Màn hình xe đạp POV - ESP8266 + APA102: 7 bước (có hình ảnh)

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:15

** TỪ CHỐI **

Tài liệu hướng dẫn này là một phần trong luận văn thạc sĩ của tôi và đã hoàn thành. Tôi không có không gian làm việc tại thời điểm này, vì vậy tôi không thể hoàn thành nó trước khi có một không gian thích hợp để kiểm tra và xây dựng.

Nếu bạn muốn xây dựng một màn hình xe đạp POV, hãy sử dụng nó làm nguồn cảm hứng, nhưng tôi khuyên bạn nên sử dụng hướng dẫn Adafruit.

Làm thế nào để biến chiếc xe đạp của bạn thành một màn hình có thể di chuyển trong thành phố? Tài liệu hướng dẫn này nhằm mục đích giải đáp cách thực hiện điều đó rẻ và dễ dàng với các bộ phận mà hầu hết các nhà sản xuất đã có sẵn.

Trước khi chúng tôi bắt đầu về cách xây dựng thiết bị, tôi muốn cảm ơn Ada và hướng dẫn của cô ấy về cách tạo màn hình POV. Tôi đã sử dụng mã từ hướng dẫn của cô ấy làm nguồn cảm hứng, một bước đệm và một phần lớn mã của cô ấy tồn tại trong ví dụ của tôi.

Sự khác biệt lớn nhất là tôi đã làm cho mã hoạt động với bộ vi xử lý WiFi phổ biến, ESP8266. Tôi đang sử dụng NodeMCU v2 trong ví dụ của mình, yêu cầu điều chỉnh nhiều. Lý do chính của tôi đằng sau việc chọn thiết bị ESP8266 là nó là một phần cứng mạnh mẽ và bạn có thể triển khai giao tiếp không dây để điều khiển hình ảnh, đồng bộ hóa nhiều đơn vị hoặc bất cứ thứ gì bạn có thể đưa ra. Một điểm khác biệt nữa là tôi đã triển khai một bộ ổn định hình ảnh giúp màn hình dễ đọc hơn khi đạp xe (có rất nhiều chỗ để cải thiện nhưng nếu bạn muốn có một sản phẩm tiêu dùng hoàn thiện và chuyên nghiệp, hãy mua POV từ Monkeylectric). Sự khác biệt cuối cùng là tôi đang sử dụng các bộ phận rẻ hơn trong bản dựng của mình. SK9822 / APA102 về cơ bản có cùng phần cứng với Adafruit Dotstar nhưng rẻ hơn. Bạn có thể nhận được NodeMCU chỉ với 3,95 đô la nếu bạn có thể đợi nó được giao. Và bây giờ đến hướng dẫn !!

Bước 1: Các thành phần

Đối với bản dựng này, bạn sẽ cần

• 1x NodeMcu v2
• 1x dải dẫn APA102 ít nhất 32 pixel
• 1x điểm ảnh tăng cường APA102
• 1x công tắc Reed
• 1x nam châm
• 1x điện trở 10k ohm
• 1x 3 kẹp pin AA
• 3x pin AA
• 1x công tắc SPST
• 1x 1000uf tụ điện

NodeMCU:

Như đã đề cập ở trên, tôi chọn bộ vi xử lý này vì nhiều lý do khác nhau. Nó nhanh, rẻ, nhỏ và tiềm năng cho giao tiếp không dây.

APA102:

Những đèn LED này siêu nhanh và tuyệt vời cho các dự án mà thời gian là một yếu tố quan trọng. So với một lựa chọn phổ biến khác là WS8212 / neopixel, nó có một chốt đồng hồ để đảm bảo rằng nó không bị mất đồng bộ. Bạn cũng có thể chọn bản sao APA102 được gọi là SK9822. Bạn có thể tách dải và cả hai phần vẫn hoạt động vì mỗi pixel có một trình điều khiển, vì vậy khi bạn mua một đồng hồ đèn LED cho dự án POV của mình, phần còn lại có thể được sử dụng cho bánh xe khác của xe đạp hoặc dự án khác.

Pixel tăng cường:

Bạn cần một pixel APA102 (cắt nó ra ở cuối dải) càng gần NodeMCU càng tốt. Lý do là NodeMCU chỉ xuất ra 3,3 volt và APA102 hoạt động ở 5 volt nhưng nếu bạn đặt một pixel đủ gần, nó sẽ hoạt động như một Bộ chuyển đổi mức logic, vì vậy đồng hồ và tín hiệu dữ liệu sẽ được chuyển đổi thành 5v cho các pixel còn lại.. Trong mã, chúng tôi không bao giờ gửi màu đến pixel tăng cường vì chức năng duy nhất của nó là khuếch đại tín hiệu, vì vậy chúng tôi không cần phải có dải gần với NodeMCU. Tôi muốn gửi lời cảm ơn tới Elec-tron.org vì đã đưa ra ý tưởng.

