Дисплей велосипеда POV - ESP8266 + APA102: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

** ОТКАЗ **

Это руководство было частью моей магистерской диссертации и, во всяком случае, закончено. На данный момент у меня нет рабочего места, поэтому я не могу закончить его, пока у меня не будет подходящего места для тестирования и сборки.

Если вы хотите создать дисплей для велосипеда от первого лица, не стесняйтесь использовать это в качестве вдохновения, но я бы порекомендовал вам использовать руководство Adafruit.

Как превратить свой байк в передвижной экран в городе? Эти инструкции призваны ответить, как сделать это дешево и легко с деталями, которые у большинства производителей уже есть.

Прежде чем мы начнем создавать устройство, я хотел бы поблагодарить Аду и ее руководство по созданию POV-дисплея. Я использовал код из ее руководства как вдохновение, ступеньку, и огромная часть ее кода существует в моем примере.

Самая большая разница в том, что я заставил код работать с популярным микропроцессором WiFi ESP8266. В своем примере я использую NodeMCU v2, который потребовал большой настройки. Моя основная причина выбора устройства ESP8266 заключается в том, что это мощное оборудование, и вы можете реализовать беспроводную связь для управления изображением, синхронизации нескольких устройств или всего, что вы можете придумать. Еще одно отличие состоит в том, что я реализовал стабилизатор изображения, который должен сделать экран более читаемым при езде на велосипеде (есть много возможностей для улучшения, но если вы хотите законченный и профессиональный потребительский продукт, покупайте POV у Monkeylectric). Последнее отличие в том, что я использую в своей сборке более дешевые детали. SK9822 / APA102 - это в основном то же оборудование, что и Adafruit Dotstar, но намного дешевле. Вы можете получить NodeMCU всего за 3,95 доллара, если дождетесь его отправки. А теперь к гиду !!

Шаг 1: Компоненты

Для этой сборки вам понадобится

• 1x NodeMcu v2
• 1x APA102 светодиодная лента минимум 32 пикселя
• 1x пиксель-ускоритель APA102
• 1x геркон
• 1x магнит
• 1x резистор 10 кОм
• 1x 3 зажима для батареек AA
• 3 батарейки типа АА
• 1x переключатель SPST
• 1x 1000 мкФ конденсатор

NodeMCU:

Как уже упоминалось выше, я выбрал этот микропроцессор по разным причинам. Это быстро, дешево, компактно и имеет потенциал для беспроводной связи.

APA102:

Эти светодиоды очень быстрые и отлично подходят для проектов, где решающим фактором является время. По сравнению с другим популярным выбором WS8212 / neopixel, у него есть тактовый штифт, чтобы гарантировать, что он не сойдет с синхронизацией. Вы также можете выбрать клоны APA102 под названием SK9822. Вы можете разделить полосу, и обе части по-прежнему работают, потому что у каждого пикселя есть драйвер, поэтому, когда вы покупаете метр светодиодов для своего проекта POV, остальные можно использовать для другого колеса велосипеда или другого проекта.

Пиксель ускорителя:

Вам нужен один пиксель APA102 (отрежьте его в конце полосы) как можно ближе к вашему NodeMCU. Причина в том, что NodeMCU выдает только 3,3 вольта, а APA102 работает при 5 вольт, но если вы поместите пиксель достаточно близко, он работает как преобразователь логического уровня, поэтому тактовый сигнал и сигнал данных преобразуются в 5 В для остальных пикселей.. В коде мы никогда не отправляем цвет в пиксель-ускоритель, поскольку его единственная функция - усиливать сигнал, поэтому нам не нужно располагать полоску рядом с NodeMCU. Я хотел бы поблагодарить Elec-tron.org за идею.

Геркон и магнит:

Геркон подает импульс каждый раз, когда проходит мимо магнита, и я использую его для стабилизации изображения во время езды на велосипеде. У меня нет ссылки, где я купил это, потому что я нашел его в старой магнитной дверце для кошек в мусорном контейнере с электроникой. Мы используем резистор 10 кОм в качестве понижающего, чтобы минимизировать шум.

Прочее:

Конденсатор предотвращает падение напряжения, когда полоса меняет цвет с бесцветного на (например) полностью белый.

Батареи обеспечивают всего 4,5 вольт, но этого более чем достаточно для работы системы.

Переключатель SPST используется для включения и выключения цепи.

PS: некоторые версии APA102 переключались между красным и зеленым контактом. Если у вас есть GRB вместо RGB, ваша полоса мигает зеленым, когда вы пишете на нее красным. Я использовал оба, поэтому некоторые из моих картинок на github выглядят странно.

Шаг 2: Схема

Я сделал ошибку, сделав длинные провода от NodeMCU к пикселю ускорителя на схеме. ОЧЕНЬ важно сделать эти провода как можно короче. Расстояние от бустера до остальных пикселей может быть сколь угодно большим. На схеме и в моей версии я разместил конденсатор рядом с источником питания. Я бы предпочел разместить его ближе к пикселям, но оба работают нормально.

Шаг 3: пайка

Шаг 4: Сборка и установка на колесо

Я превратил свою версию в небольшую упаковку и прикрепил ее с помощью стяжки и клейкой ленты. Я бы порекомендовал другой способ сделать это, потому что это не очень практично.

Если вы хотите стабилизировать колесо, вы можете прикрепить второй аккумулятор (параллельно с первым, по схеме) на противоположной стороне.

Магнит прикреплен к раме велосипеда с помощью горячего клея, поэтому он совмещается с датчиком Холла при вращении колеса.

Шаг 5: наброски изображений и концепций

Этот шаг состоит из создания концепта и наброска изображения для велосипеда.

Как вы можете видеть на фотографиях, это можно делать с друзьями, и это может помочь вам придумать что-нибудь интересное для вашего велосипедного колеса. Это действительно помогло мне / нам обсудить наши идеи друг с другом, чтобы сформулировать и переосмыслить сообщение, которое мы хотели отправить. Помните, что если вы установите его, то сможете смотреть не только на вас, но и на всех, кого вы встретите на своем пути. Подумайте о маршруте, по которому вы обычно едете на велосипеде, есть ли что-то на этом пути, что вы хотите прокомментировать?

Я сделал шаблон, который может помочь вам придумать предмет и спроектировать велосипедное колесо.

Шаг 6: Создание изображений

Теперь пора перейти в фотошоп или другую программу для редактирования изображений. Мои изображения имеют размер 84 на 32 пикселя, потому что у меня 32 пикселя в моей светодиодной полосе, и я обнаружил, что 84 - это хорошая длина. Вы можете поэкспериментировать с шириной фотографии, чтобы подобрать размер, который создаст наилучшее изображение на вашем велосипеде.

Когда вы показываете свои изображения на своем велосипеде, они растягиваются до верхней части изображений и сжимаются внизу.

Первые четыре изображения не будут хорошо отображаться на колесе и являются концептуальными фотографиями, которые необходимо деформировать, чтобы они лучше подходили к дисплею POV. Последнее изображение было использовано для того, чтобы сделать рекомендуемое изображение этого инструктивного материала правильного размера и деформировано, чтобы его было удобнее читать.

В зависимости от того, как вы поворачиваете велосипед и / или на каком месте размещаете светодиоды, вам, возможно, придется перевернуть цифровое изображение по вертикали и / или по горизонтали.

Шаг 7: Код

Мой код можно найти на моем гитхабе.