Neopixel LED-Herz - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Neopixel sind farbwechselnde, einzeln adressierbare (programmierbare) LED-Leuchten. Sie sind in verschiedenen Formen bei Adafruit.com erhältlich, aber ich mag besonders den traditionellen 8-mm-LED-Stil "through the hole". Sie sind hell und schön, und Sie können Ihre eigenen benutzerdefinierten Designs erstellen, wie im hier bereitgestellten Beispiel für die Herzform veranschaulicht. Arduino-Software wird normalerweise verwendet, um die LEDs zu steuern.

Bitte sehen Sie sich mein YouTube-Video des Neopixel LED Heart in Lightshow-Aktion an. Eine weitere unterhaltsame Möglichkeit, das Herz zu betrachten, besteht darin, es auf ein Fenster wie eine Glasschiebetür zu richten, um eine Doppelherzbildreflexion zu sehen (wie abgebildet).

Schritt 1: Wichtige Verbrauchsmaterialien

1. Adafruit 8-mm-Neopixel-LEDs (26 benötigt)

2. Cricut 12x12-in StandardGrip selbstklebende Schneidematte (Walmart)

3. Sparkfun LilyTiny ATTINY85 Logikchip (und Programmierzubehör)

4. USB-Kabel für die Stromversorgung (Walmart)

5. Gessner kleine Plastikschüssel für Base (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (oder ein anderes kleines Proto Board)

7. Gorilla Glue Montageband Klare Quadrate

8. 480 Ohm Widerstand

+ Dremel und Bohrer und Fräser

+ Lötzubehör

+ Grundlagen der Arduino-Programmierung

+ Adafruit Neopixel Library (zB; STRANDTEST)

Hinweis: Für diejenigen ohne Arduino-Programmiererfahrung könnte der LilyTiny-Logikchip theoretisch bei Bedarf bereits für das Heart programmiert geliefert werden. Ich verwende einfach die Standard-STRANDTEST-App von Adafruit mit ein paar Optimierungen.

(Neopixel-LED-Fotos oben von Adafruit.com kopiert)

Schritt 2: Design der Herzplatine

Schauen Sie sich zunächst das erste Bild der Endmontage an. Am wichtigsten ist, dass es sich um eine ungefähr 1/2 Zoll breite Lasche an der Unterseite des Herzens handelt, die in die Basis eingeführt wird.

Ich habe Microsoft PowerPoint verwendet, um eine druckbare Heart-Vorlage zu entwickeln (oben). Außerdem wird eine Schnittführungsversion bereitgestellt. Ich begann mit einem 26-lappigen überbackenen Herzdesign, das ich online gefunden habe, und die Form leicht modifiziert, um ein besseres Erscheinungsbild mit 8-mm-LEDs zu erzielen. Beachten Sie, dass jede runde LED vier kleinere Löcher hat, die später gebohrt werden.

Das Herzdiagramm wird dann auf Fotopapier ausgedruckt, das als nächstes wie abgebildet auf die Cricut-Klebeplatte geklebt wird. Mit einer Schere wird die Herzform vorsichtig ausgeschnitten. Ein Xacto-Messer wurde verwendet, um an dem Loch in der Mitte des Herzens zu beginnen, bis eine Schere verwendet werden konnte.

Auf die Rückseite der Cricut-Platine lege ich dann ein blaues Abdeckband, um ein Schmelzen der Kunststoffmatte bei späteren Lötschritten zu verhindern. Das Ergebnis ist ein Herz-Sandwich aus Cricut-Matte zwischen Fotopapier und blauem Abdeckband.

Mit einem Dremel mit einem sehr dünnen 1/32-Zoll-Bohrer werden vier winzige Löcher für jede LED gebohrt, die in das Herz eingesetzt werden soll.

Schritt 3: LEDs einsetzen und verlöten

Ein Schaltplan wird angezeigt. Die LEDs werden in Reihe in die gebohrten Löcher eingesetzt, wobei der Datenausgangsdraht von jeder LED nach vorne zum Dateneingangsstift der nächsten gebogen wird, der Dateneingangsstift wird nach hinten gebogen, um den Datenausgangsstift von der Piror-LED zu berühren. Der lange negative Draht von jeder LED wird nach rechts gebogen, um die negative Stromschiene (die später eingefügt wird) zu verbinden, während die positiven LED-Kabel alle nach links gebogen sind, um die positive Schiene zu berühren.

Normalerweise teste ich jede LED mit einer Knopfbatterie. Sie leuchten hellblau, wenn sie wie ein einfacher "Throwie" betrieben werden.

Nachdem die 26 LEDs eingefügt wurden, überprüfen Sie Ihre Arbeit. Die flache Seite aller LEDs sollte in die gleiche Richtung zeigen (außer Ecken können etwas knifflig sein). Jede LED sollte eine zweite pos-Leitung nach links haben, eine dritte neg-Leitung nach rechts. Stellen Sie sicher, dass Sie einen ausreichenden Abstand aller Kabel haben (keine Kurzschlüsse).

