Persistenz des Vision LED-Personals - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Es ist bekannt, dass das menschliche Auge selbst nach dem Ausschalten eines Lichts es für den Bruchteil einer Sekunde "sieht". Dies ist als Persistenz des Sehens oder POV bekannt und ermöglicht es einem, Bilder zu "malen", indem man einen LED-Streifen schnell bewegt und eine Bildzeile nach der anderen in schneller Folge zeichnet. Wenn Sie online suchen (z. B. auf Etsy), finden Sie einige Spielzeuge, die auf dieser Idee basieren: Pois, Stäbe und mehr.

Diese sind jedoch teuer: Die typischen Preise für einen POV-Mitarbeiter mit anständiger Auflösung beginnen bei 500 US-Dollar und sie verwenden proprietäre Software, sodass es keine einfache Möglichkeit gibt, ihr Verhalten zu ändern oder zusätzliche Funktionen hinzuzufügen. Auf der Suche nach einem Geburtstagsgeschenk für einen Freund, der gerne mit Licht malt, entschied ich mich daher, meine eigene Open-Source-Version mit leicht verfügbaren Komponenten zu erstellen.

Mein Projekt baut auf der herausragenden Arbeit von Phillip Burgess und Erin St Blaine von Adafruit auf; Ich habe jedoch ein paar Änderungen vorgenommen, um die Elektronik zu verbessern. Nachfolgend sind die wichtigsten Merkmale dieses Projekts aufgeführt:

• Es ist ein zweiseitiger Stab mit einer Gesamtlänge von 141 cm (55 Zoll); es ist nicht zusammenklappbar. Auf jeder Seite des Stabes befinden sich zwei 50cm/72 Pixel LED-Streifen, also insgesamt 288 LEDs. So können Sie damit Bilder mit 72-px-Auflösung anzeigen.
• Das Personal wird von zwei 18650 Li-Ion-Akkus mit Strom versorgt, die für mindestens 1 Stunde Show, möglicherweise bis zu 2 Stunden, je nach Intensität Ihrer Bilder, ausreichen sollten. Die Akkus können über Micro-USB-Anschluss aufgeladen werden; Die volle Ladezeit beträgt ca. 5 Stunden.
• Bilder (im Bitmap-Format) können ganz einfach an das Personal hochgeladen werden, indem das Personal an einen Computer angeschlossen wird, wo es als USB-Speichergerät angezeigt wird. Es hat genug Speicher für ca. 50 Bilder. Die Reihenfolge, in der Bilder angezeigt werden, wird in einer separaten Klartextdatei beschrieben, in der Sie eine Liste mit Bildern und Dauern hinterlegen können. Ein Bild kann dort mehrfach oder gar nicht aufgeführt sein.
• Der Stab enthält eine Trägheitsbewegungseinheit (IMU), die verwendet werden kann, um zu erkennen, wenn sich der Stab in Bewegung befindet. Die Software verwendet es, um die Aktualisierungsfrequenz für Bilder anzupassen, sodass die Bilder nicht gestreckt oder komprimiert erscheinen, unabhängig davon, wie schnell Sie sie drehen. Sie können es auch zur Steuerung Ihrer Show verwenden: z. B. Das horizontale Anhalten der Notenzeile wird als Signal verwendet, um zum nächsten Bild in der Diashow zu wechseln.
• Die Software basiert auf der Arduino-IDE. Es ist unter einer Open-Source-Lizenz verfügbar und kann leicht an Ihre Bedürfnisse angepasst werden.

Dieses Projekt ist Open Source; Alle Codes und Schaltpläne sind in meinem Github-Repository unter MIT-Lizenz verfügbar.

Lieferungen:

Sie benötigen die folgenden Materialien:

