Украшение Clemson Tiger Paw с подсветкой со светодиодными лентами WS2812: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

В производственном помещении Клемсона в центре Ватта есть лазерный резак, и я хотел найти ему хорошее применение. Я подумал, что было бы круто сделать лапу тигра с подсветкой, но я также хотел сделать что-нибудь с акрилом с подсветкой по краям. Этот проект - сочетание обоих желаний.

Я, вероятно, несколько раз буду называть его WallPaw во время этого руководства. WallPaw - это кодовое имя или название проекта, которое я дал ему, поэтому у меня был простой способ отслеживать файлы, связанные с ним.

Дополнительные изображения WallPaw и юмористические ответы на часто задаваемые вопросы вы можете найти на моем веб-сайте здесь.

Список деталей

Компоненты

• 1/4 дюйма дерева - 2 квадратных фута
• Акрил 3/8 дюйма - 1 дюйм на 2 фута
• Светодиодная лента WS2812 - 5 метров
• Ардуино Уно
• Ардуино Мега
• Модуль инфракрасного приемника
• Конденсаторы 1000 мкФ - 5иш
• Соединительный провод (лоты)
• Компьютерный блок питания (или блок питания 5В и 12В)
• 44-кнопочный пульт дистанционного управления с ИК-подсветкой
• Модуль микрофона - я использую MAX9814 или MEMS

Инструменты

• Доступ к лазерному резаку (я использовал один в Клемсоне)

  Станок с ЧПУ также подойдет для резки, но он не может травить акрил

• Паяльник

  Третья рука необходима

• Пистолет для горячего клея (обязательно)
• Кусачки / стрипперы
• Терпение

Примечание: я покупаю большинство своих компонентов на Ebay. Я знаю, что они ненадежны и ненадежны, но в моем проекте мне с ними повезло. Я действительно рекомендую покупать несколько единиц товара на случай, если вы сломаете один или он не сработает из коробки, потому что доставка на Ebay напрямую из Китая может занять месяц или около того.

Шаг 1. Первоначальный дизайн - изображения и векторные файлы

Я скачал отсюда векторный файл лапы Клемсона и открыл его в Adobe Illustrator, чтобы начать добавлять соединительные элементы между пальцами. Я использовал инструмент «Перо» и инструмент прямого выбора, чтобы нарисовать новые соединения и удалить старые.

Для акриловой детали я скопировал каждый палец ноги по одному и изменил размер / центрировал его, пока он не выглядел нужным. Затем я нарисовал прямоугольник нужного размера, чтобы мой светодиод находился между деревом и акрилом.

Фотографий

Что касается изображений Долины Смерти и Тиллмана, я загрузил изображение на этот веб-сайт, чтобы создать его линейный рисунок. Я возился с настройками, пока все не стало подходящим.

Далее я открыл картинку в фотошопе. Я использовал инструмент Select Color Range, чтобы выделить все белые пиксели и удалить их. Затем, я думаю, я увеличил контраст, блики и другие вещи, чтобы изображение было как можно более чистым черно-белым. Наконец, я использовал ластик, чтобы стереть случайные точки на изображении, насколько это было возможно.

Для двух других изображений мне просто нужно было сделать их чисто черно-белыми. Есть много способов сделать это, но я совершенно забыл, как я это сделал.

Вы хотите сохранить изображения как файлы.png, а затем скопировать и вставить их в векторный файл Illustrator. Убедитесь, что акриловая вставка и вырез из дерева имеют одинаковый размер и включают прорези для светильников.

ВАЖНО: Когда вы протравливаете акрил по краю, он выглядит намного лучше, если травление находится на обратной стороне акрила. Чтобы добиться этого, как только вы центрируете изображение на вырезанной части, сгруппируйте их вместе и отразите по горизонтали. В моем случае я сгруппировал внутренний контур пальца ноги и картинку, а затем перевернул их по горизонтали. Это должно быть одной из последних вещей, которые вы сделаете, чтобы не испортить размер выреза из дерева / акрила.

Шаг 2: лазерная резка

Я отнес свою древесину и акрил в Clemson Makerspace в Watts Center. Наш лазерный резак - это станок для лазерной резки Epilog Fusion M2 40 с площадью гравировки 40 x 28 дюймов.

В векторных файлах я сделал контуры обводкой / толщиной 0,00001 дюйма, чтобы программа лазерной резки знала, что нужно вырезать эти линии полностью. Я использовал настройки программного обеспечения по умолчанию для древесины 1/4 дюйма на деревянных деталях. Я думаю, что для акриловых деталей мы использовали 100% скорость и 2% мощности, чтобы разрезать акрил, и немного выше, чем стандартная мощность для травления. Я оставил защитный лист на обратной стороне акриловой детали во время резки, чтобы пламя не обожгло акрил, а только защитный лист. (Однако удалите верхний защитный лист)

При использовании лазерного резака, если программное обеспечение не выполняет все ваши вырезы и травления на одном отпечатке, просто разделите их на два отдельных разреза / файла: один файл для резки, другой - для травления. Возможно, это была просто проблема с лазером Epilog, но, может быть, это более распространено.

