Capa de molts colors: 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquí teniu un projecte que vaig construir per "sorprendre" la gent al casament de les meves filles.

Jo en dic l’abric de molts colors. Mitjançant components senzills i un esbós bàsic d’Arduino podeu programar la capa per a gairebé qualsevol cosa que pugueu pensar. Vaig decidir una simple "matriu de punts" de 7 files per 9 de LED, que és de 63 LED. Les altres parts són un Arduino (un UNO funciona bé), un regulador bàsic de 5V, un cable de silicona, un interruptor bàsic i una bateria de liti 2S. He utilitzat una bateria HobbyKing Nanotech 0.95 2S que té connector d'alimentació JST, però es pot utilitzar qualsevol bateria que proporcioni 5V o més. La bateria HK del meu abric funciona durant aproximadament 1,5 hores amb la rutina bàsica que es mostra al vídeo. El més difícil d’aconseguir és l’abric. Vaig provar els OP-Shops però no vaig aconseguir i al final vaig comprar un armilla a la botiga local "Hippy" (en realitat es diu així!).

Imagineu-vos que aparegui al partit dels vostres equips amb això.

Aquí teniu la llista de materials

• Un Arduino! Vaig utilitzar una ONU, però en un futur proper la substituiré per una Nano.
• LED W2812B. He utilitzat la part 1194862 de Banggood.com: hi ha 100 píxels en una matriu separada
• Un regulador bàsic de 5 V. Part de Banggood # 951165. Són aproximadament 1,50 dòlars cadascun
• Un interruptor bàsic
• Fil de silicona: he utilitzat 26G per a tot. Necessitareu almenys 4 m de cada color per connectar 63 LED
• Una bateria o un paquet de bateries adequat.
• Una petita caixa de plàstic
• Cola "Agulles líquides"
• Fil i agulles per assegurar
• Una peça de roba, he utilitzat un armilla, per il·luminar!

Vaig escollir utilitzar "Neopixels" WS2812. Es poden comprar des de 12 dòlars per 100. La part més difícil d’aquest projecte és connectar els LED. El cable LEDS en sèrie. Tenen un bloc "DI" que és "Data In" i un bloc "DO" que és "Data Out". El primer LED de la cadena té el coixinet DI connectat al pin Arduino seleccionat. He utilitzat D4, però no hi ha cap necessitat específica d’utilitzar-lo. Utilitzeu qualsevol pin digital. El sistema tampoc es limita a una cadena de LED. Si voleu ser realment creatiu, podeu conduir diverses cadenes. La vostra font d'alimentació és només la limitació.

Pas 1: dissenyar i construir

Ara heu de decidir com dissenyar els LEDs abans de soldar. Com he esmentat, he creat una matriu de 9x7, però és possible que només vulgueu files de LED pels braços, davant, cames, qualsevol cosa. Sigues salvatge!

L'únic problema que haurà de tenir en compte és la font d'alimentació. La bateria de liti A 2S suggerida conduirà centenars de LEDs, però haureu de tenir en compte el consum actual de cada LED i el corrent total admès pel regulador seleccionat.

Cada LED dibuixarà ~ 50ma (miliamperis) a la màxima brillantor. Per tant, obtingueu uns 20 per amp de consum. El regulador suggereix que conduirà aproximadament 2 amperes tal qual, 3 amb dissipador de calor, de manera que pugueu fer funcionar 40 LED tot el dia. Tingueu en compte que si els activeu i desactiveu, obtindreu una mica més de marge. El meu abric condueix 63 LED sense dissipació de calor i funciona bé. També podeu alimentar els LED "des dels dos extrems" si cal mitjançant 2 reguladors o simplement utilitzar reguladors "gruntier".

