Srdce Neopixel LED: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Neopixely jsou barevně měnící, individuálně adresovatelné (programovatelné) LED diody. Jsou k dispozici v různých formách od Adafruit.com, ale obzvlášť se mi líbí 8 mm tradiční styl LED „skrz díru“. Jsou světlé a krásné a můžete si vytvořit vlastní návrhy, jak ukazuje příklad tvaru srdce, který je zde uveden. Software Arduino se obvykle používá k ovládání LED diod.

Podívejte se na moje video z YouTube o akci Neopixel LED Heart in light show. Další zábavný způsob, jak si prohlédnout Srdce, je namířit jej na okno, jako jsou posuvné skleněné dveře, a vidět tak odraz obrazu s dvojitým srdcem (jak je znázorněno).

Krok 1: Hlavní zásoby

1. Adafruit 8 mm Neopixel LED (potřeba 26)

2. Lepicí řezací podložka Cricut 12x12 palců StandardGrip (Walmart)

3. Logický čip Sparkfun LilyTiny ATTINY85 (a programovací potřeby)

4. USB kabel pro napájení (Walmart)

5. Gessner malá plastová mísa pro Base (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (nebo jiná malá proto board)

7. Páska pro montáž lepidla Gorilla Clear Square

8. Rezistor 480 Ohm

+ Dremel a vrtáky a frézy

+ Pájecí potřeby

+ Základy programování Arduino

+ Knihovna Neopixel Adafruit (např. STRANDTEST)

Poznámka: Pro ty, kteří nemají zkušenosti s programováním Arduino, by logicky čip LilyTiny mohl být teoreticky dodáván již naprogramovaný pro Srdce, pokud to bude potřeba. Jednoduše používám standardní aplikaci STRANDTEST společnosti Adafruit s několika vylepšeními.

(Fotografie LED Neopixel výše zkopírovány z Adafruit.com)

Krok 2: Návrh obvodové desky Heart

Nejprve se podívejte na první obrázek finální montáže. A co je nejdůležitější, mějte na paměti, že je to přibližně 1/2palcová široká záložka ve spodní části srdce, která se vkládá do základny.

Pomocí MicroSoft PowerPoint jsem vyvinul tisknutelnou šablonu Srdce (výše). K dispozici je také verze průvodce řezáním. Začal jsem s designem vroubkovaného srdce s 26 laloky, který jsem našel online, a mírně upravil tvar pro lepší vzhled pomocí 8 mm LED diod. Každá kulatá LED má čtyři menší otvory, které budou vyvrtány později.

Diagram srdce se poté vytiskne na fotografický papír, který se dále nalepí na lepicí desku Cricut, jak je znázorněno. Pomocí nůžek se pečlivě vystřihne tvar srdce. Xacto nůž byl použit k zahájení díry uprostřed srdce, dokud nemohly být použity nůžky.

Na zadní stranu desky Cricut pak položím vrstvu modré maskovací pásky, aby se předešlo roztavení plastové podložky při pozdějších pájecích krocích. Výsledkem je sendvič Heart vyrobený z rohože Cricut vložený mezi fotografický papír a modrou maskovací pásku.

Pomocí Dremelu s velmi tenkým vrtákem o průměru 1/32 palce jsou pro každou LED diodu vyvrtány čtyři malé otvory, které mají být zasunuty do srdce.

Krok 3: Vložte LED diody a připájejte

Zobrazí se schéma zapojení. LED diody jsou zasazeny do vyvrtaných otvorů v sérii, přičemž datový výstupní vodič z každé LED se ohýbá dopředu směrem ke kolíku vstupu dat dalšího, kolík vstupu dat je ohnut dozadu, aby se dotýkal kolíku Data Out z diody Piror. Dlouhý záporný vodič z každé LED je ohnut doprava, aby se připojil k záporné napájecí liště (která bude vložena později), zatímco kladné LED vodiče jsou ohnuty doleva, aby se dotkly kladné kolejnice.

Normálně každou LED předem otestuji pomocí knoflíkové baterie. Svítí světle modrou, pokud jsou napájeny jako obyčejný „vrhač“.

