Neopixel LED Heart: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Τα neopixels είναι φώτα LED με δυνατότητα αλλαγής χρώματος, με δυνατότητα διεύθυνσης (προγραμματιζόμενα) μεμονωμένα. Διατίθενται σε διάφορες μορφές από το Adafruit.com, αλλά μου αρέσει ιδιαίτερα το παραδοσιακό στυλ LED των 8 mm "μέσω της τρύπας". Είναι φωτεινά και όμορφα και μπορείτε να κάνετε τα δικά σας προσαρμοσμένα σχέδια όπως απεικονίζεται στο παράδειγμα σχήματος Καρδιάς που παρέχεται εδώ. Το λογισμικό Arduino χρησιμοποιείται συνήθως για τον έλεγχο των LED.

Δείτε το βίντεο μου στο YouTube της Neopixel LED Heart σε φωτεινή δράση. Ένας άλλος διασκεδαστικός τρόπος για να δείτε την Καρδιά είναι να την δείξετε σε ένα παράθυρο όπως μια συρόμενη γυάλινη πόρτα για να δείτε μια αντανάκλαση εικόνας με διπλή καρδιά (όπως φαίνεται).

Βήμα 1: Κύριες προμήθειες

1. Adafruit LED 8 mm Neopixel (απαιτούνται 26)

2. Κολλητικό στρώμα κοπής Cricut 12x12-in StandardGrip (Walmart)

3. Sparkfun LilyTiny ATTINY85 Logic Chip (και προμήθειες προγραμματισμού)

4. Καλώδιο USB για τροφοδοσία (Walmart)

5. Μικρό πλαστικό μπολ Gessner για βάση (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (ή άλλο μικρό πρωτότυπο)

7. Καθαρή τετράγωνη ταινία τοποθέτησης κόλλας γορίλλας

8. Αντίσταση 480 Ohm

+ Dremel και τρυπάνι και κομμάτια κοπής

+ Προμήθειες συγκόλλησης

+ Βασικές αρχές προγραμματισμού Arduino

+ Βιβλιοθήκη Adafruit Neopixel (π.χ. STRANDTEST)

Σημείωση: Για όσους δεν έχουν εμπειρία προγραμματισμού Arduino, το λογικό τσιπ LilyTiny θα μπορούσε θεωρητικά να είναι ήδη προγραμματισμένο για την Καρδιά, εάν υπάρχει ανάγκη. Απλά χρησιμοποιώ την τυπική εφαρμογή της Adafruit STRANDTEST με μερικές τροποποιήσεις.

(Φωτογραφίες LED Neopixel παραπάνω αντιγράφηκαν από το Adafruit.com)

Βήμα 2: Σχεδιασμός του πίνακα κυκλωμάτων καρδιάς

Πρώτα απ 'όλα, ρίξτε μια ματιά στην πρώτη εικόνα της τελικής συναρμολόγησης. Το πιο σημαντικό, σημειώστε ότι είναι μια καρτέλα πλάτους περίπου 1/2 ιντσών στο κάτω μέρος της καρδιάς, η οποία εισάγεται στη βάση.

Χρησιμοποίησα το MicroSoft PowerPoint για να αναπτύξω ένα εκτυπώσιμο πρότυπο Heart (παραπάνω). Επίσης παρέχεται μια έκδοση οδηγού κοπής. Ξεκίνησα με ένα σχέδιο καρδούλας με 26 λοβούς που βρήκα στο διαδίκτυο και τροποποίησα ελαφρώς το σχήμα για καλύτερη εμφάνιση με LED των 8 mm. Σημειώστε ότι κάθε στρογγυλό LED έχει τέσσερις μικρότερες οπές οι οποίες θα ανοίξουν αργότερα.

Το διάγραμμα καρδιάς εκτυπώνεται στη συνέχεια σε φωτογραφικό χαρτί, το οποίο στη συνέχεια τοποθετείται στην αυτοκόλλητη σανίδα Cricut, όπως φαίνεται. Χρησιμοποιώντας ψαλίδι, το σχήμα της καρδιάς κόβεται προσεκτικά. Ένα μαχαίρι Xacto χρησιμοποιήθηκε για να ξεκινήσει στην τρύπα στη μέση της καρδιάς, έως ότου μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ψαλίδι.