Шаг 3: Подключение и установка светодиода

Как только все было вырезано и передо мной, я просто карандашом проследил путь для моих светодиодов и нарисовал, где мои платы Arduino и разъемы питания будут идти. Он не должен быть точным или иметь отличную кабельную разводку, потому что все это находится на задней стороне проекта, где никто не увидит.

Я решил разместить блок питания на земле, а не на задней панели, чтобы сэкономить вес. (Также из-за того, что у меня нет места для блока питания) Я использовал старый компьютерный блок питания и просто припаял цилиндрические разъемы к выходным проводам 5V и 12V. Если вы хотите использовать обычный источник питания 5 В, вы можете подключить провода к Vin (вход напряжения) на Arduino, и вам не придется иметь дело с повышающим преобразователем или вторичным источником питания.

Светодиоды WS2812 очень энергоемкие - каждый светодиод может потреблять до 60 мА, что при умножении на 200 ламп дает нам 12 А (при 5 В = 60 Вт). 12 ампер - это большая мощность, поэтому используйте толстые провода. Я использовал провод 10 калибра для подключения источника питания к WallPaw, что, вероятно, является излишним.

Вы заметите, что для этого проекта я использую два отдельных Arduino. Я решил использовать два, потому что в этом руководстве использовалось два, и пока я не написал большую часть кода, я думал, что мне понадобятся два Arduinos. Оказывается, когда вы пишете свой код правильно, он должен работать на одном Arduino. Вам нужен Mega, если вы делаете сложные световые аранжировки с большим количеством светодиодов, потому что программирование довольно сильно требует памяти. Я использовал Uno в течение нескольких дней, затем код перестал работать из-за нехватки памяти.

Все мои световые полоски просто приклеены к тыльной стороне лапы горячим способом. Я пробовала использовать пену или что-то более жесткое в качестве спинки, но оказалось, что в этом нет необходимости. Просто приклейте их горячим клеем, и светодиодные ленты с радостью останутся на месте. К вашему сведению, горячий клей полностью непроводящий, я сам тестировал его с помощью мультиметра.

Пайка

Для склеивания и пайки первых 198 светодиодов потребовалось всего час или два, в то время как акриловые детали, вероятно, заняли в общей сложности 6 часов. Я не делал прорезь для светодиода очень широкой (чтобы они не бросались в глаза), но в результате мне пришлось паять провода очень нестандартно, как показано на картинке выше. 4 акриловых элемента * 3 светодиода каждый * 6 припоев на светодиод = 72 припоя только для светодиода. Добавьте время, чтобы измерить / отрезать / зачистить соединительные провода и сожгите несколько светодиодов по мере их пайки, и у вас легко получится 6-8 часов работы.

Если вы делаете его версию, то прорези для светодиодов намного шире, чем у меня. Для вашего собственного здравомыслия.

Шаг 4: Программирование

Я использовал библиотеку FastLED для управления светодиодами WS2812. Я использовал свою собственную библиотеку LEDCodes, которую сделал специально для 44-клавишного ИК-пульта.

Код обычно выглядит так

1. Arduino 1 (Uno) слушает ИК-сигнал

   1. Если он получает сигнал, выясните, с какой кнопки на ИК-пульте он находится
   2. Отправьте этот номер (1-44) на Arduino 2 (Mega).

2. Arduino 2 (Mega) проверяет наличие нового цифрового кода от Arduino 1

   Если он получает число, измените текущий режим на это число

3. Запустите световую последовательность, соответствующую текущему номеру режима.

   1. Проверяйте наличие нового кода каждые 150 мс или около того
   2. Если новый код совпадает с текущим кодом, перейдите к следующему подрежиму

Одноцветные кнопки на лампах имеют несколько подрежимов.

1. Все огни включены
2. Только акриловые фонари и тигры Клемсона
3. Все огни мигают вкл / выкл
4. Звук реактивный
5. Только акрил

Красная / зеленая / синяя кнопки настроены на отображение двухцветных комбинаций огней.

1. Наружное освещение, цвет 1, акрил + фонари Clemson Tigers, цвет 2
2. Поменяйте местами ^
3. Альтернативные акриловые детали цветов 1 и 2 (поэтому детали 1 и 3 имеют цвет 1, детали 2 и 4 - цвет 2).
4. Поменяйте местами ^

Я скопировал несколько крутых световых режимов с этого сайта, например:

• Прокручивающаяся радуга (моя любимая)
• Театральная погоня
• Снежинка мигает
• Скачок сайлонов
• Моделирование прыгающих мячей
• Моделирование пожара

Я также сделал свои собственные функции для звуковой реактивности с помощью микрофона. Вы можете прочитать их в файле MicrophoneFunctions.ino в файле WallpawLightTester.zip здесь.

Шаг 5: конечный продукт

Та-да!

Не стесняйтесь комментировать или отправлять мне вопросы по электронной почте - мне нравятся эти вещи, и я хотел бы помочь другим людям делать крутые проекты. Я также занимаюсь хобби / фрилансером / полупрофессиональным фотографом в районе Клемсон / Гринвилл, Южная Каролина, поэтому, если вы ищете фотографа, свяжитесь со мной!