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2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-13 06:56
An diesem Wochenende habe ich für meinen 3-jährigen Cousin eine leuchtende, neopixelfähige Krone gemacht. Sie scheint immer sehr angetan von meinen Leuchtgeräten zu sein, also dachte ich, es wäre an der Zeit, dass sie eine ihrer eigenen hat. Es sieht ziemlich cool aus und ich würde sie gerne in meine Welt der blinkenden LEDs und der Herstellung in jungen Jahren einführen…
Es gibt zwei Hälften dieses Projekts - die Elektronik- und Codeseite und die eigentliche Herstellung der Krone. Sie passen zusammen und man könnte sie wirklich in beliebiger Reihenfolge machen. Sie müssen auch kein Experte sein - ich würde sagen, dies ist ein gutes Einsteigerprojekt, auch wenn Sie in beiden Bereichen nicht viel Erfahrung haben.
Um das Projekt zu erstellen, benötigen Sie die folgenden Werkzeuge:
- Computer mit Arduino-IDE
- Laserschneider und zugehörige Software
- Nähmaschine (oder Handnähgerät + Zeit)
- Lötkolben, Lötzinn etc.
Außerdem benötigen Sie folgende Materialien:
- Adafruit Trinket-Mikrocontroller
- Adafruit PowerBoost 500C Ladegerät/Booster
- Kleiner 3,7 V LiPo-Akku (ca. 150 mAh)
- Ein paar Drähte
- Neopixel /WS2812B LED-Streifen so lang wie der Kopfumfang
- Filzplatte, ~600x200mm
- Weißer Faden Klettband, ein ~10cm Stück
- Ein paar Klebepads und etwas durchsichtiges Klebeband
- SPST-Schalter
Schritt 1: Kronendesign
Das erste, was Sie tun müssen, ist den Umfang des Kopfes der Person herauszufinden. Sie möchten, dass dies ungefähr dort ist, wo die Krone sitzt, aber machen Sie sich keine Sorgen – Köpfe haben seltsame Formen, der Stoff ist flexibel und Sie können die Krone trotzdem verstellbar machen. Der Kopf eines 4-Jährigen scheint im Durchschnitt etwa 51 cm groß zu sein, also habe ich ihn verwendet. Ursprünglich war geplant, die Krone in 3D zu drucken, aber die 3D-Druckgötter waren nicht auf meiner Seite, als ich das versuchte, also entschied ich mich für lasergeschnittenen Filz, der sowieso flexibler und weicher ist. Die Krone habe ich in QCAD entworfen - es ist ganz einfach.
Im Wesentlichen ist es ein Rechteck so lang wie der Kopfumfang und 50 mm hoch, mit einem zusätzlichen Stückchen unten, um über den NeoPixel-Streifen zu nähen. Es gibt auch eine kleine erweiterte Tasche für die Schaltung und eine Lasche an einem Ende, um etwas Klettverschluss hinzuzufügen. Um die Oberseite als Dekoration fügte ich viel des Buchstabens M hinzu (der Name meiner Cousine beginnt mit einem M) und entfernte die Linien, die sie mit dem Körper verbinden, damit sie als ein Stück geschnitten werden. Ich musste für diese eine ziemlich klobige Schrift verwenden, aber sie kamen gut heraus.
Sie können die Dateien, die ich hier verwendet habe, herunterladen, aber es ist wahrscheinlich besser, Ihre eigenen zu erstellen. Sie können das Design ziemlich aufwendig gestalten - solange es sich aus dünnem Filz gut schneidet, ohne zu brechen.
Schritt 2: Laserschneiden des Filzes
Als nächstes schneiden Sie das Design mit einem Laserschneider in etwas Filz (ich bin mir ziemlich sicher, dass meins synthetischer Filz ist, wenn ich es betrachte). Ich habe den Laserschneider bei Norwich Hackspace verwendet, wo wir einen 60W Just Add Sharks Greyfin A2-Schneider haben, und ich habe Speed 20, Power 55 in der LaserCut 5.3-Software für Interessierte verwendet. Beachten Sie, dass dies bei Ihrer Maschine mit ziemlicher Sicherheit anders sein wird!.
