Barret LED tetraèdric (estil Deichkind) V1: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Coneixes la banda de música alemanya Deichkind? Bé, en sóc un gran fan i he estat a diversos concerts. Com a part dels seus espectacles escènics, aquesta banda porta barrets tetraèdrics, plens de LED. Ja al primer concert de fa més de deu anys, sabia que necessitava aquest barret. Malauradament no tenia els coneixements necessaris per fer-ne un. Però fa aproximadament mig any vaig descobrir Arduinos i així va començar …

El barret és de plexiglàs negre, opac i transparent. Vaig buscar imatges útils dels cascos a la web i vaig intentar que fos el més proper possible a l’original.

Malauradament, vaig fer menys fotos mentre construïa el barret. Per tant, aquesta instrucció conté més dibuixos:)

Per a la font d'alimentació he utilitzat un banc de potència de 10.000 mAh. Els LED són WS2812b per obtenir tots els colors imaginables. Està controlat per Arduino Nano amb el mòdul HC06 i l’aplicació per a Android. Es poden reproduir diversos programes a través de l'aplicació. Aquí tot és possible. Proporcionaré el meu codi arduino i l’apk d’Android durant les properes setmanes. Però encara és sense comentaris i en part caòtic, perquè algunes parts es van copiar simplement des del web. Tan bon punt tingui un estat raonable, el penjaré aquí per a la seva lliure disposició.

Subministraments

Maquinari: els enllaços van als llocs / productes que he utilitzat, no us sorprengueu: la majoria dels llocs són alemanys:) No cal que traieu exactament els productes dels llocs enllaçats. Això només és una ajuda per mostrar el producte necessari.

• Plexiglàs negre, opac (triangles equilàters 3x, longitud de la vora de 42 cm, gruix de 2 mm)
• Plexiglàs transparent (2x triangles equilàters, longitud de la vora de 42 cm, gruix de 0,5 a 1 mm) o una làmina transparent forta
• WS2812B banda LED IP30 (no impermeable), 30 LED per metre, en total 156 LED
• Arduino Nano
• Mòdul Bluetooth HC06
• Powerbank, doble sortida USB recomanada (com més petites siguin, millor)
• Condensador 500-1000mF
• Resistència 330 Ohm
• USB-cable USB-A a mini-USB (alimentació de l'Arduino Nano)
• USB-cable USB-A a qualsevol cosa (es tallarà, alimentant els LED)
• Cable de connexió
• Cola forta per a plàstics
• Escuma perquè sigui més còmode de portar.

També necessitareu algunes eines bàsiques, cinta adhesiva, cola per a plàstic, ganivet, tisores i un soldador.

Les peces de plexiglàs estan fresades. Si no teniu accés a una fresadora, penseu en utilitzar el servei de botigues de plexiglàs. Moliran el material en la forma que desitgeu i el lliuraran a la porta de casa vostra. No obstant això, segons la meva experiència, aquests serveis són molt més cars que si compreu un rectangle i el talleu vosaltres mateixos. Podeu utilitzar el meu dibuix per ordenar les plaques en forma acabada.

Com a alternativa, podeu provar de perforar els forats amb una senzilla màquina de perforar a mà.

Pas 1: Aconseguir la forma del plexiglàs

El casc consta de tres triangles de plexiglàs negre, dos dels quals han d’estar proveïts de forats per veure-hi i retalls per als LED. Vaig comprar una placa de plexiglàs amb les mides de 850x370x2mm, la vaig tallar amb el ganivet en els tres triangles equilàters. Feu el mateix amb el plexiglàs / làmina transparent de la mateixa mida.

Cadascun dels triangles negres que vaig treballar a la fresadora. Per tant, vaig fixar el triangle amb cinta adhesiva de doble cara a la taula de la màquina. Les vores dels tres triangles es van fresar per obtenir una vora neta. Per a dos dels triangles, he fresat els forats ranurats per als LEDs (forats ranurats perquè el LED és un quadrat de 5x5mm) amb una fresa de 5mm i les butxaques circulars per veure-les. Com que les plaques només s’uneixen a la taula de la màquina amb cinta adhesiva, haureu de tenir cura de no introduir-les a la taula. Baixeu capa a capa.