• APA102 (DotStar) LED-Streifen, 144 LED/Meter, schwarze Platine, von Adafruit oder Aliexpress. Sie benötigen 4 Streifen von 50cm (72 LEDs); Sie können auch längere Streifen kaufen und diese in 50 cm große Stücke schneiden. Die Streifen sollten nicht wasserdicht sein. Adafruit-Streifen werden mit einer wasserdichten Ummantelung geliefert, die Sie einfach entfernen und entsorgen können.
• Zwei 18650 Li-Ion-Akkus. Suchen Sie nach geschützten Batterien mit hoher Kapazität (mindestens 3000 mAh) von einem seriösen Hersteller wie Panasonic, Samsung oder Sanyo; Ich empfehle diese Akkus von Sanyo oder Panasonic. Versuchen Sie nicht, Geld zu sparen, indem Sie No-Name-Akkus bei eBay oder Amazon kaufen.
• Polycarbonatrohr, 11F (55in/141cm), 1 Zoll Außendurchmesser, von flowtoys.com
• Zwei Endkappen und Tennisgriff für die Tube von Amazon
• 1/2 Zoll quadratischer Holzdübel, von HomeDepot oder einem anderen Baumarkt. Sie benötigen 4 Fuß (oder zwei 2 Fuß Stücke)
• Adafruit ItsyBitsy M4 oder ItsyBitsy nRF52840-Mikrocontroller. Der nRF52840 ist etwas teurer, kommt aber mit Bluetooth, was viele zusätzliche Möglichkeiten eröffnet. Die aktuelle Version meines Codes verwendet jedoch kein Bluetooth - dies ist für zukünftige Upgrades geplant. Verwenden Sie nicht 32u4 oder M0 ItsyBitsy - sie haben nicht genug RAM für unsere Zwecke.
• Benutzerdefiniertes POV-Schildboard für ItsyBitsy und zwei benutzerdefinierte Stromverteilerplatinen, die von mir entwickelt wurden. Sie können sie selbst erstellen, indem Sie die Schaltpläne, BOM- und Gerber-Dateien von github herunterladen oder alle drei zusammen in meinem Shop auf Tindie kaufen
• Wippschalter
• Verkabelung: Verwenden Sie am besten silikonisolierte Kabel, da diese viel flexibler sind als normale PVC-isolierte. Sie benötigen 20 AWG Drähte für die Stromversorgung (2,5 m rot, 1 m schwarz) und 24-26 awg für das Signal (zwei verschiedene Farben Ihrer Wahl, je 50 cm)
• Schwarzer Schrumpfschlauch mit 8 mm Durchmesser, 1 Meter
• Drei JST XH 4-polige Steckverbinder mit 15 cm oder längeren Kabeln, 22awg. Solche Steckverbinder werden üblicherweise als Ausgleichsleitungen zum Laden von Lithium-Batteriepacks verwendet. Beachten Sie, dass der 4-polige Stecker als 3s-Ausgleichskabel verkauft wird (ein Kabel für jede Batteriezelle und eines für die gemeinsame Masse). Wenn Sie gerne Ihre eigenen Steckverbinder crimpen, können Sie stattdessen JST XH-Gehäuse und -Kontakte von Digikey oder Mouser kaufen und Ihre eigenen Kabel herstellen. Dies würde einige der folgenden Schritte vereinfachen.
• 3D gedruckte Abstandshalter und Schalterhalterung. Die STEP-Dateien finden Sie im Hardware-Ordner des Github-Repositorys. Sie benötigen 3 Abstandshalter und eine Schalterhalterung. Sie können jeden 3D-Drucker und jede Art von Filament (PLA, ABS, …) verwenden.
• Schmale (2 mm) schwarze Zipties. Hinweis: Die meisten 4 Zoll Zipties haben eine Breite von 0,1" = 2,5 mm, was für uns zu breit ist - Sie brauchen wirklich 2 mm oder schmaler.
• Abreißbare Stiftleisten, 0,1"

Wenn Sie Ihre LEDs bei AliExpress kaufen und bereit sind, 3-4 Wochen auf die kostenlose Lieferoption zu warten, beträgt der Gesamtpreis der oben genannten Komponenten etwa 150 USD (einschließlich Versand). Wenn Sie Ihre LEDs von Adafruit kaufen, fügen Sie 60 USD zum obigen Preis hinzu.

Wenn Sie die Holzdübel für ein besseres Aussehen schwarz sprühen möchten (empfohlen), benötigen Sie auch schwarze Sprühfarbe.

Sie können den Teilesatz, der einige (aber nicht alle!) der oben genannten Teile enthält, in meinem Shop auf Tindie kaufen: https://www.tindie.com/stores/irobotics/. Auf diese Weise können Sie vermeiden, eine Packung mit zehn Schaltern zu kaufen, wenn Sie nur einen benötigen.

Werkzeuge

Sie benötigen das übliche Werkzeug und Zubehör: Abisolierzange, Unterputzschneider, Schere, ordentlicher Lötkolben, Schrumpffolie, Isolierband, Heißluftpistole zum Schrumpfen der Schrumpffolie, scharfes Modellmesser oder Cuttermesser. Natürlich benötigen Sie auch einen Computer zum Programmieren des Mikrocontrollers und ein USB-Ladegerät zum Aufladen der Akkus. Es wird davon ausgegangen, dass Sie bereits Erfahrung mit Arduino und mit grundlegenden elektronischen Projekten haben, zumindest auf der Ebene des Lötens von Headern auf Platinen oder des Spleißens von Drähten.

