Beleuchtete animierte Weihnachtsnadel - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Als ich dieses Projekt zum ersten Mal entworfen habe, hatte ich nicht erwartet, es Open Source zu veröffentlichen. Ich dachte, dass es eine großartige Idee war und kommerzielles Potenzial als Artikel hatte, den ich auf einer Handwerksausstellung verkaufen konnte. Vielleicht liegt es an einem angeborenen Mangel an Erfahrung oder vielleicht an meinem Ehrgeiz, dass es nie dazu kam. Aber ich denke immer noch, dass es ein großartiges Projekt und eine coole Idee ist, entweder für sich selbst oder diese besondere geekige Person in Ihrem Leben zu machen.

Meine erste Version war ziemlich sperrig und schwieriger zu bauen, da sie eine Leiterplatte benötigte. Diese Version ist ein kleineres Re-Design und kann mit Punkt-zu-Punkt-Lötverbindungen hergestellt werden.

Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Lesen dieses Projekts und vielleicht möchten Sie selbst eines machen. Der Aufbau der Hard- und Software hat mir viel Spaß gemacht.

Was ist, fragen Sie?

Es handelt sich um ein kleines Pin-on-Gerät mit einem Durchmesser von 1 1/2 Zoll, das Bewegungsmuster für wichtige Feiertage im Laufe des Kalenderjahres anzeigt. Während der von mir erstellte Pin die US-Feiertage und den Kalender widerspiegelt, kann er leicht (in der Software) für alle Nationen geändert werden Feiertage oder persönliche Displays wie Geburtstage, Sportmannschaften, besondere Anlässe oder einfach nur Spaß.

Es unterstützt die Anzeige von bis zu 12 verschiedenen Feiertagen und einer großen (32) Farbpalette. Es unterstützt auch, wie codiert, 40 verschiedene Animationsmuster mit mehreren Mustern, die für jeden Urlaub ausgewählt werden können und unterschiedliche Änderungsraten und Wiederholungszahlen aufweisen. Und wenn die mitgelieferten Muster oder die Farbpalette nicht ausreichen, können Sie diese ändern, indem Sie Musterfunktionen im Code entsprechend hinzufügen.

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Schritt 1: Spezifikationen

Der Feiertags-Pin zeigt 4 Farben für jeden von 12 verschiedenen Feiertagen (ich habe 10 definiert) in einem kreisförmigen Muster aus mehrfarbigen LED-Lichtern mit 16 Positionen, die aus einer Palette von 32 verschiedenen Farben zugewiesen sind. Aus einer Palette von 40 Grundmustern werden pro Urlaub mehrere Muster angezeigt. Die Muster sind animiert, wobei sich jedes Muster mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ändern und sich unterschiedlich oft wiederholen kann, was fast unendliche Möglichkeiten bietet.

Diese Auswahlmöglichkeiten sind nicht vom Benutzer wählbar, können aber von einem Programmierer leicht geändert werden, da die Farbpalette, die Zuweisung von Farben für einen Feiertag und das Muster, die Wiederholung und die Geschwindigkeit für einen Feiertag im EEPROM festgelegt sind.

Physikalisch besteht der Stift aus zwei Teilen. Das Anzeigeelement enthält 16 programmierbare LED-Leuchten, die in einem 3D-gedruckten Kunststoffhalter mit angebrachter Kleidungsnadel, Anschlussbuchse und einer Lichtdiffusorabdeckung enthalten sind. Es wird über ein Standard-Stereo-Audiokabel mit einem separaten 3D-gedruckten Netzteil / Controller verbunden. Dieses Element enthält 4 AAA-Batterien und einen Ein-/Ausschalter, den Anzeigeprozessor, eine Audiobuchse und den Urlaubswahl-Druckknopfschalter.

Ich habe versucht, alle Komponenten in einer einzigen Einheit zu montieren, die klein genug ist, um sie als Stift zu tragen, aber der Strombedarf der LEDs verbot die Verwendung kleiner Knopfbatterien.

Schritt 2: Betriebsübersicht

Ein Hinweis zu dem oben gezeigten Video. Die abgebildeten Farben werden ihm nicht gerecht. Sehen Sie sich die Animation jedoch an, um ein Beispiel für die Animationsfunktionen zu erhalten.

Auswählen eines anzuzeigenden Feiertags

Die Feiertagsauswahl kann vom Benutzer direkt nach dem Einschalten des Displays vorgenommen werden. Wenn der Stift angeschlossen ist und der Ein-/Ausschalter des Geräts eingeschaltet ist, werden die aktuellen Feiertagsfarben angezeigt, die den aktuell ausgewählten Feiertag anzeigen. Der Benutzer kann dann entweder zulassen, dass dieser Feiertag angezeigt wird, indem er 10 Sekunden wartet, oder den Auswahlschalter drücken, um den Feiertag zu ändern. Wenn er gedrückt wird, durchläuft das Display die Feiertagsoptionen und zeigt der Reihe nach die 4 Farben für jeden Feiertag an. Um einen bestimmten Feiertag auszuwählen, muss der Benutzer die Drucktaste nur loslassen, wenn die Feiertagsfarben angezeigt werden. Nach einer kurzen Pause werden die Urlaubsmuster angezeigt.

