Ρολόι Muslin - LED NeoPixel: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Ο σχεδιασμός και η δημιουργία αυτού του διδάσκοντος δημιουργήθηκε με σκοπό ένα έγγραφο Open Design and Digital Fabrication στο Massey University, NZ. Με βάση το Fab Lab WGTN, ο σκοπός της εργασίας ήταν να χρησιμοποιήσει ανοικτές μεθοδολογίες σχεδιασμού και ψηφιακά εργαλεία κατασκευής για να δημιουργήσει ένα έργο ανοιχτού σχεδιασμού. Ο σχεδιασμός εμπνεύστηκε από αυτό το διδακτικό και προσαρμόστηκε τόσο σε κώδικα όσο και σε μορφή. Αυτό το διδακτικό θα σας δώσει τα απαραίτητα εργαλεία και πληροφορίες για να δημιουργήσετε το δικό σας ρολόι LED NeoPixel.

Εάν θέλετε να δείτε περισσότερα από τη συνολική μου διαδικασία κατά τη δημιουργία αυτού του εκπαιδευτικού, μπορείτε να δείτε το ιστολόγιό μου. Έχω δημοσιεύσει όλες τις πηγές έρευνας που χρησιμοποίησα για να με βοηθήσουν να κατανοήσω το έργο και την τεχνολογία.

Βήμα 1: Πράγματα που θα χρειαστείτε

Ηλεκτρονικό κύκλωμα και παραγωγή

• Λογισμικό Arduino 1.8.8
• Arduino Nano 3.0 (Pro Version) *1x Nano 3.0 Atmel ATmega328 Mini USB Board (Συμβατό με Arduino) - DS130
• RTC
• CR 2032 3V RTC Μπαταρία (αγόρασα το εμπορικό σήμα Eclipse)
• Ανδρικά προς αρσενικά καλώδια
• Καλώδιο φόρτισης Micro USB (Samsung)
• 1x 60 λωρίδα LED Neopixel

Πλαίσιο ρολογιού

• Ένα φύλλο κόντρα πλακέ 4mm (1200mm επί 600mm)
• Βίδες Σικάγου 4x 10mm
• Fabφασμα, μουσελίνα (1000mm με 1000mm διπλωμένο σε στρώματα x4)

Μηχανές και εφαρμογές

• Κόφτης λέιζερ
• Εικονογράφος
• Συγκολλητικό σίδερο και συγκολλητικό
• Πυροβόλο θερμής κόλλας
• Χαρτοταινία
• Βιομηχανική διάτρηση (αν υπάρχει)

Κώδικας, προγράμματα οδήγησης και βιβλιοθήκες

• Κωδικός ρολογιού NeoPixel Strip
• Κωδικός ενημέρωσης RTC
• Εικονογράφος, έγγραφο κομμένο με λέιζερ
• Πρόγραμμα οδήγησης - Κατεβάστε αυτό το πρόγραμμα οδήγησης εάν χρησιμοποιείτε Mac. Αυτό θα διασφαλίσει ότι το Arduino Nano 'Clone' είναι συμβατό με τη συσκευή σας. Εάν χρησιμοποιείτε Windows, θα πρέπει να βρείτε ένα διαφορετικό πρόγραμμα οδήγησης.
• Βιβλιοθήκες- Adafruit DMA Neopixel Library- DS1307RTC

Βήμα 2: Arduino Nano, RTC και LED NeoPixel Strip

Αυτό το ρολόι δείχνει την ώρα μέσω της λωρίδας LED NeoPixel, παρουσιάζοντας δευτερόλεπτα, λεπτά και ώρες. Για να μπορέσετε να χρησιμοποιήσετε το λογισμικό Arduino για να κωδικοποιήσετε τα neopixels σας, θα πρέπει να ρυθμίσετε και να δώσετε ισχύ στα 3 κύρια εξαρτήματά σας, τα Arduino Nano, RTC και LED NeoPixel Strip. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα breadboard για να τοποθετήσετε όλα τα καλώδια σας ή μπορείτε να τα κολλήσετε στη θέση τους ακολουθώντας το διάγραμμα. Άλλαξα το τροφοδοτικό μου στο ίδιο το Arduino έτσι ώστε να μπορεί να ενεργοποιηθεί μέσω καλωδίου USB, για αυτό βεβαιώθηκα ότι το κόκκινο καλώδιο πήγε στο 5, μαύρο στη γείωση και μπλε στο PIN8.

