Neopixel LED Heart: 9 bước (có hình ảnh)

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

Neopixels là đèn LED thay đổi màu, có thể định địa chỉ riêng (có thể lập trình). Chúng có sẵn ở nhiều dạng khác nhau từ Adafruit.com, nhưng tôi đặc biệt thích kiểu đèn LED truyền thống 8 mm "xuyên qua lỗ". Chúng sáng và đẹp, và bạn có thể tạo thiết kế tùy chỉnh của riêng mình như được minh họa bằng ví dụ về Hình trái tim được cung cấp ở đây. Phần mềm Arduino thường được sử dụng để điều khiển đèn LED.

Vui lòng xem video YouTube của tôi về Trái tim LED Neopixel trong hành động trình diễn ánh sáng. Một cách thú vị khác để xem Trái tim đó là hướng nó vào cửa sổ chẳng hạn như cửa kính trượt để xem phản chiếu hình ảnh hai trái tim (như hình minh họa).

Bước 1: Nguồn cung cấp chính

1. Đèn LED Neopixel 8 mm Adafruit (cần 26)

2. Thảm cắt keo Cricut 12x12-in StandardGrip (Walmart)

3. Chip logic Sparkfun LilyTiny ATTINY85 (và nguồn cung cấp Lập trình)

4. Dây USB cho nguồn (Walmart)

5. Bát nhựa nhỏ Gessner cho Base (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (hoặc board proto nhỏ khác)

7. Gorilla Glue Mounting Tape Clear Squares

8. Điện trở 480 Ohm

+ Dremel và mũi khoan và máy cắt

+ Vật tư hàn

+ Khái niệm cơ bản về lập trình Arduino

+ Thư viện Adafruit Neopixel (ví dụ: STRANDTEST)

Lưu ý: Đối với những người không có kinh nghiệm lập trình Arduino, về lý thuyết, chip logic LilyTiny có thể được cung cấp đã được lập trình sẵn cho Heart, nếu có nhu cầu. Tôi chỉ đơn giản là sử dụng ứng dụng STRANDTEST tiêu chuẩn của Adafruit với một vài chỉnh sửa.

(Ảnh LED Neopixel ở trên sao chép từ Adafruit.com)

Bước 2: Thiết kế bảng mạch tim

Trước hết, hãy xem hình ảnh đầu tiên của quá trình lắp ráp cuối cùng. Quan trọng nhất, xin lưu ý rằng đó là một tab rộng khoảng 1/2 inch ở dưới cùng của trái tim, chèn vào đế.

Tôi đã sử dụng MicroSoft PowerPoint để phát triển mẫu Trái tim có thể in được (ở trên). Cũng được cung cấp là một phiên bản hướng dẫn cắt. Tôi bắt đầu với thiết kế trái tim hình vỏ sò 26 thùy mà tôi tìm thấy trên mạng và sửa đổi hình dạng một chút để có vẻ ngoài đẹp hơn với đèn LED 8 mm. Lưu ý rằng mỗi đèn LED tròn có bốn lỗ nhỏ hơn sẽ được khoan sau.

Sau đó, sơ đồ trái tim được in ra giấy ảnh, sau đó được dán vào bảng Cricut kết dính như hình minh họa. Dùng kéo cắt hình trái tim cẩn thận ra. Một con dao Xacto được sử dụng để bắt đầu khoét lỗ ở giữa trái tim, cho đến khi có thể dùng kéo.

Ở mặt sau của bảng Cricut, sau đó tôi đặt một lớp băng dính màu xanh lam, để giúp ngăn chặn sự tan chảy của thảm nhựa trong các bước hàn sau này. Kết quả là một chiếc bánh mì trái tim làm bằng tấm lót Cricut được kẹp giữa giấy ảnh và băng dính màu xanh lam.

Sử dụng Dremel với mũi khoan rất mỏng 1/32 inch, bốn lỗ nhỏ được khoan để mỗi đèn LED được lắp sâu vào tim.

