Светящийся радужный деревянный мега-человек: 9 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Идея этого проекта мне пришла от моего Mega Man Pixel Pal. Хотя это красивое украшение, оно светится только одним цветом. Я подумал, поскольку Mega Man известен своими костюмами, меняющими цвет, было бы круто сделать версию с использованием светодиодов RGB для отображения пользовательских цветов.

Хотя есть много способов сделать это, например, купить готовую светодиодную матрицу RGB, когда я увидел конкурс деревообработки, я подумал, что было бы забавным испытанием вместо этого использовать дерево и создавать участки с одинаково окрашенным освещением. вместо того, чтобы освещать каждый отдельный пиксель.

Я организовал это руководство примерно в том порядке, в котором я сам делал шаги, но в конечном итоге это множество подкомпонентов, которые собраны вместе, поэтому не стесняйтесь переупорядочивать в том порядке, который вы сочтете нужным.

Шаг 1. Инструменты и материалы

Материалы

• Деревянная дощечка или аналогичный предмет для основания
• Прозрачный пластиковый лист (рекомендуется матовый)
• Квадратные деревянные дюбеля
• Черно-белая краска
• Шпаклевка для дерева (по желанию)
• Светоотражающая лента (по желанию)
• Протоборд
• Ардуино Уно
• Печатная плата
• Рассеянные светодиоды RGB с общим катодом
• Сплошной соединительный провод
• Резисторы

Инструменты / аксессуары

• Наждачная бумага
• супер клей
• Кисти для рисования
• Пила (ручная или силовая)
• Дрель
• Нож для резки стекла / пластика
• Паяльник и припой (рекомендуется мелкий наконечник)
• Инструмент для зачистки проводов
• Цифровой мультиметр (опционально)

Чтобы определить, сколько дюбелей мне понадобится, я подсчитал общее количество пикселей, которые не меняют цвета, включая черные контуры Мегамена и его лицо. Их 159 штук. Вы можете определить размер, необходимый для вашего пластика, основания и печатной платы, по ширине дюбеля, которая соответствует одному пикселю. Ширина спрайта составляет 21 пиксель, а высота - 24 пикселя. Я выбрал дюбели шириной 1/4 дюйма и отрезал их до длины примерно 3/4 дюйма каждый. Я купил деревянные и пластмассовые детали в Hobby Lobby, но вы также можете купить их в хозяйственном магазине. Я рекомендую использовать что-то более тонкое, чем выбранная мной пластинка, так как более тонкая основа пропускает больше света, но убедитесь, что она достаточно прочная.

Важно использовать рассеянные светодиоды, иначе цвета не будут хорошо смешиваться, и вы увидите отдельные красный, зеленый и синий. Общий анод должен работать с существенно перевернутой проводкой и обратными значениями в программе Arduino, но я считаю, что общий катод более интуитивно понятен. В конечном итоге я использовал 14 светодиодов, но для удобства купил упаковку из 25, и вы можете найти более 14 светодиодов, которые выглядят лучше, хотя я не знаю, сколько поддерживает плата Arduino.

Шаг 2: нарежьте дюбели

Первый шаг в создании деревянной части - вырезать дюбели на желаемую высоту для каждого пикселя. Как указывалось ранее, я выбрал 3/4 дюйма. Я использовал ленточную пилу, поэтому мне нужно было только один раз отмерить длину и быстро прорезать их все. Дюбели также должны легко прорезаться ручной пилой, но это занимает много времени и не рекомендуется.

Я поместил все части в удобный контейнер и нарезал, пока не набралось необходимое количество 159. Ничего страшного, если они не идеально однородные и плоские, мои тоже не были, но пока не нужно их шлифовать.

Шаг 3: склеивание частей вместе

Для всех склейок я использовал суперклей Loctite, который можно купить во многих магазинах. Клей для дерева может работать, но суперклей менее грязный и склеивается очень быстро. Обязательно надевайте перчатки при использовании этого материала.

3а. Присоединение частей друг к другу

Я прошел и нашел все места в спрайте, где несколько деревянных «пикселей» соседствуют (недиагонально), так что я мог склеить их вместе. Размещение колышков рядом, где это возможно, дает вам гораздо большую площадь поверхности для образования прочного соединения, и тогда у основания будет гораздо большая площадь поверхности для приклеивания к основанию. На первом рисунке они представлены в удобном порядке, чтобы вы могли понять, сколько из них необходимо.

Я рекомендую не делать то, что делал я, то есть начинать с ног. Обратной стороной быстрого склеивания является то, что все может получиться немного кривым, если вы не выровняете их сразу. Начните с более мелких деталей, чтобы улучшить вашу технику.

3b. Расставьте все части в правильном порядке

Этот шаг не слишком необходим, но я складываю все части вместе (за исключением нескольких отдельных частей) на столе, чтобы убедиться, что все будет хорошо, перед склеиванием.