Μόλις είναι όλα τα καλώδια σας στη θέση τους, μπορείτε να συνδέσετε το καλώδιο φόρτισης micro USB στον υπολογιστή σας και στο Arduino Nano. Σε όλο αυτό το ηλεκτρονικό κύκλωμα τροφοδοτούμε το Arduino Nano μέσω του καλωδίου φόρτισης. Από εδώ, μπορείτε να εισαγάγετε τον κωδικό σας και να τον ανεβάσετε στη ταινία neo pixel (δείτε το επόμενο βήμα).

*Μόλις ανεβάσετε τον κώδικα στο Arduino Nano, μπορείτε στη συνέχεια να αλλάξετε από την σύνδεση από τον φορητό υπολογιστή/υπολογιστή σε προσαρμογέα τοίχου για να κλείσει το ρολόι.

Βήμα 3: Ρύθμιση κώδικα

Υπάρχουν μερικά βήματα που θα πρέπει να κάνετε για να μπορέσετε να εκτελέσετε τον κώδικα μέσω του λογισμικού Arduino. Θα χρειαστεί πρώτα να εγκαταστήσετε το πρόγραμμα οδήγησης και τις βιβλιοθήκες (αυτές μπορείτε να τις βρείτε στο πρώτο βήμα). Μόλις το κάνετε αυτό, μπορείτε να ανοίξετε το λογισμικό Arduino και, στη συνέχεια, το συμπιεσμένο αρχείο του κωδικού μου, "NeoPixel Strip Clock Code". Στη συνέχεια, θα χρειαστεί να αλλάξετε τον πίνακα σε Arduino Nano και να αλλάξετε τη θύρα και τον επεξεργαστή. Έχω ρυθμίσει τη θύρα μου στην επιλογή που εμφανίζεται μετά τη σύνδεση στο usb, /dev/cu.usbserial-1420, αλλά μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε αυτήν τη θύρα /dev/cu.wchusbserial1410 ή /dev/tty.wchusbserial14210. Ο επεξεργαστής μου είναι συνδεδεμένος στο ATmega328P (Old Bootloader).

Το επόμενο βήμα είναι να διασφαλίσετε ότι ο κωδικός PIN (#define) έχει οριστεί στον σωστό αριθμό που αντιστοιχεί στον τρόπο που έχετε ρυθμίσει το Arduino Nano - Στην περίπτωσή μου, το PIN 8.

Για να αλλάξετε τα χρώματα των LEDS σας μπορείτε να ενημερώσετε τον κώδικα με διαφορετικές δεκαεξαδικές τιμές. Μπορείτε να το κάνετε αυτό αλλάζοντας αυτό το μέρος του κώδικα:

strip.setPixelColor (ωράριο, 0xFF5E00);

Αλλάζοντας τα 6 ψηφία πριν από το 0x, μπορείτε να δημιουργήσετε μια ποικιλία ψυχρών χρωμάτων για να εμφανίσετε τα δευτερόλεπτα, τα λεπτά και τις ώρες σας. *Εάν δεν είστε σίγουροι ποιος είναι ο αντίστοιχος κωδικός για ένα χρώμα, μπορείτε να ρίξετε μια ματιά στο βήμα πηγών όπου Έχω συνδέσει μια γεννήτρια χρωμάτων. Μπορείτε επίσης να αλλάξετε τη φωτεινότητα των LED σας αλλάζοντας αυτό το τμήμα κώδικα:

strip.begin (); strip.show (); // Αρχικοποιήστε όλα τα εικονοστοιχεία σε "off" strip.setBrightness (150);

Προσαρμόζοντας τον αριθμό στην τελευταία γραμμή, μπορείτε να αλλάξετε τη φωτεινότητα των LED σας από 0-255. Βρίσκω ότι η προσαρμογή της φωτεινότητας της λωρίδας αλλάζει εντελώς το χρώμα των LED μου, δοκιμάστε το!

Αφού παίξετε και επαληθεύσετε και έχετε συντάξει τον κωδικό σας, πρέπει να ανοίξετε τον κωδικό ενημέρωσης RTC στο λογισμικό Arduino. Στη συνέχεια, πρέπει να επαληθεύσετε και να ανεβάσετε αυτόν τον κώδικα στο Arduino Nano. Αυτό θα ενημερώσει το RTC για σύνδεση με το χρόνο που έχει οριστεί στον φορητό υπολογιστή/υπολογιστή σας. Αφού το κάνετε αυτό, μπορείτε να ανεβάσετε ξανά τον κωδικό ρολογιού NeoPixel Strip Clock στο Arduino, δημιουργώντας ένα ρολόι LED ακριβούς χρόνου.

