Áo nhiều màu: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Đây là một dự án mà tôi đã xây dựng để làm "kinh ngạc" mọi người trong đám cưới của con gái tôi.

Tôi gọi nó là "Áo khoác nhiều màu". Sử dụng các thành phần đơn giản và một bản phác thảo Arduino cơ bản, bạn có thể lập trình lớp áo cho hầu hết mọi thứ bạn có thể nghĩ đến. Tôi quyết định một "ma trận điểm" đơn giản gồm 7 hàng x 9 đèn LED là 63 đèn LED. Các bộ phận khác là Arduino (UNO hoạt động tốt), bộ điều chỉnh 5V cơ bản, dây silicon, công tắc cơ bản và pin 2S Lithium. Tôi đã sử dụng pin HobbyKing Nanotech 0.95 2S có đầu nối nguồn JST, tuy nhiên có thể sử dụng bất kỳ pin nào cung cấp 5V trở lên. Pin HK trên áo khoác của tôi chạy được khoảng 1,5 giờ theo quy trình cơ bản được hiển thị trong video. Về thứ khó kiếm nhất là áo khoác. Tôi đã thử OP-Shops nhưng không thành công và cuối cùng đã mua một chiếc áo ghi lê từ cửa hàng "Hippy" địa phương (nó thực sự được gọi như vậy!).

Hãy tưởng tượng xuất hiện trong trò chơi đội của bạn mặc cái này.

Đây là Hóa đơn Vật liệu

• Một Arduino! Tôi đã sử dụng UNO nhưng tôi sẽ thay thế nó bằng Nano trong tương lai gần.
• Đèn LED W2812B. Tôi đã sử dụng phần 1194862 từ Banggood.com - có 100 pixel trong một ma trận tách rời
• Một bộ điều chỉnh 5V cơ bản. Phần Banggood # 951165. Chúng khoảng $ 1,50 mỗi cái
• Một công tắc cơ bản
• Dây silicon - Tôi đã sử dụng 26G cho mọi thứ. Bạn sẽ cần ít nhất 4m mỗi màu để kết nối 63 đèn LED
• Pin hoặc bộ pin cho phù hợp.
• Một hộp nhựa nhỏ
• Keo "kim lỏng"
• Chỉ và kim để bảo vệ
• Một bộ quần áo, tôi đã sử dụng một chiếc áo ghi lê, để làm sáng lên!

Tôi đã chọn sử dụng WS2812 "Neopixels". Chúng có thể được mua với giá $ 12- với giá 100. Về phần khó nhất của dự án này là đi dây đèn LED. Dây LEDS nối tiếp. Có một pad "DI" là "Data In" và một whcih pad "DO" là "Data Out". Đèn LED đầu tiên trong chuỗi có bảng DI của nó được nối với chân Arduino đã chọn. Tôi đã sử dụng D4 nhưng không có nhu cầu cụ thể để sử dụng điều đó. Sử dụng bất kỳ Ghim kỹ thuật số nào. Hệ thống cũng không giới hạn ở một chuỗi đèn LED. Bạn có thể, nếu bạn muốn thực sự sáng tạo, lái nhiều chuỗi. Hạn chế duy nhất là nguồn cung cấp năng lượng của bạn.

Bước 1: Thiết kế và Xây dựng

Bây giờ bạn cần quyết định cách bố trí đèn LED của mình trước khi hàn. Tôi, như đã đề cập đã tạo ra một ma trận 9x7 nhưng bạn có thể chỉ muốn các hàng đèn LED xuống cánh tay, mặt trước, chân của bạn, bất cứ điều gì. Đi hoang dã!

Một vấn đề bạn sẽ cần phải xem xét là nguồn cung cấp điện. Pin Lithium A 2S được đề xuất sẽ điều khiển hàng trăm đèn LED nhưng bạn sẽ cần phải xem xét dòng điện hiện tại của mỗi đèn LED và tổng dòng điện được hỗ trợ bởi bộ điều chỉnh đã chọn của bạn.

Mỗi đèn LED sẽ vẽ ~ 50ma (miliampe) ở độ sáng đầy đủ. Do đó, bạn nhận được khoảng 20 cho mỗi amp tiêu thụ. Bộ điều chỉnh đề xuất sẽ lái xe khoảng 2 ampe, 3 với bộ tản nhiệt, vì vậy bạn có thể chạy 40 đèn LED cả ngày. Lưu ý rằng nếu bạn bật và tắt chúng, bạn sẽ mất nhiều thời gian hơn với việc này. Áo khoác của tôi chạy 63 LEDS mà không cần tản nhiệt và chạy tốt. Bạn cũng có thể cấp nguồn cho đèn LED "từ cả hai đầu" nếu được yêu cầu sử dụng 2 bộ điều chỉnh hoặc chỉ sử dụng bộ điều chỉnh "gruntier".

