LED špičatý límec: 11 kroků (s obrázky)

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

Napadlo vás někdy, že „obojky s hroty jsou tak prosté a nudné“? Jo mě taky. Proto jsem se rozhodl věci trochu smrštit vytvořením rozzářeného animovaného špičatého límce, který je ideální pro použití na Burning Man, na svatbách nebo v úterý.

Ten může být volitelně připojen k pohybovému senzoru, aby pohyby nositele ovlivnily světla. Protože, proč ne?

Seznam dílů

Desky s obvody na OSHPARK (soubory Gerber v dalším kroku)

• 1 x deska tištěných spojů ovladače LED chokeru
• 23 x deska tištěných spojů s LED diodou

Digi-Key

• 1 x mikrokontrolér ATtiny85 (ATTINY85-20SU-ND)
• 1 x JST 2kolíkový konektor (455-1704-ND)
• 2 x 1 x 5 0,100 "zásuvka (S6103-ND)
• 24 x 1206 0,1 µF kondenzátor (1276-1165-1-ND)
• 4 x 1206 1kΩ odpor (RHM1.00KCJCT-ND)
• 1 x odpor 1206 470Ω (P470FCT-ND)
• 1 x 1206 modrá LED (732-4989-1-ND)

Adafruit

• 69 x WS2812B 5050 RGB LED
• 1 x lithium-iontová 3,7V nabíjecí baterie (5hodinové nabíjení nebo 12hodinové nabíjení)
• 1 x nabíječka lithium-iontových baterií
• 1 x prodlužovací kabel baterie JST-PH

Amazonka

• 1 x kožený kytarový popruh
• 1 role 7/32 "široké lepicí měděné pásky
• 1 tuba Loctite Threadlocker Blue 242
• 1 balení kožených patentek
• 1 x deska Arduino UNO

ebay

• 95 x hroty límce (průměr 7 mm se šrouby M3 8 mm, od tohoto prodejce)
• (volitelně) 1 x deska akcelerometru "CJMCU" ADXL345 (od tohoto prodejce)

jiný

• Lepicí vinyl (minimální velikost 12,67 "x 2")

Seznam nástrojů

• Plochý šroubovák
• Kožený punč
• Nástroj pro nastavení kožených patentek (součástí sady kožených patentek v seznamu dílů)
• Nůžky nebo nůžky na stříhání tenké kůže (nebo laserové řezačky)
• Páječka s jemným hrotem
• Pájka
• Arduino Uno a připojovací kabel (pro programování desky ovladače choker)
• Špičatá pinzeta
• Nástrojový nůž X-acto
• Maskovací páska
• Voskový papír
• Párátko

Krok 1: Sestavení desky plošných spojů ovladače

Vytvořil jsem dva druhy obvodových desek v nyní již vyřazených obvodech Autodesk. První je deska ovladače chokeru. Jeden z nich budete potřebovat k řízení všech ostatních desek. Je na něm mikrokontrolér ATtiny85 (kompatibilní s Arduino), který ovládá LED diody na chokeru a čte pohyb z (volitelného) desky akcelerometru.

Aby bylo vše malé, rozhodl jsem se pro tento projekt použít díly pro povrchovou montáž. Pájení může být obtížné, takže pokud nemáte zkušenosti, doporučil bych vyhledat instruktážní pájení SMT nebo zkontrolovat videa na toto téma na YouTube.

Nejprve na desku připájejte odpory (R1, R2, R3, R4, R5) a kondenzátor (C1). Na orientaci nezáleží, a to dává praxi při pájení součástí pro povrchovou montáž. Ujistěte se, že používáte rezistory 1kΩ pro R1, R2, R3 a R4. Pro R5 použijte odpor 470Ω. Pro C1 použijte kondenzátor.1 µF.

Pájecí tipy

Nebudu příliš rozebírat, jak to udělat, ale tady je pár tipů. Moje technika je přidat malé množství pájky na jednu z podložek, vyjmout páječku a nechat pájku vychladnout. Pečlivě umístěte součást na správné místo pomocí pinzety s jednou stranou opřenou o pájku, kterou jste právě přidali. Na horní část dílu špičkou pinzety zatlačte malé množství tlaku a pájku znovu nahřejte žehličkou. Komponenta spadne dolů do tekuté pájky. Vyjměte žehličku a počkejte několik sekund, než pájka vychladne. Součást by nyní měla být pevně držena na správném místě. Pokud tomu tak není, pájku znovu zahřejte, opatrně umístěte součást na správné místo a vyjměte žehličku, aby pájka ztuhla. V tomto okamžiku je pájení druhé strany součásti relativně snadné, protože je již drženo na svém místě.