Στο πίσω μέρος της σανίδας Cricut, τοποθετώ στη συνέχεια μια στρώση μπλε κολλητικής ταινίας, για να αποφευχθεί το λιώσιμο του πλαστικού στρώματος κατά τη διάρκεια των επόμενων βημάτων συγκόλλησης. Το αποτέλεσμα είναι ένα σάντουιτς Heart κατασκευασμένο από χαλάκι Cricut τοποθετημένο ανάμεσα σε φωτογραφικό χαρτί και μπλε ταινία κάλυψης.

Χρησιμοποιώντας ένα Dremel με ένα πολύ λεπτό τρυπάνι 1/32-ιντσών, ανοίγονται τέσσερις μικροσκοπικές οπές για κάθε LED να εισάγεται στην καρδιά.

Βήμα 3: Εισαγάγετε LED και συγκολλήστε

Εμφανίζεται ένα διάγραμμα καλωδίωσης. Οι λυχνίες LED εισάγονται σε τρύπες σε σειρά, με το καλώδιο εξόδου δεδομένων από κάθε λυχνία LED να στρέφεται προς τα εμπρός προς τον πείρο εισόδου δεδομένων του επόμενου, ο πείρος εισαγωγής δεδομένων είναι λυγισμένος προς τα πίσω για να αγγίξει τον πείρο εξόδου δεδομένων από το LED piror. Το μακρύ αρνητικό σύρμα από κάθε LED είναι λυγισμένο προς τα δεξιά για να συνδεθεί με την αρνητική ράγα ισχύος (η οποία θα εισαχθεί αργότερα), ενώ τα καλώδια LED Postive είναι όλα λυγισμένα προς τα αριστερά για να αγγίξουν τη θετική ράγα.

Κανονικά δοκιμάζω εκ των προτέρων κάθε LED με μπαταρία κουμπιού. Φωτίζουν το Γαλάζιο αν τροφοδοτούνται σαν ένα απλό «ριχτάρι».

Αφού τοποθετηθούν τα 26 LED, ελέγξτε την εργασία σας. Η επίπεδη πλευρά όλων των LED πρέπει να δείχνει την ίδια κατεύθυνση (εκτός από τις γωνίες που μπορεί να είναι ελαφρώς περίπλοκες). Κάθε λυχνία LED θα πρέπει να έχει δεύτερο αριστερό καλώδιο προς τα αριστερά, τρίτο αρνητικό καλώδιο προς τα δεξιά. Ελέγξτε για να βεβαιωθείτε ότι έχετε επαρκή απόσταση από όλες τις καλωδιώσεις (χωρίς σορτς).

Το επόμενο βήμα είναι η συγκόλληση όλων των συνδέσεων. Χρησιμοποίησα σύρμα χαλκού 24 μετρητών για να σχηματίσω τις ράγες αρνητικής και θετικής ισχύος για τη σύνδεση κάθε LED. Στη βάση της καρδιάς για τη γλωττίδα εισαγωγής, για δομική ακαμψία, κόλλησα σε δύο ακίδες κεφαλίδας - μία για θετική και αρνητική ράγα. Όπως φαίνεται, οι δύο ακίδες κεφαλίδας απέχουν μεταξύ τους 4 τρύπες του πρωτοτύπου (0,4 ίντσες όπως φαίνεται).