Schritt 1: Übersicht

Das zusammengestellte Personal besteht aus den folgenden Unterbaugruppen:

• Zwei 18650er Batterien und Verkabelung in der Mitte des Stabes. Die Batterien sind durch 3D-gedruckte Abstandshalter voneinander und von LED-Baugruppen getrennt; Gesamtlänge der Batterien + Abstandshalter beträgt ca. 28 cm.
• Zwei LED-Baugruppen, eine auf jeder Seite des Stabs. Jede Baugruppe besteht aus zwei 50 cm LED-Streifen, die an einem Holzdübel befestigt sind. Die LED-Streifen werden am inneren Ende des Dübels auf einen runden Stromverteiler aufgelötet. Die LED-Baugruppe wird über JST XH-Steckverbinder miteinander und mit der Batterie verbunden, die in die Stiftleisten der Stromverteilungsplatinen gesteckt werden.
• An einem Ende des Stabes befindet sich ein Schalter, von dem zwei Drähte zu den Batterien in der Mitte führen und durch eine Endkappe mit einer Öffnung für den Schalter geschützt sind
• Am gegenüberliegenden Ende des Personals befindet sich der Controller, der aus dem ItsyBitsy-Mikrocontroller besteht, der an der benutzerdefinierten POV-Shield-Platine befestigt ist und durch eine Endkappe geschützt ist. Ein 4-adriges Kabel wird in den JST-XH-Header auf dem POV-Schirm eingesteckt; die Drähte führen die Länge der LED-Baugruppe zur Mitte
• Tennisschläger-Griffband, das die Batterieeinheit in der Mitte des Stabs bedeckt, für besseren Halt.

Schritt 2: Software

Wenn Sie den Teilesatz aus meinem Tindie-Shop verwenden, der ItsyBitsy M4 enthält (diese Option wurde im Dezember 2020 hinzugefügt), können Sie diesen Schritt überspringen - das ItsyBitsy ist bereits für Sie vorprogrammiert

Wir beginnen mit der Programmierung des ItsyBitsy-Mikrocontrollers. Dies kann auf zwei Arten erfolgen:

- Verwenden einer vorgefertigten Binärdatei. Dies ist die einfachste Methode für Leute, die wenig oder keine Programmiererfahrung haben. Dies ermöglicht Ihnen jedoch nicht, das Personal an Ihre Bedürfnisse anzupassen

- Bauen aus der Quelle. Dies bietet die größte Flexibilität, da der Code leicht an Ihre Bedürfnisse angepasst werden kann, erfordert jedoch eine (sehr bescheidene) Vertrautheit mit der Arduino IDE.

In beiden Fällen müssen Sie die neueste Version aus dem Github-Repository herunterladen. Laden Sie das Source code.zip-Archiv herunter (oder Source code.tar.gz, wenn Sie unter Linux arbeiten); Trotz des Namens enthält dieses Archiv nicht nur Quellcode, sondern auch Binärdateien und Beispielbilder. Entpacken Sie es nach dem Herunterladen an einen temporären Speicherort.

Verwenden vorgefertigter Binärdateien

Verbinden Sie Ihr ItsyBitsy über ein Micro-USB-Kabel mit dem Computer. (Wenn Sie dies zum ersten Mal tun, erhalten Sie möglicherweise eine Meldung über die Installation von Treibern; warten Sie in diesem Fall, bis Ihre Hardware einsatzbereit ist.) Doppelklicken Sie auf die Reset-Schaltfläche; Ihr ItsyBitsy sollte als externes Laufwerk auf Ihrem Computer erscheinen, mit einem Namen wie ITSYM4BOOT. Öffnen Sie dieses Laufwerk in Ihrem Dateibrowserfenster; Darin sollten Sie die Dateien CURRENT. UF2, INDEX. HTM und UF2_INFO. TXT sehen.

Öffnen Sie nun in einem anderen Dateibrowserfenster das aus dem heruntergeladenen Archiv von github extrahierte Verzeichnis. Suchen Sie in diesem Verzeichnis Binärdateien und suchen Sie dort das Unterverzeichnis, das dem Typ von Itsy Bitsy entspricht, den Sie haben (M4 oder nRF52840). Darin finden Sie zwei Dateien: formatter. UF2 und povstaff-vX. X. UF2, wobei X. X die Versionsnummer ist.

Sie müssen zuerst die Datei formatter. UF2 hochladen und ausführen, die den internen Flash-Speicher des Mikrocontrollers für die zukünftige Verwendung formatiert (Sie müssen dies nur einmal tun). Ziehen Sie dazu die Datei formatter. UF2 auf das ITSY**BOOT-Laufwerk; Wenn Sie eine Frage erhalten "Möchten Sie diese Datei ohne ihre Eigenschaften kopieren, klicken Sie auf "Ja". Danach wird ItsyBitsy neu gestartet, ITSY**BOOT verschwindet von Ihrem Computer und das Formatierungsskript wird ausgeführt. Es wird keine sichtbare Ausgabe angezeigt.

