Spilla natalizia animata illuminata: 9 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Quando ho progettato per la prima volta questo progetto non mi aspettavo di pubblicarlo open source. Ho pensato che fosse una grande idea e che avesse un potenziale commerciale come oggetto da vendere a una mostra di artigianato. Forse è dovuto a una mancanza intrinseca di esperienza o forse mancanza di ambizione da parte mia che non è mai successo. Ma continuo a pensare che sia un grande progetto e una bella idea da realizzare per te stesso o per quella persona geniale speciale nella tua vita.

La mia prima versione era piuttosto ingombrante e più difficile da costruire poiché richiedeva un circuito stampato. Questa versione è una riprogettazione più piccola e può essere realizzata utilizzando connessioni di saldatura punto a punto.

Spero che ti piaccia leggere di questo progetto e forse ti piacerebbe realizzarne uno tu stesso. Mi sono divertito molto a costruire l'hardware e il software.

Che cos'è, chiedi?

È un piccolo dispositivo pin-on di 1 1/2 di diametro che mostra schemi in movimento per le principali festività durante tutto l'anno solare. Mentre il pin che ho realizzato riflette le festività e il calendario degli Stati Uniti, può essere facilmente modificato (nel software) per qualsiasi nazione vacanze o manifestazioni personali come compleanni, squadre sportive, occasioni speciali o semplicemente divertimento.

Supporta la visualizzazione di un massimo di 12 festività diverse e un'ampia gamma di colori (32). Inoltre, come codificato, supporta 40 diversi modelli di animazione con più modelli selezionabili per ogni vacanza in grado di variare i tassi di variazione e il numero di ripetizioni. E se i modelli inclusi o la tavolozza dei colori non sono sufficienti, puoi cambiarli aggiungendo le funzioni del modello nel codice per adattarli.

Sembra interessante? Continuare a leggere!

Passaggio 1: specifiche

Il pin Holiday visualizza 4 colori per ognuna delle 12 diverse festività (ne ho definite 10) in uno schema circolare di luci LED multicolori di 16 posizioni assegnate da un pallet di 32 colori diversi. I modelli multipli vengono visualizzati per ogni vacanza da un pallet di 40 modelli di base. I modelli sono animati con ogni modello in grado di cambiare a velocità diverse e ripetersi un numero diverso di volte creando possibilità quasi infinite.

Queste scelte non sono selezionabili dall'utente ma possono essere facilmente modificate da un programmatore poiché la tavolozza dei colori, l'assegnazione dei colori per una vacanza e il motivo, la ripetizione e la velocità per una vacanza sono specificati nella EEPROM.

Fisicamente il perno è composto da due parti. L'elemento display contiene 16 luci a LED programmabili contenute in un supporto in plastica stampata in 3D con spilla per indumenti attaccata, jack di connessione e una copertura per diffusore di luce. Si collega a un'unità di alimentazione/controller stampata in 3D separata tramite un cavo audio stereo standard. Quell'elemento contiene 4 batterie AAA e l'interruttore on/off, il processore del display, un jack audio e l'interruttore a pulsante per la selezione delle vacanze.

Ho provato a montare tutti i componenti in un'unica unità abbastanza piccola da usurarsi come uno spillo ma i requisiti di alimentazione dei LED vietavano l'uso di piccole batterie a bottone.

Passaggio 2: panoramica dell'operazione

Una nota sul video mostrato sopra. I colori mostrati non gli rendono giustizia. Ma, per favore, dai un'occhiata per un esempio delle capacità di animazione.

Selezione di una vacanza da visualizzare

La selezione della vacanza può essere effettuata dall'utente subito dopo l'accensione del display. Quando il pin è collegato e l'interruttore di accensione/spegnimento dell'unità è acceso, vengono visualizzati i colori delle festività correnti che indicano la vacanza attualmente selezionata. L'utente può quindi consentire la visualizzazione di quella vacanza attendendo 10 secondi o premere l'interruttore di selezione per modificare la vacanza. Se premuto, il display scorrerà le opzioni di vacanza visualizzando a turno i 4 colori per ogni vacanza. Per selezionare una particolare festività, l'utente deve solo rilasciare il pulsante quando vengono visualizzati i colori delle festività. Dopo una breve pausa, verranno visualizzati i modelli di vacanza.

Le possibili festività (in ordine di visualizzazione) come le ho definite sono:

1. Nuovi anni
2. martedì grasso
3. Pasqua
4. Primavera
5. Estate
6. 4 luglio
7. giorno della Memoria
8. Autunno
9. Halloween
10. Natale

Due festività aggiuntive possono essere facilmente definite da un programmatore. Pronto? Allora costruiamone uno!

