύψος και ένα καλώδιο 4ft είναι άνετο για μένα, αλλά τα 3ft μπορεί να είναι καλύτερα αν είστε πιο κοντοί)
• Σύνδεσμος ενός τεμαχίου στήριξης μύτης
• 76 1/4 "στρογγυλά λευκά αυτοκόλλητα Link (Ιδανικά θα ήταν 4mm στο Dia, αλλά δεν μπορώ να βρω κανένα) (προαιρετικό)

Εργαλεία:

• 3D εκτυπωτής + νήμα 1,75mm
• Απογυμνωτές καλωδίων
• Συρματοκόπτης
• Συρματόπλεγμα για τερματικά JST Link
• Θερμικό όπλο
• Συγκολλητικό σίδερο με λεπτή μύτη
• Κατσαβίδι PH0
• Ψαλίδι
• Μικρές πένσες με μύτη βελόνας (όπως για εργασία με χάντρες)
• Λαβίδες (για τοποθέτηση/συγκόλληση SMD)

Βήμα 1: Σημειώσεις PCB

Η ανάγνωση αυτού του βήματος είναι προαιρετική. Μερικές σημειώσεις για τα PCB και το γενικό σχέδιο αποχρώσεων:

• Εάν θέλετε να τροποποιήσετε ή να επιθεωρήσετε τα PCB, μπορείτε να τα βρείτε εδώ.
• Σχεδίασα τα περιγράμματα των αποχρώσεων χρησιμοποιώντας το Fusion 360, μοντελοποιώντας τα μετά από ένα ζευγάρι γυαλιά ασφαλείας. Στη συνέχεια τα εκτύπωσα 3D για να δοκιμάσω την προσαρμογή τους. Μόλις ήμουν ευχαριστημένος, εξήγαγα ένα DXF από κάθε μέρος και στη συνέχεια τα εισήγαγα στο EasyEDA ως περίγραμμα του πίνακα.
• Η χρήση του EasyEDA ήταν κάπως κουραστική, καθώς δεν φαίνεται να έχει τρόπο να τοποθετηθούν μέρη σε μοτίβο, οπότε έπρεπε να τοποθετήσω όλα τα LED και τους πυκνωτές με το χέρι. Ομοίως, χρησιμοποίησα επίσης ένα αποτύπωμα LED κατασκευασμένο από το χρήστη για την πρώτη διάταξη, το οποίο έπρεπε να αντικατασταθεί για BOM και επιλογή & χώρο εργασίας. Αυτό, και μερικά παρόμοια λάθη, με ανάγκασαν να ξανακάνω τη διάταξη μερικές φορές.

• Επέλεξα ένα Wemos D1 Mini ως μικροελεγκτή για τρεις λόγους:

  1. Έχει άφθονη μνήμη και επεξεργαστική ισχύ για την αποθήκευση και εκτέλεση μοτίβων.
  2. Είναι αρκετά μικρό και φθηνό.
  3. Μπορείτε να το προγραμματίσετε χρησιμοποιώντας το Arduino IDE.

Το γεγονός ότι μπορεί να χρησιμοποιήσει WIFI είναι ένα μπόνους.

• Δυστυχώς, το Wemos χρησιμοποιεί λογικό επίπεδο 3.3v, ενώ τα LED WS2812 είναι αυστηρά 5v. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον οδηγό, μπόρεσα να αποφύγω τη χρήση ενός μετατροπέα λογικού επιπέδου και να τον αντικαταστήσω με μία μόνο δίοδο. Η δίοδος συνδέεται μόνο στην είσοδο ισχύος της πρώτης λυχνίας LED. Αυτό μειώνει την τάση εισόδου κατά περίπου 0,6v, ίσα ίσα για να χρησιμοποιήσει τη λογική των 3,3v από το Wemos. Εν τω μεταξύ, η λογική του LED είναι αρκετά υψηλή για να μιλήσει με τα υπόλοιπα LED. Τεχνικά, η φωτεινότητα του πρώτου LED είναι μειωμένη, αλλά στην πράξη δεν είναι αισθητή.
• Σκέφτηκα να τροφοδοτήσω τις αποχρώσεις από μια ενσωματωμένη μπαταρία LiPo, αλλά αποφάσισα ότι θα προσθέσει πολύ μεγάλο όγκο. Ομοίως, η εκτέλεση των αποχρώσεων από μια εξωτερική τράπεζα ισχύος είναι ασφαλέστερη και δίνει κάποια ευελιξία στην ικανότητα του χρήστη.
• Οι σύγχρονες τράπεζες ισχύος τερματίζονται εκτός αν εξάγεται συχνά ένα ελάχιστο ρεύμα. Παρόλο που οι αποχρώσεις πρέπει να αντλούν αρκετά παθητικά (ma 1ma από κάθε LED όταν είναι σβηστό και ma 30ma από το Wemos) πρόσθεσα ένα κύκλωμα διατήρησης για να είναι ασφαλές. Το κύκλωμα αποτελείται από ένα τρανζίστορ NPN που συνδέεται μέσω αντίστασης 22ohm στη γείωση. Το τρανζίστορ ελέγχεται από το Wemos χρησιμοποιώντας διακοπή χρονοδιακόπτη, επιτρέποντας ρεύμα 5 225ma να αντλείται από την τράπεζα ενέργειας σε τακτά χρονικά διαστήματα.
• Η μέγιστη ροή ρεύματος από κάθε LED είναι ma 60ma, πράγμα που σημαίνει ότι σε πλήρη λευκή και μέγιστη φωτεινότητα, οι αποχρώσεις θα αντλούσαν ~ 4,5Α. Αυτό ξεπερνά τη βαθμολογία των περισσότερων power bank και των συνδετήρων αποχρώσεων. Ευτυχώς, λόγω της ανθρώπινης αντίληψης ότι το φως είναι μη γραμμικό, οι αποχρώσεις φαίνονται σχεδόν εξίσου φωτεινές στη μισή φωτεινότητα, όπως φαίνονται στο σύνολό τους, κάτι που έθεσα στον κώδικα.
• Καθένα από τα τρία κουμπιά αποχρώσεων έχει κύκλωμα αποσύνδεσης. Η θεωρία για το κύκλωμα μπορεί να βρεθεί εδώ. Θα μπορούσα να είχα απλώς αποσυρθεί στο λογισμικό, αλλά αποφάσισα ότι ήταν ευκολότερο να προσθέσω μερικά στοιχεία και στη συνέχεια να μην χρειάζεται να ανησυχώ καθόλου.
• Είχα μερικές εφεδρικές καρφίτσες στο Wemos, οπότε αποφάσισα να προσθέσω pinouts για ένα κοινό μικρόφωνο και μια πλακέτα breakout Bluetooth. Σκέφτηκα ότι αυτά θα μπορούσαν να προσθέσουν κάποια χρήσιμη λειτουργικότητα για τους ανθρώπους, παρόλο που δεν σχεδίαζα να τα χρησιμοποιήσω εγώ.