Die möglichen Feiertage (in Anzeigereihenfolge), wie ich sie definiert habe, sind:

1. Neujahrs
2. Karneval
3. Ostern
4. Feder
5. Sommer
6. 4. Juli
7. Gedenktag
8. Herbst
9. Halloween
10. Weihnachten

Zwei zusätzliche Feiertage können von einem Programmierer leicht definiert werden. Bereit? Dann lass uns einen bauen!

Schritt 3: Teile, die Sie benötigen

Das Design enthält eine kleine Platine, um den Tastschalter zu halten und Strom und Signale zwischen der Arduino MPU und den anderen Komponenten zu leiten. Dies ist keine kundenspezifische Platine, sondern wird aus standardmäßigen 0,1-Zoll-Perfboards oder, wie bevorzugt, Stripboards hergestellt. Eine Zeichnung dieses Brettes erscheint oben, Sie benötigen 5 Reihen von Streifen mit 10 Löchern in jeder Reihe. Schneiden Sie das Brett mit einem X-acto-Sägeblatt oder einer Dremel-Trennscheibe. Bohren Sie zwei Löcher wie in der Zeichnung angegeben an Stellen (mittlere Reihe, 1 Loch von jedem Ende) von ausreichender Größe, damit Ihre Schrauben es am Gehäuse befestigen können. Als nächstes suchen Sie den Tastschalter auf der gegenüberliegenden Seite (Kupfer) wie abgebildet, so dass er beim Löten durch das Loch im Gehäuse ragt. Löten Sie es an Ort und Stelle. Legen Sie nun die 1x5-Stiftleiste auf die Vorderseite der Platine neben das Schraubenloch und befestigen Sie sie mit etwas Cyanacetat-Kleber. Drehen Sie die Platine um und löten Sie sie an die Perfboard-Pads. Setzen Sie als nächstes den Stift an der zweiten Position der Stiftleiste von der Unterkante der Platine aus (in der Abbildung mit x gekennzeichnet) und schneiden Sie ihn bündig mit dem Kunststoffträger ab. Dies wird verwendet, um die Polarität des Dupont-Steckers festzulegen.

Bereiten Sie den Batteriehalter (siehe Abbildung oben) vor, indem Sie eine Kerbe im Gehäuse bis zum Metallkontakt der Batterie feilen. Platzieren Sie den Halter so, dass das Ende mit den Drähten von Ihnen weg zeigt und platzieren Sie die Kerbe zwischen dem zweiten vom rechten Metallkontakt und dem internen Batterieseparator. Die Kerbe wird für den Dupont-Steckerabstand benötigt.

Verdrahten Sie den Ein-/Ausschalter, die Telefonbuchse und die Akkuanschlüsse in den angegebenen Spalten. Lassen Sie genügend Kabel von diesen Geräten zur Platine reichen, aber lassen Sie nicht zu viel Spielraum, der beim Schließen des Gehäuses im Weg sein könnte. Es kann einfacher sein, die Drähte zuerst an die Buchse und den Schalter zu löten, bevor Sie wie folgt an die Platine löten:

1. Löten Sie das Erdungskabel zwischen dem Hülsenanschluss der Buchse und der Erdungsleiste; der Klinkenbuchsenspalte
2. Löten Sie das V+-Kabel zwischen dem Ringkabelschuh der Buchse und der + Steckdosenleiste in derselben Spalte.
3. Löten Sie den Din-Draht zwischen dem Spitzenanschluss der Buchse und dem Pin-Kontrollstreifen auch in der obigen Spalte
4. Löten Sie einen Draht zwischen den mittleren Anschlüssen des Schiebeschalters und der Batterie 6V-Leiste in der Schiebeschalterspalte
5. Löten Sie einen Draht zwischen einem der Endverbinder des Schiebeschalters und der V+-Leiste in der Schiebeschalterspalte
6. Schneiden Sie das schwarze und rote Batteriekabel auf die entsprechende Länge und löten Sie das schwarze an den Massestreifen und das rote an den V+-Streifen in der Batteriespalte.

