Tetrahedral LED Hat (Deichkind Style) V1: 7 Steps (with Pictures)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Znáte německou hudební skupinu Deichkind? Jsem jejich velkým fanouškem a byl jsem na několika koncertech. Jako součást své pódiové show nosí tato kapela čtyřstěnné klobouky plné LED diod. Už na prvním koncertu před více než 10 lety jsem věděl, že takový klobouk potřebuji! Bohužel jsem neměl potřebné znalosti, abych takový vyrobil. Ale asi před půl rokem jsem objevil Arduinos, a tak to začalo…

Klobouk je vyroben z černého, neprůhledného a také průhledného plexiskla. Hledal jsem na webu užitečné obrázky přileb a snažil jsem se, aby byly co nejblíže originálu.

Při stavbě klobouku jsem bohužel udělal méně obrázků. Tento návod tedy obsahuje další kresby:)

Jako napájecí zdroj jsem použil powerbanku 10 000 mAh. LED diody jsou WS2812b, aby získaly všechny představitelné barvy. Ovládá ho Arduino Nano s modulem HC06 a aplikací pro Android. Prostřednictvím aplikace lze přehrávat různé programy. Tady je možné všechno. Během příštích týdnů poskytnu svůj arduino kód a také Android apk. Ale stále je to nekomentované a částečně chaotické, protože jeho části byly jednoduše zkopírovány z webu. Jakmile bude mít rozumný stav, nahraji jej sem pro vaši bezplatnou likvidaci.

Zásoby

Hardware: Odkazy směřují na weby/produkty, které jsem použil, nenechte se překvapit: většina webů je německých:) Z odkazovaných webů nemusíte brát přesně produkty. Toto je pouze pomoc při předvádění potřebného produktu.

• Černé neprůhledné plexisklo (3x rovnostranné trojúhelníky, délka okraje 42 cm, tloušťka 2 mm)
• Průhledné plexisklo (2x rovnostranné trojúhelníky, délka okraje 42 cm, tloušťka 0,5-1 mm) nebo silná průhledná fólie
• WS2812B LED pásek IP30 (není vodotěsný), 30 LED na metr, celkem 156 LED
• Arduino Nano
• Modul Bluetooth HC06
• Powerbank, doporučen duální výstup USB (čím menší rozměry, tím lépe)
• Kondenzátor 500-1000 mF
• Rezistor 330 Ohm
• USB kabel USB-A na mini-USB (napájení Arduino Nano)
• USB kabel USB-A k čemukoli (bude přerušeno, napájení LED diod)
• Připojovací vodiče
• Silné lepidlo na plasty
• Pěna, aby bylo nošení pohodlnější.

Budete také potřebovat základní nástroje, pásku, lepidlo na plast, řezací nůž, nůžky a páječku.

Díly z plexiskla jsou frézovány. Pokud nemáte přístup k frézce, zvažte využití služby obchodů s plexisklem. Frézují materiál ve vámi požadovaném tvaru a doručí vám ho až domů. Podle mých zkušeností jsou však tyto služby mnohem dražší, než když si koupíte obdélník a sami si ho uříznete. Můj výkres můžete použít k objednání desek v hotovém tvaru.

Alternativně můžete zkusit vyvrtat otvory pomocí jednoduché ruční vrtačky.

Krok 1: Získání plexiskla do formy

Přilba se skládá ze tří černých plexisklových trojúhelníků, z nichž dva musí být opatřeny otvory pro průhled a výřezy pro LED diody. Koupil jsem k tomu desku z plexiskla o rozměrech 850x370x2mm. Krájel jsem ji řezacím nožem do tří rovnostranných trojúhelníků. Totéž proveďte s průhledným plexisklem/fólií stejné velikosti.

Každý z černých trojúhelníků, které jsem na frézce zpracoval. Proto jsem trojúhelník upevnil oboustrannou lepicí páskou na stůl stroje. Hrany všech tří trojúhelníků byly odfrézovány, aby se získala čistá hrana. U dvou z trojúhelníků jsem vyfrézoval štěrbinové otvory pro LED diody (štěrbinové otvory, protože LED je čtverec o rozměrech 5 x 5 mm) pomocí 5 mm frézy a kruhových kapes, které jsou vidět. Protože jsou desky ke stolu stroje připevněny pouze lepicí páskou, měli byste dávat pozor, abyste do stolu nezafrézovali. Postupujte dolů po vrstvě.