Βήμα 2: Παραγγελία PCB Temple

Θα χρειαστεί να παραγγείλετε και τα δύο PCB Temple από ένα πρωτότυπο κατασκευής PCB. Μπορείτε να τα βρείτε και στο Github μου ("Gerber_Temple Left_20191124153844.zip" και "Gerber_Temple Right ESP8266_20191124153834.zip"). Εάν δεν έχετε αγοράσει ποτέ προσαρμοσμένο PCB, είναι πολύ απλό. οι περισσότερες εταιρείες διαθέτουν ένα αυτοματοποιημένο σύστημα εισαγωγής τιμών που δέχεται συμπιεσμένα αρχεία Gerber. Μπορώ να συστήσω JLC PCB, Seeedstudio, AllPCB ή OSH Park, αν και είμαι βέβαιος ότι οι περισσότεροι άλλοι θα λειτουργήσουν επίσης. Όλες οι προεπιλεγμένες προδιαγραφές πλακέτας από αυτές τις κατασκευές θα λειτουργήσουν καλά, αλλά φροντίστε να ορίσετε το πάχος της πλακέτας σε 1,6 mm (θα πρέπει να είναι η προεπιλογή). Το χρώμα του πίνακα είναι η προτίμησή σας. Στο επόμενο βήμα θα διατάξουμε τη συναρμολόγηση των αποχρώσεων του PCB. Δεν χρειάζεται να παραγγείλετε τις αποχρώσεις και τα PCB του ναού από τον ίδιο κατασκευαστή, αλλά μπορεί να σας βοηθήσει να εξοικονομήσετε αποστολή.

Βήμα 3: Παραγγελία του Shades PCB Μέρος 1

Το Shades PCB προορίζεται να συναρμολογηθεί από κατασκευαστή PCB. Εάν θέλετε να συναρμολογήσετε τα PCB μόνοι σας, μπορείτε να παραλείψετε αυτό το βήμα. Προσοχή, οι πυκνωτές στον πίνακα έχουν μέγεθος 0402, επομένως είναι δύσκολο να κολληθούν με το χέρι. Ομοίως, οι λυχνίες LED WS2812b είναι αρκετά ευαίσθητες στις θερμοκρασίες συγκόλλησης.

Οι περισσότεροι κατασκευαστές πρωτοτύπων PCB προσφέρουν υπηρεσία συναρμολόγησης, αλλά επιλέγω να χρησιμοποιήσω JLC PCB λόγω του χαμηλού κόστους τους. Σε αυτό το επόμενο σύνολο βημάτων θα σας καθοδηγήσω να παραγγείλετε το PCB από το JLC PCB. Αυτά τα βήματα θα πρέπει να μεταφράζονται και σε άλλες κατασκευές. Από τη στιγμή που γράφω, η υπηρεσία συναρμολόγησης PCB της JLC είναι αρκετά νέα και φαίνεται να απευθύνεται σε χομπίστες. Το αντίθετο είναι ότι η υπηρεσία είναι εξαιρετικά φθηνή σε σύγκριση με άλλους κατασκευαστές (~ 50 $ για 5 συναρμολογημένες πέντε αποχρώσεις), αλλά με τις επισημάνσεις ότι:

• Συναρμολογούνται μόνο σε μία μόνο πλευρά.
• Τα εξαρτήματα πρέπει να είναι διαθέσιμα από την εσωτερική τους τροφοδοσία ανταλλακτικών.
• Τα εξαρτήματα διαμπερών οπών θα αγνοηθούν.
• Μόνο 2 & 4 στρώματα.
• P50τεμ ανά παραγγελία.
• Οι παραγγελίες γίνονται δεκτές πολλαπλάσια του 5.
• Πάχος μόνο 1,0mm/1,2mm/1,6mm.
• Μόνο το χρώμα του σκάφους είναι πράσινο.
• Το 1oz είναι το μέγιστο βάρος χαλκού.