Dále přejděte na LED (D1) a 8pinový ATtiny85 (U1). Orientace je pro oba důležitá, takže buďte opatrní. (Poznámka: Jediným účelem LED je indikace, která nám dá vědět, že program na ATtiny85 běží správně. Pokud tento indikátor nechcete mít, můžete instalaci D1 a R5 přeskočit.) Katoda (zelená strana) na LED, kterou jsem použil) by měla být nejbližší R5. Nezapomeňte umístit kolík 1 ATTiny85 (U1) směrem ke konektoru napájení (U2). Tento kolík je na desce označen tečkou.

Nakonec připájejte komponenty skrz otvory, včetně dvou 2kolíkového konektoru baterie JST a dvou samičích konektorů 1x5 pro akcelerometr (které se zdvojnásobují jako programovací záhlaví)

Montážní otvory

Tři velké, poměděné montážní otvory slouží k připojení uzemnění (horní otvor), výstupu LED sériových dat (prostřední otvor) a napájení 3,7 V (spodní otvor).

Krok 2: Programování desky plošných spojů ovladače

Použil jsem desku Arduino UNO, abych fungoval jako programovací zařízení pro řadič podle tohoto Instructable. V něm ukazuje následující mapování z pinů Arduino na piny ATtiny pro programování:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5
• Arduino Pin 12 → ATtiny Pin 6
• Arduino Pin 13 → ATtiny Pin 7

Body připojení jsou naznačeny na obrázku výše. Všimněte si, že jedním z připojovacích bodů je velký kruhový montážní otvor mezi dvěma sadami 0,100 záhlaví. Jednoduše jsem při programování držel holý konec programovacího vodiče (pin Arduino 12) v kontaktu s tímto otvorem. Je pravda, že toto je neelegantní metoda, ale funguje to.

(Když jsem původně navrhoval tuto desku, nemohl jsem přijít na to, jak tento signál vyvést do záhlaví 0,100 , aniž by došlo k narušení funkce desky akcelerometru. Toto je datový signál pro LED diody WS2812B. Po přehodnocení tohoto problému Uvědomil jsem si, že tento signál lze připojit k záhlaví odpovídajícímu kolíku výběru obráceného čipu akcelerometru, aniž by to způsobovalo problém, protože data LED se nikdy nezapisují současně se čtením akcelerometru. Navrhl jsem druhou revizi ovladače deska, která to opravuje a několik dalších věcí, které bych si přál, abych poprvé udělal jinak. Mám v úmyslu zveřejnit rozdíly v designu, aby tyto změny vyhovovaly, až se dostanu k budování druhé verze.)

Při programování desky by neměla být připojena baterie. Ve skutečnosti to pro tento krok vůbec nepotřebujete.

Zdrojový kód programu pro choker najdete zde. Využívá upravenou verzi knihovny Adafruit_NeoPixel, která umožňuje dynamické škálování jasu diod LED k omezení celkového odběru proudu z nich. Tuto úpravu jsem provedl ze dvou důvodů:

1. Řada 69 LED diod WS2812B bude při plném jasu vyžadovat proud až 3 ampéry. To překračuje možnosti baterie a je příliš jasné pro praktické použití jako nositelný obojek, pokud chcete, aby někdo mohl stát a dívat se na vás déle než sekundu nebo dvě.
2. Chtěl jsem zajistit, aby obojek fungoval na jedno nabití baterie po dobu nejméně 12 hodin.

Po úspěšném naprogramování desky by měla modrá LED dioda začít blikat a zhasínat.

Krok 3: LED desky

Druhá deska s obvody je sekce LED chokeru.

Použil jsem 23 z nich na stavbu této choker. Každá z těchto desek má tři LED diody WS2812B (Neopixel).

Opět se jedná o díly pro povrchovou montáž, proto je třeba při pájení postupovat opatrně. Pro každou desku nejprve pájejte kondenzátor 0,1 µF stejným způsobem jako na desce řadiče. Ujistěte se, že jste umístili kondenzátor tak, aby ani on, ani pájka, která jej spojuje, nerušily umístění horního hrotu. Jinými slovy, vyhněte se co nejvíce hornímu kruhovému montážnímu otvoru.