Pokud frézku nemáte, můžete alternativně vyzkoušet vrtačku ručně. Ale buďte velmi přesní s umístěním otvorů LED, protože LED diody na pásu mají přesně vzdálenost 3, 33 cm. Možná bych použil vrták, který je o 0,5 mm silnější než LED na vašem pásu v úhlopříčce.

Pokud jste si objednali připravené talíře, gratulujeme:) Pak je tento krok neplatný. Peníze hodně zjednodušují;)

Krok 2: Namontujte LED pásky a pájejte je

Uspořádal jsem diody LED v řadě zespodu nahoru na vzor S, počínaje přední špičkou klobouku. Za tímto účelem jsem odřízl 24 proužků:

• 2x 12 LED
• 2x 11 LED
• 2x 10 LED
• …
• 2x 1 LED

LED pásky můžete rozřezat na jednotlivé kusy, aniž byste je zničili. Na určených místech stříhejte nůžkami. Ujistěte se, že stříháte tak, aby byla celá pájecí podložka obnažena na obou částech (protože jsou již na začátek tak malé).

Když jste desky vyfrézovali, LED diody na pásku by nyní měly úhledně zapadnout do poskytnutých otvorů a již v nich trochu ulpívat. Spodní řada pásů s 12 LED diodami, nad tím s 11 atd. Pokud jste otvory vyvrtali ručně, nyní vidíte, jak přesně jste pracovali. Možná budete muset provést nějaké opravy. Aby LED diody zůstaly v desce a na svém místě, zalepil bych je páskou. Jen tolik, aby nevypadly. (Nebojte se, budou slepeny později.)

Udělejte to s oběma trojúhelníky plnými děr.

Nyní pájecí část:

Na výřezech LED pásků jsou 3 kontakty, kde je musíte znovu spojit dohromady. GND, 5V+ (nebo Vcc nebo podobné v závislosti na verzi) a Din/Dout. Nyní spojte pruhy ve tvaru S; GND s GND, 5V+ s 5V+ a Dout s Din, jak je znázorněno na obrázku. Pozor: Data out (Dout) musí být spojena s Data in (Din)!

Bude to chvíli trvat, protože kontakty byly docela malé a máte 132 pájecích spojů:) Bavte se!

Když skončíte - dvakrát je zkontrolujte! Nechcete je znovu pájet, když se rozbily a vaše helma je již hotová. Věř mi.

Krok 3: Sestavte čtyřstěn

Nyní potřebujeme dva trojúhelníky se zapnutými LED diodami a dva průhledné trojúhelníky. Pro průhledné trojúhelníky můžete použít další desku z plexiskla nebo silnou fólii. Použil jsem fólii, protože je lehčí než panel z plexiskla.

Vezměte podložku (karton), položte na ni LED trojúhelníky LED diodami k zemi a poté na ni naneste tekuté lepidlo. Dávejte pozor, abyste se dostali do pravidelné vzdálenosti. Poté na něj položte průhledné trojúhelníky a slepte je dohromady. Ujistěte se, že mezi deskami nejsou žádné bubliny. Pokud tekuté lepidlo teče k LED - perfektní! Protože pak je LED přilepená a upevněná a nevypadne.

Tip: ne každé lepidlo se hodí ke každému druhu plastů. Vytvořte lepidlo na vzorek s kousky odpadu z fólie / plexiskla.

V závislosti na vašem lepidle trvá zaschnutí. V mém případě jsem lepené trojúhelníky zakryl kartonem, zvážil a nechal jednu noc zaschnout.

Poté máte jeden rovinný černý trojúhelník bez LED nebo průhledného krytu a dva černé trojúhelníky s otvory a LED v něm, pokryté průhlednou rovinou. Nyní potřebujete malířskou pásku a silné lepidlo na plasty. Dejte tři trojúhelníky dohromady jako čtyřboký. Dávejte pozor na pájené dráty, trochu je ohněte. Aby byl každý trojúhelník na svém místě, použijte malířskou pásku! Když je lepený čtyřboký hotový, přidejte plastové lepidlo na okraje, zvenčí tak dobře, jak je to jen možné. Nechte zaschnout.