3c. Приклеиваем к основе

Когда клей на соседних деталях высохнет и вы будете уверены, что сможете все правильно расположить, вы можете приступать к приклеиванию деталей к основе. На этом этапе я отшлифовал нижнюю часть каждой части / группы частей, чтобы сделать их достаточно плоскими и однородными перед склеиванием.

Я начал с левой ноги и в основном двигался по часовой стрелке. Я положил большую часть «лица» в качестве ориентира для приклеивания вещей вокруг него, но я не приклеивал само лицо. Я не приклеил лицо до завершения проекта, так как знал, что он будет мешать, и его будет легко приклеить позже.

3d. Отшлифуйте верх дюбелей

После высыхания клея я вставил лицевую часть (но опять же, не приклеил) и взял шлифовальный блок по всей верхней поверхности, чтобы сделать ее более однородной.

3e. Добавьте древесный наполнитель (по желанию)

Так как все было не идеально выровнено, я добавил деревянную шпатлевку между нежелательными промежутками, чтобы предотвратить просачивание света. Однако, если у вас нет достаточно больших пробелов, я бы рекомендовал пропустить этот шаг или, по крайней мере, сохранить его на потом. Как только я все осветил, я понял, что легкое кровотечение в любом случае не будет большой проблемой.

Шаг 4: разрежьте пластик

Моим первым шагом в разрезании пластика было сокращение его до прямоугольного размера в сборе. После этого я держал его над сборкой и рисовал линии вокруг спрайта.

Я не уверен насчет других методов резки пластика, но с помощью ножа, который я использовал, вы должны надрезать его примерно на полпути, а затем сгибать его, пока он не сломается. По этой причине я постепенно отламывал куски, чтобы минимизировать точки изгиба и не повредить пластик. Конечный продукт не был идеальным, но ошибки не так уж и велики.

Нам понадобится рассеянный эффект, который поможет рассеять свет, поэтому матовый пластик лучше. Если возможно, обработайте его пескоструйной очисткой, но я был ограничен, поэтому вместо этого я использовал наждачную бумагу с зернистостью 400. Даже эта мелкая зернистость создает заметные царапины, но вы можете немного смягчить их, шлифуя в разных направлениях для более однородного вида. Я отшлифовал нижнюю часть, чтобы верхняя поверхность оставалась гладкой.

Шаг 5: Покраска

Это довольно простой шаг. Возьмите краску и нанесите необходимое количество слоев на верхнюю и обращенные наружу поверхности. На самом деле я нарисовал лицо отдельно (см. Рис. На предыдущем шаге), но это можно сделать одновременно с черными контурами. Что касается лица, я оставил участок кожи неокрашенным, так как имитация дерева вполне уместна.

Шаг 6: прототипирование

Я настоятельно рекомендую создать прототип схемы, прежде чем приступить к пайке светодиодов. Даже если вы уверены, в наборе светодиодов, которые я купил, были некоторые различия в том, как они отображали цвета, поэтому хорошо бы быстро протестировать их на макетной плате, чтобы получить единый набор.

На диаграмме Фритзинга, которую я включил, показана базовая установка для подключения по одному светодиоду для каждого из основных и дополнительных наборов цветов, которые мы будем использовать. По сути, светодиоды RGB работают как три разных светодиода, объединенные в один, и вы можете управлять каждым из этих трех индивидуально с помощью программы Arduino. Для моих светодиодов требовались токоограничивающие резисторы на 330 и 150 Ом, но, поскольку у меня не было 150 Ом, я экспериментировал с другими в соотношении 2,2.

Вы можете экстраполировать соединения на диаграмме Фритцинга для параллельного подключения нескольких светодиодов. Это показано на фото (ни зеленого, ни синего провода у меня в наличии не было). По сути, вам просто нужно добавить больше светодиодов в те же столбцы прототипной платы, и вы увидите, как они отображаются одинаково, а яркость уменьшается. По мере того, как вы добавляете больше светодиодов, вы можете смягчить снижение яркости, уменьшив номиналы резисторов. Параллельные светодиоды будут делить ток, что снижает риск перегрузки по току. В конечном итоге я выбрал 220 Ом для красных анодов и 100 Ом для зеленого и синего анодов. В каждом наборе семь светодиодов.

Программа Arduino, которую я включил, может обеспечивать ШИМ светодиодами со значением 0–255, как и в компьютерах с селекторами цветов. Однако, как я выяснил, выбор цвета светодиодов далеко не однозначен с компьютерами. Изначально я планировал попробовать включить цвета всех различных способностей Mega Man, но это было невозможно. Некоторые цвета, такие как коричневый и серый, не могут быть легко воспроизведены с помощью этих светодиодов. Вместо этого я решил создать цвета радуги, плюс несколько промежуточных вариаций.

Программа включает функцию фейдера, которая может плавно переходить между цветами путем увеличения или уменьшения до следующего значения с задержкой. По умолчанию у меня установлена программа, которая исчезает сквозь радугу, но есть также набор прокомментированных строк для отображения основных цветов Mega Man. Существует также файл заголовка, в котором есть несколько цветов, которые я определил после экспериментов с разными значениями.