Připájejte tři LED diody WS2812B počínaje tou nejbližší kondenzátoru (nahoře) a směrem dolů. Poté, co byla každá LED připájena, jsem ji otestoval připojením k napájené desce řadiče. To se ukázalo jako užitečné při lokalizaci špatných pájených spojů a dílů. To se provádí dodáním uzemnění do horního montážního otvoru (kondenzátorem), datového signálu z napájené řídicí desky do středního montážního otvoru a napájením (3,3 V - 5 V) do spodního otvoru. LED diody jsou programovány postupně, počínaje jednou nahoře. Pájením LED diod po jedné je snadné najít špatná spojení. Pokud pájíte všechny najednou a poté desku otestujete, může být obtížné najít příčinu nesvítících LED diod.

Fungoval ten? Skvělý! Nyní to udělejte ještě 22krát.

Krok 4: Tvarování kůže

Pro tento projekt jsem chtěl 2 (51 mm) širokou kůži. Jako zdrojovou kůži jsem použil levný kytarový pásek. Je dostatečně široký a dostatečně dlouhý pro práci. Na vnější stranu límce použijte lesklou stranu kůže. lepicí vinyl se lépe přichytí a vypadá to opravdu dobře.

K tvarování kůže existují nejméně dvě možnosti:

1. Udělejte to ručně
2. Použijte laserovou řezačku

Ručně:

Označte kůži pravítkem a perem. Mělo by být 2 "široké. Délka bude záviset na velikosti krku. Na ten, který jsem zde postavil, jsem použil 15 2/3". Tato délka byla pohodlná kolem krku s dostatečným překrytím, které podporovalo zaklapnutí. Vystřihněte kůži pomocí pevných nůžek nebo cínových nůžek. Zaoblete rohy.

Opatrně změřte polohy obvodových desek LED přes límec. Pokud chcete sladit vodorovné rozestupy diod LED se svislými roztečemi na deskách plošných spojů, budete potřebovat rozteč středů na střed 0,53 ". Jako šablonu můžete použít jednu z desek s obvody LED k označení pozic otvorů a oříznutí otvory s koženým děrovačem. Pro šrouby s hroty M3 použijte správný děrovač. K dispozici bude 24 sloupů otvorů. Sloupek zcela vpravo musí mít pouze tři otvory, protože tudy prochází řídicí deska, která má pouze tři otvory. U tohoto můžete střední spodní otvor přeskočit. Vzdálenost od levého a pravého okraje límce k nejbližšímu sloupci otvorů je 1,7"

Laserem:

Pokud máte přístup k laserové řezačce, jako je Epilog, je to mnohem jednodušší cesta. Pomocí přiloženého souboru choker.dxf proveďte řezy na laserové řezačce. Soubor. DXF má v horní části cestu pro řezání kůže, uprostřed cestu pro řezání vinylu (použito později) a ve spodní části ilustraci, kde jsou desky s obvody připevněny. Za předpokladu, že chcete vyrobit přesně stejnou velikost (15 2/3 dlouhou) jako já, můžete použít řezací cestu z kůže nahoře k oříznutí obrysu a montážních otvorů na desce plošných spojů. Pokud potřebujete jinou délku límce, budete muset soubor příslušně upravit.

Krok 5: Tvarování vinylu

Účelem vinylu je sloužit jako druh flexibilní základní desky pro propojení všech jednotlivých desek s obvody dohromady. Na zadní (lepkavou) stranu vinylu je připevněna měděná páska, která poskytuje signály propojení napájení, země a dat.

Stejně jako pro tvarování kůže existují nejméně dvě možnosti pro tvarování vinylu:

1. Udělejte to ručně
2. Použijte řezačku vinylu

Ručně:

Vinyl je 2 "široký a 12 2/3" dlouhý. Tento obdélník opatrně změřte a označte a vystřihněte pomocí nůžek. Ještě neodlepujte vinyl z podložky. Srovnejte jednu z desek s obvody LED proti pravému a levému okraji a označte pomocí nich zaoblené rohy. Zaoblete čtyři rohy vinylu nůžkami. Umístěte vinyl (stále připojený k podkladovému papíru) na kůži a vycentrujte jej přes otvory. Nalepte pásku maskovací páskou nebo jinou snadno odstranitelnou páskou. překlopte kůži a pomocí pera označte každé z otvorů na papírové straně vinylu. Odstraňte pásku z vinylu a pomocí koženého děrovače u každé značky otvoru vyřízněte otvory pro šrouby s hroty.

Řezačkou:

Pokud máte přístup k řezačce vinylu, je to mnohem jednodušší cesta. Použijte soubor choker.dxf. Střední řezná dráha vinylu. Pokud jste se rozhodli mít jiný počet LED desek nebo jiné rozteče, budete muset dráhu řezu vhodně upravit.

