Trang trí chân hổ Clemson chiếu sáng nền với dải LED WS2812: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Không gian chế tạo của Clemson ở trung tâm Watt có một máy cắt laser, và tôi muốn đưa nó vào sử dụng tốt. Tôi nghĩ làm một chiếc chân hổ có đèn chiếu sáng phía sau sẽ rất tuyệt, nhưng tôi cũng muốn làm điều gì đó với acrylic có ánh sáng cạnh. Dự án này là sự kết hợp của cả hai mong muốn.

Có thể tôi sẽ gọi nó là WallPaw vài lần trong Bài giảng này. WallPaw là tên mã hoặc tên dự án mà tôi đã đặt cho nó, vì vậy tôi có một cách dễ dàng để theo dõi các tệp liên quan đến nó.

Để biết thêm hình ảnh về WallPaw và Câu hỏi thường gặp hài hước, bạn có thể xem trên trang web của tôi tại đây.

Danh sách các bộ phận

Các thành phần

• 1/4 "gỗ - 2 'vuông
• 3/8 "acrylic - 1 'x 2'
• Dải đèn LED WS2812 - 5 mét
• Arduino Uno
• Arduino Mega
• Mô-đun thu hồng ngoại
• Tụ điện 1000 uF - 5ish
• Dây kết nối (nhiều)
• PSU máy tính (hoặc nguồn điện 5V và 12V)
• Điều khiển từ xa LED hồng ngoại 44 phím
• Mô-đun micrô - Tôi sử dụng MAX9814 hoặc MEMS

Công cụ

• Tiếp cận máy cắt laser (tôi đã sử dụng máy cắt ở Clemson)

  Một máy CNC cũng sẽ hoạt động để cắt, nhưng nó không thể khắc acrylic

• Hàn sắt

  Tay thứ ba cần thiết

• Súng bắn keo nóng (đây là điều cần thiết)
• Máy cắt dây / máy thoát y
• Kiên nhẫn

Lưu ý: Tôi mua hầu hết các thành phần của mình trên Ebay. Tôi biết chúng không đáng tin cậy hoặc chất lượng tuyệt vời, nhưng đối với dự án của tôi, tôi đã gặp may với chúng. Tôi khuyên bạn nên mua nhiều món hàng phòng trường hợp bạn làm vỡ một cái hoặc nó không hoạt động được, vì việc vận chuyển trên Ebay trực tiếp từ Trung Quốc có thể mất một tháng hoặc lâu hơn.

Bước 1: Thiết kế ban đầu - Hình ảnh và Tệp Vector

Tôi đã tải xuống tệp vectơ của bàn chân Clemson từ đây và mở nó trong Adobe Illustrator để bắt đầu thêm các đầu nối giữa các ngón chân. Tôi đã sử dụng công cụ bút và công cụ chọn trực tiếp để vẽ các kết nối mới và xóa các kết nối cũ.

Đối với miếng acrylic, tôi đã sao chép từng ngón chân một và thay đổi kích thước / căn giữa nó cho đến khi nó trông đúng. Sau đó, tôi vẽ trong một hình chữ nhật có kích thước phù hợp để đèn LED của tôi nằm giữa gỗ và acrylic

Những bức ảnh

Đối với những bức tranh về Thung lũng Chết và Tillman, tôi đã tải bức tranh lên trang web này để tạo một bản vẽ đường nét của bức tranh. Tôi đã lộn xộn với các cài đặt cho đến khi nó trông đúng.

Tiếp theo, tôi mở bức tranh bằng Photoshop. Tôi đã sử dụng công cụ trong Select Color Range để chọn tất cả các pixel màu trắng và xóa chúng. Tiếp theo, tôi nghĩ rằng tôi đã tăng độ tương phản và điểm nổi bật và những thứ khác để bức ảnh có màu đen và trắng tinh khiết nhất có thể. Cuối cùng, tôi đã sử dụng công cụ tẩy để xóa các chấm lạc trên hình ảnh nhiều nhất có thể.

Đối với hai bức ảnh còn lại, tôi chỉ cần chuyển chúng thành màu đen / trắng thuần túy. Có nhiều cách để làm điều này, nhưng tôi quên mất chính xác cách tôi đã làm.

Bạn muốn lưu ảnh dưới dạng tệp.png, sau đó sao chép, dán chúng vào tệp vector Illustrator. Đảm bảo rằng miếng chèn acrylic và miếng gỗ cắt có cùng kích thước và bao gồm các khe cho đèn.