Passaggio 3: parti di cui avrai bisogno

Il design incorpora un piccolo circuito per contenere l'interruttore tattile e per instradare alimentazione e segnali tra l'MPU Arduino e gli altri componenti. Questa non è una scheda personalizzata, ma è costruita utilizzando una scheda perforata standard da 0,1 pollici o, come preferito, una scheda a strisce. Un disegno di questa tavola appare sopra, avrai bisogno di 5 file di strisce da 10 fori in ogni riga. Tagliare il pannello utilizzando una lama da sega X-acto o un disco da taglio Dremel, praticare due fori come indicato nel disegno in punti (fila centrale, 1 foro da ciascuna estremità) di dimensioni sufficienti per consentire alle viti di fissarlo alla custodia. Quindi individuare l'interruttore tattile sul lato opposto (rame) come mostrato, in modo che una volta saldato sporga attraverso il foro nella custodia. Saldalo sul posto. Ora posiziona l'intestazione del pin 1x5 sulla parte anteriore della scheda accanto al foro della vite, fissala con un po' di colla cianoacetato. Capovolgi la scheda e saldala ai pad della scheda perf. Quindi individuare il perno nella seconda posizione dell'intestazione contando dal bordo inferiore della scheda (contrassegnato con una x nel diagramma) e tagliarlo a filo con il supporto di plastica. Questo sarà usato per stabilire la polarità del connettore Dupont.

Preparare il supporto della batteria (vedere l'illustrazione sopra) archiviando una tacca nella custodia fino al contatto metallico della batteria. Posiziona il supporto in modo che l'estremità con i fili sia rivolta lontano da te e posiziona la tacca tra il secondo dal contatto metallico destro e il separatore della batteria interno. La tacca è necessaria per il gioco del connettore Dupont.

Cablare l'interruttore di accensione/spegnimento, la presa telefonica e i collegamenti della batteria nelle colonne indicate. Consentire abbastanza filo per raggiungere da questi dispositivi alla scheda, ma non lasciare troppo allentato che potrebbe intralciare quando si chiude la custodia. Potrebbe essere più semplice saldare i fili al jack e passare prima di saldare alla scheda come segue:

1. Saldare il filo di terra tra il terminale del manicotto del jack e la striscia di terra; la colonna del jack telefonico
2. Saldare il filo V+ tra il terminale ad anello del jack e la ciabatta + nella stessa colonna.
3. Saldare il filo Din tra il terminale della punta del jack e la striscia di controllo dei pin anche nella colonna sopra
4. Saldare un filo tra i connettori centrali dell'interruttore a scorrimento e la striscia della batteria da 6 V nella colonna dell'interruttore a scorrimento
5. Saldare un filo tra uno dei connettori terminali dell'interruttore a scorrimento e la striscia V+ nella colonna dell'interruttore a scorrimento
6. Tagliare il filo della batteria nero e rosso alla lunghezza appropriata e saldare il nero alla striscia di terra e il rosso alla striscia V+ nella colonna della batteria.

Quando si effettua il cablaggio alla scheda di distribuzione, assicurarsi di spingere i cavi attraverso la parte anteriore della scheda e saldare ai pad nella parte posteriore. Se si utilizza una scheda Perf standard, sarà necessario aggiungere fili scoperti per collegare tutti i giunti di saldatura lungo ciascuna riga. Taglia i fili a filo. Prova i collegamenti al supporto della batteria prima di inserirlo nel retro della custodia. Testare anche la continuità dell'interruttore e dei collegamenti jack prima di collegarli al fondo del case.

Il supporto della batteria sarà molto stretto se la custodia è stampata in PLA. Potrebbe essere necessario archiviare il supporto con un angolo di 45 gradi sul fondo dove cadono le linguette della custodia e archiviare anche le estremità delle linguette della custodia in modo che il supporto possa essere spinto in posizione. Quando spingi il supporto nella custodia, assicurati che i fili della batteria sporgano dall'apertura.

L'Arduino è scattato in posizione sulla parte superiore del case. Prima di fare ciò è necessario preparare il connettore Dupont e collegarlo alla scheda Arduino. Preparare 4 fili di calibro 26 o 28 uno rosso, uno nero e due colori aggiuntivi, lunghi 4 pollici. Strisciare circa 1/4 di pollice da ciascuna estremità, quindi torcere e stagnare con la saldatura. Attaccare un'estremità di ciascuno per crimpare sulla crimpatura femmina nei connettori per connettori Dupont, inserire ciascuno in una protezione del connettore a 5 pin nel seguente ordine iniziando da una posizione finale 1 nero 2 vuoto, 3 colore1, 4 rosso, 5 colore2. Ora salda le estremità opposte nel Pro Mini come segue:

Nero su Arduino GND sul bordo inferiore

Pad RAW da rosso a Arduino

Color1 al Pin 8 di Arduino

Color2 al Pin 5. di Arduino

Prova tutto per la continuità

Metti un po' di colla epossidica per bloccare la posizione 2 del rivestimento Dupont (questo impedirà a un perno di entrare in quel foro), lascia che si fissi. Taglia i fili saldati in modo che solo una piccola quantità di filo si estenda oltre il retro dell'Arduino. Inserisci la scheda nella parte superiore del case come indicato sopra. Potrebbe essere utile aggiungere un po' di colla a caldo per fissare il cavo all'Arduino e fornire un serracavo.

Ora inserisci il connettore Dupont nell'intestazione del pin assicurandoti di osservare la polarità. Aggiungere 4 batterie AAA al portabatterie (rispettare la polarità) e accendere.