Der nächste Schritt besteht darin, alle Verbindungen zu löten. Ich habe 24 Gauge Kupferdraht verwendet, um die negativen und positiven Stromschienen zu bilden, um jede LED zu verbinden. An der Basis des Herzens für die Einstecklasche löte ich zur strukturellen Steifigkeit zwei Kopfstifte ein - je einen für die positive und negative Schiene. Wie gezeigt, sind die beiden Header-Pins um 4 Proto-Board-Löcher voneinander beabstandet (0,4 Zoll wie abgebildet).

Schritt 4: Testen der Herzoperation mit einem Arduino

Normalerweise besteht mein erster Schritt nach der Verkabelung darin, den Montagebetrieb mit einem normalen Arduino zu testen. Wie Sie sehen, steht das Herz jetzt wie vorgesehen aufrecht in einem kleinen Brotbrett. Normalerweise optimiere ich ständig an der STRANDTEST-App, so dass dies eine Gelegenheit bietet, den Lötjob sowie das neue vorgeschlagene Farbprogramm zu testen. Die Neuprogrammierung der LilyTiny-Boards ist etwas schwierig, daher hilft es, alles im Standard-Arduino-Setup zu testen, bevor die Software auf das LilyTiny-Board geladen wird.

Schritt 5: Vorbereiten der Basis

Im letzten Projekt wird die Herzbaugruppe aufrecht stehen, wobei die Walmart-Kunststoffschale als Basis verwendet wird.

Bohren Sie mit einem Dremel zuerst ein 1/8-Zoll-Loch in die Mitte der Plastikschüssel. Wechseln Sie dann zu einem 1/8-Zoll-Schneidbit, um den Schlitz vorzubereiten. Zusätzlich wird ein 1/8-Zoll-Loch (leicht erweitert) an der Seite der Schüssel benötigt, um das USB-Netzkabel zu passieren.

Versuchen Sie dann, die Herzbaugruppe in die runde Radio Shack Proto-Platine (oder Ersatz-Proto-Platine) einzupassen.

Als nächstes bringen Sie Gorilla Klebepads (mit einer Schere zugeschnitten) an den Außenseiten des Protoboards an und führen das Protoboard vorsichtig unter den Schlitz in der Plastikschüssel ein, wobei die Löcher des Protoboards mit dem Schlitz in der Schüssel ausgerichtet sind, so dass das Herz von oben eingefügt. Die Klebepads halten das Protoboard fest an der Schüssel. Die verkupferte Seite der Proto-Platine sollte wie abgebildet nach unten zeigen (in Richtung des offenen Endes der Schüssel).

Setzen Sie das Herz von oben in die Basis ein. Die drei Leitungen vom Herzen (Pos, Data, Neg) sollten von der Unterseite durch die Löcher der Proto-Platine sichtbar sein. Überprüfen Sie die Ebenheit der Form und löten Sie dann die drei Leitungen an ihren Platz. Dadurch wird das Herz in der Endposition verriegelt.

Schritt 6: Endverdrahtung

Der Stromanschlussplan wird angezeigt.

Ein einfaches USB-Kabel wurde bei Walmart gekauft und mit Drahtschneidern geschnitten, um die roten (pos) und schwarzen (neg) Drähte zu erhalten. Diese werden an die LilyTiny pos und neg Klemmen gelötet. An den LilyTiny-Anschlüssen sind auch rote (pos) und schwarze (neg) Drähte angelötet, die mit den Anschlüssen des Herzens verbunden und an diese angelötet werden (durch die Proto-Platine steckend).

Der Data In (gelb) vom Datenport Nr. 2 des LilyTiny ist ein 480-Ohm-Widerstand, der mit dem Data In-Kabel zum Herzen verbunden und mit diesem verlötet wird.

Die LilyTiny ist für die Heart Lightshow vorprogrammiert. Beachten Sie, dass die LilyTiny so verkabelt ist, dass sie zugänglich ist und vor Ort neu programmiert werden kann, falls eine Softwarekorrektur oder eine Verbesserung der Lichtshow gewünscht wird. Meine persönliche Konvention besteht darin, die LilyTiny-Ausgangsposition Nr. 2 für das Dateneingangssignal zu den Neopixeln zu programmieren.

Das LilyTiny ist mein bevorzugtes CPU-Board für kleine Projekte, aber viele andere CPU-Steuerungsboards sind möglich, wie Adafruit Gemma und verschiedene auf dem Markt erhältliche Mini-Arduino-Boards. Ich habe einfach vor einigen Jahren mit dem LilyTiny-Board angefangen und das ist meine aktuelle Anlaufstelle. Der LilyTiny ist im Grunde ein ATTINY-85-Chip auf einem kleinen Proto-Board.

