Cappotto di molti colori: 3 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Ecco un progetto che ho realizzato per "sbalordire" le persone al matrimonio di mia figlia.

Lo chiamo il "Cappotto dai mille colori". Usando componenti semplici e uno schizzo Arduino di base puoi programmare il cappotto per quasi tutto ciò che ti viene in mente. Ho deciso per una semplice "matrice di punti" di 7 righe per 9 di LED che sono 63 LED. Le altre parti sono un Arduino (un UNO funziona bene), un regolatore 5V di base, un cavo in silicone, un interruttore di base e una batteria al litio 2S. Ho usato una batteria HobbyKing Nanotech 0,95 2S con connettore di alimentazione JST, tuttavia è possibile utilizzare qualsiasi batteria che fornisca 5V o più. La batteria HK del mio cappotto funziona per circa 1,5 ore utilizzando la routine di base mostrata nel video. La cosa più difficile da ottenere è il cappotto. Ho provato gli OP-Shop ma non ci sono riuscito e alla fine ho comprato un gilet dal negozio "Hippy" locale (in realtà si chiama così!).

Immagina di presentarti alla partita della tua squadra indossando questo.

Ecco la distinta base

• Un Arduino! Ho usato un UNO ma lo sostituirò con un Nano nel prossimo futuro.
• LED W2812B. Ho usato la parte 1194862 di Banggood.com: ci sono 100 pixel in una matrice a scatto
• Un regolatore 5V di base. Banggood parte #951165. Sono circa $ 1,50 ciascuno
• Un interruttore di base
• Filo di silicone: ho usato 26G per quasi tutto. Avrai bisogno di almeno 4 m di ogni colore per collegare 63 LED
• Una batteria o un pacco batteria adatto.
• Una piccola custodia di plastica
• Colla "Aghi liquidi"
• Filo e aghi per fissare
• Un indumento, ho usato un gilet, per illuminare!

Ho scelto di utilizzare WS2812 "Neopixel". Questi possono essere acquistati sotto forma di $ 12- per 100. La parte più difficile di questo progetto è il cablaggio dei LED. I LED si collegano in serie. Hanno un pad "DI" che è "Data In" e un pad "DO" che è "Data Out". Il primo LED della catena ha il suo DI pad collegato al pin Arduino selezionato. Ho usato D4 ma non c'è bisogno specifico di usarlo. Usa qualsiasi Pin digitale. Il sistema non è nemmeno limitato a una stringa di LED. Puoi, se vuoi essere davvero creativo, pilotare più stringhe. L'unico limite è il tuo alimentatore.

Passaggio 1: progettare e costruire

Ora devi decidere come disporre i tuoi LED prima della saldatura. Io, come detto, ho creato una matrice 9x7 ma potresti volere solo file di LED lungo le braccia, la parte anteriore, le gambe, qualunque cosa. Scatenati!

L'unico problema che dovrai considerare è l'alimentazione. La batteria al litio A 2S suggerita guiderà centinaia di LED, ma dovrai considerare l'assorbimento di corrente di ciascun LED e la corrente totale supportata dal regolatore selezionato.

Ogni LED disegnerà ~50ma (milliampere) a piena luminosità. Si ottengono quindi circa 20 per ampere di consumo. Il regolatore suggerito guiderà circa 2 ampere così com'è, 3 con un dissipatore di calore, così puoi far funzionare 40 LED tutto il giorno. Nota che se li stai accendendo e spegnendo, ottieni un po' più di margine di manovra con questo. Il mio cappotto guida 63 LED senza dissipatore di calore e funziona bene. Se necessario, puoi anche alimentare i LED "da entrambe le estremità" utilizzando 2 regolatori o semplicemente utilizzare regolatori "gruntier".