Krok 6: Přidání měděné pásky

Jak bylo uvedeno dříve, měděná páska funguje jako stopy elektrické desky pro tuto flexibilní desku s obvody. Poskytuje signály pro propojení napájení, země a dat mezi jednotlivými deskami plošných spojů.

Najděte dobrou pracovní plochu a opatrně odlepte vinyl z podkladového papíru. Pokud jste k řezání vinylu použili řezací stroj na vinyly, použijte špičatou pinzetu nebo jiný nástroj k opatrnému odstranění nepotřebného vinylu z otvorů. Když jsem to udělal, většina vinylových otvorů zůstala připevněna k papírové podložce, ale musel jsem tucet otvorů odstranit pinzetou.

Přilepte vinyl lepicí stranou nahoru k pracovní ploše maskovací páskou. Na vinylu použijte minimální překrytí krycí pásky. Usnadní to pozdější odebrání. Strana se sloupkem se třemi otvory by nyní měla být vlevo.

Změřte a ustřihněte délku měděné pásky tak, aby procházela celou horní řadou otvorů. Toto bude elektrické uzemnění obvodových desek. Pokud má páska papírový podklad, odstraňte ji. Umístěte měděnou pásku lepicí stranou dolů na vinyl tak, aby horní okraj pásky lícoval s horním okrajem otvorů. Je to v pořádku, pokud nejsou otvory zcela zakryty, ale pokuste se to dostat co nejblíže, aniž byste úplně zakryli horní část otvorů.

Odřízněte další kus měděné pásky stejné délky a připevněte ji přes spodní řadu otvorů, přičemž spodní okraj pásky je zarovnán se spodním okrajem otvorů. Opět se pokuste otvory zcela nezakrýt. Toto je připojení napájení desek plošných spojů.

Odřízněte jeden krátký kousek měděné pásky, abyste spojili zbývající otvor na levém sloupku přímo napříč k sousednímu otvoru napravo od něj. Páska by měla být dostatečně dlouhá, aby většinou zakrývala oba otvory, aniž by to zcela dělala. Dejte tento na místo. Toto je datový signál z řídicí desky na první LED desku.

Zbývající kusy měděné pásky jsou umístěny diagonálně od třetího otvoru shora na jednom sloupku k druhému otvoru shora na sloupku vpravo. Ty řetězí výstup dat z jedné desky LED na vstup dat na další desce. U každého z nich odstřihněte krátký kousek měděné pásky, který je dostatečně dlouhý, aby téměř (ale ne zcela) zcela zakryl oba otvory a opatrně jej vložte na místo. Opakujte to 22krát.

Po dokončení by měl být jeden otvor bez měděné pásky. Jedná se o třetí díru shora na pravé straně. To je záměrné.

Krok 7: Dokončení měděné pásky

Pro tuto část budete potřebovat pracovní plochu, která vydrží trochu řezat užitkovým nožem X-acto. Na tento povrch přilepte část voskovaného papíru větší než vinyl (voskovou stranou nahoru). Opatrně odstraňte z vinylu krycí pásku použitou v předchozím kroku. Překlopte vinyl a položte jej na voskovaný papír lepivou stranou dolů. Lepidlo na vinylu by mělo k voskovanému papíru přilnout natolik, aby se během této části nepohybovalo, ale i tak bude později odstranitelné.

Měděnou páskou byste měli vidět všemi otvory (kromě jednoho). Počínaje spodní řadou otvorů proveďte dva řezy, které poměříte pomocí nože v každé díře. První řez je blízko levé strany shora dolů. Druhá je pravá strana shora dolů (viz obrázky). Ujistěte se, že ve vinylových otvorech řezáte pouze měď. Nestříhejte samotný vinyl. Zahnutou měď ohněte špičkou nože a přeložte přes vinyl nad horním okrajem otvoru a vytvořte záložku.

Když jsou desky s plošnými spoji později umístěny na místo, tato záložka vytvoří elektrický kontakt s mědí obklopující montážní otvor desky s obvody.

Tento postup opakujte se všemi otvory, řezáním a skládáním ve směrech uvedených na obrázku.