Schritt 3: Nähen der Krone
Nähen Sie nun die Krone zu. Schneiden Sie zuerst zwei Streifen Klettband ab, um die Krone zu befestigen. Ich habe den Schlaufenteil viel länger als den Haken gemacht, so dass er bis zu einem gewissen Grad verstellbar war. Nähen Sie den Klettverschluss zuerst an, dann mit einer Nähmaschine oben und am anderen Ende des NeoPixel-Kanals und dann um die Oberseite der Tasche für die Elektronik (lassen Sie jedoch eine Seite offen, um die NeoPixel durchzuschieben)
Schritt 4: LED-Zeit
Setzen Sie den LED-Streifen auf die Krone und schneiden Sie ihn so, dass er in die Krone passt. Sie müssen den LED-Streifen dort abschneiden, wo sich die Kupferverbindungen befinden, also auf den nächsten Kupferstreifen unterhalb der Länge der Krone abrunden, damit der Streifen nicht herausragt. Sie können 30, 60 oder 144 Neopixel pro Meter verwenden, je nachdem, was Sie haben. Ich habe 30 genommen, weil es das war, was ich hatte und es war gut, aber ich denke, je mehr, desto besser.
Schritt 5: Anschließen des Trinket
Jede LED im Neopixel-Streifen nimmt die Daten auf, die ein Mikrocontroller aussendet, liest sie, prüft, ob die Daten ihm etwas sagen, und leitet die Daten dann weiter. Aufgrund dieser Funktionsweise hat jedes Pixel ein Dateneingangsende und ein Datenausgangsende.
Schneiden und isolieren Sie 4 kurze Drahtlängen und befestigen Sie sie wie folgt: Löten Sie eine Länge an den 5-V-Pin Löten Sie eine Länge an Pin 1, mit der Bezeichnung '#1' (Sie können einen anderen Stift verwenden, wenn Sie möchten, müssen Sie jedoch ändern der Code). Verdrillen Sie die restlichen 2 Drähte zusammen und befestigen Sie sie am GND-Pin.
Jetzt müssen Sie 3 davon mit dem Neopixel-Streifen verbinden: Einer der Erdungsdrähte verbindet sich mit der Masse des Streifens Der 5-V-Pin verbindet sich mit VIN auf dem Streifen Der digitale Pin Nr. 1 verbindet sich mit DIN auf dem Streifen. Wenn Sie Streifen mit einem wasserdichten Silikongehäuse haben, müssen Sie vor dem Löten ein wenig davon mit einer Schere zurückschneiden.
Ich habe festgestellt, dass der einfachste Weg, diese Streifen zu verbinden, darin besteht, die Pads mit Lot zu beschichten, Ihre Drähte mit Lot zu beschichten und sie zusammenzuschmelzen.
Schritt 6: Code
Wir werden die Arduino-IDE verwenden, um das Trinket zu programmieren und den für Neopixels verfügbaren Beispielcode so zu ändern, dass er das tut, was wir wollen. Sie können die Arduino IDE von hier aus installieren, wenn Sie sie noch nicht installiert haben. Wenn Sie noch nie mit einem Trinket gearbeitet haben, folgen Sie dem Tutorial von Adafruit hier, um alle zusätzlichen Bits zu installieren, die Sie benötigen (das Trinket ist kein Standard-Arduino-Board, kann aber mit der Arduino-Software programmiert werden). Wenn Sie den Blinkcode auf das Schmuckstück hochgeladen haben und er funktioniert, können Sie den Code hochladen und ändern.
Der erste Schritt besteht darin, die Adafruit Neopixel-Bibliothek zu installieren, um die LEDs zu steuern. Sie haben hier ein ausgezeichnetes Tutorial dazu, also empfehle ich Ihnen dringend, dem zu folgen und dann auf dieses zurückzukommen.