Cada LED té 6 coixinets de soldadura, el DI / DO, així com "5V + IN", "Gnd IN", "5V + OUT" "GND OUT". Prepareu-vos per a una fira justa però de soldar! Recomano molt utilitzar filferro de "silicona". És molt més flexible que el filferro aïllat de PVC i, com que aquest projecte implicava una gran quantitat de soldadures, la facilitat per a les tires de silicona i el treball és millor. He utilitzat cable vermell per al + 5V, blau per a la línia de senyal i negre per a terra (GND), però podeu utilitzar qualsevol color. Podeu seleccionar colors per dissimular el cablejat. No em vaig molestar, ja que els LED són tan brillants que tendeixen a enfosquir el cablejat.

Un cop decidiu el disseny, és hora de començar a soldar. Vaig fer una plantilla súper senzilla per ajudar-me a utilitzar un tall de fusta. Vaig decidir que cada LED quedaria a 55 mm del seu soci, de manera que vaig marcar 2 línies en un petit bloc i després vaig perforar dos forats perquè els LED s’asseguessin durant la soldadura. Les línies que s’utilitzen per tallar els cables a mida.

Configureu-vos amb suficient cable, una plantilla, soldadura de qualitat i eines. Es requereix un joc fi de talladores laterals i una eina de despullar.

Comenceu mesurant els fils de la plantilla i comenceu a tallar prou per fer uns 10 LED (10 peces de cada fil de color). Utilitzeu l’eina peladora per treure uns 3 mm de cada extrem. A continuació, haureu de "estanyar" cada extrem de cada filferro. És tediós però necessari. Un cop entres en un ritme, es fa més ràpid.

Aleshores haureu de començar a soldar els LED. Poso el LED a la depressió de la plantilla i després "estanyo" els 6 coixinets. Llavors vaig soldar 3 cables al costat "fora" (DO) del LED. Sembla que són clients bastant difícils, així que s’han soldat. Aleshores completo els deu (aproximadament) LEDs i ara teniu 10 LEDs amb 3 cables.

El següent pas és encadenar-les. Soldeu les 3 cues de filferro "Out" als 3 coixinets "In" del següent LED. Continueu fins que tingueu 10 LED soldats en cadena. Vaig trobar que connectar-ne més de 10 durant la construcció inicial dificultava la manipulació. Construïu una altra cadena fins que tingueu prou per completar els vostres requisits.

Un cop tingueu totes les cadenes construïdes, és hora de connectar-les i provar-les. Feu-ho abans de fixar els LED a la peça que hàgiu triat.

Pas 2: Arduino i cablejat d'alimentació

He adjuntat algunes imatges que mostren el cablejat i el disseny general de l'electrònica. Tant el pin de sortida de 5V de l’Arduino com l’entrada de 5V de corda LED estan connectats des de la sortida del regulador de potència. El GND (terra) de la bateria està connectat a la "entrada GND" del regulador. El LED i Arduino GND estan connectats junts al connector OUT GND del regulador. L'altra connexió prové de la connexió de cadena LED "DI" (Data In) al pin D4 de l'Arduino. Aquest projecte està dissenyat per connectar-se "permanentment", de manera que voltejo l'Arduino i soldo els cables directament als pins. Si utilitzeu un Nano, tenen forats de passador (si no soldeu a les capçaleres) que faciliten el cablejat.

Una de les coses més importants que cal recordar és que el consum de corrent combinat dels LED, a plena potència, superarà les capacitats d’alimentació dels Arduino i possiblement les capacitats d’alimentació USB de 5V. Per tant, la regla és que sempre tingueu la bateria connectada i encesa perquè l’Arduino no estigui estressat.

En aquest moment, enceneu la bateria i connecteu l’Arduino a l’ordinador mitjançant el cable USB. Engegueu l'Arduino i carregueu l'esbós adjunt "CheckLEDs.ino"

L'esbós utilitza la biblioteca "FastLED" per conduir els LED. Un cop connectats, el primer LED de la cadena assumeix l'adreça "0" i, a partir d'aquí, 1, 2, 3, etc. fins al nombre màxim de LED. L’esbós proporcionat mostra algunes cartes bàsiques que vaig fer servir en el casament de les meves filles. Et deixaré per descodificar el que es diu.

