Clemson Tiger Paw Decorazione retroilluminata con strisce LED WS2812: 5 passaggi (con immagini)

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

Lo spazio di produzione di Clemson nel centro di Watt ha un laser cutter e volevo farne buon uso. Pensavo che realizzare una zampa di tigre retroilluminata sarebbe stato bello, ma volevo anche fare qualcosa con l'acrilico illuminato dai bordi. Questo progetto è la combinazione di entrambi i desideri.

Probabilmente lo chiamerò WallPaw più volte durante questo Instructable. WallPaw era il nome in codice o il nome del progetto che gli avevo dato, quindi avevo un modo semplice per tenere traccia dei file ad esso relativi.

Per ulteriori immagini di WallPaw e per una divertente FAQ, puoi dare un'occhiata al mio sito web qui.

Elenco delle parti

Componenti

• 1/4" legno - 2' quadrati
• 3/8" acrilico - 1' per 2'
• Striscia LED WS2812 - 5 metri
• Arduino Uno
• Arduino Mega
• Modulo ricevitore a infrarossi
• Condensatori da 1000 uF - 5ish
• Cavo del connettore (lotti)
• Alimentatore per computer (o alimentazione 5V e 12V)
• Telecomando LED IR a 44 tasti
• Modulo microfono - io uso MAX9814 o MEMS

Utensili

• Accesso a un laser cutter (ne ho usato uno alla Clemson)

  Una macchina CNC funzionerebbe anche per il taglio, ma non può incidere l'acrilico

• Saldatore

  Necessaria la terza mano

• Pistola per colla a caldo (indispensabile)
• Tagliafili/spelafili
• Pazienza

Nota a margine: compro la maggior parte dei miei componenti su Ebay. So che non sono affidabili o di grande qualità, ma per il mio progetto ho avuto fortuna con loro. Consiglio di acquistare multipli di un articolo nel caso in cui ne rompi uno o non funzioni immediatamente, perché la spedizione su Ebay direttamente dalla Cina può richiedere circa un mese.

Fase 1: Progettazione iniziale - Immagini e file vettoriali

Ho scaricato il file vettoriale della zampa di Clemson da qui e l'ho aperto in Adobe Illustrator per iniziare ad aggiungere connettori tra le dita. Ho usato lo strumento penna e lo strumento selezione diretta per disegnare nuove connessioni ed eliminare quelle vecchie.

Per il pezzo in acrilico ho copiato ogni dito uno alla volta e l'ho ridimensionato/centrato finché non sembrava giusto. Poi ho disegnato in un rettangolo la misura giusta per il mio LED da stare tra il legno e l'acrilico

Immagini

Per le foto di Death Valley e Tillman, ho caricato l'immagine su questo sito Web per creare un disegno al tratto dell'immagine. Ho pasticciato con le impostazioni finché non sembrava giusto.

Successivamente, ho aperto l'immagine in Photoshop. Ho usato lo strumento in Seleziona intervallo di colori per selezionare tutti i pixel bianchi ed eliminarli. Successivamente penso di aver aumentato il contrasto, le alte luci e altre cose in modo che l'immagine fosse il più possibile in bianco e nero puro. Infine, ho usato lo strumento gomma per cancellare il più possibile i punti sparsi sull'immagine.

Per le altre due foto dovevo solo metterle in bianco/nero puro. Ci sono molti modi per farlo, ma dimentico esattamente come l'ho fatto.

Vuoi salvare le immagini come file.png, quindi copiarle e incollarle nel file vettoriale di Illustrator. Assicurati che l'inserto in acrilico e il ritaglio di legno abbiano esattamente le stesse dimensioni e includano le fessure per le luci.

IMPORTANTE: quando si esegue l'incisione dell'acrilico sui bordi, sembra molto meglio se l'incisione si trova sul lato posteriore del pezzo acrilico. Per ottenere ciò, una volta centrato l'immagine sulla parte che stai ritagliando, raggruppali insieme e specchia orizzontalmente. Quindi nel mio caso ho raggruppato il contorno interno di un dito del piede e l'immagine, quindi li ho girati orizzontalmente. Questa dovrebbe essere una delle ultime cose che fai in modo da non rovinare le dimensioni del ritaglio di legno/acrilico.

Passaggio 2: taglio laser

Ho portato il mio legno e l'acrilico al Clemson Makerspace nel Watts Center. La nostra taglierina laser è una taglierina laser Epilog Fusion M2 40, ha un'area di incisione di 40" x 28".

Nei file vettoriali ho fatto in modo che i contorni avessero un tratto/spessore di 0,00001" in modo che il software di taglio laser sappia tagliare quelle linee fino in fondo. Ho usato le impostazioni predefinite del software per legno da 1/4" sui pezzi di legno. Sui pezzi in acrilico penso che abbiamo usato il 100% di velocità e il 2% di potenza per tagliare l'acrilico, e leggermente superiore alla potenza predefinita per l'incisione. Ho lasciato il foglio protettivo sul lato posteriore del pezzo acrilico durante il taglio in modo che eventuali fiamme non bruciassero l'acrilico, solo il foglio protettivo. (Rimuovi però il foglio protettivo superiore)

Quando si utilizza una taglierina laser, se il software non esegue tutti i tagli e le incisioni nella stessa stampa, è sufficiente suddividerli in due file/tagli separati: un file per il taglio, l'altro per l'incisione. Forse era solo un problema con il laser Epilog, ma forse è più comune.