Έχω σχεδιάσει το Shades PCB γύρω από αυτές τις απαιτήσεις. Δυστυχώς θα χρειαστεί να παραγγείλετε τουλάχιστον 5 αποχρώσεις και έχετε κολλήσει με ένα πράσινο PCB.

Βήμα 4: Παραγγελία του Shades PCB Μέρος 2

Ξεκινώντας από τη σελίδα προσφοράς JLC, ανεβάστε το αρχείο zip Gerber που επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα ή βρίσκεται στο Github μου (Gerber_Shades Ws2812B_20191124153856.zip). Το PCB είναι μεγάλο, οπότε μπορεί να χρειαστεί λίγος χρόνος για την επεξεργασία του. Εάν δεν καταφέρει να εισάγει τις διαστάσεις της πλακέτας, είναι: 41 x 156mm. Δεν χρειάζεται να προσαρμόσετε καμία από τις άλλες επιλογές PCB.

Κάντε κύλιση προς τα κάτω στην ενότητα με την ένδειξη "Συναρμολόγηση SMT". Ενεργοποιήστε το και, στη συνέχεια, επιλέξτε την επάνω πλευρά για συναρμολόγηση. Συμπληρώστε τις άλλες επιλογές σύμφωνα με την παραπάνω εικόνα. Σημειώστε ότι η διεπαφή χρήστη/οι επιλογές τους ενδέχεται να αλλάξουν στο μέλλον (έχει αλλάξει από τότε που ξεκίνησα αυτό το έργο!), Οπότε αν δεν είστε σίγουροι για κάτι, ενημερώστε με και θα προσπαθήσω να σας βοηθήσω.

Μόλις είστε έτοιμοι, πατήστε επιβεβαίωση.

Βήμα 5: Παραγγελία του Shades PCB Μέρος 3

Αφού πατήσετε επιβεβαίωση, θα πρέπει να μεταφερθείτε σε μια σελίδα για να ανεβάσετε τα αρχεία BOM και Pick and Place. Αυτά τα αρχεία λένε στο σύστημα ποια μέρη θα χρησιμοποιήσει στο PCB και πού τα τοποθετεί. Κατεβάστε τα αρχεία από αυτό το βήμα ή από το Github μου ("BOM_Shutter Shades WS2812B Ver_20191203151413.csv" και "PickAndPlace_Lenses Ws2812B_20191203151443.csv") και ανεβάστε τα σε JLC. Η σελίδα σας πρέπει να μοιάζει με την παραπάνω εικόνα. Όταν είστε έτοιμοι, πατήστε Επόμενο.

Βήμα 6: Παραγγελία του Shades PCB Μέρος 4

Σε αυτή τη σελίδα επιβεβαιώνετε τα μέρη που θα τοποθετηθούν στο PCB.

Θα πρέπει να δείτε μια λίστα τριών στοιχείων:

• Μία δίοδος 1N4148W, SOT23
• 76 LED WS2812C, LED-5050_4P
• 71 πυκνωτές 0.1 μf, C0402

Όλα αυτά τα μέρη πρέπει να επιβεβαιωθούν, όπως στην παραπάνω εικόνα. Αν και απίθανο, εάν κάποιο από τα μέρη λείπει ή δεν μπορεί να επιβεβαιωθεί, η JLC είτε δεν τα αποθηκεύει πλέον είτε είναι παρωχημένα. Εάν αφήσετε ένα σχόλιο, θα προσπαθήσω να βοηθήσω στην ενημέρωση του PCB με ανταλλακτικά. Εναλλακτικά, μπορείτε να αντιγράψετε το PCB και να το προσαρμόσετε μόνοι σας εδώ. Μπορείτε να αλλάξετε τμήματα που λείπουν ενημερώνοντας το BOM. εφόσον έχουν το ίδιο αποτύπωμα SMD, δεν θα πρέπει να υπάρχει πρόβλημα.

Όταν είστε έτοιμοι, πατήστε Επόμενο.

Βήμα 7: Παραγγελία του Shades PCB Μέρος 5

Αυτό είναι το τελευταίο βήμα παραγγελίας. Θα πρέπει να σας δοθεί μια προεπισκόπηση του συναρμολογημένου PCB. Βεβαιωθείτε ότι η τοποθέτηση του στοιχείου ταιριάζει με την παραπάνω εικόνα. Σημειώστε τις κόκκινες κουκκίδες στις λυχνίες LED που δείχνουν τον ακροδέκτη 1. Εάν όλα φαίνονται καλά, μπορείτε να κάνετε την παραγγελία και να επιστρέψετε εδώ όταν φτάσει.