Doppelklicken Sie erneut auf die Reset-Schaltfläche; Das ITSY**BOOT-Laufwerk sollte wieder auf Ihrem Computer erscheinen. Ziehen Sie diesmal povstaff-vX. X. UF2 dorthin. Auch hier wird ItsyBitsy neu gestartet. Das ist alles - Mikrocontroller enthält jetzt die povstaff-Software.

Aus Quelle kompilieren

Sie benötigen die Arduino IDE (Version 1.8.6 oder höher). Stellen Sie sicher, dass die folgenden Bibliotheken installiert sind:

• Adafruit DotStar
• Adafruit BusIO
• Adafruit TinyUSB
• Adafruit vereinheitlichter Sensor
• Adafruit MPU6050
• Adafruit SPIFlash
• SdFat - Adafruit-Gabel. Hinweis: Sie benötigen die Adafruit-Fork, nicht die originale SdFat-Bibliothek!

Auf dieser Seite finden Sie Hilfe bei der Installation von Bibliotheken.

Installieren Sie die Board-Support-Dateien für Ihr Board wie hier (für ItsyBitsy M4) oder hier (ItsyBitsy nrf52840) beschrieben. Stellen Sie sicher, dass es funktioniert, indem Sie Ihr ItsyBitsy an den Computer anschließen, den entsprechenden Board-Typ und Port auswählen und die Blink-Skizze ausführen. Wenn Sie ItsyBitsy M4 verwenden, wählen Sie im Menü Extras->USB-Stack->TinyUSB.

Als nächstes müssen Sie den auf dem Board enthaltenen QSPI-Flash-Speicher formatieren. Suchen Sie dazu im Menü Datei->Beispiele->Adafruit SPIFlash->SdFat_format. Bearbeiten Sie die Zeile

#define DISK_LABEL "EXT FLASH"

Ersetzen von EXT FLASH durch ein Label Ihrer Wahl, bis zu 11 Symbole (z. B. "POVSTAFF"). Laden Sie die Skizze auf Ihr Board hoch und starten Sie den seriellen Monitor mit 115200 Baud. Sie sollten eine Meldung sehen, in der Sie aufgefordert werden, die Neuformatierung zu bestätigen. Bestätigen Sie mit "OK" und Sie sollten die Meldung "Formatted Flash" sehen.

Sie sind nun bereit, die Hauptskizze auf das Board hochzuladen. Suchen Sie im extrahierten Archiv von github die Datei code/povstaff/povstaff.ino und öffnen Sie sie in der Arduino IDE. Laden Sie es auf das Itsy Bitsy-Board hoch.

Warnung: Das Hochladen von Bildern auf ItsyBitsy kann nur erfolgen, nachdem Sie es an die POV-Abschirmungsplatine gelötet haben: Die Software verlässt sich auf die Spannungsteilerschaltung auf der Abschirmung, um zu erkennen, wenn die Platine an USB angeschlossen ist. Wenn Sie die Platine ohne Abschirmung testen möchten, verwenden Sie Überbrückungsdrähte, um den A1-Pin mit 3,3 V zu verbinden.

Schritt 3: Löten des POV-Shields

Löten Sie die Stiftleisten an die ItsyBitsy; Löten Sie bei ItsyBitsy M4 nur die Header entlang der beiden Längsseiten der Platine. Löten Sie nun die POV-Shield-Platine an diese Header unter dem Itsy Bitsy und bilden Sie ein "Sandwich" aus zwei Platinen, wie in den Fotos oben gezeigt. Hinweis: Alle Komponenten des POV-Schildes sollten außen liegen, nicht innerhalb des Sandwiches!

Nachdem Sie mit dem Löten fertig sind, schneiden Sie die langen Stifte der Stiftleisten mit einem Seitenschneider ab, damit sie nicht im Weg sind.