En aquest moment, un cop carregueu l'esbós, configureu la variable "MAX_LEDS" a la part superior de l'esbós al nombre de LEDs de la cadena de prova, compileu-la i baixeu-la a l'Arduino. Els LED haurien de començar a parpellejar des del primer fins a l’últim. Si els LED s’aturen en un LED específic, desconnecteu l’Arduino de l’USB i apagueu la bateria. Comproveu la soldadura i assegureu-vos que teniu els LED connectats correctament entre l’últim que va parpellejar i el que no. Torneu a vendre, torneu a connectar i torneu a provar. Un cop s'hagi executat la vostra cadena de prova bàsica, connecteu la següent cadena petita a la primera cadena. Restabliu el paràmetre MAX_LEDs al nou recompte de LEDs, pengeu-los i continueu provant-los. Un cop tingueu tots els LED connectats i provats, ja podreu fixar-los a la peça i acabar el cablejat final.

Pas 3: Muntatge final i programació

En aquest moment agraireu l'ús del cable de silicona. Col·loqueu les tires LED de la peça. Penseu on col·locareu la bateria, Arduino, regulador i commutador. Al meu abric, estaven en una butxaca esquerra frontal per facilitar-ne l'accés. Vaig col·locar els LEDs en una xarxa on el primer LED (zero) es trobava a la part inferior esquerra de la capa. A continuació, els LED van pujar la capa per a 9 LEDs com a columna, i es van girar 180 graus cap avall per a 9 LEDs com a columna següent. Vaig pujant cap a la següent columna i vaig continuar fins que tenia 7 columnes en 9 files. El disseny significa que els LED estan numerats de 0 a 8 de baix a dalt a la primera columna i la següent columna és de 9 a 17 baixant, etc.

Per fixar els LEDs, inicialment vaig utilitzar un producte "Agulles líquides", que és una cola que sembla funcionar eficaçment, però, ja que no volia esperar entre cada assecat del LED, vaig optar per cosir-los també. Només necessita un bucle de cotó cosit a través dels cables propers al LED. En la seva major part, un sol conjunt de punts, com a bucles, funciona per LED. Segons el vostre disseny, podeu utilitzar alguns bucles per subjectar els cables, especialment entre les "columnes".

No cosiu / enganxeu el primer LED fins que no el connecteu a l'Arduino / Power. Vaig perforar la tela i vaig passar els 3 cables pel forat i fins a la butxaca. He cosit els "cables elèctrics" a l'interior de l'abric. Perforar la butxaca em va permetre introduir el cablejat a dins i completar la feina. Vaig aïllar el regulador amb una cinta senzilla i després el vaig posar tot en una petita caixa de plàstic per contenir els components de potència. Podeu fabricar el vostre propi contenidor, només heu d'assegurar-vos que res no es pugui escurçar.

Programació

Utilitzant el fitxer ino adjunt com a plantilla, ara podeu començar a programar l’Arduino per al vostre patró escollit. Vaig crear un full de càlcul molt bàsic (adjunt) amb la disposició dels LED. És molt més fàcil "dibuixar" qualsevol patró que vulgueu pintar. Un cop tingueu els números necessaris, és senzill afegir-los a una matriu. Utilitzeu les matrius de mostra a l’INO adjunt per crear-ne de propis.

La biblioteca FASTLed https://fastled.io conté exemples que podeu afegir al vostre esbós. La secció "cylon" de l'esbós d'exemple es copia directament dels exemples.

Proveu la vostra creativitat: i si afegiu un altre commutador, canvieu l'ordre? Un polsador permet recórrer diversos cicles?

BTW: l’abric els va sorprendre absolutament al casament.