Βήμα 4: Δοκιμή της λειτουργίας της καρδιάς με ένα Arduino

Κανονικά το πρώτο μου βήμα μετά την καλωδίωση είναι να δοκιμάσω τη λειτουργία συναρμολόγησης χρησιμοποιώντας ένα κανονικό Arduino. Όπως μπορείτε να δείτε, το Heart όπως έχει σχεδιαστεί θα στέκεται τώρα όρθιο σε μια μικρή σανίδα ψωμιού. Κανονικά αλλάζω πάντα την εφαρμογή STRANDTEST, οπότε αυτό δίνει την ευκαιρία να δοκιμάσω την εργασία συγκόλλησης καθώς και το νέο προτεινόμενο πρόγραμμα χρωμάτων. Οι πίνακες LilyTiny είναι ελαφρώς δύσκολο να επαναπρογραμματίσουν, επομένως βοηθά στην απόδειξη των πάντων στην τυπική ρύθμιση Arduino πριν φορτώσετε το λογισμικό στον πίνακα LilyTiny.

Βήμα 5: Προετοιμασία της βάσης

Στο τελικό έργο, το συγκρότημα Heart θα σταθεί όρθιο χρησιμοποιώντας το πλαστικό μπολ Walmart ως βάση.

Χρησιμοποιώντας ένα Dremel, ανοίξτε πρώτα μια τρύπα 1/8 ιντσών στο κέντρο του πλαστικού μπολ. Στη συνέχεια, μεταβείτε σε ένα κομμάτι κοπής 1/8 ιντσών για να προετοιμάσετε την υποδοχή. Επιπλέον, χρειάζεται μια τρύπα 1/8 ιντσών (ελαφρώς διευρυμένη) στο πλάι του μπολ για να περάσει από το καλώδιο τροφοδοσίας USB.

Στη συνέχεια, δοκιμάστε να τοποθετήσετε το συγκρότημα Heart στην στρογγυλή πλακέτα πρωτότυπου ραφιού Radio Shack (ή να αντικαταστήσετε τον πίνακα proto).

Στη συνέχεια, τοποθετήστε τα μαξιλάρια κόλλας Gorilla (κομμένα σε μέγεθος με ψαλίδι) στις εξωτερικές πλευρές του πίνακα proto και τοποθετήστε προσεκτικά τον πίνακα proto κάτω από την υποδοχή στο πλαστικό μπολ, με τις οπές του πίνακα proto ευθυγραμμισμένες με την υποδοχή στο μπολ έτσι ώστε η καρδιά να μπορεί να είναι παρεμβάλλεται από πάνω. Τα μαξιλαράκια κόλλας συγκρατούν την σανίδα πρωτότυπου σφιχτά στο μπολ. Η χαλικευμένη πλευρά του πρωτοτύπου πρέπει να είναι στραμμένη προς τα κάτω όπως φαίνεται (στραμμένη προς το ανοιχτό άκρο του μπολ).

Τοποθετήστε την καρδιά από πάνω στη βάση. Τα τρία καλώδια από την καρδιά (Pos, Data, Neg) θα πρέπει να είναι ορατά από την κάτω πλευρά σπρώχνοντας μέσα από τις τρύπες του πρωτοτύπου. Ελέγξτε για το επίπεδο του σχήματος και, στη συνέχεια, κολλήστε τα τρία καλώδια στη θέση τους. Αυτό θα κλειδώσει την Καρδιά στην τελική θέση.

Βήμα 6: Τελική καλωδίωση

Εμφανίζεται το διάγραμμα καλωδίωσης ισχύος.

Ένα απλό καλώδιο USB αγοράστηκε στη Walmart και κόπηκε με κόφτες για να αποκτήσετε τα κόκκινα (pos) και Black (neg) καλώδια. Αυτά συγκολλούνται στα τερματικά LilyTiny pos και neg. Συγκολλημένοι επίσης στους ακροδέκτες LilyTiny είναι σύρματα Red (pos) και Black (neg) τα οποία συνδέονται και συγκολλούνται στα καλώδια από την καρδιά (κολλώντας μέσω της πλακέτας proto).

Το Data In (κίτρινο) από τη θύρα δεδομένων Νο 2 του LilyTiny είναι μια αντίσταση 480 ohm που συνδέεται και συγκολλάται με το καλώδιο Data In στην καρδιά.