Mỗi đèn LED có 6 miếng hàn, DI / DO cũng như "5V + IN", "Gnd IN", "5V + OUT" "GND OUT". Hãy sẵn sàng cho một công bằng nhưng hàn! Tôi thực sự khuyên bạn nên sử dụng dây "silicone". Nó linh hoạt hơn nhiều so với dây cách điện PVC và vì dự án này liên quan đến quá trình hàn nên việc dải silicone dễ dàng và hoạt động tốt hơn. Tôi đã sử dụng dây màu đỏ cho + 5V, màu xanh lam cho dây tín hiệu và màu đen cho mặt đất (GND) nhưng bạn có thể sử dụng bất kỳ màu nào. Bạn có thể chọn màu sắc để ngụy trang hệ thống dây điện. Tôi không bận tâm vì đèn LED quá sáng, chúng có xu hướng che khuất hệ thống dây điện.

Khi bạn quyết định bố cục, đã đến lúc bắt đầu hàn. Tôi đã làm một đồ gá siêu đơn giản để hỗ trợ việc sử dụng gỗ cắt rời. Tôi quyết định rằng mỗi đèn LED sẽ cách đối tác của nó 55mm vì vậy tôi đánh dấu 2 đường trên một khối nhỏ và sau đó khoan hai lỗ để các đèn LED có thể ngồi vào trong quá trình hàn. Các đường dùng để cắt dây theo kích thước.

Tự thiết lập với đủ dây, đồ gá, vật hàn chất lượng và dụng cụ. Cần có một bộ dao cắt bên tốt và một công cụ tước.

Bắt đầu bằng cách đo (các) dây trên đồ gá và bắt đầu cắt đủ để làm khoảng 10 đèn LED (10 miếng mỗi dây màu). Sử dụng công cụ tước của bạn, loại bỏ khoảng 3mm từ mỗi đầu. Sau đó, bạn cần phải "thiếc" mỗi đầu của mỗi dây. Nó tẻ nhạt nhưng cần thiết. Khi bạn đã bắt nhịp, nó sẽ nhanh hơn.

Sau đó, bạn cần bắt đầu hàn đèn LED. Tôi đặt đèn LED vào chỗ lõm trên đồ gá và sau đó "thiếc" tất cả 6 miếng đệm. Sau đó tôi hàn 3 dây ở phía "ra" (DO) của đèn LED. Họ có vẻ là những khách hàng khá khó tính nên rất dễ bị thu hút. Sau đó, tôi hoàn thành tất cả 10 (hoặc lâu hơn) đèn LED và bây giờ bạn có 10 đèn LED với 3 dây.

Bước tiếp theo là xâu chuỗi chúng lại. Hàn 3 đầu dây "Ra" với 3 miếng đệm "Trong" của đèn LED tiếp theo. Tiếp tục cho đến khi bạn có 10 đèn LED được hàn trong một chuỗi. Tôi nhận thấy rằng việc kết nối hơn 10 trong quá trình xây dựng ban đầu khiến việc xử lý khó khăn. Xây dựng một chuỗi khác cho đến khi bạn có đủ để hoàn thành các yêu cầu của mình.

Khi bạn đã xây dựng tất cả các chuỗi của mình, đã đến lúc kết nối chúng và kiểm tra. Làm điều này TRƯỚC KHI bạn dán các đèn LED vào quần áo bạn đã chọn.

Bước 2: Arduino và dây nguồn

Tôi đã đính kèm một số hình ảnh hiển thị hệ thống dây điện và cách bố trí chung của thiết bị điện tử. Cả chân đầu ra 5V của Arduino và đầu vào 5V chuỗi LED được kết nối đều được kết nối từ đầu ra của bộ điều chỉnh nguồn. GND (nối đất) của pin được kết nối với "GND đầu vào" trên bộ điều chỉnh. Đèn LED và Arduino GND được kết nối với nhau tại đầu nối OUT GND của bộ điều chỉnh. Kết nối khác là từ kết nối chuỗi LED "DI" (Data In) đến chân D4 trên Arduino. Dự án này được thiết kế để kết nối "vĩnh viễn" vì vậy tôi lật Arduino qua và hàn dây trực tiếp vào các chân. Nếu bạn định sử dụng Nano, chúng có các lỗ ghim (nếu bạn không hàn ở các đầu cắm) giúp việc đi dây trở nên đơn giản.

Một trong những điều quan trọng nhất cần nhớ là dòng điện kết hợp của các đèn LED, khi bật nguồn đầy đủ, sẽ vượt quá khả năng cung cấp điện của Arduino và có thể là khả năng cấp nguồn 5V của USB. Vì vậy, quy tắc là, luôn có pin được kết nối và bật nguồn để Arduino không bị căng thẳng.

Tại thời điểm này, hãy bật nguồn pin và kết nối Arduino với máy tính của bạn thông qua cáp USB. Khởi động Arduino và tải bản phác thảo đính kèm "CheckLEDs.ino"

Bản phác thảo sử dụng thư viện "FastLED" để điều khiển các đèn LED. Khi chúng được kết nối, đèn LED đầu tiên trong chuỗi sẽ giả định địa chỉ "0" và sau đó từ đó 1, 2, 3, v.v. lên đến số lượng đèn LED tối đa. Bản phác thảo được cung cấp cho thấy một số chữ cái cơ bản mà tôi đã sử dụng trong đám cưới của các con gái mình. Tôi sẽ để bạn giải mã những gì được nói.