Natürlich können Sie alternativ Batterien zur Stromversorgung verwenden. Normalerweise verwende ich die LiPo-Akkus von Adafruit.com. In diesem Fall verwende ich normalerweise einen EIN / AUS-Schalter oben auf der Basis. Für einen Schalter verwende ich normalerweise den LilyPad Slide Switch von SparkFun.com.

(LilyTiny Foto oben von SparkFun.com)

Schritt 7: Feinschliff

Die Rückseite der Platine wird mit doppelseitigem Schaumstoffband beklebt und mit Schere und Xacto-Messer auf Herzform getrimmt. Normalerweise mag dies für einige Formen gut genug sein, aber für das Herz habe ich etwas rosa Fotopapier auf die Außenseite geklebt, um das Aussehen zu verbessern (da es schwierig ist, mit dem Schaumstoffband bei einer so kurvigen Form einen guten Job zu machen).

Schritt 8: Fotografieren der Operation

Die Neopixel-LEDs sind unglaublich farbenfroh und hell. Wie einige von Ihnen wissen, besteht die Herausforderung bei diesen LEDs darin, die großartige Schönheit, die Ihr Auge tatsächlich sieht, durch Fotos festzuhalten. Ich habe mein Bestes für dieses Instructable getan.

Beachten Sie, dass die Kamera Dinge sieht, die Ihre Augen nicht sehen und umgekehrt. Im YouTube-Video sehen Sie einige scheinbare Schwingungen/Flimmern, die Ihr Auge nicht wirklich sieht. Auch die Stopp-Aktion der schnellen Verschlusszeit während der Theater Chase-Sequenz erfasst das Ein- und Ausschalten einzelner LEDs, während Ihre Augen nur sich bewegende Punkte sehen. Einige der Farben sind bei der Kamera etwas anders, was für die Augen leuchtend gelb erscheint, ist im Video ein wenig grünlich-gelb.

Wie bereits erwähnt, haben wir auch die Schönheit doppelter Reflexionen von Fenstern entdeckt, wenn das Herz beispielsweise auf eine Glasschiebetür gerichtet ist.

Schritt 9: Lehren des Herzprojekts

Seit einigen Jahren überlege ich, wie man am besten eine Herzform aus Kreisen macht. Wenn Sie meine Instructables kennen, bedeutet das normalerweise, dass ich mich frage, wie viele Kuchendosen ich kaufen muss, um ein gut aussehendes Display zu machen. Die Antwort scheint von der Näh-Community zu kommen, dass ein einfaches Scalloped Heart 26 Lappen (Kreise) hat.

Aber dieses Projekt hat ein viel größeres Potenzial als nur Hearts, da viel mehr Formen möglich sind. Wenn die Form eine Ziffer ist, nenne ich sie eine "elektronische Geburtstagskerze", die in einem zukünftigen Instructable vollständig implementiert werden soll. Unsere Familie hat das Alter von 7 Jahren oben bereits für diesen Zweck gut genutzt. Es genügt zu sagen, dass das Gesamtprojekt im Wesentlichen ein kreisbasiertes Schriftsystem erfordert, das auf 8-mm-LED-Kreisen basiert. Wir haben als nächstes einen 10-jährigen Geburtstag, der die Frage aufdrängt, wie man am besten mit Doppelzahlen umgeht.

Abgesehen von Formen präsentiert dieses Instructable eine Methode zum Anordnen von 8-mm-LEDs in einem speziell angefertigten Streifen mit doppelseitigem Klebeband auf der Rückseite. Der resultierende LED-Streifen könnte an einer Wand befestigt werden, oder sagen wir, an der Innenseite eines Rahmens für ein Infinity-Spiegelprojekt, was meine nächste geplante Anwendung ist. Diese Technik könnte möglicherweise dazu beitragen, die Verwendung von Neopixel-LEDs durch das Loch zu erweitern, die derzeit etwas unbequem zu verwenden sind, da der enge Abstand der vier Stifte nicht immer gut in Standard-Steckbretter und Proto-Boards mit 0,1 Zoll Pitch passt.

Ich denke, das Projekt unterstreicht auch die Schönheit dieser 8-mm-Neoplixel-LEDs, von denen ich hoffe, dass sie auf dem Markt verfügbar bleiben.

Wenn Sie neu in der Arduino-Programmierung sind, zeigt die Einfachheit des LilyTiny-Logikchips im Stromschaltplan von Heart vielleicht deutlicher die Grundidee der Verwendung der Arduino-"Entwicklungsumgebung". Die Logikchips LilTiny und LilyTwinkle von SparkFun.com sind tatsächlich vorprogrammiert. Wenn Sie also die vorinstallierte Logik verwenden möchten, ist keine Programmierung erforderlich. In diesem Projekt musste ich die vorinstallierte Software löschen und meine eigene Software hinzufügen. Natürlich braucht es nicht allzu viel Programmiererfahrung, da Sie in der Regel eine App verwenden, die bereits von jemand anderem für Sie entwickelt wurde. Sobald Sie die Idee haben, ist es nicht allzu schwer, zum nächsten Schritt zu gelangen.