Neopixel LED Heart: 9 шагов (с изображениями)

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

Неопиксели - это изменяющие цвет, индивидуально адресуемые (программируемые) светодиодные лампы. Они доступны в различных формах на Adafruit.com, но мне особенно нравятся 8-миллиметровые светодиоды в традиционном стиле со сквозным отверстием. Они яркие и красивые, и вы можете создавать свои собственные дизайны, как показано на примере формы сердца, приведенном здесь. Программное обеспечение Arduino обычно используется для управления светодиодами.

Пожалуйста, посмотрите мое видео на YouTube о действии светового шоу Neopixel LED Heart в световом шоу. Еще один интересный способ увидеть Сердце - это направить его на окно, например, на раздвижную стеклянную дверь, чтобы увидеть отражение изображения в виде двойного сердца (как показано).

Шаг 1: основные поставки

1. 8-мм неопиксельные светодиоды Adafruit (необходимо 26)

2. Клейкий коврик для резки StandardGrip 12x12 дюймов (Walmart).

3. Логический чип Sparkfun LilyTiny ATTINY85 (и принадлежности для программирования)

4. USB-шнур для питания (Walmart).

5. Маленькая пластиковая миска Gessner для Base (Walmart).

6. Круглая прототипная плата Radio Shack (или другая небольшая прототипная плата).

7. Прозрачные квадраты монтажной ленты Gorilla Glue.

8. Резистор 480 Ом

+ Dremel и сверла и фрезы

+ Паяльные принадлежности

+ Основы программирования на Arduino

+ Библиотека Adafruit Neopixel (например, STRANDTEST)

Примечание: для тех, кто не имеет опыта программирования на Arduino, логическая микросхема LilyTiny может теоретически поставляться уже запрограммированной для Heart, если в этом есть необходимость. Я просто использую стандартное приложение STRANDTEST от Adafruit с несколькими настройками.

(Фотографии Neopixel LED выше скопированы с Adafruit.com)

Шаг 2: Дизайн печатной платы Heart

Прежде всего, взгляните на первую фотографию финальной сборки. Самое главное, обратите внимание, что это язычок шириной примерно 1/2 дюйма в нижней части сердца, который вставляется в основание.

Я использовал MicroSoft PowerPoint для разработки печатного шаблона Heart (см. Выше). Также предоставляется версия направляющей для резки. Я начал с дизайна 26-лепесткового зубчатого сердца, который нашел в Интернете, и немного изменил форму для лучшего внешнего вида с помощью 8-миллиметровых светодиодов. Обратите внимание, что у каждого круглого светодиода есть четыре отверстия меньшего размера, которые будут просверлены позже.

Затем сердечная диаграмма распечатывается на фотобумаге, которая затем прикрепляется к клейкой доске Cricut, как показано. Ножницами аккуратно вырезается форма сердца. Нож Xacto использовался, чтобы начать работу с отверстием в середине сердца, пока нельзя было использовать ножницы.

Затем на заднюю часть платы Cricut я наклеиваю слой синей малярной ленты, чтобы предотвратить плавление пластикового мата во время последующих этапов пайки. В результате получился сэндвич Heart из мата Cricut, зажатого между фотобумагой и синей малярной лентой.

Используя Dremel с очень тонким сверлом 1/32 дюйма, просверливают четыре крошечных отверстия для каждого светодиода, который будет вставлен в сердце.

Шаг 3: вставьте светодиоды и припаяйте

Схема подключения показана. Светодиоды вставляются в просверленные отверстия последовательно, провод вывода данных от каждого светодиода изгибается вперед к контакту ввода данных следующего, а вывод ввода данных изгибается назад, чтобы коснуться вывода вывода данных от светодиода пирора. Длинный отрицательный провод от каждого светодиода согнут вправо, чтобы присоединиться к отрицательной шине питания (которая будет вставлена позже), тогда как все провода положительного светодиода согнуты влево, чтобы коснуться положительной шины.

Обычно я предварительно тестирую каждый светодиод с помощью кнопочной батареи. Они загораются голубым светом при питании от простого «метателя».