Tip: Pokud chcete, aby byl stabilnější, vezměte si průhlednou obalovou lepicí pásku a slepte s ní lepené okraje. Páska je téměř neviditelná, pokud jste pracovali přesně.

Pak máte svůj Tetrahedral-LED-Hat. Čas rozsvítit!

Krok 4: Část mikrokontroléru

Pro ovládání světel jsem vzal Arduino Nano a pro komunikaci s aplikací pro Android jsem se rozhodl použít Bluetooth modul HC06. Systém lze napájet dvěma způsoby, viz přiložené obrázky.

Možnost napájení A (doporučeno): Pro tuto možnost potřebujete powerbanku se dvěma výstupy USB, která může fungovat současně. Chcete-li arduino zapnout, použijte kabel USB-A na mini-USB. LED diody budou napájeny druhým USB kabelem. Vezměte kabel USB, který již nepotřebujete, a odřízněte jej. Na konci odizolujte, uvidíte čtyři dráty: Trochu silnější černé a červené a dva malé tenčí barevné (většinou zelené a bílé) dráty. Potřebujeme černou a červenou, to jsou zem a V+. Připojte červený V+ k 5V+ LED pásku na přední špičce klobouku (na obou trojúhelnících). Připojte černou zem k GND pruhu LED na přední špičce klobouku (na obou trojúhelnících) A připojte ji ke GND Arduina.

Tato možnost je doporučena, protože umožňuje Arduinu pro ovládání a osvětlení mít samostatné napájecí zdroje. To není případ možnosti B, která může způsobit reset Arduina, když se rozsvítí všechny LED najednou a napětí klesne.

Možnost napájení B (nedoporučuje se):

To by měla být pouze vaše volba, pokud nechcete používat powerbanku se dvěma výstupy, protože powerbanku stále máte, ale má pouze jeden výstup a vy jste lakomí na koupi nové se dvěma výstupy;) Postupujte podle popisu v možnosti A, ale připojte červený vodič z USB kabelu nejen pomocí LED pásku, ale také pomocí Vin pinu Arduina. Když rozsvítíte všechny LED diody najednou, možná napětí klesne příliš daleko a Arduino bude být resetován. Nepoškodí se, ale není to nejlepší chování pro vaše položky. Důležité: V tomto nastavení je velmi důležité NEPŘIPOJOVAT kabel USB, protože vaše deska Arduino je již napájena!

Data:

Aby Arduino informovalo LED diody o tom, jak by se měly chovat, odešle nějaká data na první Din pin LED pásky v přední špičce klobouku. Je důležité použít PWM pin Arduino Nano. PWM piny na Arduino Nano jsou Pin č. 3, 5, 6, 9, 10, 11. Na přiloženém obrázku vidíte, že jsem použil pin č. 6 pro přenos dat.

Celkem jsou tři vodiče směřující k přední špičce klobouku: GND a V+ pro LED diody a třetí je odeslání dat z Arduina. Můžete položit tři oddělené vodiče nebo to udělat jako já a použít zbytek přerušeného kabelu USB. Obsahuje již čtyři vodiče (jeden z nich by mohl být ignorován).

Všechny součásti jsem pájel dohromady místo použití zapojených propojovacích vodičů, protože pájení je stabilnější.

Pokud máte 3D tiskárnu, můžete si vytisknout malé pouzdro na své součásti, které můžete nalepit do klobouku. Použil jsem malou krabici, kterou jsem již měl doma, s dobrými rozměry pro elektrické komponenty. Pokud nemáte krabici nebo tiskárnu … použijte Gaffatape:) Nedělám si legraci! Stačí omotat dostatek Gaffy kolem vašich elektrických součástek a přilepit ji do klobouku na zadním trojúhelníku. Nevýhoda: pokud se pájení zlomí … bavte se rozbalit, najít a vyřešit problém;)

Kódování:

Jak již bylo zmíněno, během několika týdnů poskytnu svůj zdrojový kód arduina. V tuto chvíli je chaotické to někomu ukázat:) Nyní můžete začít kódovat svou aplikaci a svůj kód Arduino pro komunikaci aplikací a také pro světelné show.