Το LilyTiny έχει προγραμματιστεί εκ των προτέρων για το φως της καρδιάς. Σημειώστε ότι το LilyTiny είναι συνδεδεμένο έτσι ώστε να είναι προσβάσιμο και να μπορεί να επαναπρογραμματιστεί επί τόπου, εάν είναι επιθυμητή μια διόρθωση λογισμικού ή μια βελτίωση της προβολής φωτός. Η προσωπική μου σύμβαση είναι να προγραμματίσω τη θέση εξόδου LilyTiny Νο. 2 για το σήμα εισαγωγής δεδομένων στα Neopixels.

Ο LilyTiny είναι ο πίνακας επιλογής CPU μου για έργα μικρού μεγέθους, αλλά είναι δυνατοί πολλοί άλλοι πίνακες ελέγχου CPU, όπως το Adafruit Gemma και διάφοροι πίνακες mini-Arduino που διατίθενται στην αγορά. Απλώς ξεκίνησα πριν από αρκετά χρόνια με τον πίνακα LilyTiny και αυτό είναι το σημερινό μου κίνητρο. Το LilyTiny είναι βασικά ένα τσιπ ATTINY-85 σε μια μικρή πλακέτα proto.

Φυσικά, μπορείτε εναλλάξ να χρησιμοποιήσετε μπαταρίες για ισχύ. Συνήθως χρησιμοποιώ τις μπαταρίες LiPo από το Adafruit.com. Σε αυτή την περίπτωση συνήθως χρησιμοποιώ διακόπτη ON/OFF στο πάνω μέρος της βάσης. Για διακόπτη, συνήθως χρησιμοποιώ το διακόπτη διαφάνειας LilyPad από το SparkFun.com.

(Η φωτογραφία LilyTiny παραπάνω λαμβάνονται από το SparkFun.com)

Βήμα 7: Τελειώνοντας τις πινελιές

Η πίσω πλευρά της πλακέτας είναι καλυμμένη με ταινία αφρού διπλής ράβδου και κομμένη με ψαλίδι και μαχαίρι Xacto σε σχήμα Καρδιάς. Κανονικά αυτό μπορεί να είναι αρκετά καλό για ορισμένα σχήματα, αλλά το για την καρδιά έβαλα ροζ φωτογραφικό χαρτί προς τα έξω για να βοηθήσει στην εμφάνιση (δεδομένου ότι είναι δύσκολο να κάνουμε καλή δουλειά με την ταινία αφρού σε τέτοιο σχήμα καμπύλης).

Βήμα 8: Λήψη φωτογραφιών της λειτουργίας

Τα LED των Neopixel είναι απίστευτα πολύχρωμα και φωτεινά. Όπως γνωρίζετε μερικοί από εσάς, η πρόκληση με αυτά τα LED είναι η αποτύπωση μέσω φωτογραφιών της μεγάλης ομορφιάς που βλέπει το μάτι σας. Έχω κάνει ό, τι καλύτερο μπορώ για αυτό το Instructable.

Σημειώστε ότι η κάμερα βλέπει πράγματα που δεν βλέπουν τα μάτια σας και το αντίστροφο. Στο βίντεο του YouTube, μπορείτε να δείτε κάποιες φαινομενικές ταλαντώσεις/τρεμόπαιγμα που το μάτι σας δεν βλέπει πραγματικά. Επίσης, η διακοπή της ταχύτητας γρήγορου κλείστρου κατά τη διάρκεια της σειράς Theatre Chase καταγράφει την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση μεμονωμένων LED, ενώ τα μάτια σας βλέπουν μόνο κινούμενες κουκκίδες. Μερικά από τα χρώματα είναι ελαφρώς διαφορετικά με την κάμερα, αυτό που φαίνεται έντονο κίτρινο στα μάτια είναι λίγο πρασινοκίτρινο στο βίντεο.

Όπως αναφέρθηκε νωρίτερα, ανακαλύψαμε επίσης την ομορφιά των διπλών αντανακλάσεων από τα παράθυρα, εάν η καρδιά είναι στραμμένη, για παράδειγμα, σε μια συρόμενη γυάλινη πόρτα.