Bước 3: Chèn đèn LED và hàn lên

Sơ đồ nối dây được hiển thị. Đèn LED được lắp nối tiếp vào các lỗ đã khoan, với dây Đầu ra Dữ liệu từ mỗi đèn LED uốn cong về phía trước về phía chân Đầu vào Dữ liệu của đèn LED tiếp theo, chân Đầu vào Dữ liệu được uốn cong về phía sau để chạm vào chân Đầu ra Dữ liệu từ LED trục. Dây âm dài từ mỗi đèn LED được uốn cong sang bên phải để nối vào Thanh ray âm (sẽ được lắp sau), trong khi dây Dương cực tất cả đều được uốn cong sang trái để chạm vào Thanh ray dương.

Thông thường, tôi kiểm tra trước mỗi đèn LED với pin nút. Chúng sáng lên Light Blue nếu được cung cấp năng lượng giống như một chiếc "ném" đơn giản.

Sau khi 26 đèn LED được lắp vào, hãy kiểm tra công việc của bạn. Mặt phẳng của tất cả các đèn LED phải hướng về cùng một hướng (ngoại trừ các góc có thể hơi phức tạp). Mỗi đèn LED phải có dây dẫn vị trí thứ hai ở bên trái, dây dẫn âm thứ ba ở bên phải. Kiểm tra để đảm bảo rằng bạn có đủ khoảng cách của tất cả các dây (không có quần ngắn).

Bước tiếp theo là hàn tất cả các kết nối. Tôi đã sử dụng dây đồng 24 gauge để tạo thành đường ray điện Âm và Dương để kết nối mỗi đèn LED. Ở đáy của trái tim cho tab chèn, để có độ cứng của cấu trúc, tôi hàn vào hai chốt tiêu đề - mỗi chốt cho đường ray Dương và Âm. Như hình minh họa, hai chân tiêu đề được đặt cách nhau 4 lỗ trên bảng proto (0,4 inch như hình minh họa).

Bước 4: Kiểm tra hoạt động của tim với Arduino

Thông thường, bước đầu tiên của tôi sau khi nối dây là kiểm tra hoạt động lắp ráp bằng Arduino thông thường. Như bạn có thể thấy, Trái tim như được thiết kế bây giờ sẽ đứng thẳng trong một bảng bánh mì nhỏ. Thông thường, tôi luôn điều chỉnh ứng dụng STRANDTEST, vì vậy, điều này tạo cơ hội để kiểm tra công việc hàn cũng như chương trình màu mới được đề xuất. Các bảng LilyTiny hơi khó khăn để lập trình lại, vì vậy sẽ giúp chứng minh mọi thứ trên thiết lập Arduino tiêu chuẩn trước khi tải phần mềm lên bảng LilyTiny.

Bước 5: Chuẩn bị cơ sở

Trong dự án cuối cùng, bộ phận lắp ráp Trái tim sẽ đứng thẳng bằng cách sử dụng bát nhựa Walmart làm giá đỡ.

Sử dụng máy khoan Dremel, trước tiên hãy khoan một lỗ 1/8 inch ở giữa bát nhựa. Sau đó chuyển sang mũi cắt 1/8 inch để chuẩn bị rãnh. Ngoài ra, cần có một lỗ 1/8 inch (hơi rộng) ở mặt bên của bát để luồn dây nguồn USB.

Sau đó, thử kiểm tra việc lắp cụm Trái tim vào bảng proto Radio Shack tròn (hoặc bảng proto thay thế).

Tiếp theo, dán các miếng keo Gorilla (được cắt theo kích thước bằng kéo) vào các mặt bên ngoài của bảng proto và cẩn thận chèn bảng proto vào bên dưới rãnh trong bát nhựa, với các lỗ của bảng proto được căn chỉnh với khe trong bát sao cho Trái tim có thể được được chèn từ phía trên. Các miếng keo giữ bảng proto chặt vào bát. Mặt coppered của bảng proto phải hướng xuống dưới như hình minh họa (hướng về phía đầu mở của bát).

