Đồng hồ Muslin - LED NeoPixel: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Việc thiết kế và tạo ra tài liệu hướng dẫn này được tạo ra với mục đích là một bài báo Thiết kế Mở và Chế tạo Kỹ thuật số tại Đại học Massey, NZ. Có trụ sở tại Fab Lab WGTN, mục đích của bài báo là sử dụng các phương pháp luận thiết kế mở và các công cụ chế tạo kỹ thuật số để tạo ra một dự án thiết kế mở. Thiết kế được lấy cảm hứng từ tài liệu hướng dẫn này và đã được điều chỉnh ở cả mã và hình thức. Tài liệu hướng dẫn này sẽ cung cấp cho bạn các công cụ và thông tin cần thiết để tạo Đồng hồ LED NeoPixel của riêng bạn.

Nếu bạn muốn xem thêm quy trình tổng thể của tôi trong khi tạo tài liệu hướng dẫn này, bạn có thể xem blog của tôi. Tôi đã đăng tất cả các nguồn nghiên cứu mà tôi đã sử dụng để giúp tôi hiểu về dự án và công nghệ.

Bước 1: Những thứ bạn cần

Sản xuất và vi mạch điện tử

• Phần mềm Arduino 1.8.8
• Arduino Nano 3.0 (Phiên bản Pro) * 1x Nano 3.0 Atmel ATmega328 Mini USB Board (Tương thích Arduino) - DS130
• RTC
• Pin CR 2032 3V RTC (Tôi đã mua nhãn hiệu Eclipse)
• Dây đực sang dây đực
• Cáp sạc Micro USB (Samsung)
• Dải Neopixel 1x 60 LED

Khung đồng hồ

• Một tấm ván ép 4mm (1200mm x 600mm)
• 4x 10mm Vít Chicago
• Vải, Muslin (1000mm x 1000mm gấp thành x4 lớp)

Máy móc và ứng dụng

• Máy cắt laser
• Người vẽ tranh minh họa
• Hàn sắt và hàn
• Súng bắn keo nóng
• Băng keo
• Đục lỗ công nghiệp (nếu có)

Mã, Trình điều khiển và Thư viện

• Mã đồng hồ dải NeoPixel
• Mã cập nhật RTC
• Illustrator, tài liệu cắt laser
• Trình điều khiển - Tải xuống trình điều khiển này nếu bạn đang sử dụng máy Mac. Điều này sẽ đảm bảo Arduino Nano 'Clone' tương thích với thiết bị của bạn. Nếu bạn đang sử dụng windows, bạn sẽ cần tìm một trình điều khiển khác.
• Thư viện- Thư viện Adafruit DMA Neopixel- DS1307RTC

Bước 2: Arduino Nano, RTC và LED NeoPixel Strip

Đồng hồ này cho biết thời gian thông qua dải LED NeoPixel, hiển thị giây, phút và giờ. Trước khi có thể sử dụng phần mềm Arduino để mã hóa neopixel của mình, bạn sẽ cần thiết lập và cung cấp năng lượng cho 3 thành phần chính, Arduino Nano, RTC và LED NeoPixel Strip. Để làm như vậy, bạn cần sử dụng bảng mạch để chèn tất cả các dây của mình hoặc bạn có thể hàn chúng vào vị trí bằng cách làm theo sơ đồ. Tôi đã thay đổi nguồn điện của mình thành chính Arduino để nó có thể được bật thông qua Cáp USB, vì điều này, tôi đảm bảo dây màu đỏ đi vào số 5, màu đen nối đất và màu xanh lam ở mã PIN8.

Khi tất cả các dây của bạn đã vào vị trí, bạn có thể cắm cáp sạc micro USB vào máy tính và vào Arduino Nano. Trong toàn bộ mạch điện tử này, chúng tôi đang cấp nguồn cho Arduino Nano thông qua cáp sạc. Từ đây, bạn có thể chèn mã của mình và tải nó lên dải pixel neo (xem bước tiếp theo).

* Khi bạn đã tải mã lên Arduino Nano, sau đó, bạn có thể hoán đổi từ việc cắm mã này từ máy tính xách tay / máy tính của bạn vào bộ điều hợp treo tường để đồng hồ được treo lên.