Ogni LED ha 6 pad di saldatura, DI/DO e "5V+ IN", "Gnd IN", "5V+ OUT" "GND OUT". Preparatevi per una fiera ma di saldatura! Consiglio vivamente di utilizzare filo "silicone". È molto più flessibile del filo isolato in PVC e poiché questo progetto ha comportato molte saldature, la facilità con cui il silicone si striscia e funziona è migliore. Ho usato il filo rosso per il +5V, il blu per la linea del segnale e il nero per la terra (GND) ma puoi usare qualsiasi colore. È possibile selezionare i colori per mascherare il cablaggio. Non mi sono preoccupato perché i LED sono così luminosi che tendono a oscurare il cablaggio.

Una volta deciso il layout, è il momento di iniziare a saldare. Ho realizzato un jig super semplice per aiutare a usare un ritaglio di legno. Ho deciso che ogni LED sarebbe stato a 55 mm dal suo partner, quindi ho segnato 2 linee su un piccolo blocco e poi ho praticato due fori per far sedere i LED durante la saldatura. Le linee utilizzate per tagliare i fili a misura.

Preparati con filo sufficiente, una maschera, saldature di qualità e strumenti. Sono necessari un set fine di tronchesi laterali e uno strumento di spelatura.

Inizia misurando i fili sulla maschera e inizia a tagliare abbastanza per fare circa 10 LED (10 pezzi di ciascun filo colorato). Usando il tuo strumento di spelatura, rimuovi circa 3 mm da ciascuna estremità. È quindi necessario "stagnare" ciascuna estremità di ciascun filo. È noioso ma necessario. Una volta che prendi un ritmo, diventa più veloce.

È quindi necessario iniziare a saldare i LED. Metto il LED nella depressione del jig e poi "stagno" tutti e 6 i pad. Ho quindi 3 fili di saldatura sul lato "esterno" (DO) del LED. Sembrano essere clienti piuttosto difficili, quindi saldare. Quindi ho completato tutti i 10 (o giù di lì) LED e ora hai 10 LED con 3 fili.

Il prossimo passo è collegarli a margherita. Saldare le 3 estremità del filo "Out" ai 3 pad "In" del LED successivo. Continua finché non hai 10 LED saldati in una catena. Ho scoperto che collegarne più di 10 durante la build iniziale rendeva difficile la gestione. Costruisci un'altra catena finché non ne hai abbastanza per completare i tuoi requisiti.

Una volta che hai costruito tutte le tue catene, è il momento di collegarle e testarle. Fallo PRIMA di apporre i LED sul capo scelto.

Passaggio 2: Arduino e cablaggio dell'alimentazione

Allego alcune immagini che mostrano il cablaggio e il layout generale dell'elettronica. Sia il pin di uscita 5V di Arduino che l'ingresso 5V della stringa di LED sono collegati sono collegati dall'uscita del regolatore di potenza. Il GND (massa) della batteria è collegato all'"Input GND" del regolatore. Il LED e Arduino GND sono collegati insieme al connettore OUT GND del regolatore. L'altra connessione è dalla connessione della stringa di LED "DI" (Data In) al pin D4 sull'Arduino. Questo progetto è progettato per essere collegato "permanentemente", quindi capovolgo Arduino e saldare i fili direttamente ai pin. Se hai intenzione di utilizzare un Nano, hanno dei fori per i pin (se non si saldano nelle intestazioni) che semplificano il cablaggio.

Una delle cose più importanti da ricordare è che l'assorbimento di corrente combinato dei LED, a piena potenza, supererà le capacità di alimentazione di Arduino e possibilmente le capacità di alimentazione 5V USB. Quindi la regola è, avere sempre la batteria collegata e accesa in modo che Arduino non sia stressato.

A questo punto, accendi la batteria e collega l'Arduino al tuo computer tramite il cavo USB. Accendi Arduino e carica lo sketch allegato "CheckLEDs.ino"

Lo sketch utilizza la libreria "FastLED" per pilotare i LED. Una volta collegati, il primo LED della catena assume l'indirizzo "0" e poi da lì 1, 2, 3 etc fino al numero massimo di LED. Lo schizzo fornito mostra alcune lettere di base che ho usato per il matrimonio di mia figlia. Lascio a voi decodificare quanto detto.