Chèn Trái tim từ trên cao vào đế. Ba đạo trình từ Tim (Pos, Data, Neg) phải được nhìn thấy từ mặt dưới chọc qua các lỗ của bảng proto. Kiểm tra độ bằng phẳng của hình dạng, sau đó hàn ba dây dẫn vào vị trí. Điều này sẽ khóa Trái tim ở vị trí cuối cùng.

Bước 6: Nối dây cuối cùng

Sơ đồ dây điện được hiển thị.

Một dây USB đơn giản đã được mua tại Walmart và được cắt bằng máy cắt dây để lấy dây Đỏ (pos) và Đen (neg). Chúng được hàn vào các đầu cuối pos và neg của LilyTiny. Cũng được hàn vào các thiết bị đầu cuối của LilyTiny là các dây Đỏ (pos) và Đen (neg) kết nối với và được hàn với các dây dẫn từ Heart (dính qua bảng proto).

Dữ liệu vào (màu vàng) từ cổng dữ liệu số 2 của LilyTiny là một điện trở 480-ohm kết nối và được hàn vào dây dẫn Dữ liệu đến Trái tim.

LilyTiny đã được lập trình sẵn cho chương trình Heart light. Lưu ý rằng LilyTiny được kết nối để nó có thể truy cập được và có thể được lập trình lại tại chỗ, nếu bạn muốn chỉnh sửa phần mềm hoặc cải thiện hiển thị ánh sáng. Quy ước cá nhân của tôi là lập trình đầu ra LilyTiny Vị trí số 2 cho tín hiệu đầu vào dữ liệu tới Neopixels.

LilyTiny là lựa chọn của tôi về bo mạch CPU cho các dự án kích thước nhỏ, nhưng có thể có nhiều bo mạch điều khiển CPU khác như Adafruit Gemma và các bo mạch Arduino mini khác nhau có sẵn trên thị trường. Tôi chỉ đơn giản là đã bắt đầu vài năm trước với bảng LilyTiny và đó là mục tiêu hiện tại của tôi. Về cơ bản, LilyTiny là một chip ATTINY-85 trên một bảng proto nhỏ.

Tất nhiên, bạn có thể luân phiên sử dụng pin để cung cấp năng lượng. Tôi thường sử dụng pin LiPo từ Adafruit.com. Trong trường hợp đó, tôi thường sử dụng công tắc BẬT / TẮT trên đỉnh của đế. Đối với một công tắc, tôi thường sử dụng LilyPad Slide Switch từ SparkFun.com.

(Ảnh trên LilyTiny lấy từ SparkFun.com)

Bước 7: Hoàn thiện các lần chạm

Mặt sau của bảng mạch được dán băng keo hai lớp xốp, dùng kéo và dao Xacto tỉa thành hình Trái tim. Thông thường, điều này có thể đủ tốt cho một số hình dạng, nhưng đối với Trái tim, tôi đã dán một số giấy ảnh màu hồng ra bên ngoài để giúp tạo vẻ ngoài (vì thật khó để làm tốt việc dán băng keo trên một hình dạng cuộn tròn như vậy).

Bước 8: Chụp ảnh hoạt động

Đèn LED Neopixel cực kỳ nhiều màu sắc và sáng. Như một số bạn đã biết, thách thức với những chiếc đèn LED này là chụp qua những bức ảnh vẻ đẹp tuyệt vời mà mắt bạn thực sự nhìn thấy. Tôi đã cố gắng hết sức cho bài giảng này.