Krok 8: Připevněte kůži, vinyl a šrouby

Odlepte vinyl z voskovaného papíru a naneste ho na lesklou stranu broušené kůže. Dávejte pozor, abyste otvory zarovnali. Provlékněte 8 mm šrouby štiky M3 všemi 95 otvory ze zadní strany kůže. Možná budete muset vinyl při zavádění šroubů podepřít prsty nebo nějakým nástrojem, abyste se ujistili, že šroub prochází otvorem a neodděluje vinyl od horního povrchu kůže. Měli byste vidět malý měděný jazýček vedle každého šroubu nahoře (vinylová strana).

Krok 9: Přidejte přichycení

Čtyři zapínací otvory budou zhruba 0,4 od horního a bočního okraje v každém rohu kůže. To může být nutné upravit tak, aby odpovídalo jednotlivci. Označte umístění dvou otvorů na jednom konci. Vyberte správnou velikost razníku pro zaklapněte a děrujte tyto dva otvory koženým děrovačem. Překrývejte límec, jak bude při nošení, a použijte otvory, které jste právě vyrazili, k označení umístění děr na druhém konci. Vyražte tyto otvory.

Připevněte západky podle pokynů. Dávejte velký pozor, aby západky směřovaly správným směrem. Zde je praktické video popisující obecný proces nastavení přichycení. Až budete hotovi, můžete obojek vyzkoušet.

Krok 10: Připojení desek plošných spojů

Vinylovou stranou nahoru umístěte obojek tak, aby sloupek se třemi šrouby byl vpravo. Připojte desku řadiče ke sloupku se třemi otvory šroubů. Namontujte desku plošných spojů na šrouby tak, aby součásti směřovaly nahoru. Ručně utáhněte tři hroty na šrouby. Nasaďte jednu z LED desek na další sloupec šroubů. Strana desky LED s kondenzátorem by měla být nahoře. K těmto šroubům přidejte čtyři hroty a ručně utáhněte.

Vyzkoušejte obojek připojením baterie. Pokud vše půjde dobře, měli byste vidět LED diody na LED desce se rozsvítit a začít cyklovat barvy. Pokud se nic nestane, zkontrolujte připojení a zkuste utáhnout šroubové hroty. Dávejte pozor, abyste se nedotkli kovů (jako šroubovák) napříč hroty, mohlo by dojít ke zkratu a poškození baterie nebo desek.

(U druhé verze desek s obvody měním věci tak, aby hroty nebyly součástí obvodu, aby se zabránilo možnosti zkratů.)

Kontakt s kůží nezkracuje hroty a šrouby. Pokud je nositel obzvláště vlhký (řekněme z tance), pocení bude mít na funkci límce malý vliv. Maximálně by to mohlo mírně snížit nabití baterie.

V tuto chvíli můžete každou z LED desek nasadit na místo, abyste vyzkoušeli celý límec, nebo přejít k dalšímu kroku, jak desky polotrvale spojit přidáním Loctite ke šroubům.

Až budete připraveni skončit, vyjměte z límce všechny desky s obvody a vyjměte baterii z desky řadiče. Dejte nějaký Loctite do malé misky nebo víčka od lahve a pořiďte si párátko. Přidejte desky s obvody zpět po jednom, počínaje deskou řadiče. Umístěte každou desku na místo na šrouby. Postupně po jednom šroubu namočte párátko do Loctite a naneste na závity na konci každého šroubu pro tuto desku. Nenoste příliš mnoho a dávejte pozor, aby se vám loctite nedostal na desku s obvody nebo měděnou pásku ve spodní části šroubu. Poté nasaďte hrotovou matici na místo a ručně utáhněte. Držte hrot jednou rukou a pomocí šroubováku na šroub zcela utáhněte hrot na místě.

Po úplném připojení každé desky otestujte připojení zapojením baterie a sledováním LED diod. Podle potřeby utáhněte a upravte, abyste se ujistili, že jsou spoje pevné. Odpojte baterii. Opakujte pro každou z desek s obvody a ujistěte se o orientaci každého po cestě (kondenzátor je nahoře).

Jakmile je vše na svém místě, nechte obojek dostatečně dlouho sedět, aby Loctite vytvrdl (viz balíček).

Nyní je vhodné se ujistit, že je baterie plně nabitá, zapojením do nabíječky.

Nyní jste připraveni nasadit si obojek a vyrazit do města. Použijte prodlužovací kabel baterie JST-PH mezi límcem a baterií, aby bylo možné baterii umístit do kapsy nebo na jiné místo vaší osoby.

A nyní k poslednímu kroku.

Krok 11: Obchod s potravinami

Noste obojek do obchodu s potravinami na nějaké nákupy. Ano, toto je povinný krok. Pokud nějakou postavíte, očekávám v komentářích fotografii s potravinami.