Schritt 4: Herstellung der LED-Baugruppen

1. Nehmen Sie die 1/2-Zoll-Holzdübel und schneiden Sie sie mit einer Bügelsäge zu zwei Stücken von jeweils 51 cm. Versuchen Sie, Ihre Schnitte quadratisch zu halten.
2. Optional: Die Teile schwarz sprühen und trocknen lassen. Dies verleiht dem Stab ein viel polierteres Aussehen (wenn er ausgeschaltet ist; wenn er einmal eingeschaltet ist, wird niemand die Farbe der Dübel bemerken).
3. Holen Sie sich die LED-Streifen. Wenn sie sich innerhalb einer wasserdichten Ummantelung befinden, entfernen und entsorgen Sie die Ummantelung. Wenn Drähte gelötet sind, entlöten Sie sie; Entfernen Sie überschüssiges Lot mit einem Flechtdocht. Wenn Sie 1m oder 2m Streifen bestellt haben, schneiden Sie diese in 50 cm große Stücke und achten Sie darauf, dass am Anfang jedes Streifens möglichst große Lötpads übrig bleiben (dies sollte einfach sein, da normalerweise längere Streifen durch Zusammenlöten von 50 cm langen Streifen entstehen, also Sie machen nur die Arbeit eines anderen zunichte).
4. Löten Sie abbrechbare Stiftleisten an den Anfang jedes LED-Streifens, wie auf den Fotos gezeigt. Der einfachste Weg, dies zu tun, besteht darin, die männlichen Header in einen langen Streifen weiblicher Header zu stecken, ihn flach auf die Werkbank zu legen (idealerweise auf Silikon oder einer anderen hitzebeständigen Matte) und sie an die Matte zu kleben, um die Header an Ort und Stelle zu halten, wie auf den Fotos oben gezeigt. Richten Sie dann den LED-Streifen aus und verwenden Sie etwas Gewicht, um ihn an Ort und Stelle zu halten, während Sie die Header löten. Bitte beachten: Sie löten die kurze Seite des Headers an den Streifen und lassen die lange Seite frei. Sie werden sehr nahe an der ersten LED löten, also achten Sie bitte auf Ihr Bügeleisen - berühren Sie die LED nicht!

5. Alle APA102-Streifen haben 4 Signalleitungen: Masse (GND, allgemein abgekürzt G), Clock (CLK oder CI für Clock In), Data (DAT oder DI) und VCC oder 5V. Die Reihenfolge dieser Signalleitungen auf den Streifen ist jedoch von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Daher ist jetzt ein guter Zeitpunkt, um es für die zukünftige Verwendung aufzuschreiben. Legen Sie den Streifen mit dem Anfang des Streifens nach links auf den Tisch und schreiben Sie die Signale von oben nach unten auf und beschriften Sie sie mit A … D. Für den Streifen auf den obigen Fotos erhalten Sie beispielsweise die folgende Liste:

   • A=GND
   • B=CLK
   • C=DAT
   • D=VCC

   Halten Sie diese Liste für den Rest der Montage griffbereit - Sie werden mehr als einmal darauf verweisen.

6. Entfernen Sie das Trägerpapier vom Klebestreifen auf der Rückseite der LED und befestigen Sie den Streifen so am Holzdübel, dass die Kunststoff-Abstandshalter an den angelöteten Headern bündig mit dem Ende des Dübels sind. Befestigen Sie den anderen Streifen an der gegenüberliegenden Seite des Dübels. Wiederholen Sie dies mit dem anderen Dübel.
7. Nehmen Sie die Stromverteilerplatinen und löten Sie sie wie auf den Fotos gezeigt an die Header. Die Bretter sollten bündig mit dem Ende des Holzdübels abschließen. Verwenden Sie Seitenschneider, um die Überlänge der Kopfstifte abzuschneiden.

Sie sollten jetzt zwei fertige LED-Baugruppen haben. Hinweis: Der Klebstoff auf LED-Streifen ist nicht sehr stark, sodass sich Ihre Streifen möglicherweise ablösen. Es ist okay; wir werden später eine dauerhaftere Verbindung herstellen.