Lưu ý rằng máy ảnh nhìn thấy những thứ mà mắt bạn không nhìn thấy và ngược lại. Trong video YouTube, bạn có thể thấy một số dao động / nhấp nháy rõ ràng mà mắt bạn không thực sự nhìn thấy. Ngoài ra, hoạt động dừng của tốc độ cửa trập nhanh trong chuỗi Theater Chase sẽ ghi lại việc bật và tắt của từng đèn LED, trong khi mắt bạn chỉ nhìn thấy các chấm chuyển động. Một số màu sắc hơi khác với máy ảnh, những gì xuất hiện màu vàng tươi đối với mắt là một chút màu vàng xanh trong video.

Như đã đề cập trước đó, chúng tôi cũng đã khám phá ra vẻ đẹp của sự phản chiếu kép từ các cửa sổ, nếu Trái tim được hướng vào, ví dụ, một cửa kính trượt.

Bước 9: Dạy về Dự án Trái tim

Trong vài năm, tôi đã suy nghĩ về cách tốt nhất để tạo ra Hình trái tim từ các vòng tròn. Nếu bạn biết Tài liệu hướng dẫn của tôi, điều đó thường có nghĩa là tôi đang băn khoăn không biết mình cần mua bao nhiêu hộp bánh để có một màn hình đẹp. Câu trả lời dường như đến từ cộng đồng may vá rằng một Trái tim vỏ sò cơ bản có 26 thùy (hình tròn).

Nhưng dự án này có tiềm năng lớn hơn nhiều so với chỉ Hearts, vì có thể có nhiều hình dạng hơn. Khi hình dạng là một chữ số, tôi gọi nó là "nến sinh nhật điện tử", sẽ được triển khai đầy đủ trong một phiên bản Có thể hướng dẫn trong tương lai. Gia đình chúng tôi đã đặt Tuổi 7 ở trên để sử dụng tốt cho mục đích này. Đủ để nói rằng, tổng thể dự án về cơ bản yêu cầu một hệ thống phông chữ dựa trên vòng tròn được xây dựng xung quanh các vòng tròn LED 8 mm. Chúng ta sẽ có sinh nhật 10 năm sắp tới, điều đó sẽ đặt ra câu hỏi làm thế nào để xử lý tốt nhất các số kép.

Ngoài hình dạng, có thể hướng dẫn này trình bày phương pháp sắp xếp đèn LED 8 mm trong một dải được xây dựng tùy chỉnh với băng dính hai mặt ở mặt sau. Dải đèn LED kết quả có thể được gắn vào tường, hoặc nói bên trong khung cho một dự án gương vô cực, đây là ứng dụng dự kiến tiếp theo của tôi. Kỹ thuật này có thể giúp mở rộng việc sử dụng đèn LED Neopixel xuyên lỗ, hiện đang hơi bất tiện khi sử dụng vì khoảng cách gần của bốn chân không phải lúc nào cũng vừa khít với bảng mạch điện tử và bảng mạch điện 0,1 inch tiêu chuẩn.

Tôi cảm thấy dự án cũng làm nổi bật vẻ đẹp của đèn LED Neoplixel 8 mm này, mà tôi hy vọng vẫn có sẵn trên thị trường.

Nếu bạn chưa quen với lập trình Arduino, sự đơn giản của chip logic LilyTiny trong sơ đồ dây nguồn Heart có lẽ cho thấy rõ ràng hơn ý tưởng cơ bản về cách sử dụng "môi trường phát triển" Arduino. Các chip logic LilTiny và LilyTwinkle từ SparkFun.com thực sự đã được lập trình sẵn, vì vậy nếu bạn muốn sử dụng logic được tải trước thì không cần lập trình. Trong dự án này, tôi cần xóa phần mềm đã tải sẵn và thêm phần mềm của riêng mình. Tất nhiên, không cần quá nhiều kinh nghiệm viết mã, vì nói chung bạn đang sử dụng một ứng dụng mà người khác đã phát triển cho bạn. Khi bạn đã nắm được ý tưởng, không quá khó để chuyển sang bước tiếp theo đó.