Passaggio 3: cablaggio e installazione dei LED

Una volta che tutto è stato tagliato e davanti a me, ho usato una matita per tracciare un percorso per i miei LED e ho disegnato dove sarebbero andate le mie schede Arduino e i connettori di alimentazione. Non è necessario essere precisi o avere un'ottima gestione dei cavi perché è tutto sul retro del progetto dove nessuno lo vedrà.

Ho scelto di tenere l'alimentatore a terra invece che sul retro del progetto per risparmiare peso. (Anche perché non ho spazio per un alimentatore) Ho usato un vecchio alimentatore per computer e solo connettori a cilindro saldati ai cavi di uscita 5V e 12V. Se si desidera utilizzare un normale alimentatore da 5 V è possibile collegare i cavi a Vin (tensione in ingresso) su Arduino e non avere a che fare con un convertitore boost o un alimentatore secondario.

I LED WS2812 sono molto affamati di energia: ogni LED può utilizzare fino a 60 mA, che moltiplicato per 200 luci ci dà 12 A (a 5 V = 60 watt). 12 ampere sono un sacco di potenza, quindi usa dei fili spessi. Ho usato un cavo calibro 10 per collegare l'alimentatore al WallPaw, che probabilmente è eccessivo.

Noterai che sto usando due Arduino separati per questo progetto. Ho scelto di usarne due perché questo tutorial ne usava due e finché non ho scritto la maggior parte del codice ho pensato che avrei avuto bisogno di due Arduino. Si scopre che quando scrivi correttamente il tuo codice, dovrebbe funzionare su un singolo Arduino. Hai bisogno di un Mega se stai facendo complicate disposizioni di luce con molti LED, perché la programmazione è abbastanza affamata di memoria. Ho usato uno Uno per alcuni giorni, poi il codice ha smesso di funzionare perché aveva poca memoria.

Tutte le mie strisce luminose sono solo incollate a caldo sul retro della zampa. Ho provato a usare la schiuma o qualcosa di più rigido come schienale, ma si è rivelato non necessario. Basta incollarli a caldo, le strisce LED rimarranno felicemente al loro posto. Cordiali saluti, la colla a caldo è completamente non conduttiva, l'ho testata io stesso con un multimetro.

saldatura

I primi 198 LED hanno impiegato solo un'ora o due per incollare e saldare, ma i pezzi acrilici probabilmente hanno impiegato 6 ore in totale. Non ho fatto lo slot per il LED molto ampio (quindi sono poco appariscenti), ma di conseguenza ho dovuto saldare i fili in modo molto non convenzionale, come mostrato nell'immagine sopra. 4 pezzi acrilici * 3 LED ciascuno * 6 saldature per LED = 72 saldature per i soli LED. Aggiungi il tempo per misurare / tagliare / spelare i cavi di collegamento e bruciare alcuni LED mentre li saldi e hai facilmente un lavoro di 6-8 ore.

Se stai realizzando una versione di questo, progetta slot per i tuoi LED molto più larghi di me. Per la tua sanità mentale.

Passaggio 4: programmazione

Ho usato la libreria FastLED per controllare i LED WS2812. Ho usato la mia libreria LEDCodes che ho creato appositamente per il telecomando IR a 44 tasti.

Il codice generalmente funziona così

1. Arduino 1 (Uno) ascolta il segnale IR

   1. Se riceve un segnale, scopri da quale pulsante del telecomando IR proviene
   2. Invia quel numero (1-44) ad Arduino 2 (Mega)

2. Arduino 2 (Mega) verifica la presenza di un nuovo codice numerico da Arduino 1

   Se riceve un numero, cambia la modalità corrente su quel numero

3. Esegui la sequenza di luci corrispondente al numero della modalità corrente

   1. Verifica la presenza di un nuovo codice ogni 150 ms circa
   2. Se il nuovo codice è lo stesso del codice corrente, passa alla sottomodalità successiva

I pulsanti monocolore sulle luci hanno più modalità secondarie

1. Tutte le luci accese
2. Solo le luci acriliche e le Clemson Tigers
3. Tutte le luci si accendono/si spengono
4. Suono reattivo
5. Solo acrilico

I pulsanti Rosso/Verde/Blu sono impostati per visualizzare combinazioni di luci a due colori

1. Luci esterne colore 1, acrilico + luci Clemson Tigers colore 2
2. Scambia quello^
3. Pezzi acrilici alternati con i colori 1 e 2 (quindi i pezzi 1 e 3 sono di colore 1, i pezzi 2 e 4 sono di colore 2)
4. Scambia quello ^

Ho copiato diverse fantastiche modalità di illuminazione da questo sito Web, come ad esempio:

• Arcobaleno scorrevole (il mio preferito)
• caccia al teatro
• Fiocco di neve lampeggiante
• Rimbalzo cylon
• Simulazione di palle che rimbalzano
• Simulazione del fuoco

Ho anche creato le mie funzioni per la reattività del suono usando un microfono. Puoi leggerli nel file MicrophoneFunctions.ino nel file WallpawLightTester.zip qui.

Passaggio 5: prodotto finale

Ta-da!

Sentiti libero di commentare o inviarmi domande via email: adoro queste cose e mi piacerebbe aiutare altre persone a realizzare progetti interessanti. Sono anche un fotografo hobby/freelance/semi-professionista nell'area di Clemson/Greenville SC, quindi se stai cercando un fotografo contattami!