QUAN TRỌNG: Khi bạn khắc acrylic sáng cạnh, sẽ trông đẹp hơn rất nhiều nếu hình khắc nằm ở mặt sau của miếng acrylic. Để đạt được điều này, khi bạn căn giữa bức ảnh trên phần bạn đang cắt, hãy nhóm chúng lại với nhau và phản chiếu theo chiều ngang. Vì vậy, trong trường hợp của tôi, tôi nhóm đường viền bên trong của ngón chân và bức tranh, sau đó lật chúng theo chiều ngang. Đây nên là một trong những điều cuối cùng bạn làm để không làm rối kích thước của tấm cắt bằng gỗ / acrylic.

Bước 2: Cắt Laser

Tôi mang gỗ và acrylic của mình đến Clemson Makerspace ở Trung tâm Watts. Máy cắt laser của chúng tôi là Máy cắt Laser Epilog Fusion M2 40, nó có diện tích khắc 40 "x 28".

Trong các tệp vectơ mà tôi đã tạo đường viền có nét / độ dày là 0,00001 "để phần mềm máy cắt laser biết để cắt các đường thẳng đó. Tôi đã sử dụng cài đặt mặc định của phần mềm cho gỗ 1/4" trên các miếng gỗ. Trên các miếng acrylic, tôi nghĩ chúng tôi đã sử dụng 100% tốc độ và 2% điện năng để cắt acrylic, và cao hơn một chút so với công suất mặc định cho việc khắc. Tôi để tấm bảo vệ ở mặt sau của miếng acrylic khi cắt để ngọn lửa không làm cháy tấm acrylic mà chỉ là tấm bảo vệ. (Loại bỏ tấm bảo vệ trên cùng mặc dù)

Khi sử dụng máy cắt laser, nếu phần mềm không thực hiện tất cả các vết cắt và khắc của bạn trong cùng một bản in, chỉ cần chia chúng thành hai tệp / tệp cắt riêng biệt: một tệp để cắt, tệp còn lại để khắc. Có thể đây chỉ là một vấn đề với tia laser Epilog, nhưng có thể nó phổ biến hơn.

Bước 3: Đi dây và lắp đặt đèn LED

Khi mọi thứ đã được cắt xong và trước mặt tôi, tôi chỉ dùng bút chì để vạch đường dẫn cho đèn LED của mình và vẽ nơi các bảng Arduino và đầu nối nguồn của tôi sẽ đi đến. Nó không cần phải chính xác hoặc quản lý cáp tuyệt vời vì tất cả đều nằm ở mặt sau của dự án, nơi không ai có thể nhìn thấy.

Tôi đã chọn giữ nguồn điện trên mặt đất thay vì ở mặt sau của dự án để tiết kiệm trọng lượng. (Cũng bởi vì tôi không có không gian cho nguồn điện) Tôi đã sử dụng một PSU máy tính cũ và chỉ hàn các đầu nối thùng với dây đầu ra 5V và 12V. Nếu bạn muốn sử dụng nguồn điện 5V thông thường, bạn có thể cắm dây vào Vin (điện áp vào) trên Arduino và không phải xử lý bộ chuyển đổi tăng cường hoặc nguồn cung cấp thứ cấp.

Đèn LED WS2812 rất ngốn điện - mỗi đèn LED có thể sử dụng tối đa 60mA, khi nhân với 200 đèn sẽ cho chúng ta 12A (ở 5V = 60 watt). 12 amps là rất nhiều điện năng, vì vậy hãy sử dụng một số dây dày. Tôi đã sử dụng dây 10 gauge để kết nối nguồn điện với WallPaw, có lẽ là quá mức cần thiết.

Bạn sẽ nhận thấy rằng tôi đang sử dụng hai Arduino riêng biệt cho dự án này. Tôi đã chọn sử dụng hai vì hướng dẫn này sử dụng hai và cho đến khi tôi viết hầu hết mã, tôi nghĩ rằng tôi sẽ cần hai Arduinos. Nó chỉ ra rằng khi bạn viết mã của mình một cách chính xác, nó sẽ hoạt động trên một Arduino duy nhất. Bạn cần một Mega nếu bạn đang thực hiện việc sắp xếp ánh sáng phức tạp với nhiều đèn LED, vì chương trình này khá ngốn bộ nhớ. Tôi đã sử dụng Uno trong một vài ngày, sau đó mã ngừng hoạt động vì nó sắp hết bộ nhớ.