Po vložení 26 diod LED zkontrolujte svoji práci. Plochá strana všech LED diod by měla směřovat stejným směrem (vyjma rohů může být mírně složité). Každá LED by měla mít druhý poziční vývod doleva, třetí záporný vývod vpravo. Zkontrolujte, zda máte dostatečnou vzdálenost všech kabelů (žádné zkraty).

Dalším krokem je pájení všech spojů. Použil jsem měděný drát o rozměru 24 k vytvoření negativních a pozitivních napájecích lišt pro připojení každé LED. Na základně srdce pro zaváděcí jazýček z důvodu strukturální tuhosti pájím dva kolíkové kolíky - každý pro kladnou a zápornou kolejnici. Jak je znázorněno, dva kolíky záhlaví jsou od sebe vzdáleny 4 otvory pro proto desku (0,4 palce, jak je znázorněno).

Krok 4: Testování operace srdce pomocí Arduina

Obvykle je mým prvním krokem po zapojení testování vyzkoušení provozu sestavy pomocí běžného Arduina. Jak vidíte, Srdce, jak bylo navrženo, bude nyní stát vzpřímeně v malém chlebovém prkénku. Normálně vždy vylepšuji aplikaci STRANDTEST, takže to představuje příležitost k otestování pájecí úlohy i nového navrhovaného programu barev. Desky LilyTiny jsou mírně náročné na přeprogramování, takže pomáhá ověřit vše na standardním nastavení Arduino před načtením softwaru na desku LilyTiny.

Krok 5: Příprava základny

V konečném projektu bude sestava Heart stát vzpřímeně s použitím plastové misky Walmart jako základny.

Pomocí dremelu nejprve vyvrtejte 1/8palcový otvor ve středu plastové misky. Poté přepněte na řezací bit 1/8 palce, abyste připravili štěrbinu. Kromě toho je na boku mísy potřeba 1/8palcový otvor (mírně rozšířený), aby procházel napájecím kabelem USB.

Poté zkuste vyzkoušet montáž sestavy Heart do kulaté desky rady Radio Shack (nebo náhradní desky proto).

Dále nalepte lepicí podložky Gorilla (nůžkami nařezané na velikost) na vnější stranu prkna a prkno opatrně zasuňte pod štěrbinu v plastové misce tak, aby otvory v prkně byly zarovnány se štěrbinou v misce tak, aby bylo možné srdce vloženo shora. Lepicí podložky drží desku proto pevně k misce. Měděná strana desky proto by měla směřovat dolů, jak je znázorněno (směrem k otevřenému konci misky).

Vložte Srdce shora do základny. Tři svody od srdce (pozice, data, zápor) by měly být viditelné ze spodní strany, která se protahuje otvory v desce proto. Zkontrolujte vodorovnost tvaru a poté připájejte tři vodiče na místo. Tím se srdce uzamkne do konečné polohy.

Krok 6: Konečné zapojení

Je zobrazeno schéma elektrického zapojení.

Jednoduchý kabel USB byl zakoupen ve společnosti Walmart a řezán pomocí řezačů drátu, aby se získal červený (pos) a černý (neg) vodič. Ty jsou připájeny na svorky LilyTiny pos a neg. Ke svorkám LilyTiny jsou připájeny také červené (pos) a černé (neg) vodiče, které se připojují a jsou připájeny k vývodům ze srdce (protahování protokolové desky).

Data In (žlutá) z datového portu č. 2 LilyTiny je 480 ohmový odpor, který se připojuje a je připájen k datovému vstupu do srdce.

LilyTiny byla předem naprogramována pro světelnou show Heart. Všimněte si, že LilyTiny je zapojen tak, aby byl přístupný a mohl být přeprogramován na místě, pokud je požadována softwarová korekce nebo vylepšení světelné show. Moje osobní konvence je naprogramovat výstupní pozici LilyTiny č. 2 pro vstupní datový signál do Neopixelů.

LilyTiny je moje deska CPU, kterou jsem si vybral pro malé projekty, ale je možné mnoho dalších desek pro řízení CPU, jako je Adafruit Gemma a různé desky mini-Arduino dostupné na trhu. Jednoduše jsem před několika lety začal s deskou LilyTiny a to je můj současný krok. LilyTiny je v podstatě čip ATTINY-85 na malé proto desce.

