Тетраедрална LED шапка (стил Deichkind) V1: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Познавате ли немската музикална група Deichkind? Е, аз съм им голям фен и съм бил на няколко концерта. Като част от сценичните си шоута тази група носи тетраедрични шапки, пълни със светодиоди. Още на първия концерт преди повече от 10 години знаех, че имам нужда от такава шапка! За съжаление нямах необходимите знания, за да направя такава. Но преди около половин година открих Arduinos и така започна …

Шапката е изработена от черен, непрозрачен и също така прозрачен плексиглас. Търсих полезни снимки на каските в мрежата и се опитах да ги направя възможно най -близо до оригинала.

За съжаление направих по -малко снимки, докато изграждах шапката. Така че тази инструкция съдържа още рисунки:)

За захранването използвах 10 000mAh powerbank. Светодиодите са WS2812b, за да получат всички възможни цветове. Той се управлява от Arduino Nano с модул HC06 и приложение за Android. Чрез приложението могат да се възпроизвеждат различни програми. Тук всичко е възможно. Ще предоставя моя arduino код, както и apk за android през следващите седмици. Но все още не е коментирано и отчасти хаотично, защото части от него бяха просто копирани от мрежата. Веднага щом има разумно състояние, ще го кача тук за ваше безплатно изхвърляне.

Консумативи

Хардуер: Връзките отиват към сайтовете/продуктите, които използвах, не се изненадвайте: повечето от сайтовете са немски:) Не е нужно да вземате точно продуктите от свързаните сайтове. Това е само помощ за показване на необходимия продукт.

• Черен, непрозрачен плексиглас (3x равностранени триъгълници, дължина на ръба 42 см, дебелина 2 мм)
• Прозрачен плексиглас (2x равностранени триъгълници, дължина на ръба 42 см, дебелина 0,5-1 мм) или силно прозрачно фолио
• WS2812B LED лента IP30 (не водоустойчива), 30LEDs на метър, общо 156 светодиода
• Arduino Nano
• HC06 Bluetooth модул
• Powerbank, препоръчва се двоен USB изход (колкото по -малки са размерите, толкова по -добре)
• Кондензатор 500-1000mF
• Резистор 330 ома
• USB-проводник USB-A към мини-USB (захранва Arduino Nano)
• USB-проводник USB-A към каквото и да е (ще бъде отрязан, захранване на светодиодите)
• Свързващи проводници
• Силно лепило за пластмаси
• Пяна за по -удобно носене.

Ще ви трябват и някои основни инструменти, лента, лепило за пластмаса, нож за рязане, ножици и поялник.

Частите от плексиглас са фрезовани. Ако нямате достъп до фреза, помислете за използването на услугата на магазини за плексиглас. Те ще фрезоват материала в желаната от вас форма и ще го доставят до вратата на вашия дом. Според моя опит обаче тези услуги са много по -скъпи, отколкото ако купите правоъгълник и го изрежете сами. Можете да използвате моя чертеж, за да поръчате плочите в завършен вид.

Като алтернатива можете да опитате да пробиете дупките с обикновена машина за ръчно пробиване.

Стъпка 1: Привеждане на плексигласа във форма

Каската се състои от три черни триъгълника от плексиглас, два от които трябва да бъдат снабдени с отвори за прозорци и изрези за светодиодите. Купих за него плоча от плексиглас с размери 850x370x2 мм. Нарязах я с ножа за рязане на трите равностранени триъгълника. Направете същото с прозрачния плексиглас/фолио, със същия размер.

Всеки от черните триъгълници, които работех на фрезата. Затова фиксирах триъгълника с двустранна лепяща лента върху масата на машината. Ръбовете на трите триъгълника бяха фрезовани, за да се получи чист ръб. За два от триъгълниците фрезовах дупките с прорези за светодиодите (отвори с прорези, защото светодиодът е квадрат с 5x5 мм) с фреза 5 мм и кръговите джобове, за да се вижда през тях. Тъй като плочите са прикрепени само към машинната маса с лепяща лента, трябва да внимавате да не фрезовате в масата. Работете надолу слой по слой.

Ако нямате фреза, можете алтернативно да опитате пробивна машина на ръка. Но бъдете много точни с позиционирането на отворите на светодиодите, защото светодиодите на лентата имат точно разстоянието 3, 33 см. Може би бих използвал свредло, което е с 0,5 мм по -дебело от светодиода на лентата ви в диагонала.

Ако сте поръчали чиниите нарязани, поздравления:) Тогава тази стъпка е невалидна. Парите опростяват много;)

Стъпка 2: Монтирайте LED лентите и ги запояйте

Подредих светодиодите подред отдолу нагоре в S-образец, започвайки от предния край на шапката. За това изрязах 24 ленти:

• 2x 12 светодиода
• 2x 11 светодиода
• 2x 10 светодиода
• …
• 2x 1 LED

Можете да нарежете LED лентите на единични парчета, без да ги разрушавате. Използвайте ножици за рязане на определените места. Не забравяйте да изрежете така, че цялата подложка за запояване да бъде открита и от двете части (тъй като те вече са толкова малки за начало).