Schritt 5: Verdrahtung der Steuerplatine

1. [Wenn Sie das Teile-Kit im Dezember 2020 oder später in meinem Tindie-Shop gekauft haben, können Sie diesen Schritt überspringen - verwenden Sie einfach den mitgelieferten JST XH-Stecker mit 55-cm-Kabeln.]Nehmen Sie einen der JST XH-Stecker mit Kabeln. Löten Sie zusätzliche Silikondrähte (22-24 awg) an die Leitungen, so dass die Gesamtlänge ca. 55-57 cm (einschließlich Stecker) beträgt. Es wird empfohlen, die Kabelfarben entsprechend dem übertragenen Signal zu wählen, indem Sie Rot für VCC, Schwarz für GND usw. verwenden. Sie können sehen, welches Kabel welches Signal trägt, indem Sie es in den Header auf der POV-Schirmplatine einstecken und die Etiketten als nächstes konsultieren zur Kopfzeile. Versuchen Sie, die Spleiße so klein wie möglich zu machen, damit sie leicht in das Rohr passen. Um es noch einfacher zu machen, versetzen Sie die Spleiße und stellen Sie die Verbindung für verschiedene Drähte an verschiedenen Stellen her (z. B. schneiden Sie VCC und GND 10 cm vom Stecker entfernt und die anderen beiden Drähte 15 cm vom Stecker).
2. Nehmen Sie eine der im vorherigen Schritt erstellten LED-Baugruppen. Beachten Sie, dass die Stromverteilungsplatine 4 weitere Löcher hat, die noch nicht verwendet wurden. Entfernen Sie ca. 5 mm von jedem der 4 Drähte der gerade hergestellten Drahtbaugruppe und führen Sie die abisolierten Drähte durch diese Löcher (von der Seite der LED-Baugruppe) und löten Sie sie wie auf den Fotos oben gezeigt. Die Signale (VCC, GND, …) sollten anhand der Tabelle, die Sie in Schritt 3 notiert haben, den Beschriftungen auf der Platine (A, B, C, D) zugeordnet werden.
3. Um die Drähte zu verstecken und ordentlicher aussehen zu lassen, nehmen Sie den 8 mm Schrumpfschlauch. Etwa 50-51 cm langes Stück abschneiden. Normalerweise werden Schrumpfschläuche mit diesem Durchmesser flach mit einseitigem Schriftzug verkauft. Schneiden Sie den Schlauch mit einer Schere der Länge nach von einem Ende zum anderen auf, wobei Sie dies an der Seite mit der Beschriftung tun. Legen Sie die Drähte vorsichtig in den Schlauch und ordnen Sie ihn mit der geöffneten Seite nach unten entlang des Dübels an. Achten Sie darauf, dass die Drähte flach liegen und sich nicht kreuzen.
4. Verwenden Sie Kabelbinder, um die LED-Streifen und die Verkabelung zum Dübel zu halten. Die Zipties sollten in die Zwischenräume zwischen den LEDs passen (deshalb brauchten wir 2mm breite). Der Kopf der Zipties sollte sich in der Mitte der leeren Seite des Dübels befinden (ohne LEDs oder Verkabelung) - nicht an der Ecke! Platzieren Sie alle 7-8 cm Zipties oder so. Ziehen Sie sie fest und schneiden Sie sie zu.

Schritt 6: Verdrahten der Batterien

In diesem Schritt werden Sie Kabel zu Li-Ion-Akkus löten. Dies kann gefährlich sein, wenn es nicht richtig gemacht wird! Bitte lesen Sie alle Anweisungen sorgfältig durch und tragen Sie einen Augenschutz. Sie arbeiten auf eigene Gefahr!

1. Schneiden Sie etwa 5-6 cm von 20awg rotem Draht ab; 1 cm von einem Ende abstreifen und an den Pluspol einer der 18650er Batterien anlöten, indem Sie die Anweisungen auf dieser Seite sorgfältig befolgen. Löten Sie nun 13 cm schwarzes 20awg-Kabel an den Minuspol. Befolgen Sie erneut die Anweisungen! Wiederholen Sie dasselbe mit der anderen Batterie.
2. Nehmen Sie zwei JST XH-Anschlüsse mit Kabeln. Wenn die Leitungen länger als 15 cm sind, schneiden Sie sie auf 15 cm (einschließlich Stecker). Stecken Sie jeden Stecker (vorübergehend) in die Stromverteilungsplatine am Ende der LED-Baugruppe und verwenden Sie die Etiketten auf der Platine (A…D) zusammen mit der Tabelle, die Sie in Schritt 3 erstellt haben, um das Signal (VCC, GND, …) für jeden zu identifizieren Draht führen. Verwenden Sie farbige Schrumpfschläuche, farbiges Isolierband oder andere Mittel, um die Drähte zu beschriften; Sobald Sie dies getan haben, können Sie den Stecker von der LED-Baugruppe trennen.
3. Etwa 1 cm von jedem Kabel abisolieren. CLK-Draht des ersten Kabelsatzes an den CLK-Draht des zweiten anlöten; Vergessen Sie nicht, vor dem Löten Schrumpfschlauch auf den Draht zu legen. Wiederholen Sie dasselbe mit DAT-Drähten; Verwenden Sie eine Heißluftpistole, um den Schlauch zu schrumpfen. Stellen Sie sicher, dass die Gesamtlänge des montierten Kabelbaums von einem JST XH Stecker zum anderen mindestens 28 cm beträgt.
4. Schneiden Sie etwa zwei 70 cm lange Stücke roten 20awg Drahtes für Schalterkabel ab. Löten Sie eines davon zusammen mit den beiden VCC-Kabeln von zwei JST XH-Anschlüssen und das andere zusammen mit den beiden Kabeln von den positiven Batteriepolen wie im Schaltplan oben gezeigt. Vergessen Sie auch hier nicht, den Schrumpfschlauch vor dem Löten auf die Drähte zu legen; Sobald Sie mit dem Löten fertig sind, verwenden Sie eine Heißluftpistole, um den Schlauch zu schrumpfen.
5. Löten Sie die GND-Leitungen der beiden JST XH-Anschlüsse mit den beiden Leitungen von den Minuspolen der Batterie zusammen, wie im Schaltplan gezeigt. Vergessen Sie den Schrumpfschlauch nicht.
6. Verwenden Sie Isolierband, um die Drähte an die Batterien zu kleben, und platzieren Sie die Batterien 5 cm voneinander entfernt (später werden wir einen 4,5 cm großen 3D-gedruckten Abstandshalter dazwischen legen). Stellen Sie sicher, dass sich die Drähte auf der Batterieoberfläche nicht kreuzen - wenn dies der Fall ist, passt die resultierende Baugruppe möglicherweise nicht in das Rohr. Testen Sie, ob die Batteriebaugruppe in das Rohr passt (es ist in Ordnung, wenn sie fest sitzt). Die Enden der JST XH-Stecker müssen mindestens 5 cm von den Batterieenden entfernt sein. Es ist in Ordnung, wenn zwischen den Batterien eine zusätzliche Kabellänge vorhanden ist - es gibt Platz, um sie zu verstecken.