Βήμα 8: Αποχρώσεις συναρμολόγησης PCB:

Θα ξεκινήσουμε τη συναρμολόγηση συγκολλώντας τα καλώδια τροφοδοσίας, γείωσης και σήματος στο PCB Shades. Ξεκινήστε κόβοντας τρία μήκη ~ 67mm του σύρματος σιλικόνης. δύο μαύρο και ένα κόκκινο. Απογυμνώστε ένα μικρό τμήμα του ενός άκρου καθενός από τα καλώδια και συνδέστε ένα θηλυκό τερματικό πτύχωσης JST χρησιμοποιώντας το εργαλείο πτύχωσης. Στη συνέχεια, αφαιρέστε mm 10mm από το άλλο άκρο καθενός από τα καλώδια. Κασσίτερος μόνο η άκρη αυτού του άκρου με συγκόλληση. Θέλετε αρκετή συγκόλληση για να εμποδίσετε το σύρμα να ξεφτίσει χωρίς να αυξήσετε το πάχος του σύρματος. Στο τέλος, κάθε σύρμα πρέπει να ταιριάζει με την πρώτη εικόνα παραπάνω.

Προαιρετικά, μπορείτε να προσθέσετε ένα μικρό μήκος έγχρωμης συρρίκνωσης (χρησιμοποίησα πράσινο) σε ένα από τα μαύρα καλώδια για να το χαρακτηρίσετε ως σύρμα σήματος.

Στη συνέχεια, εισάγετε κάθε σύρμα μέσα από τις εξωτερικές οπές του Shades PCB (στο πλάι με τρεις οπές). Το κόκκινο σύρμα πρέπει να περάσει από την πάνω-τρύπα. Λυγίστε το απογυμνωμένο τμήμα του σύρματος σε σχήμα γάντζου και στη συνέχεια σπρώξτε το στην αντίστοιχη οπή στο PCB. Χρησιμοποιήστε πένσες με βελόνες για βοήθεια. Θέλετε να καταλήξετε με ένα κομμάτι από το περίβλημα του καλωδίου να βγαίνει από τις οπές των PCB, αυτό θα αφήσει το σύρμα να λειτουργήσει ως ανακούφιση καταπόνησης/κάμψης.

Αυτό είναι μάλλον λίγο μπερδεμένο, αλλά ελπίζουμε ότι οι εικόνες θα σας καθοδηγήσουν.

Στη συνέχεια, κολλήστε τα καλώδια στη θέση τους. Μπορεί να θέλετε να προσφέρετε τα καλώδια με το σωστό PCB Temple (αυτό στο οποίο θα τοποθετηθούν τα κουμπιά και το Wemos D1 mini) για να βεβαιωθείτε ότι είναι αρκετά μακριά. Επίσης, οι συνδέσεις τροφοδοσίας και γείωσης θα απαιτούν περισσότερη θερμότητα από το σήμα, οπότε μπορεί να θέλετε να αυξήσετε τη θερμοκρασία του συγκολλητικού σας σπιτιού εάν είναι δυνατόν.

Τέλος, τοποθετήστε τους θηλυκούς συνδετήρες πτύχωσης JST στο θηλυκό σας περίβλημα JST. Βεβαιωθείτε ότι η παραγγελία σύρματος ταιριάζει με την εικόνα. Η σειρά θα πρέπει να είναι ισχύς, σήμα και έπειτα γείωση ξεκινώντας από την κορυφή του συνδέσμου (λαμβάνεται από την ευθυγράμμιση όταν συνδέεται με το PCB του σωστού ναού).

Τελειώσαμε με τις αποχρώσεις του PCB προς το παρόν, ώστε να το αφήσετε στην άκρη.

Βήμα 9: Συνέλευση Temple PCB Μέρος 1

Τώρα θα συγκεντρώσουμε τα Temple PCB. Παρόλο που και τα δύο PCB έχουν σήμανση για τα εξαρτήματα, θα εστιάσουμε κυρίως στο Δεξιό Temple (αυτό στο οποίο είναι τοποθετημένα τα κουμπιά και το Wemos D1 mini) Τα μέρη των εξαρτημάτων στο PCB του Left Temple προορίζονται για πλεονασμό.

Πρώτα πρέπει να συγκολλήσουμε τα εξαρτήματα SMD στο PCB. Εάν δεν έχετε κολλήσει ποτέ εξαρτήματα SMD πριν, εδώ είναι ένας οδηγός που θα σας βοηθήσει να ξεκινήσετε: Σύνδεσμος. Όλα τα μέρη είναι 0805 ή μεγαλύτερα, οπότε η συγκόλληση με το χέρι πρέπει να είναι αρκετά ευθεία προς τα εμπρός.

Συγκολλήστε πρώτα τα εξαρτήματα στο πίσω μέρος του PCB, αυτά περιλαμβάνουν:

• Τρεις αντιστάσεις 100k
• Τέσσερις αντιστάσεις 1k
• Πέντε πυκνωτές 1 μf
• Μία αντίσταση 22 Ohm
• Ένας ρυθμιστής τάσης MCP1755
• Ένα τρανζίστορ MMBT2222 NPN

Όλες οι τοποθετήσεις τους επισημαίνονται στο PCB.