Шаг 7: Расположение и проводка светодиодов

7а. Сверление отверстий под светодиоды

Для начала я обнаружил участки тела, на которых присутствуют пятна основного или вторичного цвета. Как только я это сделал, я выделил точки вокруг центра этих цветных участков. Затем я просверлил маркировку сверху немного больше диаметра светодиода.

У меня нет фотографии, на которой просверлены все исходные отверстия. Просверлив их, я быстро перешел к тестированию отдельного светодиода в каждом отверстии с удерживаемым пластиком. Я начал расширять несколько отверстий, где не хватало света.

7b. Добавление светодиодов на печатную плату

Далее я начал впаивать светодиоды. Нет отличного способа сделать это, так как сложно все совместить с отверстиями. Я начал с одной из ног (спрайта) и продолжил свой путь оттуда. Я спаял каждую по ходу дела, иначе их будет сложно удержать на месте, так как для каждого найдется правильный набор отверстий. Это требует некоторого предположения и соответствующей корректировки.

Не нажимайте на светодиоды как можно глубже. Вы должны оставить достаточно места, чтобы они могли немного двигаться, и чтобы провода, которые мы добавим, могли проходить под светодиодами. Я сориентировал все светодиоды в одном направлении (кроме рук спрайта, которые мне пришлось поставить вертикально), чтобы было легче запомнить, как их соединять. Я обрезал оставшиеся отведения.

7c. Подключение светодиодов к соответствующим местам

Это очень сложная часть проекта. Если вы способны изготавливать свои собственные печатные платы, определенно сделайте это, но в остальном будьте готовы к МНОГО пайки. По сути, я использовал пустую центральную область печатной платы для создания строк для каждого соответствующего узла в цепи: GND и красный, зеленый и синий элементы управления как для основного, так и для вторичного цвета, так что семь в общий. Провод соединяет каждую ножку светодиода с этими рядами. Таким образом, для каждого светодиода у вас в основном есть 12 точек пайки, 4 для самого светодиода и 8 для обоих концов проводов. Умножьте это на 14 светодиодов и добавьте перемычку узлов, и вы получите около 200 точек пайки! Вот почему печатные платы так полезны. Даже для относительно простого проекта это примерно на пороге осуществимой пайки.

Я попытался разделить узлы пополам с каждой стороны платы, а также припаять их примерно в том же физическом порядке, что и светодиоды, чтобы уменьшить пересечение проводов. Я создал паяные перемычки между светодиодом и одним концом провода, а также между другими концами провода и друг другом того же узла. Я считаю, что при соединении мостов это намного проще с помощью тонкого паяльного жала, а для перемычек к светодиодам это проще, если вы оставите дополнительный кусок провода, чтобы прикрепить его непосредственно к нему.

Трудно объяснить это по-настоящему пошагово, поэтому взгляните на картинки. Схема проста в теории, просто запутана на практике, особенно умноженная на 14 светодиодов. Если у вас больше двух разных цветов проводов, определенно укажите их цветовую кодировку, чтобы вам было легче следить за ними.

Шаг 8: Собираем все вместе

Чтобы завершить сборку, я просто прогоню ее через Arduino и настройку прототипа на этапе прототипирования. Хотя можно создать более постоянную автономную установку, этого достаточно для моих целей. Первичный и вторичный провода RGB от монтажной сборки подключаются в том же месте, где мы ранее подключали выводы светодиодов RGB. Провод GND, естественно, подключается к GND.

Затем вам просто нужно совместить светодиоды с отверстиями, подключить Arduino и надеть пластиковую крышку сверху. Для меня некоторые пятна не пропускали достаточно света, поэтому я просверлил больше отверстий рядом с существующими. Вы, вероятно, могли бы использовать лобзик, если хотите, чтобы это выглядело лучше, но в конечном итоге это не должно быть видно. Я также добавил немного светоотражающей ленты внутрь. Наконец, я использовал тонкий картон, чтобы создать барьеры между разноцветными секциями. Я держу пластик прозрачной лентой вместо клея для облегчения доступа к внутренней части.

Даже после того, как вы вытащили причудливую камеру, сложно запечатлеть, как она выглядит вживую. Например, на основном изображении, которое настроено на синий и бирюзовый, чтобы соответствовать цветам Mega Man по умолчанию, кажется, что бирюзовый цвет сильно просачивается. Это всего лишь результат работы камеры. Вот почему я включил изображение того же синего цвета в паре с контрастирующим оранжевым, чтобы лучше показать цветоделение. Также есть видео полного цикла радуги.

Шаг 9: Заключение

В целом, я доволен результатами этого проекта, но определенно есть области для улучшения, такие как добавление света в область лица и создание более компактных схем. Дерево оказалось сложной средой для работы. Если бы мне пришлось улучшить это с помощью уроков, извлеченных с первой попытки, я бы спланировал, где обеспечить большее освещение, и, вероятно, использовал бы вместо этого что-то вроде 3D-печатной оболочки.

Если вам понравился этот проект, проголосуйте за него в конкурсе «Цвета радуги»!