Βήμα 4: Δημιουργία πλαισίου ρολογιού

Για αυτό το Instructable, δημιούργησα ένα έγγραφο εκτύπωσης με λέιζερ στον εικονογράφο που περιλαμβάνει και τα 5 εξαρτήματα/μέρη που θα χρειαστεί να εκτυπώσετε για να δημιουργήσετε τη φόρμα ρολογιού. Τα πέντε εξαρτήματα είναι ο εξωτερικός δακτύλιος, η πίσω στήριξη, η εσωτερική υποστήριξη, η εξωτερική υποστήριξη και το περίβλημα του καλωδίου. Όλα τα εξαρτήματα κατάφεραν να χωρέσουν σε ένα αρχείο εικονογράφησης που είναι 1219,2 x 609,6 mm (καθώς αυτό είναι το μέγεθος του κρεβατιού λέιζερ που χρησιμοποιούσα). Mayσως χρειαστεί να εκτυπώσετε μέρη ξεχωριστά εάν ο κόφτης λέιζερ σας έχει μικρότερο κρεβάτι ή το κομμάτι σας δεν είναι αρκετά μεγάλο. Κάθε μέρος δημιουργείται σε μια γραμμή 255RGB Red και 0.1 για να διασφαλιστεί ότι η ρύθμιση είναι σωστή για τον κόφτη λέιζερ.

Αφού εκτυπώσετε όλα τα μέρη σας, μπορείτε τώρα να τοποθετήσετε τα πάντα μαζί. Ξεκινήστε με το δαχτυλίδι, μπορείτε τώρα να τοποθετήσετε την εξωτερική υποστήριξη μέσα στο δαχτυλίδι (όπως μπορείτε να δείτε στις εικόνες), συνδέοντας και τις 4 καρτέλες. Αφού κάνετε κλικ και στις 4 καρτέλες, θα θέλετε να δοκιμάσετε την εσωτερική υποστήριξή σας. Τοποθετήστε το εσωτερικό στήριγμα έτσι ώστε να ακουμπάει στο εξωτερικό στήριγμα. Θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι όλες οι οπές βιδών ευθυγραμμίζονται.

Τώρα που τα εσωτερικά και εξωτερικά στηρίγματα είναι στη θέση τους και κάθονται άνετα, μπορείτε να αρχίσετε να εργάζεστε με το υφασμάτινο εξάρτημα του ρολογιού. Αφού προμηθευτείτε το κομμάτι σας από ύφασμα μουσελίνας, μπορείτε να το διπλώσετε στη μέση και στο μισό ξανά, έτσι ώστε να έχει 4 στρώσεις. Θα πρέπει να είναι αρκετά παχύ για να κρύψει το Arduino Nano και τα καλώδια. Αφού το κάνετε θα χρειαστεί:

• Τοποθετήστε το δακτύλιο και το εξωτερικό στήριγμα (κάντε κλικ) προς τα κάτω, έτσι ώστε ο δακτύλιος να βρίσκεται στο έδαφος
• Τραβήξτε το ύφασμα στο πλαίσιο και σπρώξτε το προς τα κάτω στο εσωτερικό του δακτυλίου
• Τοποθετήστε το εσωτερικό σας στήριγμα στο εξωτερικό στήριγμα και το ύφασμα
• Σημειώστε πού συναντώνται οι οπές των βιδών x4
• Κόψτε ή τρυπήστε μια μικρή τρύπα υφάσματος όπου οι οπές των βιδών συναντώνται x4
• Τοποθετήστε τις βίδες του Σικάγου μέσα από το εσωτερικό στήριγμα - ύφασμα και εξωτερική υποστήριξη. Βιδώστε και ασφαλίστε τα πάντα στη θέση τους
• Βεβαιωθείτε ότι έχετε τεντώσει το ύφασμα για να δημιουργήσετε ένα απρόσκοπτο ανοιχτό πρόσωπο (εξαρτάται από το βλέμμα που θέλετε να δημιουργήσετε).
• Κολλήστε λωρίδα LED κατά μήκος του εσωτερικού στηρίγματος όσο το δυνατόν πιο κοντά στο ύφασμα
• Ταινία Arduino Nano, RTC και καλώδια στο πίσω μέρος
• Συνδέστε το καλώδιο USB στο Arduino και περάστε την τρύπα στο πίσω στήριγμα (για σύνδεση σε πρίζα τοίχου)
• Κόψτε και διπλώστε το ύφασμα στο κέντρο του ρολογιού
• Συνδέστε το πίσω στήριγμα στις τέσσερις γλωττίδες του και βεβαιωθείτε ότι το καλώδιο USB τρέχει στο πίσω μέρος στο παρεχόμενο τμήμα
• Συνδέστε το σε πρίζα τοίχου

*Θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε ταινία σε όλη αυτή τη διαδικασία, αυτό θα σας βοηθήσει να ασφαλίσετε τα πάντα ένα βήμα τη φορά.*Χρησιμοποίησα επίσης ζεστή κόλλα όπου ήταν απαραίτητο για να στερεώσω τα στηρίγματα στο δαχτυλίδι όπου διογκώνεται εκτός θέσης από την πίεση του τεντωμένου ύφασμα και ξύλο*Εάν αντιμετωπίσατε προβλήματα με το κόψιμο του κόντρα πλακέ, δείτε τα προβλήματα λήψης*Σημειώστε ότι οι δύο τελευταίες εικόνες του σχεδίου είναι τυπωμένες σε χαρτόνι, αλλά ελπίζουμε ότι καθιστά την ιδέα της φόρμας σαφέστερη.

Βήμα 5: Αντιμετώπιση προβλημάτων

Λόγω του ότι το κόντρα πλακέ συχνά παραμορφώνεται στη δομή του, υπάρχουν μερικές εύχρηστες συμβουλές που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε εάν ο κόφτης λέιζερ δεν κόβει καθόλου το σχέδιο. Ζύγισα το κόντρα πλακέ μου με μακρύ χαλύβδινο χάρακα, κολλώντας τα στη βάση και το στρώμα στο μηχάνημα. Επίσης έριξα και έτριψα σε μικρές ποσότητες νερού πάνω στο φύλλο καθώς εκτυπώθηκε, αυτό απέτρεψε το σχέδιο από ένα σκληρό κάψιμο λέιζερ. Αυτό το βήμα είναι ιδιαίτερα χρήσιμο εάν πρέπει να εκτυπώσετε ξανά το αρχείο εικονογράφησης αφού έχει ήδη εκτυπωθεί (για να το κόψετε τελείως).

Δεν μπορούσα να καταλάβω πώς να έχω και τις τρεις λυχνίες LED για να περάσει η ώρα από 12-1. Αυτό θα ήταν ένα εξαιρετικό στοιχείο για εφαρμογή στον κώδικα

Οι διαστάσεις του εγγράφου κοπής με λέιζερ δεν είναι τέλειες, για ένα πιο απρόσκοπτο τελικό προϊόν θα πρέπει να προσαρμοστούν.

Βήμα 6: Πηγές και Ευχαριστίες

Πρόγραμμα οδήγησης - Κατεβάστε αυτό το πρόγραμμα οδήγησης εάν χρησιμοποιείτε Mac έτσι ώστε ο κλώνος Arduino Nano να είναι συμβατός με τη συσκευή σας.

Βιβλιοθήκες -

• Βιβλιοθήκη Adafruit DMA Neopixel
• DS1307RTC

Πρωτότυπο Instructable - Σε τι βασίστηκα το σχέδιο μου - συγκεκριμένα τον κωδικό για τον μικροελεγκτή και το RTC.

Επιλογέας χρωμάτων - Επιλέξτε τα δεκαεξαδικά σας χρώματα από εδώ

Ζωντανή μεντεσέ - Εκεί βρήκα το μοτίβο που χρησιμοποιούσα για να δημιουργήσω τα εσωτερικά και εξωτερικά μου στηρίγματα. Άλλαξα τη μορφή αυτών σε μακριά ορθογώνια και πρόσθεσα στις γλωττίδες μου και τις οπές βιδών.

Fab Lab WGTN - Σε όλο αυτό το έργο δούλεψα στο Wellington Fab Lab για να δημιουργήσω το σχέδιό μου. Δούλεψα με το προσωπικό (Wendy, Harry) μέσω τυχόν προσαρμογών που δεν ήμουν σίγουρος.

Open Design and Digital Fabrication, Πανεπιστήμιο Massey

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Λόγω της προσαρμογής του δείγματος Living Hinge στο δικό μου σχέδιο, τηρώ την άδεια CC για το δικό μου σχέδιο.

Ελπίζω να καταφέρατε να βρείτε το βύθισμα σε όλη μου τη διδασκαλία, ώστε να μπορείτε να φτιάξετε το δικό σας ρολόι LED NeoPixel. Ενημερώστε με εάν χρειάζεστε περισσότερες πληροφορίες