Το τελικό σας αποτέλεσμα θα πρέπει να μοιάζει με την πρώτη εικόνα παραπάνω.

Στη συνέχεια, αναποδογυρίστε το PCB και κολλήστε τα τρία κουμπιά στη θέση τους, όπως φαίνεται στη δεύτερη εικόνα.

Βήμα 10: Συνέλευση Temple PCB Μέρος 2

Τώρα θα προσθέσουμε κάποια συρρίκνωση θερμότητας τόσο στα PCB Temple όσο και στην υποδοχή τροφοδοσίας. Αυτό βοηθά στην προστασία των αυτιών σας από τις τραχιές άκρες του PCB.

Πρώτα κόψτε δύο μήκη 65 χιλιοστών του 10 χιλιοστών Dia. συρρίκνωση θερμότητας. Σύρετε ένα κομμάτι κεφαλής συρρικνωμένο κατά μήκος του βραχίονα κάθε PCB.

Πριν συρρικνώσετε τη θερμική συρρίκνωση, συγκολλήστε το βύσμα υποδοχής DC 3,5 mm στο πίσω μέρος του PCB του σωστού Temple όπως φαίνεται στην εικόνα. Σημειώστε ότι μπορείτε να το κολλήσετε και στις δύο πλευρές. Επιλέγω την πίσω πλευρά, καθώς αυτό ήταν το πιο άνετο για μένα. Κατά τη συγκόλληση, σύρετε τη θερμική συρρίκνωση κατά μήκος του βραχίονα για να μην ζεσταθεί πολύ.

Μόλις συνδεθεί ο σύνδεσμος του γρύλου, γλιστρήστε τη θερμική συρρίκνωση προς τα κάτω πάνω από την υποδοχή, όπως φαίνεται στην εικόνα, και συρρικνώστε τη θερμική συρρίκνωση και στα δύο PCB του κροτάφου χρησιμοποιώντας ένα πιστόλι θερμότητας.

Τέλος, κολλήστε τον ορθογώνιο, αρσενικό σύνδεσμο JST στην πίσω πλευρά του PCB του σωστού ναού, όπως φαίνεται στην εικόνα.

Βήμα 11: Συνέλευση Temple PCB Μέρος 3

Τώρα θα κολλήσουμε το Wemos D1 Mini στο PCB του ναού.

Πριν το κάνετε αυτό, πρέπει να επιβεβαιώσετε ότι μπορείτε να προγραμματίσετε το Wemos και ότι λειτουργεί σωστά.

Ξεκινήστε ακολουθώντας τις οδηγίες εδώ για να εγκαταστήσετε τον πυρήνα ESP8266 για το Arduino IDE. Αυτό σας επιτρέπει να προγραμματίσετε το Wemos σαν να ήταν Arduino.

Μόλις εγκατασταθεί ανοίξτε το IDE και συνδέστε το Wemos στον υπολογιστή σας χρησιμοποιώντας καλώδιο micro-USB. Στην ενότητα εργαλεία-> πίνακας, επιλέξτε "LOLIN (WEMOS) D1 R2 & Mini". Επιλέξτε επίσης τη θύρα στην οποία είναι συνδεδεμένο το Wemos κάτω από τα εργαλεία. Δοκιμάστε να ανεβάσετε το blink (ή το δικό σας αγαπημένο πρόγραμμα δοκιμών). Εάν όλα είναι εντάξει, η λυχνία LED του Wemos θα πρέπει να αρχίσει να αναβοσβήνει μία φορά το δευτερόλεπτο.

Αφού επιβεβαιώσετε ότι μπορείτε να ανεβάσετε κώδικα στο Wemos, κολλήστε τον στο PCB του σωστού ναού χρησιμοποιώντας αντρικές κεφαλίδες, όπως φαίνεται στην εικόνα. Βεβαιωθείτε ότι το έχετε κολλήσει στο πλάι με τα κουμπιά, οι ετικέτες καρφιτσών στο Wemos πρέπει να ταιριάζουν με αυτές του PCB. Περικοπή τυχόν πλεονάζον μήκος από τις κεφαλίδες.

Σε αυτό το σημείο όλα τα PCB είναι πλήρως συναρμολογημένα και είμαστε έτοιμοι να ενώσουμε όλα τα κομμάτια.

Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε ένα μικρόφωνο Max4466 ή μια μονάδα Bluetooth HC-05, τώρα είναι η ώρα να τα συνδέσετε στο PCB. Οι τοποθεσίες τους είναι επισημασμένες, βεβαιωθείτε ότι οι καρφίτσες ταιριάζουν ώστε να έχετε σωστό προσανατολισμό.

Βήμα 12: Shades Final Assembly Μέρος 1

Χρησιμοποιώντας έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή, εκτυπώστε δύο ζεύγη μεντεσέδων (δύο "μεντεσέ 1.stl" και "μεντεσέ 2.stl" προσαρτημένα σε αυτό το βήμα, που βρίσκονται επίσης στο Github μου). Συναρμολογήστε τους μεντεσέδες εισάγοντας ένα μήκος νήματος 1,75 mm και στα δύο μέρη του μεντεσέ, ενώνοντάς τα μεταξύ τους.