Schritt 7: Verdrahtung des Schalters

1. Platzieren Sie die verbleibende LED-Baugruppe (NICHT die mit den Steuerplatinenkabeln) neben der Batteriebaugruppe auf der Seite mit den Schalterkabeln und legen Sie den 3D-gedruckten Abstandshalter dazwischen. Führen Sie die Schalterkabel durch die Aussparung in der Stromverteilungsplatine am Ende der LED-Baugruppe und entlang der Seite des Holzdübels. Sie sollten lang genug sein, um die gesamte Länge der Baugruppe zu durchlaufen und mindestens weitere 5 cm über das Ende des Holzdübels hinausragen; Wenn sie länger sind, schneiden Sie sie auf 5 cm über das Ende des Dübels hinaus.
2. Entfernen Sie etwa 5 mm von den Enden jedes der Schalterkabel und löten Sie sie an die Anschlüsse des Schalters, wie auf dem Foto gezeigt. Es spielt keine Rolle, welches Kabel an welchem Terminal angeschlossen ist. Stellen Sie sicher, dass sich der Schalter in der Position OFF befindet, bevor Sie fortfahren.
3. Verwenden Sie wie in Schritt 5 einen 8 mm Schrumpfschlauch, um die entlang des Holzdübels verlaufenden Drähte zu verbergen. Verwenden Sie Kabelbinder, um den Schlauch am Dübel zu befestigen.

Schritt 8: Zusammenbau des Stabes

Ordnen Sie alle Teile in dieser Reihenfolge an: - Schalter - LED-Baugruppe (mit Schalterkabeln) - Batteriebaugruppe - zweite LED-Baugruppe (mit Steuerplatinenkabeln) - Steuerplatine (ItsyBitsy +POV-Abschirmung)

Stecken Sie die Drähte von den Batterien in die JST XH-Header an den LED-Baugruppen. Stecken Sie die Controllerkabel in den JST XH-Header auf der POV-Schirmplatine. Führen Sie einen grundlegenden Test durch, indem Sie den Schalter einschalten; Wenn die Batterien (zumindest teilweise) geladen sind, sollten die LEDs 2 Sekunden lang blinken und die Batteriespannung anzeigen.

Legen Sie die 3D-gedruckten Abstandshalter zwischen die beiden Batterien und auch zwischen die Batterien und jede LED-Baugruppe, wie auf dem Foto gezeigt. Setzen Sie den Schalter in den 3D-gedruckten Schalterhalter. Schneiden Sie einen dünnen (5 mm oder weniger) Kreis mit einem Durchmesser von 22 mm aus einem weichen Material (z. B. Verpackungsschaum) aus und schieben Sie ihn zwischen die Steuerplatine und den Holzdübel.

Setzen Sie nun die gesamte Baugruppe vorsichtig mit dem Ende der Steuerplatine voran in das Polycarbonatrohr ein. Wenn Sie alles richtig gemacht haben, stoppt die Steuerplatine nach dem vollständigen Einführen weniger als 1 cm vom Ende des Rohres entfernt.