Bước 3: Thiết lập mã

Bạn sẽ cần thực hiện một số bước trước khi có thể chạy mã thông qua Phần mềm Arduino. Trước tiên, bạn sẽ cần cài đặt trình điều khiển và các thư viện (có thể tìm thấy những thứ này trong bước đầu tiên). Sau khi hoàn thành việc này, bạn có thể mở phần mềm Arduino và sau đó là tệp nén mã của tôi, "Mã đồng hồ dải NeoPixel". Sau đó, bạn sẽ cần thay đổi Bo mạch thành Arduino Nano và thay đổi cổng và bộ xử lý. Tôi đã đặt Cổng của mình trên tùy chọn bật lên sau khi cắm vào usb, /dev/cu.usbserial-1420 nhưng bạn cũng có thể sử dụng cổng này /dev/cu.wchusbserial1410 hoặc /dev/tty.wchusbserial14210. Bộ xử lý của tôi được kết nối với ATmega328P (Bộ nạp khởi động cũ).

Bước tiếp theo là đảm bảo mã PIN (#define) của bạn được đặt thành số chính xác tương ứng với cách bạn đã thiết lập trên Arduino Nano - Trong trường hợp của tôi là mã PIN 8.

Để thay đổi màu sắc của LEDS, bạn có thể cập nhật mã với các giá trị thập lục phân khác nhau. Bạn có thể thực hiện việc này bằng cách thay đổi phần này của mã:

dải.setPixelColor (hình giờ, 0xFF5E00);

Bằng cách thay đổi 6 chữ số trước 0x, bạn có thể tạo ra nhiều màu sắc khác nhau để hiển thị giây, phút và giờ của bạn. * Nếu bạn không chắc mã tương ứng cho màu là gì, bạn có thể xem ở bước nguồn tại Tôi đã liên kết một trình tạo màu. Bạn cũng có thể thay đổi độ sáng của đèn LED bằng cách thay đổi đoạn mã này:

dải.begin (); dải.show (); // Khởi tạo tất cả các pixel thành 'off' strip.setBrightness (150);

Bằng cách điều chỉnh số trên dòng cuối cùng, bạn có thể thay đổi độ sáng của đèn LED từ 0-255. Tôi thấy việc điều chỉnh độ sáng dải sẽ thay đổi hoàn toàn màu sắc của đèn LED của tôi, hãy thử!

Khi bạn đã chơi và đã xác minh và biên dịch mã của mình, bạn cần mở mã Cập nhật RTC trong phần mềm Arduino của mình. Sau đó, bạn cần xác minh và tải mã này lên Arduino Nano. Thao tác này sẽ cập nhật RTC để liên kết với thời gian được đặt trên máy tính xách tay / máy tính của bạn. Sau khi thực hiện việc này, bạn có thể tải lại Mã đồng hồ dải NeoPixel của mình lên Arduino, tạo đồng hồ LED thời gian chính xác.

Bước 4: Xây dựng khung đồng hồ

Đối với tài liệu Có thể hướng dẫn này, tôi đã tạo một tài liệu in laser trên illustrator bao gồm tất cả 5 thành phần / bộ phận mà bạn sẽ cần in để tạo ra mẫu đồng hồ. Năm thành phần là vòng ngoài, hỗ trợ sau, hỗ trợ bên trong, hỗ trợ bên ngoài và vỏ bọc cáp. Tất cả các thành phần được quản lý để vừa trong một tệp illustrator có kích thước 1219,2 x 609,6mm (vì đây là kích thước của giường laser mà tôi đang sử dụng). Bạn có thể cần in các bộ phận riêng biệt nếu máy cắt laser của bạn có giường nhỏ hơn hoặc miếng dán của bạn không đủ lớn. Mỗi phần được tạo trong một dòng 255RGB Red và 0,1 để đảm bảo cài đặt chính xác cho máy cắt laser.

Khi bạn đã in ra tất cả các bộ phận của mình, bây giờ bạn có thể sắp xếp mọi thứ lại với nhau. Bắt đầu với chiếc nhẫn, bây giờ bạn có thể đặt giá đỡ bên ngoài bên trong chiếc nhẫn (như bạn có thể thấy trong hình ảnh), kết nối tất cả 4 tab. Sau khi nhấp vào Trong tất cả 4 tab, bạn sẽ muốn kiểm tra hỗ trợ bên trong của mình. Chèn giá đỡ bên trong để nó tựa vào giá đỡ bên ngoài. Bạn sẽ cần đảm bảo tất cả các lỗ vít thẳng hàng.