Στη συνέχεια, όπως φαίνεται στην εικόνα, συνδέστε τους μεντεσέδες στο Shades PCB χρησιμοποιώντας τέσσερις βίδες M2 4mm.

Μπορείτε επίσης να στερεώσετε το στήριγμα μύτης, χρησιμοποιώντας το αυλάκι στο στήριγμα, απλώς σύρετέ το στην περιοχή της μύτης του PCB. Θα πρέπει να ταιριάζει καλά στη θέση του.

Βήμα 13: Shades Final Assembly Μέρος 2

3D εκτύπωση του "Ear Cover.stl" που επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα. Σύρετε το κάλυμμα πάνω από το Wemos. Οι οπές του καλύμματος θα πρέπει να ευθυγραμμίζονται με αυτές στο PCB του σωστού ναού.

Χρησιμοποιώντας δύο βίδες M2 5mm, συνδέστε το κάλυμμα και το σωστό PCB Temple στο δεξιό μεντεσέ του Shades PCB. Τοποθετήστε τη θηλυκή υποδοχή JST στο ανδρικό περίβλημα στο PCB του σωστού Temple.

Πάρτε το PCB Left Temple και έναν σφιγκτήρα κολιέ με νύχι αστακού. Τοποθετήστε τον σφιγκτήρα μέσα από την οπή στο τέλος του βραχίονα των PCB. Στη συνέχεια, συνδέστε ένα δακτύλιο με αλυσίδα κλειδιού στον βρόχο του νυχιού αστακού, όπως φαίνεται στην εικόνα.

Τέλος, χρησιμοποιώντας δύο βίδες M2 4mm, συνδέστε το PCB του Left Temple στον αριστερό μεντεσέ των αποχρώσεων του PCB.

Σε αυτό το σημείο η συναρμολόγηση αποχρώσεων έχει ολοκληρωθεί.

Βήμα 14: Shades Final Assembly Part 3 (προαιρετικό):

Σε αυτό το βήμα θα προσθέσουμε αυτοκόλλητα με κουκκίδες στις αποχρώσεις για να βοηθήσουμε στη διάχυση των LED. Αυτό το βήμα είναι προαιρετικό, νομίζω ότι κάνει τις αποχρώσεις να φαίνονται καλύτερα, αλλά οδηγεί σε μικρή ποσότητα ανάκλασης φωτός.

Γενικά, οι λυχνίες LED WS2812b φαίνονται καλύτερα όταν διαχέονται μέσω ενός υλικού. Αυτό βοηθά στη διασπορά της πηγής φωτός, διευκολύνοντας τα μάτια σας, ενώ παράλληλα καθιστά τα χρώματα πιο ορατά. Το θέμα με τις αποχρώσεις είναι ότι δεν θέλουμε να αντανακλάμε το led φως προς τα μάτια μας. Δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε παχύ διαχύτη, γιατί οποιοδήποτε φως διασκορπισμένο από τις πλευρές του διαχύτη θα αναπηδήσει προς το μέρος μας.

Αντ 'αυτού, θα χρησιμοποιήσουμε αυτοκόλλητα με λεπτές κουκκίδες (δείτε Εισαγωγή για σύνδεσμο). Από όλες τις μεθόδους που δοκίμασα, αυτές διέσπασαν τις λυχνίες LED αρκετά ώστε να είναι αποδεκτές, ενώ ελαχιστοποιούν επίσης τις ανακλάσεις φωτός. Ωστόσο, πρέπει να εφαρμόζονται με συγκεκριμένο τρόπο.

Αν και τα αυτοκόλλητα είναι λεπτά, αν εφαρμοστούν έτσι ώστε το αυτοκόλλητο να καλύπτει ολόκληρο το τετράγωνο LED, εξακολουθούν να προκαλούν μια αξιοσημείωτη αντανάκλαση για LED που βρίσκονται πάνω ή κάτω από την κεντρική οπτική σας. Αυτό συμβαίνει επειδή, όταν φοράτε τις αποχρώσεις και κοιτάτε ευθεία μπροστά, τα μάτια σας είναι στο ίδιο επίπεδο με την κεντρική μπάρα των αποχρώσεων, ενώ οι άλλες μπάρες βρίσκονται σε γωνία από τα μάτια σας. Αυτή η γωνία σημαίνει ότι η άκρη των αυτοκόλλητων είναι ορατή σε εσάς και κάθε φως που διέρχεται από την άκρη θα είναι επίσης ορατό.

Θέλουμε να ελαχιστοποιήσουμε την άκρη που μπορούμε να δούμε. Δεδομένου ότι τα αυτοκόλλητα είναι στρογγυλά και όταν φοράμε τις αποχρώσεις βλέπουμε μόνο ένα άκρο κάθε LED (είτε στο κάτω είτε στο επάνω μέρος), μπορούμε να τοποθετήσουμε τα αυτοκόλλητα έτσι ώστε μόνο ένα μικρό μέρος της άκρης των αυτοκόλλητων να βρίσκεται στην άκρη του σώματος LED που βλέπουμε. Μπορείτε να το δείτε στην παραπάνω εικόνα αν το κοιτάξετε προσεκτικά (συγνώμη για την ποιότητα).