Công tắc sậy và nam châm:

Công tắc sậy tạo ra một xung mỗi khi nó đi qua nam châm và tôi đang sử dụng công tắc này để ổn định hình ảnh khi đạp xe. Tôi không có liên kết cho nơi tôi đã mua cái này, vì tôi đã tìm thấy nó trong một cánh cửa mèo từ tính cũ trong một thùng chứa đồ điện tử. Chúng tôi đang sử dụng điện trở 10k ohm như một bộ kéo xuống để giảm thiểu tiếng ồn.

Phần còn lại:

Tụ điện ngăn chặn sự sụt giảm điện áp khi dải chuyển từ không có màu sang (làm ví dụ) toàn màu trắng.

Pin chỉ cung cấp 4,5 volt nhưng nó quá đủ để điều khiển hệ thống.

Công tắc SPST được sử dụng để bật và tắt mạch.

PS: một số phiên bản APA102 đã chuyển đổi giữa pin màu đỏ và xanh lá cây. Nếu bạn có GRB thay vì RGB, dải của bạn sẽ nhấp nháy màu xanh lục khi bạn viết màu đỏ vào nó. Tôi đã sử dụng cả hai, vì vậy đó là lý do tại sao một số hình ảnh của tôi trên github trông kỳ lạ.

Bước 2: Mạch

Tôi đã mắc lỗi tạo dây dài từ NodeMCU đến pixel tăng cường trong sơ đồ. Điều RẤT quan trọng là làm cho những dây đó càng ngắn càng tốt. Khoảng cách từ booster đến phần còn lại của các pixel có thể dài đến mức cần thiết. Trong sơ đồ và trong phiên bản của tôi, tôi đã đặt tụ điện gần với nguồn điện. Tôi thà đặt nó gần các pixel nhưng cả hai đều hoạt động tốt.

Bước 3: Hàn

Bước 4: Lắp ráp và gắn vào bánh xe

Tôi đã làm phiên bản của mình thành một gói nhỏ và gắn nó với sự kết hợp của dây buộc zip và băng keo. Tôi muốn giới thiệu một cách khác để làm điều này vì nó không thực tế lắm.

Nếu bạn muốn ổn định bánh xe, bạn có thể gắn một bộ pin thứ hai (song song với bộ đầu tiên, mạch khôn ngoan) ở phía đối diện.

Nam châm được gắn vào khung của xe đạp bằng keo nóng để nó thẳng hàng với cảm biến sảnh khi bánh xe quay.

Bước 5: Phác thảo hình ảnh và khái niệm

Bước này bao gồm việc lên ý tưởng và phác thảo hình ảnh cho chiếc xe đạp.

Như bạn có thể thấy trong các bức ảnh, điều này có thể được thực hiện với bạn bè và nó có thể giúp bạn nghĩ ra điều gì đó thú vị cho bánh xe đạp của mình. Nó thực sự giúp tôi / chúng tôi thảo luận ý tưởng của mình với nhau để tạo khung và bố cục lại thông điệp mà chúng tôi muốn gửi. Hãy nhớ rằng nếu bạn cài đặt, nó không chỉ để bạn xem mà còn cho tất cả những người bạn gặp trên đường đi. Hãy nghĩ về con đường bạn thường đi xe đạp, có điều gì trên con đường đó mà bạn muốn nhận xét không?

Tôi đã tạo một mẫu có thể giúp bạn tìm ra chủ đề và thiết kế bánh xe đạp của bạn

Bước 6: Tạo hình ảnh

Bây giờ đã đến lúc chuyển sang photoshop hoặc một chương trình chỉnh sửa hình ảnh khác. Hình ảnh của tôi có kích thước 84 x 32 pixel vì tôi có 32 pixel trong dải đèn LED và tôi thấy rằng 84 là độ dài tốt. Bạn có thể xem xét chiều rộng của bức ảnh để tìm kích thước tạo ra bức ảnh đẹp nhất trên chiếc xe đạp của bạn

Khi bạn hiển thị hình ảnh của mình trên xe đạp của mình, nó sẽ được kéo dài ở phía trên của hình ảnh và ép lại với nhau ở phía dưới.

Bốn hình ảnh đầu tiên sẽ không được hiển thị rất tốt trên bánh xe và là những bức ảnh khái niệm cần được làm cong để làm cho nó phù hợp hơn với màn hình POV. Hình ảnh cuối cùng được sử dụng để làm cho hình ảnh đặc trưng của hướng dẫn này có kích thước phù hợp và được làm cong để dễ đọc hơn.

Tùy thuộc vào cách bạn quay xe đạp và / hoặc vị trí bạn đặt đèn led, bạn có thể phải lật hình ảnh kỹ thuật số theo chiều dọc và / hoặc chiều ngang.

Bước 7: Mã

Mã của tôi có thể được tìm thấy trên github của tôi.