Schritt 9: Fertigstellen

Nehmen Sie die beiden PVC-Endkappen. Schneiden Sie mit einem Modellmesser oder Cuttermesser eine rechteckige Öffnung von ca. 11x17 mm oder etwas mehr (es muss nicht sehr genau sein). Ich habe auch die Bündigfräser zum Finishen verwendet. Setzen Sie die Endkappe mit der Öffnung auf das Schalterende des Stabes. Setzen Sie die andere Endkappe auf das gegenüberliegende Ende.

Bringen Sie schließlich das Tennis-Overgrip-Band über dem mittleren Teil des Schlauchs an, der die Batterieeinheit enthält. Sie können sich dieses Video ansehen, um zu sehen, wie das Overgrip-Band richtig angebracht wird: https://www.youtube.com/embed/HNc34XlUBww. Achten Sie darauf, die Überlappungen zwischen den Klebebandwindungen klein zu halten - wenn Sie sie zu groß machen, läuft Ihr Klebeband aus, bevor Sie das Ende der Batterie + Abstandshalter-Baugruppe erreichen.

Herzlichen Glückwunsch, Sie haben Ihre Mitarbeiter abgeschlossen

Schritt 10: Erster Gebrauch

Stellen Sie zum Testen Ihres Personals sicher, dass der Schalter auf AUS steht. Entfernen Sie die Kappe von der Seite mit der Steuerplatine; Verbinden Sie das Personal über ein microUSB-Kabel mit dem Computer. Es sollte als externes USB-Laufwerk mit dem Namen POVSTAFF erscheinen.

Gehen Sie in das Verzeichnis, das das extrahierte Archiv von github enthält (siehe Schritt 2); finden Sie dort Verzeichnisbilder. Es sollte einige Beispiel-Bitmap-Datei(en) und die Datei imagelist.txt enthalten. Ziehen Sie alle diese Dateien in den POVSTAFF-Ordner und werfen Sie sie dann aus (wie Sie normalerweise ein USB-Laufwerk auswerfen würden). Trennen Sie den Stab vom Computer und setzen Sie die Kappe wieder auf.

Das Personal ist nun einsatzbereit. Um es zu benutzen, schalten Sie den Schalter auf ON; Das Personal sollte kurz blinken, die Batteriespannung anzeigen und dann leer werden, um darauf zu warten, dass Sie die Show starten. Fangen Sie einfach an, das Personal zu drehen und es wird zum Leben erweckt!

Eine vollständige Bedienungsanleitung, einschließlich Anweisungen zum Hochladen eigener Bilder und Erstellen eigener Diashows, finden Sie in der Datei USER_GUIDE.pdf im extrahierten Github-Archiv (ebenfalls diesem Schritt beigefügt). Sie können weitere Bilder von der Visual POI-Website herunterladen: https:/ /visualpoi.zone/patterns/; Bitte folgen Sie den Anweisungen in der Bedienungsanleitung, um diese an das Personal hochzuladen.

Schritt 11: Abschließende Kommentare

Nachfolgend finden Sie einige Gedanken zu diesem Design und zukünftigen Plänen.

• Derzeit gibt es zwei Möglichkeiten, von einem Bild zum nächsten zu wechseln: entweder die Angabe der Dauer, wie lange das Bild in der Datei imagelist.txt angezeigt werden soll, oder das Anhalten der Notenzeile in horizontaler Position. Ich habe vor, mit anderen Möglichkeiten zu experimentieren, um die Show zu steuern - beispielsweise mit der Bluetooth-App. Wenn jemand Vorschläge hat, würde ich mich freuen, sie zu hören.
• Das Aufladen des Personals erfolgt, während die Batterien an LEDs angeschlossen sind. Selbst bei ausgeschalteten LEDs verbrauchen sie immer noch viel Strom (ca. 300 mA), was den Ladevorgang verlangsamt. Wieder etwas zum Nachdenken für zukünftige Veröffentlichungen
• Es wäre schön, den Stab zusammenklappbar zu machen, damit er in ein paar Pois verwandelt werden kann. Dies würde einen erheblichen Aufwand erfordern - sowohl mechanisch (fester Anschluss herstellen und elektrische Verbindungen so gestalten, dass sie leicht ein- und ausgesteckt werden können) als auch elektronisch (wir bräuchten zwei Controller-Boards). Das ist also ein längeres Projekt.

Wenn Sie Kommentare oder Vorschläge haben, schreiben Sie diese bitte unten! Danksagung

Ich möchte Adafruit dafür danken, dass sie einen Großteil der in diesem Projekt verwendeten Software und Hardware entwickelt und unter Open-Source-Lizenzen zur Verfügung gestellt hat. Ich möchte auch allen Leuten von Adafruit Discord für ihre Hilfe danken.

Zweiter im batteriebetriebenen Wettbewerb