Με άλλα λόγια, πρέπει να τοποθετήσετε τα αυτοκόλλητα έτσι ώστε να καλύπτουν ελάχιστα κάθε φακό LED (το μέρος από το οποίο βγαίνει το φως), με το επιπλέον μέρος του αυτοκόλλητου να είναι πιο κοντά στο πλησιέστερο επάνω ή κάτω εξωτερικό άκρο των αποχρώσεων. Στη συνέχεια κόψτε το επιπλέον μέρος χρησιμοποιώντας ένα ψαλίδι.

Αυτό θα διαχέει το φως LED, αλλά σε πολύ σκοτεινές συνθήκες θα εξακολουθείτε να βλέπετε κάποιες αντανακλάσεις.

Βήμα 15: Ο κώδικας

Έχω γράψει κώδικα για τις αποχρώσεις που περιλαμβάνει 40 διαφορετικά εφέ. Μπορεί να βρεθεί στο Github μου στο φάκελο "Shades_Code". Για να μπορέσετε να ανεβάσετε τον κώδικα στο Wemos, θα χρειαστείτε δύο βιβλιοθήκες:

• Η βιβλιοθήκη μου "PixelStrip"
• Η βιβλιοθήκη Adafruit Neopixel

Μπορείτε να κατεβάσετε τη βιβλιοθήκη PixelStrip από εδώ. Κατεβάστε όλα τα αρχεία και τοποθετήστε τα σε ένα φάκελο με το όνομα "PixelStrip" στο φάκελο βιβλιοθήκες του καταλόγου εγκατάστασης Arduino.

Μπορείτε να εγκαταστήσετε τη βιβλιοθήκη Adafruit Neopixel χρησιμοποιώντας τον διαχειριστή βιβλιοθηκών του Arduino IDE.

Αφού εγκαταστήσετε και τις δύο βιβλιοθήκες, μπορείτε να ανοίξετε το Shades_Code.ino και να το ανεβάσετε στο Wemos. Εάν όλα είναι καλά, οι αποχρώσεις θα πρέπει να ξεκινούν εφέ ποδηλασίας. Οι αποχρώσεις σας είναι πλέον ολοκληρωμένες!:)

Εάν κάτι δεν πάει καλά, μεταβείτε στο βήμα αντιμετώπισης προβλημάτων.

Σε αυτό το σημείο μπορείτε να προχωρήσετε στο επόμενο βήμα, όπου θα εξετάσω τις λειτουργίες κουμπιών των αποχρώσεων και πώς να τις φορέσετε. Εάν θέλετε να απενεργοποιήσετε ή να τροποποιήσετε τυχόν εφέ, θα το αναλύσω παρακάτω.

Αλλαγή εφέ:

Εάν θέλετε να απενεργοποιήσετε ένα εφέ, θα πρέπει πρώτα να το βρείτε στο αρχείο Shades_Code.ino. Θα βρίσκεται στη δήλωση μεγάλου διακόπτη στον κύριο βρόχο κενό (). Τα εφέ δεν επισημαίνονται μεμονωμένα, καθώς είναι δύσκολο να τα περιγράψω μόνο με σχόλια, οπότε ίσως χρειαστεί να κάνετε λίγο κυνήγι. Μόλις βρείτε το εφέ, απλά πρέπει να αλλάξετε τον αριθμό υπόθεσης σε οτιδήποτε μεγαλύτερο από το συνολικό αριθμό εφέ (99 για πρώην) για να το απενεργοποιήσετε.

Μπορείτε επίσης να τροποποιήσετε ή να προσθέσετε τα δικά σας εφέ. Για να προσθέσετε ένα εφέ, προσθέστε το στη δήλωση διακόπτη στον κύριο βρόχο κενό () και αυξήστε το var "numEffects".

Η βιβλιοθήκη μου είναι ικανή να κάνει ένα ευρύ φάσμα εφέ, αλλά είναι λίγο δύσκολο να δουλέψω μαζί της. Αρχικά ξεκίνησε ως μια μικρή αποθήκη εφέ, αλλά αργότερα την επέκτεινα για να εκτελέσει εφέ σε περίεργα σχήματα εικονοστοιχείων (δαχτυλίδια, αστέρια κλπ), οπότε έχει μπερδευτεί. Σε αυτό το σημείο έχω μια αρχιτεκτονική για τη βιβλιοθήκη και σκοπεύω να την ξαναγράψω στο μέλλον. Εν τω μεταξύ, η τρέχουσα βιβλιοθήκη σχολιάζεται πλήρως και δεν περιέχει σφάλματα (ανατρέξτε στο segmentSet.h για σχόλια σχετικά με τα τμήματα), αλλά πιθανότατα θα πρέπει να κάνετε κάποιους πειραματισμούς για να καταλάβετε πώς λειτουργεί το κάθε εφέ.

Επιπλέον, τα LED είναι τοποθετημένα σε μορφή ζιγκ-ζαγκ. Οι αριθμοί τους βρίσκονται στο πίσω μέρος του Shades PCB.