Si no teniu una fresadora, podeu provar manualment una perforadora. Però sigueu molt exactes amb el posicionament dels forats dels LED, perquè els LED de la tira tenen exactament la distància de 3, 33 cm. Potser faria servir una broca que sigui 0,5 mm més gruixuda que el LED de la tira de la diagonal.

Si heu ordenat que es tallessin les plaques, felicitats:) Aleshores aquest pas és nul. Els diners simplifiquen molt;)

Pas 2: munteu les tires LED i soldeu-les

Vaig disposar els LED seguits de baix a dalt en un patró en S, començant per la punta frontal del barret. Per a això vaig tallar 24 tires:

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

Podeu tallar les tires LED en trossos individuals sense destruir-les. Utilitzeu tisores per tallar als llocs designats. Assegureu-vos de tallar de manera que quedi tot el coixinet de soldadura a les dues parts (perquè per començar ja són tan petites).

Quan hagueu fresat les plaques, els LEDs de la tira haurien d’adaptar-se perfectament als forats proporcionats i ja s’hi haurien d’adherir una mica. Fila inferior de les tires amb 12 LED, per sobre amb 11, etc. Si heu perforat els forats a mà, ara podeu veure com heu treballat exactament. És possible que hagueu de fer algunes correccions. Per mantenir els LED a la placa i al seu lloc, els gravaria amb una mica de cinta. N’hi ha prou perquè no caiguin. (No us preocupeu, s’enganxaran més endavant.)

Feu-ho amb els dos triangles plens de forats.

Ara la part de soldadura:

Als talls de les tires LED hi ha 3 contactes on els heu de tornar a soldar junts. GND, 5V + (o Vcc o similar segons la versió) i Din / Dout. Ara connecteu les ratlles en un patró S; GND amb GND, 5V + amb 5V + i Dout amb Din com es mostra al dibuix. Atenció: les dades de sortida (Dout) han d’estar connectades amb les dades d’entrada (Din).

Això trigarà un temps, perquè els contactes eren força petits i teniu 132 juntes de soldadura:) Diverteix-te!

Quan hàgiu acabat, comproveu-los de nou. No els voleu tornar a soldar quan es van trencar i el casc ja està acabat. Confia en mi.

Pas 3: Munteu el tetraèdric

Ara necessitem els dos triangles amb els LED muntats engegats i els dos triangles transparents. Per als triangles transparents es pot utilitzar una altra placa de plexiglàs o un paper gruixut. He utilitzat un paper d'alumini, perquè és més lleuger que un panell de plexiglàs.

Agafeu un substrat (cartró), poseu-hi els triangles LED amb els LED a terra i poseu-hi una mica de cola líquida. Mantingueu l’atenció per fer-ho a una distància regular. A continuació, poseu-hi els triangles transparents i enganxeu-los. Assegureu-vos que no tingueu bombolles entre les plaques. Si la cola líquida flueix cap al LED, és perfecte. Perquè llavors el LED està enganxat i fixat i no caurà.

Consell: no totes les coles coincideixen amb qualsevol tipus de plàstic. Feu una mostra de cola amb algunes escombraries del paper d'alumini / plexiglàs.

Depenent de la cola, ara triga una mica a assecar-se. En el meu cas, vaig tapar els triangles enganxats amb cartró, els vaig pesar i els vaig deixar assecar una nit.

Després, teniu un triangle negre pla sense LED ni coberta transparent, i dos triangles negres amb forats i LEDs coberts amb el pla transparent. Ara necessiteu cinta per a pintors i una forta cola per a plàstics. Poseu els tres triangles junts com a tetraèdric. Mantingueu atenció als cables soldats, doblegueu-los una mica cap amunt. Per mantenir tots els triangles al seu lloc, utilitzeu la cinta de pintors. Quan el tetraèdric gravat estigui a punt, afegiu la cola de plàstic a les vores, a l'exterior, a l'interior del millor. Deixeu-lo assecar.