Sie können einen beliebigen Code auf die Krone kleben. Der Beispielcode „strandtest“gibt Ihnen eine gute Vorstellung davon, wozu die Pixel fähig sind. Um dies zu laden, gehen Sie zu Datei> Beispiele> Adafruit NeoPixel> Strandtest. Sie müssen ein paar Dinge im Code ändern: Die PIN-Variable oben muss auf die von Ihnen verwendete PIN geändert werden (der Standardwert ist 6), und im Streifen-Setup-Code müssen Sie ihn auf die Anzahl der LEDs auf dem von Ihnen verwendeten Streifen ändern (zählen Sie sie einfach).
Sie können dann alle Teile des Codes löschen, die Sie nicht möchten. Die Schleifenfunktion (im Code als void-Schleife gezeigt) ruft jede Funktion nacheinander auf (teilt ihr an, dass sie ausgeführt wird), sodass Sie alle verschiedenen Funktionen als Demo sehen. Ich entschied, dass ich wirklich nur RainbowCycle wollte, da dies mein Favorit war, also löschte ich einfach alle anderen Funktionsaufrufe und beließ diesen einen, damit nur er läuft.
Wenn Sie fertig sind, drücken Sie die Taste am Schmuckstück, um es in den Upload-Modus zu versetzen, und laden Sie Ihren Code hoch. Sie sollten viele glänzende Lichter haben! Wenn Sie einen Fehler erhalten, beginnen Sie mit dem Strandtest-Code, wie er zuerst war, und entfernen Sie dann nach und nach die Bits, die Sie nicht benötigen / benötigen. Wenn Sie immer noch Probleme haben, sehen Sie sich das oben verlinkte Adafruit-Tutorial an.
Schritt 7: Batterien und Ladegeräte
Das Letzte, was benötigt wird, ist etwas Kraft. Ich beschloss, ein richtiges Adafruit 500C-Ladegerät zu kaufen - normalerweise verwende ich ein chinesisches Gerät, aber ich werde kein Risiko in der Nähe des Kopfes meiner Cousine eingehen, danke. Wenn Sie einen LiPo-Akku mit JST-Anschluss haben, können Sie ihn direkt an den 500C anschließen. Wenn nicht, müssen Sie es wie ich an die VBAT- und Gnd-Pins löten. Es ist sinnvoll, die nebeneinander liegenden VBAT- und Gnd-Pins nicht zu verwenden, da dann die Batterie kurzgeschlossen werden kann. Ich habe den GND-Pin an der Unterseite des USB-Ladeanschlusses als meinen verwendet, da er groß und weit weg von allem anderen war.
Ich wollte einen Netzschalter einbauen, also habe ich einen einfachen SPST-Schalter mit etwas Draht an die EN- und GND-Pins angeschlossen. Im Nachhinein wäre ein Klick-Button dafür viel besser gewesen. Verbinden Sie dann den - Ausgangsstift am Ende mit dem Ersatz-Erdungsdraht von früher und schneiden und isolieren Sie einen weiteren Draht, um den +-Pin am Ende mit dem VUSB-Pin am Trinket zu verbinden. Sie sollten sehen, dass die NeoPixels nach einem Moment aufleuchten, wenn sie eingeschaltet sind
Schritt 8: Endmontage
Verwenden Sie einige Klebepads, um das Schmuckstück an der Unterseite des Akkus und den Akku am PowerBoost zu befestigen, um einen schönen Stapel Elektronik zu bilden. Etwas mehr Klebeband um diese herum hilft, es zu sichern, vor neugierigen Fingern zu isolieren und den Schalter an Ort und Stelle zu halten.
Schließlich fangen Sie an, alles in den Filz zu schieben. Ich fand es hilfreich, etwas durchsichtiges Klebeband über das Ende des Streifens zu kleben, damit es beim Drücken nicht am Filz hängenblieb. Dieses Gebiss ist ziemlich hart, aber mit ein bisschen Schieben und Schieben ist es einfach genug. Stecken Sie den Schaltungsstapel am Ende in die Tasche.
Das ist es!
Ich bin mit dem fertigen Ergebnis wirklich zufrieden. Zum Zeitpunkt des Schreibens habe ich es noch nicht dem vorgesehenen Empfänger gegeben, aber … es ist eine Regenbogen-Leuchtkrone und sie ist ein 4-jähriges Mädchen, also ….