Βήμα 9: Πρόγραμμα Διδασκαλίες της Καρδιάς

Για αρκετά χρόνια σκεφτόμουν πώς να φτιάξω καλύτερα ένα σχήμα καρδιάς από κύκλους. Αν γνωρίζετε τις οδηγίες μου, αυτό σημαίνει συνήθως ότι αναρωτιέμαι πόσα κουτιά πίτας πρέπει να αγοράσω για να κάνω μια καλή εμφάνιση. Η απάντηση φαίνεται ότι προέρχεται από την ραπτική κοινότητα ότι ένα βασικό Scalloped Heart έχει 26 λοβούς (κύκλους).

Αλλά αυτό το έργο έχει πολύ μεγαλύτερες δυνατότητες από το Hearts, γιατί είναι δυνατά πολλά περισσότερα σχήματα. Όταν το σχήμα είναι ένας αριθμός, το ονομάζω "ηλεκτρονικό κερί γενεθλίων", για να εφαρμοστεί πλήρως σε ένα μελλοντικό Instructable. Η οικογένειά μας έχει ήδη βάλει την ηλικία 7 πάνω σε καλή χρήση για αυτόν τον σκοπό. Αρκεί να πούμε ότι το συνολικό έργο απαιτεί ουσιαστικά ένα σύστημα γραμματοσειρών βασισμένο σε κύκλο, βασισμένο σε κύκλους LED 8 mm. Έχουμε 10 χρόνια μετά τα επόμενα γενέθλια, που θα αναγκάσουν την ερώτηση πώς να χειριστούμε καλύτερα τους διπλούς αριθμούς.

Εκτός από τα σχήματα, αυτό το Instructable παρουσιάζει μια μέθοδο για τη διάταξη των LED των 8 mm σε μια προσαρμοσμένη λωρίδα με κολλητική ταινία διπλής όψης στο πίσω μέρος. Η λωρίδα LED που θα προκύψει θα μπορούσε να στερεωθεί σε έναν τοίχο ή να πει το εσωτερικό ενός πλαισίου για ένα έργο καθρέφτη άπειρου, που είναι η επόμενη προγραμματισμένη εφαρμογή μου. Αυτή η τεχνική θα μπορούσε ενδεχομένως να συμβάλει στην επέκταση της χρήσης LEDs από την οπή Neopixel, τα οποία προς το παρόν είναι κάπως άβολα στη χρήση, επειδή η στενή απόσταση των τεσσάρων ακίδων δεν ταιριάζει πάντα καλά με την τυπική σανίδα ψύξης 0,1 ιντσών και τις σανίδες πρωτότυπων.

Πιστεύω ότι το έργο αναδεικνύει επίσης την ομορφιά αυτών των LED Neoplixel 8 mm, τα οποία ελπίζω να παραμείνουν διαθέσιμα στην αγορά.

Εάν είστε νέοι στον προγραμματισμό Arduino, η απλότητα του λογικού τσιπ LilyTiny στο διάγραμμα καλωδίωσης ισχύος Heart ίσως δείχνει πιο ξεκάθαρα τη βασική ιδέα του τρόπου χρήσης του Arduino "περιβάλλον ανάπτυξης". Τα λογικά τσιπ LilTiny και LilyTwinkle από το SparkFun.com έρχονται στην πραγματικότητα προ-προγραμματισμένα, οπότε αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε την προφορτωμένη λογική, δεν απαιτείται προγραμματισμός. Σε αυτό το έργο, έπρεπε να σβήσω το προφορτωμένο λογισμικό και να προσθέσω το δικό μου λογισμικό. Φυσικά, δεν χρειάζεται μεγάλη εμπειρία κωδικοποίησης, επειδή χρησιμοποιείτε γενικά μια εφαρμογή που κάποιος άλλος έχει ήδη αναπτύξει για εσάς. Μόλις πάρετε την ιδέα, δεν είναι πολύ δύσκολο να αποφοιτήσετε σε αυτό το επόμενο βήμα.