После того, как 26 светодиодов вставлены, проверьте свою работу. Плоская сторона всех светодиодов должна указывать в одном направлении (за исключением того, что углы могут быть немного сложными). Каждый светодиод должен иметь второй вывод влево, а третий - вправо. Убедитесь, что у вас есть достаточное расстояние до всей проводки (отсутствие коротких замыканий).

Следующим шагом будет припайка всех соединений. Я использовал медный провод 24-го калибра, чтобы сформировать отрицательную и положительную шины питания для подключения каждого светодиода. В основании сердечника для вставного язычка, для жесткости конструкции, я припаял два контакта заголовка - по одному для положительной и отрицательной шины. Как показано, два контакта заголовка разнесены на 4 отверстия на макетной плате (0,4 дюйма, как показано).

Шаг 4: Проверка работы сердца с помощью Arduino

Обычно мой первый шаг после подключения - это проверка работы сборки с использованием обычного Arduino. Как видите, Сердце, как оно было задумано, теперь будет стоять вертикально на небольшой макетной доске. Обычно я всегда настраиваю приложение STRANDTEST, так что это дает возможность проверить работу пайки, а также новую предлагаемую цветовую программу. Платы LilyTiny немного сложно перепрограммировать, поэтому это помогает проверить все на стандартной настройке Arduino перед загрузкой программного обеспечения на плату LilyTiny.

Шаг 5: Подготовка базы

В финальном проекте сборка Heart будет стоять вертикально, используя пластиковую чашу Walmart в качестве основы.

С помощью Dremel просверлите отверстие диаметром 1/8 дюйма в центре пластиковой чаши. Затем переключитесь на режущую коронку 1/8 дюйма, чтобы подготовить паз. Кроме того, на боковой стороне чаши необходимо отверстие 1/8 дюйма (немного расширенное) для прохождения кабеля питания USB.

Затем попробуйте протестировать установку Heart на круглую прототипную плату Radio Shack (или замените прототипную плату).

Затем прикрепите клейкие подушечки Gorilla (обрезанные по размеру ножницами) к внешним сторонам прототипной платы и осторожно вставьте прототипную плату под прорезь в пластиковой чаше, совместив отверстия в макетной плате с прорезью в чаше так, чтобы Сердце могло быть вставлен сверху. Клейкие подушечки плотно прижимают макетную плату к чаше. Медная сторона прототипной платы должна быть обращена вниз, как показано на рисунке (обращена к открытому концу чаши).

Вставьте Сердце сверху в основание. Три вывода от Сердца (Pos, Data, Neg) должны быть видны с нижней стороны через отверстия на макетной плате. Проверьте ровность формы, а затем припаяйте три вывода на место. Это зафиксирует Сердце в окончательном положении.

Шаг 6: Окончательная разводка

Показана электрическая схема подключения.

Простой USB-шнур был куплен в Walmart и отрезан кусачками, чтобы получить красный (положительный) и черный (отрицательный) провода. Они припаяны к клеммам pos и neg LilyTiny. Также к клеммам LilyTiny припаяны красный (положительный) и черный (отрицательный) провода, которые подключаются и припаяны к проводам от Сердца (торчащие через макетную плату).

Вход данных (желтый) от порта данных № 2 LilyTiny представляет собой резистор на 480 Ом, который подключается и припаян к входу данных, ведущему к сердцу.

LilyTiny был предварительно запрограммирован для светового шоу Heart. Обратите внимание, что LilyTiny устроен так, что он доступен и может быть перепрограммирован на месте, если потребуется программная коррекция или улучшение светового шоу. Мое личное соглашение состоит в том, чтобы запрограммировать выходную позицию LilyTiny № 2 для входного сигнала данных в Neopixels.

LilyTiny - моя предпочтительная плата ЦП для небольших проектов, но возможны и многие другие платы управления ЦП, такие как Adafruit Gemma и различные платы mini-Arduino, доступные на рынке. Я просто начал несколько лет назад с доской LilyTiny, и сейчас я к ней обращаюсь. LilyTiny - это, по сути, микросхема ATTINY-85 на небольшой прототипной плате.