Когато сте фрезовали плочите, светодиодите на лентата вече трябва да се впишат добре в предвидените отвори и вече да залепнат в тях малко. Долен ред на лентите с 12 светодиода, над този с 11 и т.н. Ако сте пробили отворите на ръка, сега можете да видите как точно сте работили. Може да се наложи да направите някои корекции. За да запазя светодиодите в плочата и на място, щях да ги залепя с някаква лента. Достатъчно, за да не изпаднат. (Не се притеснявайте, те ще бъдат залепени по -късно.)

Направете това с двата триъгълника, пълни с дупки.

Сега частта за запояване:

В разфасовките на LED лентите има 3 контакта, където трябва да ги запоите отново заедно. GND, 5V+ (или Vcc или подобен в зависимост от версията) и Din/Dout. Сега свържете ивиците в S-образец; GND с GND, 5V+ с 5V+ и Dout с Din, както е показано на чертежа. Внимание: Изходните данни (Dout) трябва да бъдат свързани с Data in (Din)!

Това ще отнеме известно време, защото контактите бяха доста малки и имате 132 запояващи съединения:) Забавлявайте се!

Когато приключите - проверете ги два пъти! Не искате да ги запоявате отново, когато се счупят и шлемът ви вече е завършен. Вярвай ми.

Стъпка 3: Сглобете тетраедричния

Сега имаме нужда от двата триъгълника с включени монтирани светодиоди и двата прозрачни триъгълника. За прозрачните триъгълници можете да използвате друга плоча от плексиглас или дебело фолио. Използвах фолио, защото е по -леко от панел от плексиглас.

Вземете подложка (кашон), поставете LED триъгълниците върху нея със светодиодите към земята и след това поставете малко течно лепило върху нея. Обърнете внимание, за да го направите на редовно разстояние. След това поставете прозрачните триъгълници върху него и ги залепете заедно. Уверете се, че няма мехурчета между плочите. Ако течното лепило тече към светодиода - перфектно! Защото тогава светодиодът е залепен и фиксиран и няма да изпадне.

Съвет: не всяко лепило съвпада с всеки вид пластмаса. Направете пробно лепило с парчета боклук от фолиото / плексигласа.

В зависимост от вашето лепило, изсъхването отнема известно време. В моя случай покрих залепените триъгълници с кашон, претеглих го и го оставих да изсъхне една нощ.

След това имате един плосък черен триъгълник без светодиоди или прозрачен капак и два черни триъгълника с дупки и светодиоди в него, покрити с прозрачната равнина. Сега имате нужда от бояджийска лента и силно лепило за пластмаси. Сложете трите триъгълника заедно като четириъгълник. Обърнете внимание на запоените си проводници, огънете ги малко нагоре. За да поддържате всеки триъгълник на място, използвайте лентата за боядисване! Когато залепеният тетраедрик е готов, добавете пластмасовото лепило по краищата, отвън възможно най -добре отвътре. Оставете да изсъхне.

Съвет: Ако искате да го направите по -стабилен, вземете прозрачна пакетна лепяща лента и залепете залепените ръбове с нея. Лентата е почти невидима, ако работите точно.

След това имате вашата тетраедрична LED шапка. Време е да го запалите!

Стъпка 4: Частта за микроконтролера

За управление на светлините взех Arduino Nano и за комуникация с приложението за Android реших да използвам Bluetooth модула HC06. Има два начина за захранване на системата, вижте приложените снимки.

Опция за захранване A (препоръчително): За тази опция се нуждаете от powerbank с два USB изхода, които могат да работят едновременно. За да включите arduino, просто използвайте USB-A към mini-USB проводник. Светодиодите ще се захранват с втория USB проводник. Вземете USB кабел, който вече не ви трябва, и го отрежете. Отлепете го в края, ще видите четири проводника: Малко по -силен черен и червен и два малко по -тънки цветни (предимно зелен и бял) проводник. Имаме нужда от черното и червеното, това са земята и V+. Свържете червения V+ с 5V+ на LED лентата в предния край на шапката (на двата триъгълника). Свържете черната земя към GND на LED лентата в предния край на шапката (на двата триъгълника) И я свържете към GND на Arduino.

Тази опция се препоръчва, тъй като позволява на Arduino за управление и светлините да имат отделни захранвания. Това не е случаят с опция В, която може да доведе до нулиране на Arduino, когато всички светодиоди се включат наведнъж и напрежението спадне.

Вариант на захранване B (не се препоръчва):

Това трябва да бъде само ваш избор, когато не искате да използвате powerbank с два изхода, защото все още имате powerbank, но тя има само един изход и сте твърде скъпи, за да си купите нов с два изхода;) Продължете както е описано в опция А, но свържете червения проводник от USB кабела не само с LED лентата, но и с щифта Vin на Arduino. Когато запалите всички светодиоди наведнъж, може би напрежението пада твърде далеч и arduino ще да се нулира. Той няма да бъде повреден, но не е най -доброто поведение за вашите артикули. Важно: Много е важно да НЕ свързвате USB кабел в тази настройка, защото вашата Arduino платка вече е захранвана!

