Neopixel LED Heart: 9 passaggi (con immagini)

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

I Neopixel sono luci a LED che cambiano colore, indirizzabili individualmente (programmabili). Sono disponibili in varie forme su Adafruit.com, ma sono particolarmente affezionato allo stile LED tradizionale "through the hole" da 8 mm. Sono luminosi e belli e puoi creare i tuoi design personalizzati come illustrato dall'esempio di forma del cuore fornito qui. Il software Arduino viene in genere utilizzato per controllare i LED.

Si prega di vedere il mio video su YouTube del Neopixel LED Heart in azione con uno spettacolo di luci. Un altro modo divertente per visualizzare il cuore è puntarlo verso una finestra come una porta scorrevole in vetro per vedere un riflesso dell'immagine a doppio cuore (come mostrato).

Passaggio 1: forniture principali

1. LED Neopixel Adafruit da 8 mm (26 necessari)

2. Tappetino da taglio adesivo StandardGrip da 12x12 pollici Cricut (Walmart)

3. Chip logico Sparkfun LilyTiny ATTINY85 (e forniture di programmazione)

4. Cavo USB per l'alimentazione (Walmart)

5. Ciotola piccola in plastica Gessner per Base (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (o altra piccola scheda proto)

7. Nastro di montaggio per colla Gorilla Clear Squares

8. Resistenza da 480 Ohm

+ Dremel e punte per trapano e fresa

+ Forniture per saldatura

+ Nozioni di base sulla programmazione Arduino

+ Libreria Adafruit Neopixel (es. STRANDTEST)

Nota: per chi non ha esperienza di programmazione Arduino, il chip logico LilyTiny potrebbe in teoria essere fornito già programmato per il Cuore, qualora ce ne fosse la necessità. Uso semplicemente l'app STRANDTEST standard di Adafruit con alcune modifiche.

(Foto Neopixel LED sopra copiate da Adafruit.com)

Passaggio 2: progettazione del circuito del cuore

Prima di tutto, dai un'occhiata alla prima foto dell'assemblaggio finale. Ancora più importante, tieni presente che è una linguetta larga circa 1/2 pollice nella parte inferiore del cuore, che si inserisce nella base.

Ho usato Microsoft PowerPoint per sviluppare un modello di cuore stampabile (sopra). Viene fornita anche una versione con guida di taglio. Ho iniziato con un design a cuore smerlato a 26 lobi che ho trovato online e ho modificato leggermente la forma per un aspetto migliore con LED da 8 mm. Nota che ogni LED rotondo ha quattro fori più piccoli che verranno praticati in seguito.

Il diagramma del cuore viene quindi stampato su carta fotografica che viene successivamente fissata sulla lavagna adesiva Cricut come mostrato. Usando le forbici, la forma del cuore viene accuratamente ritagliata. Un coltello Xacto è stato utilizzato per iniziare il foro al centro del cuore, fino a quando non è stato possibile utilizzare le forbici.

Sul retro della scheda Cricut, ho quindi posizionato uno strato di nastro adesivo blu, per aiutare a prevenire lo scioglimento del tappetino di plastica durante le successive fasi di saldatura. Il risultato è un sandwich Heart realizzato con un tappetino Cricut inserito tra carta fotografica e nastro adesivo blu.

Usando un Dremel con una punta da trapano molto sottile da 1/32 di pollice, vengono praticati quattro piccoli fori per ogni LED da inserire nel cuore.

Passaggio 3: inserire i LED e saldare

Viene mostrato uno schema elettrico. I LED sono inseriti nei fori in serie, con il filo di uscita dati da ciascun LED piegato in avanti verso il pin di ingresso dati del successivo, il pin di ingresso dati è piegato all'indietro per toccare il pin di uscita dati dal LED piror. Il lungo filo negativo di ciascun LED è piegato a destra per congiungere il binario di alimentazione Negativo (che verrà inserito in seguito), mentre i fili del LED Postivo sono tutti piegati a sinistra per toccare il binario Positivo.

Normalmente pre-test ogni LED con una batteria a bottone. Si illuminano di Azzurro se alimentati come un semplice "throwie".

Dopo che i 26 LED sono stati inseriti, controlla il tuo lavoro. Il lato piatto di tutti i LED dovrebbe puntare nella stessa direzione (tranne che gli angoli possono essere leggermente complicati). Ogni LED dovrebbe avere il secondo posto a sinistra, il terzo negativo a destra. Controllare per assicurarsi di avere una spaziatura adeguata di tutti i cavi (senza cortocircuiti).