Конечно, вы можете поочередно использовать батарейки для питания. Обычно я использую LiPo аккумуляторы от Adafruit.com. В этом случае я обычно использую переключатель ВКЛ / ВЫКЛ в верхней части базы. В качестве переключателя я обычно использую слайд-переключатель LilyPad от SparkFun.com.

(Фотография LilyTiny выше взята с сайта SparkFun.com)

Шаг 7: завершающие штрихи

Задняя сторона печатной платы покрыта двойной липкой лентой из поролона и обрезана ножницами и ножом Xacto в форме Сердца. Обычно этого может быть достаточно для некоторых форм, но для Сердца я прикрепил немного розовой фотобумаги снаружи, чтобы улучшить внешний вид (учитывая, что с такой изогнутой формой сложно справиться с лентой из пеноматериала).

Шаг 8: фотографирование операции

Светодиоды Neopixel невероятно красочные и яркие. Как некоторые из вас знают, задача этих светодиодов - запечатлеть с помощью фотографий ту красоту, которую на самом деле видит ваш глаз. Я сделал все возможное для этого Инструкции.

Обратите внимание: камера видит то, чего не видят ваши глаза, и наоборот. В видео на YouTube вы можете увидеть некоторые очевидные колебания / мерцания, которых ваш глаз не видит. Кроме того, стоп-действие короткой выдержки во время последовательности Theater Chase фиксирует включение и выключение отдельных светодиодов, в то время как ваши глаза просто видят движущиеся точки. Некоторые цвета немного отличаются от цвета камеры, то, что кажется глазам ярко-желтым, на видео выглядит немного зеленовато-желтым.

Как упоминалось ранее, мы также открыли для себя красоту двойных отражений от окон, если Сердце направлено, например, на раздвижную стеклянную дверь.

Шаг 9: Учения Сердечного проекта

Несколько лет я думал о том, как лучше всего сделать форму Сердца из кругов. Если вы знаете мои инструкции, это обычно означает, что мне интересно, сколько форм для пирога мне нужно купить, чтобы сделать красивый дисплей. Ответ, кажется, исходит от сообщества шитья, что у обычного зубчатого сердца 26 долей (кругов).

Но этот проект имеет гораздо больший потенциал, чем просто Сердца, потому что возможно гораздо больше форм. Когда фигура представляет собой цифру, я называю ее «электронной свечой на день рождения», которая будет полностью реализована в будущих инструкциях. Наша семья уже использовала для этой цели возраст 7 выше. Достаточно сказать, что для всего проекта требуется круговая система шрифтов, построенная вокруг 8-миллиметровых светодиодных кругов. У нас скоро 10-летний юбилей, и тогда возникнет вопрос, как лучше всего справляться с двойными числами.

Помимо форм, в этом руководстве представлен метод размещения 8-миллиметровых светодиодов в специальной полосе с двусторонней липкой лентой на обратной стороне. Получившуюся светодиодную ленту можно прикрепить к стене или, скажем, к внутренней части рамы для проекта бесконечного зеркала, что является моим следующим планируемым применением. Этот метод, вероятно, мог бы помочь расширить использование сквозных неопиксельных светодиодов, которые в настоящее время несколько неудобны в использовании, потому что близкое расстояние между четырьмя контактами не всегда хорошо вписывается в стандартные макетные платы с шагом 0,1 дюйма и прототипные платы.

Я чувствую, что проект также подчеркивает красоту этих 8-мм светодиодов Neoplixel, которые, я надеюсь, останутся доступными на рынке.

Если вы новичок в программировании Arduino, простота логической микросхемы LilyTiny на схеме подключения питания Heart, возможно, более четко показывает основную идею использования «среды разработки» Arduino. Логические микросхемы LilTiny и LilyTwinkle от SparkFun.com на самом деле поставляются предварительно запрограммированными, поэтому, если вы хотите использовать предварительно загруженную логику, программирование не требуется. В этом проекте мне нужно было стереть предварительно загруженное программное обеспечение и добавить свое собственное. Конечно, для этого не потребуется слишком много опыта программирования, потому что вы обычно используете приложение, которое кто-то уже разработал для вас. Как только вы уловите эту идею, не так уж сложно перейти к следующему шагу.