Bây giờ các giá đỡ bên trong và bên ngoài đã được đặt đúng vị trí và ngồi thoải mái, bạn có thể bắt đầu làm việc với thành phần vải của đồng hồ. Sau khi tìm được mảnh vải muslin, bạn có thể gập đôi và gấp đôi lại sao cho có 4 lớp. Nó sẽ cần đủ dày để che giấu Arduino Nano và dây dẫn. Sau khi làm như vậy, bạn sẽ cần phải:

• Đặt vòng và giá đỡ bên ngoài (được nhấp vào) xuống để vòng nằm thẳng trên mặt đất
• Trải vải qua khung và đẩy nó xuống bên trong vòng
• Chèn hỗ trợ bên trong của bạn bên trong hỗ trợ bên ngoài và vải
• Đánh dấu nơi các lỗ vít gặp nhau x4
• Cắt hoặc đục lỗ một lỗ vải nhỏ nơi các lỗ vít gặp nhau x4
• Đặt các vít Chicago của bạn qua giá đỡ bên trong - giá đỡ bằng vải và bên ngoài. Bắt vít và cố định mọi thứ tại chỗ
• Hãy chắc chắn rằng bạn kéo căng vải ra để tạo ra một mặt thoáng liền mạch (tùy thuộc vào kiểu dáng bạn muốn tạo).
• Dán dải đèn LED dọc theo giá đỡ bên trong càng gần vải càng tốt
• Băng Arduino Nano, RTC và dây vào giá đỡ sau
• Cắm Cáp USB vào Arduino và luồn dây qua lỗ trên giá đỡ phía sau (để kết nối với phích cắm trên tường)
• Cắt và gấp vải vào giữa đồng hồ
• Gắn giá đỡ mặt sau vào bốn tab của nó và đảm bảo cáp USB đang chạy xuống miếng mặt sau trong bộ phận được cung cấp
• Cắm vào phích cắm trên tường

* Bạn sẽ cần sử dụng băng dính trong suốt quá trình này, điều này sẽ giúp bạn cố định mọi thứ tại một thời điểm. vải và gỗ.

Bước 5: Khắc phục sự cố

Do ván ép thường bị cong vênh trong cấu trúc của nó, có một số mẹo hữu ích mà bạn có thể sử dụng nếu máy cắt laser của bạn không cắt được hết thiết kế. Tôi cân tấm ván ép của mình bằng thước thép dài, dán chúng vào tấm, và tấm vào máy. Tôi cũng đổ và chà một lượng nhỏ nước lên lớp giấy khi nó đang in, điều này giúp thiết kế không bị cháy tia laze gay gắt. Bước này đặc biệt hữu ích nếu bạn phải in lại tệp illustrator của mình sau khi nó đã được in (để cắt hoàn toàn).

Tôi không thể tìm ra cách có tất cả ba đèn LED cho giờ giao nhau từ 12-1. Đây sẽ là một yếu tố tuyệt vời để triển khai vào mã

Các kích thước của tài liệu cắt laser không hoàn hảo, để có sản phẩm cuối liền mạch hơn, những kích thước này sẽ cần được điều chỉnh.

Bước 6: Nguồn và lời cảm ơn

Trình điều khiển - Tải xuống trình điều khiển này nếu bạn đang sử dụng máy Mac để 'bản sao' Arduino Nano tương thích với thiết bị của bạn.

Thư viện -

• Thư viện Adafruit DMA Neopixel
• DS1307RTC

Nguyên bản có thể hướng dẫn - Những gì tôi dựa trên thiết kế của mình - đặc biệt là mã cho Vi điều khiển và RTC.

Công cụ chọn màu - Chọn màu thập lục phân của bạn từ đây

Bản lề sống - Nơi tôi tìm thấy khuôn mẫu mà tôi đã sử dụng để tạo ra các giá đỡ bên trong và bên ngoài của mình. Tôi đã thay đổi hình thức của chúng thành hình chữ nhật dài và thêm vào các tab và lỗ vít của tôi.

Fab Lab WGTN - Trong suốt dự án này, tôi đã làm việc trong Phòng thí nghiệm Wellington Fab để tạo ra thiết kế của mình. Tôi đã làm việc với các nhân viên (Wendy, Harry) thông qua bất kỳ điều chỉnh nào mà tôi không chắc chắn trong việc thực hiện.

Thiết kế mở và Chế tạo kỹ thuật số, Đại học Massey

LƯU Ý: Do điều chỉnh mẫu Bản lề Sống trong thiết kế của riêng tôi, tôi tuân theo giấy phép CC của họ cho thiết kế của riêng tôi.

Tôi hy vọng bạn đã quản lý để tìm thấy sự truyền tải trong suốt tài liệu hướng dẫn của tôi để bạn có thể tự tạo Đồng hồ LED NeoPixel cho riêng mình. Hãy cho tôi biết nếu bạn cần thêm thông tin