Achten Sie beim Verdrahten mit der Verteilerplatine darauf, die Drähte durch die Vorderseite der Platine zu schieben und an die Pads auf der Rückseite zu löten. Wenn Sie eine Standard-Perf-Platine verwenden, müssen Sie blanke Drähte hinzufügen, um alle Lötstellen entlang jeder Reihe zu verbinden. Schneiden Sie die Drähte bündig ab. Testen Sie die Verbindungen zum Batteriehalter, bevor Sie ihn in die Rückseite des Gehäuses einrasten lassen. Testen Sie auch die Kontinuität der Schalter- und Buchsenverbindungen, bevor Sie sie am Gehäuseboden befestigen.

Der Batteriehalter sitzt sehr fest, wenn das Gehäuse in PLA gedruckt ist. Möglicherweise müssen Sie den Halter in einem 45-Grad-Winkel an der Unterseite feilen, wo die Kofferlaschen fallen, und auch die Enden der Kofferlaschen feilen, damit der Halter in Position geschoben werden kann. Achten Sie beim Einschieben des Halters in das Gehäuse darauf, dass die Batteriedrähte aus der Öffnung herausragen.

Der Arduino wird in die Position auf der Gehäuseoberseite eingerastet. Vorher müssen Sie den Dupont-Stecker vorbereiten und mit dem Arduino-Board verbinden. Bereiten Sie 4 Drähte 26 oder 28 vor, eine rot, eine schwarz und zwei zusätzliche Farben, 10 cm lang. Streifen Sie etwa 1/4 Zoll von jedem Ende ab, drehen Sie es und verzinnen Sie es mit Lötzinn. Befestigen Sie jeweils ein Ende zum Crimpen an Crimp-Buchsen für Dupont-Steckverbinder. Stecken Sie jedes in eine 5-polige Steckerabdeckung in der folgenden Reihenfolge beginnend an einer Endposition 1 schwarz 2 leer, 3 Farbe1, 4 rot, 5 Farbe2. Löten Sie nun die gegenüberliegenden Enden wie folgt in den Pro Mini:

Schwarz auf Arduino GND am unteren Rand

Rot zu Arduino RAW-Pad

Color1 zu Arduinos Pin 8

Color2 zu Arduinos Pin 5

Alle auf Kontinuität testen

Geben Sie etwas Epoxidkleber, um Position 2 der Dupont-Abdeckung zu blockieren (dies verhindert, dass ein Stift in dieses Loch eindringt), und lassen Sie ihn aushärten. Schneiden Sie die gelöteten Drähte so ab, dass nur eine kleine Menge Draht über die Rückseite des Arduino hinausragt. Lassen Sie die Platine wie oben beschrieben in die Gehäuseoberseite einrasten. Es kann hilfreich sein, etwas Heißkleber hinzuzufügen, um den Draht am Arduino zu befestigen und eine Zugentlastung zu bieten.

Stecken Sie nun den Dupont-Stecker unter Beachtung der Polarität in die Stiftleiste. 4 AAA-Batterien in den Batteriehalter einlegen (Polarität beachten) und einschalten.

Die Power-LED des Arduino sollte leuchten. Wenn nicht, überprüfen Sie Ihre Arbeit mit einem Multimeter.

Bringen Sie den Schiebeschalter und die Telefonbuchse am Gehäuse an und befestigen Sie dann die Verteilerplatine mit zwei kleinen Schrauben an der gezeigten Stelle am Gehäuse.

Schalten Sie es aus und beginnen Sie mit der Arbeit am Stift.

Schritt 7: Drucken Sie den Pin

Es sind zwei.stl-Dateien enthalten, die für den Pin gedruckt werden müssen. Die erste Datei (PinParts) enthält die drei diskreten Teile, aus denen der Stiftkörper besteht, der zum vollständigen Stift zusammengefügt werden soll. Die zweite ist eine Diffusorlinse, die verwendet wird, um die helle Ausgabe der LEDs zu mildern. Ich habe den Körper mit ABS-Kunststoff gedruckt, da er weicher als PLA ist und beim Einsetzen des Pixelrings etwas nachgibt und sich leicht mit ABS-Zement verklebt. PETG oder PLA können auch funktionieren, aber Sie müssen einen kompatiblen Kleber verwenden. Es ist ein Kompromiss. bei Verwendung der Grundplattenhalterung für diese Teile, da in jedem Fall eine Reinigung vor dem Verkleben erforderlich ist. Drucken und reinigen Sie vorerst die drei Teile: Hauptkörper, Verschlusshalterung und Wagenheberabdeckung, Extras der Halterung und Abdeckung sind enthalten.

Die Linse (Pin Lens) muss mit einem klaren Filament auf eine Grundplatte mit glatter Oberfläche gedruckt werden. PETG ist das Filament, das ich verwendet habe, aber Sie können gerne eine andere Art von Kunststoff ausprobieren. Die Linse wird nur über die zusammengebaute Basis geschoben, es ist eine feste Reibungspassung, also seien Sie beim Testen vorsichtig. Einige Slicer-Einstellungen, die für dieses Teil verwendet werden sollten, sind: volle Füllung (dh 100%), Linien, alle Kämmen, keine Unterstützung und, wenn PETG, kein Fächer für eine verbesserte Schichthaftungsfestigkeit.