Consell: si voleu que sigui més estable, agafeu cinta adhesiva de paquet transparent i enganxeu-hi les vores enganxades. La cinta és gairebé invisible si heu treballat amb precisió.

Aleshores teniu el vostre barret Tetraèdric-LED. És hora d’encendre-la!

Pas 4: la part del microcontrolador

Per controlar els llums vaig agafar un Arduino Nano i per comunicar-me amb l'aplicació per a Android vaig decidir utilitzar el mòdul Bluetooth HC06. Hi ha dues maneres de subministrar energia al sistema. Consulteu les imatges adjuntes.

Opció d'alimentació A (recomanada): per a aquesta opció necessiteu un powerbank amb dues sortides USB, que pugui funcionar simultàniament. Per engegar l’arduino, només cal que utilitzeu un cable USB-A a mini-USB. Els LED s’alimentaran amb el segon cable USB. Agafeu un cable USB que ja no necessiteu i talleu-lo. Retireu-lo al final i veureu quatre cables: una mica més negre i vermell i dos de color més prim (sobretot verd i blanc). Necessitem el negre i el vermell, aquests són terra i V +. Connecteu el V + vermell amb el 5V + de la banda LED a la punta frontal del barret (als dos triangles). Connecteu el sòl negre al GND de la banda LED a la punta frontal del barret (en els dos triangles) I connecteu-lo al GND de l’Arduino.

Es recomana aquesta opció, ja que permet que Arduino controli i que els llums tinguin fonts d'alimentació separades. No és el cas de l’opció B, que pot fer que l’Arduino es restableixi quan s’encenen tots els LED alhora i el voltatge cau.

Opció d'alimentació B (no recomanada):

Aquesta hauria de ser la vostra opció només quan no vulgueu utilitzar un powerbank amb dues sortides, perquè encara teniu un powerbank, però només té una sortida i sou tacau de comprar-ne un de nou amb dues sortides;) Seguiu com es descriu. a l’opció A, però connecteu el cable vermell del cable USB no només amb la banda LED, sinó també amb el pin Vin de l’Arduino. Quan enceneu tots els LED alhora, potser el voltatge caurà massa i l’arduino es restableix. No es farà malbé, però no és el millor comportament per als vostres articles. Important: és molt important NO connectar un cable USB en aquesta configuració, ja que la vostra placa Arduino ja està alimentada.

Dades:

Per explicar als LEDs com s’haurien de comportar, el mus Arduino envia algunes dades al primer pin Din de la tira LED de la punta frontal del barret. És important utilitzar un pin PWM de l'Arduino Nano. Els pins PWM a Arduino Nano són els pins núm. 3, 5, 6, 9, 10, 11. A la imatge adjunta podeu veure que he utilitzat el pin núm. 6 per a la transmissió de dades.

En total, hi ha tres cables que van a la punta frontal del barret: GND i V + per als LEDs, i el tercer són les dades enviades des de l’Arduino. Podeu posar tres cables separats o fer-ho com jo i utilitzar la resta del cable USB tallat. Ja inclou quatre cables (un d'ells es podria ignorar).

He soldat tots els components junts en lloc d’utilitzar cables de pont connectats, perquè la soldadura és més estable.

Si teniu una impressora 3D, podeu imprimir una funda petita per als components que podeu enganxar al barret. Vaig utilitzar una caixa petita que ja tenia a casa amb bones dimensions per als components elèctrics. Si no teniu cap caixa o impressora … utilitzeu Gaffatape:) No és broma! Només cal que envolteu prou Gaffa al voltant dels components elèctrics i enganxeu-lo dins del barret al triangle posterior.