K napájení můžete samozřejmě střídavě používat baterie. Obvykle používám baterie LiPo od Adafruit.com. V takovém případě obvykle používám vypínač ON/OFF v horní části základny. Jako přepínač obvykle používám posuvný přepínač LilyPad od SparkFun.com.

(Fotografie LilyTiny výše převzata ze SparkFun.com)

Krok 7: Dokončení dotyků

Zadní strana desky s plošnými spoji je potažena dvojitou lepicí pěnovou páskou a ořezána nůžkami a nožem Xacto do tvaru srdce. Normálně to může být u některých tvarů dost dobré, ale u Srdce jsem na vnější stranu připevnil růžový fotopapír, aby pomohl se vzhledem (vzhledem k tomu, že s pěnovou páskou na takovém tvaru křivky je těžké udělat dobrou práci).

Krok 8: Fotografování operace

LED diody Neopixel jsou neuvěřitelně barevné a jasné. Jak někteří z vás vědí, výzvou těchto LED je zachytit prostřednictvím fotografií velkou krásu, kterou vaše oko skutečně vidí. Pro tento Instructable jsem udělal maximum.

Fotoaparát vidí věci, které vaše oči nevidí, a naopak. Ve videu na YouTube můžete vidět nějaké zjevné oscilace/blikání, které vaše oko ve skutečnosti nevidí. Rovněž stop-action rychlých časů během sekvence Theatre Chase zachycuje zapnutí a vypnutí jednotlivých LED, zatímco vaše oči vidí pohybující se body. Některé barvy se u fotoaparátu mírně liší. To, co se očím zdá jasně žluté, je na videu trochu zelenožluté.

Jak již bylo zmíněno dříve, objevili jsme také krásu dvojitých odrazů od oken, pokud je Srdce namířeno například na posuvné skleněné dveře.

Krok 9: Projekt Učení srdce

Několik let jsem přemýšlel o tom, jak nejlépe vytvořit tvar srdce z kruhů. Pokud znáte moje Instructables, obvykle to znamená, že přemýšlím, kolik koláčových forem musím koupit, abych vytvořil dobře vypadající displej. Zdá se, že odpověď pochází z komunity šití, že základní vroubkované srdce má 26 laloků (kruhů).

Tento projekt má ale mnohem větší potenciál než jen Srdce, protože je možné mnohem více tvarů. Když je tvar číslicí, říkám mu „elektronická narozeninová svíčka“, která má být plně implementována v budoucím Instructable. Naše rodina již pro tento účel dobře využila věk 7 výše. Stačí říci, že celkový projekt v zásadě vyžaduje kruhový systém písem založený na 8 mm LED kruzích. Blíží se 10leté narozeniny, což si vynutí otázku, jak nejlépe zvládnout dvojitá čísla.

Kromě tvarů tento Instructable představuje způsob uspořádání 8 mm LED diod na zakázku vyrobeného pásu s oboustrannou lepicí páskou na zadní straně. Výsledný LED pás by mohl být připevněn ke zdi nebo řekněme uvnitř rámu pro projekt zrcadla nekonečna, což je moje další plánovaná aplikace. Tato technika by mohla pomoci rozšířit používání neopixelových LED diod skrz otvor, které jsou v současné době poněkud nepohodlné, protože úzké rozteče čtyř pinů ne vždy dobře zapadají do standardní 0,1palcové rozteče a proto desky.

Mám pocit, že projekt také zdůrazňuje krásu těchto 8mm Neoplixel LED, které doufám zůstanou na trhu k dispozici.

Pokud s programováním Arduino začínáte, jednoduchost logického čipu LilyTiny ve schématu zapojení napájení Heart snad jasněji ukazuje základní myšlenku, jak používat „vývojové prostředí“Arduino. Logické čipy LilTiny a LilyTwinkle od SparkFun.com jsou ve skutečnosti předprogramovány, takže pokud chcete použít předem načtenou logiku, není nutné žádné programování. V tomto projektu jsem potřeboval vymazat předinstalovaný software a přidat vlastní software. Samozřejmě to nevyžaduje příliš mnoho zkušeností s kódováním, protože obecně používáte aplikaci, kterou pro vás již vyvinul někdo jiný. Jakmile dostanete nápad, není příliš těžké přejít k dalšímu kroku.