Данни:

За да каже на светодиодите как трябва да се държат, Arduino трябва да изпрати някои данни до първия Din щифт на LED лентата в предния край на шапката. Важно е да използвате PWM щифт на Arduino Nano. PWM щифтовете в Arduino Nano са Pin No. 3, 5, 6, 9, 10, 11. На приложената снимка можете да видите, че използвах щифт №. 6 за предаване на данни.

Общо има три проводника, отиващи към предния край на шапката: GND и V+ за светодиодите, а третият е данните, изпратени от Arduino. Можете да поставите три отделни проводника или да го направите като мен и да използвате останалата част от отрязания USB проводник. Той вече включва четири проводника (един от тях може да бъде пренебрегнат).

Запоявах всички компоненти заедно, вместо да използвам запушени проводници, защото запояването е по -стабилно.

Ако имате 3D принтер, можете да отпечатате малка кутия за вашите компоненти, която можете да залепите в шапката. Използвах малка кутия, която вече имах вкъщи с добри размери за електрическите компоненти. Ако нямате кутия или принтер … просто използвайте Gaffatape:) Не се шегувам! Просто увийте достатъчно Gaffa около електрическите си компоненти и го залепете вътре в шапката си на задния триъгълник.

Кодиране:

Както вече споменах, аз ще предоставя моя изходен код на arduino в рамките на следващите няколко седмици. В момента е хаотично да го покажете на някого:) Сега можете да започнете да кодирате приложението и кода на Arduino за комуникация с приложения, както и за светлинни предавания.

За приложението за Android използвах онлайн MIT appinventor 2. Честно казано, не обичам програмирането с градивни елементи, но за малко приложение като това това беше най -бързият начин.

За кода на Arduino предлагам библиотеката FastLED.h. Той идва с много полезни функции, има много примери в мрежата и документацията за него е страхотна.

Важно: Когато сте избрали опция В като не препоръчителна за захранване, винаги трябва да изключвате захранването от Powerbank, когато свързвате Arduino към компютъра си, за да записвате данни по него.

Много е важно НЕ свързвайте USB кабел в настройка B едновременно с powerbank, защото вашата Arduino платка вече е захранена!

Стъпка 5: Окончателно сглобяване

Powerbank:

Самият аз купих powerbank изключително за тази шапка. Затова го залепих в шлема със супер пластмасовото лепило. Ако не искате да имате powerbank в шапката си до края на живота си, можете да го залепите с гафатап на гърба на шапката. Препоръчвам върха, защото главата ви не се впива толкова далеч и не е на пътя нагоре. Имайте предвид, че всички изходи и входове все още са достъпни!

Arduino:

Ако вече сте го сглобили в малка кутия, както направих аз, просто го залепете или залепете върху гърба на шапката. Не точно по средата, защото по -късно трябва да има глава. Ако нямате кутия, просто я залепете някъде близо до ръба.

Проводници:

За фиксиране на проводниците на тяхно място, просто използвах черен Gaffatape. Според мен най -лесният начин.

Подплата от пяна:

За да направя носенето по -удобно, реших да добавя пяна върху LED триъгълниците. Взех ножици, за да изрежа дупки в пяната и да я приведа във форма. След това той просто се фиксира с двустранна лепяща лента (също изрязана във форма).

(Бялата лента отзад:)

Когато носех шапката за първи път, забелязах, че задната част на шапката е хлъзгава и сцеплението не е много добро. Не исках да слагам и там пяна, защото тогава кормилото щеше да е твърде малко за огромната ми глава;) Затова реших да сложа някаква груба художествена лента в задната част на шапката. Работи перфектно!

Стъпка 6: ЗАКЛЮЧЕТЕ

Свържете шапката си с приложението за Android и

забавлявайте се на следващото си парти

Стъпка 7: Възможни разширения (все още не са приложени)

Нарекох го V1, защото имам още няколко идеи какво да направя с тази шапка за Версия №. 2.

Следващото нещо, което искам, е да накарам шапката да звучи чувствително, което би било огромно подобрение. Има два възможни начина, по които искам да опитам:

• С MAX9814 микрофонов усилвател модул с автоматично усилване
• В допълнение към MAX9814 искам да изпробвам MSGEQ7 Band еквалайзер за … добре за трансформиране на светодиодите на шапките в звуков еквалайзер:)

Чувствителна към звук шапка като тази не само би имала смисъл, защото би била още по -ефективна на партита, но и би била просто върха на всичко!:)

Също така би било важно и кодът Arduino и приложението за Android да бъдат кодирани по -стабилно, все още се сблъсквам с някои проблеми с някои от леките програми. Никога не съм учил кодиране и сам го преподавах. И резултатът изглежда ужасно така ^^

Ако имате идеи как да подобрите шапката (внедрете собствен звук или дори кафемашина (кафето никога не е грешна идея)), напишете го в коментарите и нека обсъдим. Очаквам вашите идеи и предложения.

Втора награда в Speed Challenge на Silly Hats