Il prossimo passo è saldare tutte le connessioni. Ho usato un filo di rame calibro 24 per formare i binari di alimentazione Negativo e Positivo per collegare ciascun LED. Alla base del cuore per la linguetta di inserimento, per rigidità strutturale, ho saldato due perni di intestazione, uno ciascuno per la guida positiva e negativa. Come mostrato, i due perni dell'intestazione sono distanziati di 4 fori della scheda proto (0,4 pollici come mostrato).

Passaggio 4: testare l'operazione al cuore con un Arduino

Normalmente il mio primo passo dopo il cablaggio è testare il funzionamento dell'assemblaggio utilizzando un normale Arduino. Come puoi vedere, il cuore così come è stato progettato ora starà in piedi su un piccolo tagliere. Normalmente modifico sempre l'app STRANDTEST, quindi questo rappresenta un'opportunità per testare il lavoro di saldatura e il nuovo programma di colori proposto. Le schede LilyTiny sono leggermente difficili da riprogrammare, quindi aiuta a provare tutto sulla configurazione standard di Arduino prima di caricare il software sulla scheda LilyTiny.

Passaggio 5: preparazione della base

Nel progetto finale, l'assieme Heart starà in piedi usando la ciotola di plastica Walmart come base.

Usando un Dremel, pratica prima un foro da 1/8 di pollice al centro della ciotola di plastica. Quindi passa a una punta da taglio da 1/8 di pollice per preparare lo slot. Inoltre, è necessario un foro da 1/8 di pollice (leggermente allargato) sul lato della ciotola per passare attraverso il cavo di alimentazione USB.

Quindi provare ad inserire il gruppo Heart nella scheda proto rotonda di Radio Shack (o sostituire la scheda proto).

Quindi applica i cuscinetti di colla Gorilla (tagliati a misura con le forbici) ai lati esterni della scheda proto e inserisci con attenzione la scheda proto sotto la fessura nella ciotola di plastica, con i fori della scheda proto allineati con la fessura nella ciotola in modo che il cuore possa essere inserito dall'alto. I cuscinetti di colla tengono saldamente la scheda proto alla ciotola. Il lato ramato della scheda proto dovrebbe essere rivolto verso il basso come mostrato (rivolto verso l'estremità aperta della ciotola).

Inserisci il Cuore dall'alto nella base. Le tre derivazioni dal cuore (Pos, Data, Neg) dovrebbero essere visibili dalla parte inferiore facendo capolino attraverso i fori della scheda proto. Verificare la planarità della forma, quindi saldare i tre cavi in posizione. Questo bloccherà il cuore nella posizione finale.

Passaggio 6: cablaggio finale

Viene mostrato lo schema elettrico di alimentazione.

Un semplice cavo USB è stato acquistato presso Walmart e tagliato con tronchesi per ottenere i fili rosso (pos) e nero (neg). Questi sono saldati ai terminali pos e neg di LilyTiny. Anche ai terminali LilyTiny sono saldati i fili rosso (pos) e nero (neg) che si collegano e sono saldati ai conduttori dal cuore (che si attaccano alla scheda proto).

L'ingresso dati (giallo) dalla porta dati n. 2 del LilyTiny è un resistore da 480 ohm che si collega ed è saldato al cavo di ingresso dati al cuore.

Il LilyTiny è stato pre-programmato per lo spettacolo di luci del cuore. Si noti che LilyTiny è cablato in modo tale che sia accessibile e possa essere riprogrammato in loco, qualora si desideri una correzione del software o un miglioramento dello spettacolo di luci. La mia convenzione personale è quella di programmare la posizione di uscita No. 2 di LilyTiny per il segnale di ingresso dati ai Neopixel.

La LilyTiny è la mia scheda CPU preferita per progetti di piccole dimensioni, ma sono possibili molte altre schede di controllo CPU come Adafruit Gemma e varie schede mini-Arduino disponibili sul mercato. Ho semplicemente iniziato diversi anni fa con la scheda LilyTiny e questo è il mio attuale punto di riferimento. Il LilyTiny è fondamentalmente un chip ATTINY-85 su una piccola scheda proto.