Βήμα 16: Φοράτε και χρησιμοποιείτε τις αποχρώσεις

Για να φορέσετε τις αποχρώσεις, περάστε το καλώδιο υποδοχής 3,5 χιλιοστών μέσα από το δακτύλιο κλειδιού και συνδέστε το στην υποδοχή στο τέλος του δεξιού κροτάφου. Περνώντας το καλώδιο μέσω του δακτυλίου κλειδιού το κάνει να λειτουργεί ως ιμάντας, διατηρώντας τις αποχρώσεις ασφαλείς στο πρόσωπό σας. Τροφοδοτήστε τις αποχρώσεις χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε power bank 5V.

Κουμπιά:

Οι αποχρώσεις έχουν τρία κουμπιά. Όταν χρησιμοποιούν τον κωδικό μου, κάνουν τα ακόλουθα πράγματα:

(αυτές οι λειτουργίες αναφέρονται επίσης στο PCB του Left Temple)

• Κουμπί 1: Επόμενο εφέ (ή επανεκκινεί το τρέχον εφέ εάν η περιστροφή εφέ είναι απενεργοποιημένη)
• Κουμπί 2: Ενεργοποίηση/απενεργοποίηση περιστροφής εφέ. Αυτό κάνει το τρέχον αποτέλεσμα να επαναλαμβάνεται επ 'αόριστον
• Κουμπί 1+2 (ταυτόχρονα): Ενεργοποίηση/απενεργοποίηση σκιών. Απλώς σταματά τα εφέ, δεν απενεργοποιεί την τροφοδοσία.
• Κουμπί 3: Κύκλος φωτεινότητας. Μπορείτε να προσαρμόσετε τις αυξήσεις αλλάζοντας τη συστοιχία "brightnessLevels" στον κώδικα μου.

Αν τα έχετε καταφέρει μέχρι τώρα, ευχαριστώ που διαβάσατε! Ελπίζω να διασκεδάσετε με τις αποχρώσεις σας. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, αφήστε ένα σχόλιο και θα επανέλθω.

Βήμα 17: Αντιμετώπιση προβλημάτων:

Εάν είστε εδώ, τότε οι αποχρώσεις δεν συμπεριφέρονται σωστά. Παρακάτω θα αναφερθώ σε ορισμένα πιθανά προβλήματα και λύσεις. Εάν δεν βλέπετε τίποτα που να αντιμετωπίζει το πρόβλημά σας, αφήστε ένα σχόλιο και θα προσπαθήσω να σας βοηθήσω.

• Οι αποχρώσεις δεν δείχνουν τίποτα όταν είναι συνδεδεμένο.

  • Δοκιμάστε να συνδέσετε ένα micro USB στο Wemos. Οι αποχρώσεις πρέπει να ανάβουν.

    • Αν το κάνουν, κάτι δεν πάει καλά με το power bank σας.

    • Εάν δεν το κάνουν, δοκιμάστε να ανεβάσετε οποιονδήποτε κώδικα στο Wemos (όπως αναβοσβήνει)

      • Εάν λειτουργεί, κάτι δεν πάει καλά με τη σύνδεση μεταξύ των αποχρώσεων και του Temple PCB. Ελέγξτε ξανά τη σύνδεσή σας JST. Τα καλώδια πρέπει να είναι στη σειρά από την κορυφή: Ισχύς, Δεδομένα, Γείωση.

        Εάν η σύνδεση είναι καλή, δοκιμάστε να σχολιάσετε τις λειτουργίες του κουμπιού στον κωδικό μου, είναι πιθανό ότι ένα από τα κουμπιά δεν λειτουργεί σωστά

      • Εάν δεν λειτουργεί, είτε το Wemos είναι νεκρό είτε επαναφέρεται επανειλημμένα. Ανοίξτε το Arduino Serial monitor (ρυθμίστε το Baud στο 115200) και παρακολουθήστε τυχόν επαναφορά κωδικών. Εάν λάβετε έναν κωδικό, θα πρέπει να κάνετε κάποιο googling για να μάθετε τι φταίει. Εάν δεν λάβετε κωδικούς, το Wemos είναι πιθανότατα νεκρό.

• Οι αποχρώσεις λειτουργούν, αλλά μερικά pixel τρεμοπαίζουν (αυτό συνέβη σε 2 από τα 5 PCB που παρήγγειλα)

  Αυτό είναι πιθανώς ένα πρόβλημα με το πρώτο pixel (Επάνω δεξιά όταν φοράτε τις αποχρώσεις). Θα χρειαστεί να αντικαταστήσετε το εικονοστοιχείο. Αρχικά, αφαιρέστε το χρησιμοποιώντας ένα λεπτό άκρο ζεύγος κοπτικών συρμάτων για να αποκόψετε τις συνδέσεις του εικονοστοιχείου με το PCB. Προσέξτε να μην τραβήξετε τα μαξιλάρια συγκόλλησης από το PCB. Στη συνέχεια, θα χρειαστεί να αγοράσετε μερικά LED WS2812 εδώ και να κολλήσετε ένα στη θέση του. Βεβαιωθείτε ότι έχετε προσανατολίσει το pixel ώστε να ταιριάζει με τα υπόλοιπα στη σειρά

Δευτέρα στο Διαγωνισμό Μόδας