Codificació:

Com ja s'ha esmentat, proporcionaré el meu codi font de l'arduino durant les properes setmanes. De moment és molt caòtic mostrar-ho a algú:) Ara podeu començar a codificar la vostra aplicació i el vostre codi Arduino per a la comunicació de les aplicacions i també per als espectacles de llum.

Per a l'aplicació per a Android, he utilitzat l'aplicador MIT en línia 2. Per ser sincer, no m'agrada programar amb blocs de construcció, però per a una aplicació petita com aquesta, aquesta era la manera més ràpida.

Per al codi Arduino, suggereixo la biblioteca FastLED.h. Inclou moltes funcions útils, hi ha molts exemples al web i la seva documentació és fantàstica.

Important: quan heu triat l'opció B com a no recomanada per engegar-la, sempre heu de desconnectar l'alimentació del Powerbank quan connecteu l'Arduino a l'ordinador per escriure-hi dades.

És molt important NO connectar un cable USB a la configuració B alhora amb el powerbank, perquè la vostra placa Arduino ja està alimentada.

Pas 5: Assemblea final

Powerbank:

Jo mateix vaig comprar el powerbank exclusivament per aquest barret. Per tant, el vaig enganxar al casc amb la cola de plàstic súper. Si no voleu tenir el powerbank al barret durant la resta de la vostra vida, podeu gravar-lo amb cinta adhesiva a la part posterior del barret. Us recomano el consell perquè el cap no s’enganxa tant i està fora del camí allà dalt. Tingueu en compte que encara es pot accedir a totes les entrades i entrades.

Arduino:

Si ja l’heu muntat en una caixa petita com jo, simplement enganxeu-la o enganxeu-la a la part posterior del barret. No al bell mig, perquè més endavant hi hauria d’estar el cap. Si no teniu cap caixa, només cal que enganxeu-la en algun lloc proper a una vora.

Filferros:

Per arreglar els cables al seu lloc, acabo d’utilitzar Gaffatape negre. Al meu entendre, la forma més fàcil.

Encoixinat d'escuma:

Per fer més còmode el vestit, vaig decidir afegir escuma als triangles LED. Vaig agafar unes tisores per tallar forats a l’escuma i donar-li forma. Després, només es fixa mitjançant cinta adhesiva de doble cara (també tallada en forma).

(La cinta blanca a la part posterior:)

Quan vaig portar el barret per primera vegada, vaig notar que la part posterior del barret era relliscosa i que l’adherència no era molt bona. No volia posar-hi una mica d’escuma, perquè aleshores el timó seria molt petit per al meu enorme cap;) Així que vaig decidir posar una cinta de pintor rugosa a la part posterior del barret. Funciona perfectament.

Pas 6: ACABAR

Connecteu el vostre barret amb l'aplicació per a Android i

Diverteix-te en la teva propera festa

Pas 7: possibles extensions (encara no implementades)

El vaig anomenar V1 perquè tinc algunes idees més sobre què fer amb aquest barret per a la versió núm. 2.

El següent que vull és que el barret soni sensible, cosa que seria una gran millora. Hi ha dues maneres possibles que vull provar:

• Amb un mòdul amplificador de micròfon MAX9814 amb guany automàtic
• A més del MAX9814 vull provar un equalitzador de banda MSGEQ7 per … bé per transformar els LED dels barrets en un equalitzador de so:)

Un barret sensible al so com aquest no només tindria sentit perquè seria encara més eficaç a les festes, sinó que també seria simplement la part superior de tots.:)

També seria important i importar que el codi Arduino i l’aplicació per a Android es codifiquessin de forma més estable, encara tinc problemes amb alguns dels programes lleugers. Mai no vaig aprendre a codificar i ho vaig ensenyar jo mateix. I el resultat sembla exactament així ^^

Si teniu alguna idea de com millorar el barret (implementeu el so propi, o fins i tot una màquina de cafè (el cafè mai no és una idea equivocada)), escriviu-lo als comentaris i discutim. Estic desitjant les vostres idees i suggeriments.

Accèssit al Silly Hats Speed Challenge