A questo punto, una volta caricato lo sketch, impostate "MAX_LEDS" costante nella parte superiore dello sketch al numero di led presenti nella stringa di test, compilate e scaricate su Arduino. I LED dovrebbero iniziare a lampeggiare dal primo all'ultimo. Se i LED si fermano su un LED specifico, scollega l'Arduino dall'USB e spegni la batteria. Controlla la tua saldatura e assicurati di avere i LED collegati correttamente tra l'ultimo che ha lampeggiato e quello che non lo fa. Risaldare, riconnettere e ripetere il test. Una volta eseguita la stringa di test di base, collega la stringa piccola successiva alla prima stringa, ripristina il parametro MAX_LEDs sul nuovo conteggio LED, carica e continua a testare. Una volta collegati e testati tutti i LED, sei pronto per fissare i LED al capo e completare il cablaggio finale.

Passaggio 3: assemblaggio finale e programmazione

A questo punto apprezzerai l'utilizzo del filo di silicone. Disponi le strisce LED sull'indumento. Pensa a dove posizionerai la batteria, Arduino, il regolatore e l'interruttore. Sul mio cappotto, questi erano in una tasca anteriore sinistra per un facile accesso. Ho disposto i miei LED in una griglia in cui il primo LED (zero) era in basso a sinistra del cappotto. I LED hanno quindi spostato il rivestimento per 9 LED come colonna, ruotati di 180 gradi verso il basso per 9 LED come colonna successiva. Alzando per la colonna successiva e continuando fino a quando non ho avuto 7 colonne in 9 righe. Il layout significa che i LED sono numerati da 0 a 8 dal basso verso l'alto nella prima colonna con la colonna successiva da 9 a 17 che va verso il basso e così via.

Per fissare i LED inizialmente ho utilizzato un prodotto "Liquid Needles" che è una colla che sembra funzionare in modo efficace, tuttavia poiché non volevo aspettare tra l'asciugatura di ogni LED, ho optato per cucire anche i LED. Ha solo bisogno di un cappio di cotone cucito attraverso i fili vicino al LED. Per la maggior parte, una singola serie di punti, come anelli, funziona per LED. Puoi, a seconda del tuo layout, utilizzare alcuni anelli per tenere i fili, specialmente tra le "colonne".

Non cucire/incollare il primo LED finché non lo hai collegato ad Arduino/Power. Ho forato il tessuto e ho fatto passare i 3 fili attraverso il foro fino alla tasca. Ho cucito i "cavi di alimentazione" all'interno del cappotto. Forare la tasca mi ha permesso di portare il cablaggio all'interno e completare il lavoro. Ho isolato il regolatore con del semplice nastro adesivo e poi ho riposto il tutto in una piccola scatola di plastica per contenere i componenti di potenza. Puoi creare il tuo contenitore, assicurati solo che nulla possa mancare.

Programmazione

Utilizzando il file ino allegato come modello, ora puoi iniziare a programmare Arduino per il modello scelto. Ho creato un foglio di calcolo molto semplice (allegato) con il layout dei LED. Rende molto più facile "disegnare" qualsiasi motivo tu voglia dipingere. Una volta che hai i numeri richiesti, aggiungerli a un array è semplice. Usa gli array di esempio nell'INO allegato per crearne uno tuo.

La libreria FASTLed https://fastled.io contiene esempi che puoi aggiungere al tuo schizzo. La sezione "cylon" nello schizzo di esempio viene copiata direttamente dagli esempi.

Metti alla prova la tua creatività: che ne dici di aggiungere un altro interruttore per cambiare l'ordine? Un pulsante i cicli attraverso un numero di cicli?

A proposito, il cappotto li ha assolutamente entusiasmati al matrimonio.