Pro aplikaci pro Android jsem použil online aplikaci MIT appinventor 2. Abych byl upřímný, nemám rád programování pomocí stavebních bloků, ale pro malou aplikaci, jako je tato, to byl nejrychlejší způsob.

Pro kód Arduino navrhuji knihovnu FastLED.h. Dodává se se spoustou užitečných funkcí, na webu je spousta příkladů a dokumentace k němu je skvělá.

Důležité: Pokud jste pro zapnutí vybrali možnost B, která se nedoporučuje, musíte při připojení Arduina k počítači vždy odpojit napájení z powerbanky, abyste na něj mohli zapisovat data.

Je velmi důležité NEPŘIPOJOVAT kabel USB v nastavení B současně s powerbankou, protože vaše deska Arduino je již napájena!

Krok 5: Konečná montáž

Záložní baterie:

Sám jsem si koupil powerbanku výhradně pro tento klobouk. Proto jsem ho přilepil do helmy super plastovým lepidlem. Pokud nechcete mít powerbanku v klobouku po celý život, můžete ji přelepit gaffatape na zadní straně klobouku. Tip doporučuji, protože hlava vám tak daleko nezasekne a je tam nahoře. Mějte na paměti, že všechny výstupy a vstupy jsou stále dosažitelné!

Arduino:

Pokud jste ji již sestavili v malé krabičce jako já, stačí ji nalepit nebo nalepit páskou na zadní stranu klobouku. Ne přímo uprostřed, protože později by tam měla být vaše hlava. Pokud nemáte krabici, stačí ji zalepit páskou někde poblíž okraje.

Dráty:

Pro upevnění vodičů na jejich místo jsem použil černý Gaffatape. Podle mě nejjednodušší způsob.

Pěnové polstrování:

Aby bylo nošení pohodlnější, rozhodl jsem se přidat na LED trojúhelníky pěnu. Vzal jsem nůžky, abych vyřízl otvory v pěně a uvedl ji do tvaru. Poté se pouze upevní oboustrannou lepicí páskou (také řezanou do tvaru).

(Bílá páska vzadu:)

Když jsem klobouk nosil poprvé, všiml jsem si, že zadní část klobouku byla kluzká a přilnavost nebyla příliš dobrá. Nechtěl jsem tam dát ani trochu pěny, protože pak bude kormidlo pro moji obrovskou hlavu malé;) Rozhodl jsem se tedy na zadní část klobouku položit drsnou malířskou pásku. Funguje to perfektně!

Krok 6: DOKONČETE

Připojte svůj klobouk k aplikaci pro Android a

bavte se na příští párty

Krok 7: Možná rozšíření (dosud neimplementovaná)

Pojmenoval jsem jej V1, protože mám ještě několik nápadů, co s tímto kloboukem pro verzi č. 2.

Úplně další věc, kterou chci, je, aby klobouk zněl citlivě, což by bylo obrovské zlepšení. Existují dva možné způsoby, které chci vyzkoušet:

• S modulem mikrofonního zesilovače MAX9814 s automatickým ziskem
• Kromě MAX9814 chci vyzkoušet pásmový ekvalizér MSGEQ7 pro … dobře pro transformaci LED diod klobouků na zvukový ekvalizér:)

Zvukově citlivý klobouk, jako je tento, by nejen dával smysl, protože by byl ještě efektivnější na večírcích, ale byl by také prostě vrcholem všeho!:)

Bylo by také důležité, aby kód Arduino a aplikace pro Android byly kódovány stabilněji, stále mám problémy s některými světelnými programy. Nikdy jsem se kódování nenaučil a sám jsem ho to naučil. A výsledek vypadá exaktně takto ^^

Pokud máte nějaké nápady, jak vylepšit klobouk (implementovat vlastní zvuk nebo dokonce kávovar (káva není nikdy špatný nápad)), napište to do komentářů a pojďme diskutovat. Těším se na vaše nápady a návrhy.

Druhá cena v Silly Hats Speed Challenge