Naturalmente, è possibile utilizzare alternativamente le batterie per l'alimentazione. Di solito uso le batterie LiPo di Adafruit.com. In tal caso di solito uso un interruttore ON/OFF sulla parte superiore della base. Per un interruttore, di solito uso l'interruttore a scorrimento LilyPad di SparkFun.com.

(Foto di LilyTiny sopra tratta da SparkFun.com)

Passaggio 7: ritocchi finali

La parte posteriore del circuito è coperta con nastro biadesivo in schiuma e rifinita con forbici e coltello Xacto a forma di cuore. Normalmente questo può essere abbastanza buono per alcune forme, ma per il cuore ho applicato della carta fotografica rosa all'esterno per aiutare con l'aspetto (dato che è difficile fare un buon lavoro con il nastro di schiuma su una forma così curva).

Passaggio 8: scattare foto dell'operazione

I LED Neopixel sono incredibilmente colorati e luminosi. Come alcuni di voi sanno, la sfida con questi LED è catturare tramite fotografie la grande bellezza che il vostro occhio vede effettivamente. Ho fatto del mio meglio per questo Instructable.

Nota che la fotocamera vede cose che i tuoi occhi non vedono e viceversa. Nel video di YouTube, puoi vedere alcune oscillazioni/sfarfallio apparenti che il tuo occhio non vede realmente. Anche l'azione di arresto della velocità dell'otturatore durante la sequenza Theatre Chase cattura i singoli LED che si accendono e si spengono, mentre i tuoi occhi vedono solo punti in movimento. Alcuni dei colori sono leggermente diversi con la fotocamera, ciò che appare giallo brillante agli occhi è un po' giallo-verdastro nel video.

Come accennato in precedenza, abbiamo scoperto anche la bellezza dei doppi riflessi delle finestre, se il Cuore è puntato, ad esempio, su una porta scorrevole in vetro.

Fase 9: Progetto Insegnamenti del Cuore

Per diversi anni ho pensato a come realizzare al meglio una forma di cuore dai cerchi. Se conosci i miei Instructables, di solito significa che mi chiedo quante tortiere devo acquistare per creare un display di bell'aspetto. La risposta sembra provenire dalla comunità del cucito che un cuore smerlato di base ha 26 lobi (cerchi).

Ma questo progetto ha un potenziale molto più grande del semplice Hearts, perché sono possibili molte più forme. Quando la forma è un numero, la chiamo "candela di compleanno elettronica", da implementare pienamente in un futuro Instructable. La nostra famiglia ha già messo a frutto l'età di 7 anni sopra per questo scopo. Basti dire che il progetto complessivo richiede essenzialmente un sistema di font basato su cerchi basato su cerchi LED da 8 mm. Abbiamo un compleanno di 10 anni in arrivo, che costringerà alla domanda su come gestire al meglio i numeri doppi.

Oltre alle forme, questo Instructable presenta un metodo per disporre i LED da 8 mm in una striscia personalizzata con nastro biadesivo sul retro. La striscia LED risultante potrebbe essere attaccata a un muro, o diciamo l'interno di una cornice per un progetto di specchio infinito, che è la mia prossima applicazione pianificata. Questa tecnica potrebbe concettualmente aiutare ad espandere l'uso dei LED Neopixel passanti, che attualmente sono alquanto scomodi da usare perché la distanza ravvicinata dei quattro pin non si adatta sempre bene alla breadboard standard da 0,1 pollici e alle schede proto.

Ritengo che il progetto evidenzi anche la bellezza di questi LED Neoplixel da 8 mm, che spero rimangano disponibili sul mercato.

Se sei nuovo nella programmazione di Arduino, la semplicità del chip logico LilyTiny nello schema elettrico di alimentazione di Heart mostra forse più chiaramente l'idea di base di come utilizzare l'"ambiente di sviluppo" di Arduino. I chip logici LilTiny e LilyTwinkle di SparkFun.com vengono effettivamente pre-programmati, quindi se si desidera utilizzare la logica precaricata, non è necessaria alcuna programmazione. In questo progetto, avevo bisogno di cancellare il software precaricato e aggiungere il mio software. Naturalmente, non ci vuole troppa esperienza di programmazione, perché generalmente stai usando un'app che qualcun altro ha già sviluppato per te. Una volta che hai l'idea, non è troppo difficile passare al passaggio successivo.