Tất cả các dải ánh sáng của tôi chỉ được dán nóng vào mặt sau của bàn chân. Tôi đã thử sử dụng bọt hoặc thứ gì đó cứng hơn để làm mặt sau, nhưng hóa ra là không cần thiết. Chỉ cần keo nóng chúng, các dải đèn LED sẽ hạnh phúc ở đúng vị trí. Keo nóng FYI hoàn toàn không dẫn điện, tôi đã tự kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng.

Hàn

198 LED đầu tiên chỉ mất một hoặc hai giờ để dán và hàn, nhưng các miếng acrylic có lẽ mất tổng cộng 6 giờ. Tôi không tạo khe cắm cho đèn LED quá rộng (vì vậy chúng không dễ thấy), nhưng kết quả là tôi phải hàn dây rất độc đáo như thể hiện trong hình trên. 4 miếng acrylic * mỗi miếng 3 đèn LED * 6 miếng hàn cho mỗi đèn LED = 72 miếng hàn cho riêng đèn LED. Thêm thời gian để đo / cắt / dải dây kết nối và đốt cháy một vài đèn LED khi bạn hàn chúng và bạn dễ dàng có một công việc kéo dài 6-8 giờ.

Nếu bạn đang tạo một phiên bản của cái này, hãy thiết kế các khe cho đèn LED của bạn rộng hơn nhiều so với tôi. Vì sự tỉnh táo của chính bạn.

Bước 4: Lập trình

Tôi đã sử dụng thư viện FastLED để điều khiển đèn LED WS2812. Tôi đã sử dụng thư viện LEDCodes của riêng mình mà tôi đã tạo riêng cho điều khiển từ xa IR 44 phím.

Mã thường chạy như thế này

1. Arduino 1 (Uno) lắng nghe tín hiệu hồng ngoại

   1. Nếu nó nhận được tín hiệu, hãy tìm ra nút nào trên điều khiển từ xa IR
   2. Gửi số đó (1-44) tới Arduino 2 (Mega)

2. Arduino 2 (Mega) kiểm tra mã số mới từ Arduino 1

   Nếu nó nhận được một số, hãy thay đổi chế độ hiện tại thành số đó

3. Chạy chuỗi đèn tương ứng với số chế độ hiện tại

   1. Kiểm tra mã mới sau mỗi 150ms hoặc lâu hơn
   2. Nếu mã mới giống với mã hiện tại, hãy chuyển sang chế độ phụ tiếp theo

Các nút màu đơn trên đèn có nhiều chế độ phụ

1. Tất cả các đèn sáng
2. Chỉ có đèn acrylic và Clemson Tigers
3. Tất cả các đèn xung bật / tắt
4. Âm thanh phản ứng
5. Chỉ acrylic

Các nút Red / Green / Blue được thiết lập để hiển thị sự kết hợp hai màu của đèn

1. Đèn bên ngoài màu 1, màu acrylic + đèn Clemson Tigers màu 2
2. Hoán đổi cái đó ^
3. Các miếng acrylic thay thế có màu 1 và 2 (vì vậy miếng 1 và 3 là màu 1, miếng 2 và 4 là màu 2)
4. Hoán đổi cái đó ^

Tôi đã sao chép một số chế độ ánh sáng mát mẻ từ trang web này, chẳng hạn như:

• Cầu vồng cuộn (yêu thích của tôi)
• Rượt đuổi trong rạp hát
• Bông tuyết nhấp nháy
• Cylon trả lại
• Mô phỏng quả bóng nảy
• Mô phỏng lửa

Tôi cũng đã thực hiện các chức năng của riêng mình để phản ứng âm thanh bằng cách sử dụng micrô. Bạn có thể đọc chúng trong tệp MicrophoneFunctions.ino trong tệp WallpawLightTester.zip tại đây.

Bước 5: Sản phẩm cuối cùng

Ta-da!

Vui lòng bình luận hoặc gửi email cho tôi câu hỏi - Tôi thích nội dung này và rất muốn giúp những người khác thực hiện các dự án thú vị. Tôi cũng là người có sở thích / nhiếp ảnh gia tự do / bán chuyên nghiệp trong khu vực Clemson / Greenville SC, vì vậy nếu bạn đang tìm kiếm một nhiếp ảnh gia, hãy liên hệ với tôi!