Il led di alimentazione di Arduino dovrebbe accendersi. In caso contrario, ricontrolla il tuo lavoro con un multimetro.

Fissare l'interruttore a scorrimento e la presa telefonica alla custodia, quindi utilizzando due piccole viti fissare la scheda di distribuzione alla custodia nella posizione mostrata.

Spegnilo e inizia a lavorare sul perno.

Passaggio 7: stampa il pin

Sono inclusi due file.stl che devono essere stampati per il pin. Il primo file (PinParts) contiene le tre parti discrete che compongono il corpo del perno da assemblare nel perno completo. Il secondo è una lente diffusore che viene utilizzata per ammorbidire l'emissione luminosa dei LED. Ho stampato il corpo utilizzando plastica ABS poiché è più morbido del PLA e ha un po' di elasticità quando si inserisce l'anello pixel e si incolla facilmente utilizzando il cemento ABS. Anche PETG o PLA possono funzionare, ma dovrai usare una colla compatibile. È uno scambio. sull'uso del supporto della piastra di base per queste parti poiché in entrambi i casi sarà necessaria una pulizia prima dell'incollaggio. Per ora, stampa e ripulisci le tre parti: corpo principale, montaggio del fermaglio e copertura del jack, sono inclusi gli extra del montaggio e la copertura.

La lente (Pin Lens) deve essere stampata utilizzando un filamento trasparente su una piastra di base con una superficie liscia. Il PETG è il filamento che ho usato, ma puoi provare un altro tipo di plastica. L'obiettivo è appena fatto scivolare sulla base assemblata, è un accoppiamento stretto ad attrito quindi prestare attenzione durante il test di montaggio. Alcune impostazioni dell'affettatrice che dovrebbero essere utilizzate per questa parte sono: riempimento completo (es. 100%), linee, pettinatura completa, nessun supporto e, se PETG, nessuna ventola per una migliore forza di adesione dello strato.

Passaggio 8: assemblare il perno

Oltre alle parti stampate sopra, avrai bisogno di:

• Anello NeoPixel
• Jack per telefono a montaggio superficiale
• Filo sottile di tre colori da 28 o 30 calibri
• Chiusura per abbigliamento gioielli
• ABS o altra colla compatibile per la plastica
• colla epossidica per la chiusura
• Forniture per saldatura

I passaggi sono semplici ma un po' delicati.

1. Determinare l'orientamento dell'anello di pixel all'interno del corpo principale e la lunghezza dei fili necessari per saldarlo al jack (vedere le immagini sopra).
2. Tagliare e spellare l'estremità dei fili e saldare un'estremità di ciascuno all'anello a Din, V+ e Gnd.
3. Il jack sarà montato nel foro quadrato assicurandosi che i fili raggiungano dall'anello al jack più circa 1/4 di pollice in più.
4. Piegare le linguette di saldatura sul jack di 90 gradi in modo che sporgano dal basso

5. Saldare con cura le altre estremità del filo alla linguetta della punta del jack (Din), alla linguetta dell'anello (V+) e alla linguetta del manicotto

   (Gnd).

Questo sarebbe un buon momento per testare la saldatura e la programmazione.

Collegare un cavo al controller e l'altra estremità al jack. Accendere e verificare che il neo pixel funzioni e che la vacanza possa essere modificata utilizzando l'interruttore tattile prima di continuare, una volta verificato rimuovere il cavo e spegnere il controller.

1. Ora infila il jack attraverso il foro nel corpo del perno
2. Spingi il jack nella protezione con le linguette e i fili che sporgono dal fondo e il foro della spina esposto nell'arco.
3. Posizionare il rivestimento nella custodia dei perni e tenerlo saldamente contro la colla della custodia dei perni in posizione Tenere o bloccare finché non si fissa.
4. Fai passare i tre fili nel canale dall'anello al jack e premi l'anello in posizione in modo che i LED siano a filo con la parte superiore del case. Assicurarsi che i fili siano nel canale e non schiacciati tra l'anello e il corpo. Non incollare.
5. Incollare il supporto della fibbia (con i tre perni) alla custodia nell'area indicata utilizzando un collante in ABS (o altro tipo) e lasciare impostare.
6. Sgrossare la parte posteriore della chiusura con un piccolo pezzo di carta vetrata, quindi testare l'adattamento sui tre perni, rimuovere e coprire la parte posteriore della chiusura con resina epossidica e quindi premere in posizione sui perni. Ripulire la colla schiacciata tra i perni Lasciare agire durante la notte.
7. Usa un saldatore per appiattire i perni a filo con la fibbia in modo che la parte posteriore della fibbia sia liscia e non si impigli sul tessuto.
8. Collegare il pin al controller e ripetere il test.
9. Spingere la lente sul corpo del perno, premere fino a filo con la parte superiore,

Passaggio 9: progetto completato

Hai completato il progetto del pin delle vacanze. Spero che sia stato divertente e forse un po' impegnativo. Divertiti a indossare la tua spilla o a regalarla a un amico.

Il file allegato contiene istruzioni per l'utente pin che potrebbero trovare utili.

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