Tại thời điểm này, khi bạn tải bản phác thảo, hãy đặt hằng số "MAX_LEDS" ở đầu bản phác thảo thành số đèn LED trong chuỗi thử nghiệm, biên dịch và tải xuống Arduino. Các đèn LED sẽ bắt đầu nhấp nháy từ đèn đầu tiên đến đèn cuối cùng. Nếu đèn LED dừng ở một đèn LED cụ thể, hãy ngắt kết nối Arduino khỏi USB và tắt nguồn pin. Kiểm tra mối hàn của bạn và đảm bảo rằng bạn đã kết nối đúng các đèn LED giữa đèn nhấp nháy cuối cùng và đèn không nhấp nháy. Resolder, kết nối lại và kiểm tra lại. Sau khi chuỗi thử nghiệm cơ bản của bạn chạy, hãy kết nối chuỗi nhỏ tiếp theo với chuỗi đầu tiên, đặt lại thông số MAX_LEDs thành số lượng LED mới, tải lên và tiếp tục thử nghiệm. Khi bạn đã kết nối và kiểm tra tất cả các đèn LED, bạn đã sẵn sàng để dán các đèn LED vào quần áo và hoàn thành dây cuối cùng.

Bước 3: Lập trình và lắp ráp cuối cùng

Tại thời điểm này, bạn sẽ đánh giá cao việc sử dụng dây silicone. Đặt (các) dải đèn LED của bạn trên quần áo. Hãy suy nghĩ về nơi bạn sẽ đặt pin, Arduino, bộ điều chỉnh và công tắc. Trên áo khoác của tôi, những thứ này nằm trong túi trước bên trái để dễ lấy. Tôi đặt đèn LED của mình ra một lưới có đèn LED đầu tiên (không) nằm ở phía dưới bên trái của áo khoác. Các đèn LED sau đó di chuyển lên trên lớp áo cho 9 đèn LED làm cột, quay xuống 180 độ cho 9 đèn LED làm cột tiếp theo. Chuyển sang cột tiếp theo và tiếp tục cho đến khi tôi có 7 cột trong 9 hàng. Bố cục có nghĩa là các đèn LED được đánh số từ 0 đến 8 từ dưới lên trên trong cột đầu tiên với cột tiếp theo là 9 đến 17 đi xuống, v.v.

Để dán đèn LED, ban đầu tôi đã sử dụng sản phẩm "Liquid Needles", một loại keo có vẻ hoạt động hiệu quả, tuy nhiên vì tôi không muốn đợi giữa mỗi lần sấy đèn LED, nên tôi cũng đã chọn khâu các đèn LED vào. Nó chỉ cần một vòng bông được khâu qua các dây gần với đèn LED. Đối với hầu hết các phần, một tập hợp các mũi may, như các vòng lặp, hoạt động trên mỗi đèn LED. Bạn có thể, tùy thuộc vào cách bố trí của mình sử dụng một số vòng để giữ dây, đặc biệt là giữa các "cột".

Không khâu / dán đèn LED đầu tiên cho đến khi bạn đã kết nối nó với Arduino / Nguồn. Tôi xuyên qua vải và luồn 3 dây qua lỗ và lên túi. Tôi khâu "dây dẫn điện" vào bên trong áo khoác. Việc xỏ lỗ cho phép tôi mang dây vào bên trong và hoàn thành công việc. Tôi cách nhiệt bộ điều chỉnh bằng một số băng keo đơn giản và sau đó đặt tất cả vào một hộp nhựa nhỏ để chứa các thành phần điện. Bạn có thể làm hộp đựng của riêng mình, chỉ cần đảm bảo rằng không có gì có thể thiếu.

Lập trình

Sử dụng tệp ino đính kèm làm mẫu, bây giờ bạn có thể bắt đầu lập trình Arduino cho mẫu bạn đã chọn. Tôi đã tạo một bảng tính rất cơ bản (đính kèm) với bố cục của các đèn LED. Nó làm cho nó dễ dàng hơn nhiều để "vẽ" bất kỳ mẫu nào bạn muốn vẽ. Khi bạn có các số cần thiết, việc thêm chúng vào một mảng rất đơn giản. Sử dụng các mảng mẫu trong INO đính kèm để tạo mảng của riêng bạn.

Thư viện FASTLed https://fastled.io chứa ví dụ bạn có thể thêm vào bản phác thảo của mình. Phần "cylon" trong bản phác thảo ví dụ được sao chép trực tiếp từ các ví dụ.

Hãy thử khả năng sáng tạo của bạn - còn việc thêm một công tắc khác thì thứ tự sẽ thay đổi như thế nào? Một nút nhấn các vòng qua một số chu kỳ?

BTW - chiếc áo khoác hoàn toàn khiến họ thán phục trong đám cưới.