Schritt 8: Montieren Sie den Pin

Abgesehen von den oben genannten gedruckten Teilen benötigen Sie:

• NeoPixel-Ring
• Aufputz-Telefonbuchse
• Drei Farben dünner 28 oder 30er Draht
• Schmuckkleiderverschluss
• ABS oder anderer kompatibler Kleber für den Kunststoff
• Epoxidkleber für den Verschluss
• Lötzubehör

Die Schritte sind einfach, aber ein bisschen heikel.

1. Bestimmen Sie die Ausrichtung des Pixelrings innerhalb des Hauptkörpers und die Länge der Drähte, die zum Löten an die Buchse benötigt werden (siehe Bilder oben).
2. Schneiden und isolieren Sie das Ende der Drähte und löten Sie jeweils ein Ende an den Ring bei Din, V+ und Gnd.
3. Die Buchse wird in das quadratische Loch montiert. Stellen Sie sicher, dass die Drähte vom Ring bis zur Buchse reichen, plus etwa 1/4 Zoll mehr.
4. Biegen Sie die Lötfahnen an der Buchse um 90 Grad, so dass sie von unten herausragen

5. Löten Sie die anderen Enden des Drahtes vorsichtig an der Buchsenspitze (Din), der Ringlasche (V+) und der Hülsenlasche

   (Gnd).

Dies wäre ein guter Zeitpunkt, um das Löten und die Programmierung zu testen.

Stecken Sie ein Kabel in den Controller und das andere Ende in die Buchse. Schalten Sie das Neo-Pixel ein und überprüfen Sie, ob es funktioniert und dass der Feiertag mit dem Tastschalter geändert werden kann, bevor Sie fortfahren. Wenn dies überprüft wurde, entfernen Sie das Kabel und schalten Sie den Controller aus.

1. Fädeln Sie nun die Buchse durch das Loch im Stiftkörper
2. Schieben Sie die Buchse in die Abdeckung, wobei die Laschen und Drähte aus dem Boden herausragen und das Steckerloch im Bogen freiliegt.
3. Setzen Sie die Abdeckung in das Stiftgehäuse ein und halten Sie es fest gegen den Stiftgehäusekleber. Halten oder klemmen Sie es fest.
4. Führen Sie die drei Drähte in der Mulde vom Ring zur Buchse und drücken Sie den Ring so fest, dass die LEDs mit der Oberseite des Gehäuses bündig sind. Stellen Sie sicher, dass sich die Drähte in der Mulde befinden und nicht zwischen Ring und Körper eingeklemmt sind. Nicht kleben.
5. Kleben Sie die Verschlusshalterung (mit den drei Stiften) im angezeigten Bereich mit ABS (oder anderem) Kleber auf das Gehäuse und lassen Sie sie aushärten.
6. Rauen Sie die Rückseite der Schließe mit einem kleinen Stück Sandpapier auf, testen Sie dann den Sitz über den drei Stiften, entfernen und bedecken Sie die Rückseite der Schließe mit Epoxidharz und drücken Sie sie dann über die Stifte. Entfernen Sie den Kleber, der zwischen den Stiften herausgedrückt wird. Lassen Sie ihn über Nacht aushärten.
7. Verwenden Sie einen Lötkolben, um die Stifte bündig mit der Schließe zu glätten, damit die Rückseite der Schließe glatt ist und sich nicht am Stoff verfängt.
8. Stecken Sie den Pin in den Controller und testen Sie ihn erneut.
9. Schieben Sie die Linse über den Stiftkörper, drücken Sie sie bündig mit der Oberseite,

Schritt 9: Projekt abgeschlossen

Sie haben das Weihnachtsstiftprojekt abgeschlossen. Ich hoffe, es war angenehm und vielleicht ein bisschen herausfordernd. Tragen Sie Ihre Anstecknadel gerne oder verschenken Sie sie an einen Freund.

Die angehängte Datei enthält Anweisungen für den Pin-Benutzer, die hilfreich sein können.

Wenn Ihnen dieses Projekt gefallen hat, werfen Sie bitte einen Blick auf einige meiner anderen instructables, suchen Sie einfach nach mir, Souperman2

Willst du eine größere Herausforderung? Ich arbeite an einem größeren Feiertagsdisplay, mit dem Sie Ihren Urlaubsgeist mit Ihren Nachbarn teilen können. Schauen Sie wieder vorbei für das Super Holiday Wreath Project, ich hoffe, es rechtzeitig für Weihnachten fertig zu haben, damit Sie es bauen können.