LED шипована яка: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Имали ли сте някога мисълта „яките с шипове са толкова прости и скучни“? Да аз също. Ето защо реших да оправя нещата, като създам светла анимирана яка с шипове, идеална за използване в Burning Man, на сватби или във вторник.

Този може по желание да бъде свързан със сензор за движение, за да накара движенията на потребителя да повлияе на светлините. Защото, защо не?

Списък с части

Печатни платки на OSHPARK (Gerber файлове в по -късна стъпка)

• 1 x LED печатна платка с драйвер за дросели
• 23 x LED печатна платка с дросели

Digi-Key

• 1 x микроконтролер ATtiny85 (ATTINY85-20SU-ND)
• 1 x JST 2-пинов мъжки хедър (455-1704-ND)
• 2 x 1x5 0.100 "женска глава (S6103-ND)
• 24 x 1206 0,1 μF кондензатор (1276-1165-1-ND)
• 4 x 1206 1kΩ резистор (RHM1.00KCJCT-ND)
• 1 x 1206 470Ω резистор (P470FCT-ND)
• 1 x 1206 син LED (732-4989-1-ND)

Адафрут

• 69 x WS2812B 5050 RGB LED
• 1 x литиево-йонна 3.7V акумулаторна батерия (5-часово зареждане или 12-часово зареждане)
• 1 x литиево-йонно зарядно устройство
• 1 x JST-PH удължителен кабел за батерията

Amazon

• 1 x кожена каишка за китара
• 1 ролка 7/32 "широка лепяща медна лента
• 1 тръба Loctite Threadlocker Blue 242
• 1 пакет кожени закопчалки
• 1 x дъска Arduino UNO

ebay

• 95 x шипове на яката (7 мм диаметър с 8 мм M3 винтове, от този продавач)
• (по избор) 1 x платка за акселерометър ADXL345 "CJMCU" (от този продавач)

Други

• Лепилен винил (12,67 "x 2" минимален размер)

Списък с инструменти

• Отвертка с плоска глава
• Кожен удар
• Кожен инструмент за настройка на щракане (включен в комплекта кожени закопчалки в списъка с части)
• Ножици или ножици, способни да режат тънка кожа (или лазерна фреза)
• Поялник с фин връх
• Припой
• Arduino Uno и свързващ проводник (за програмиране на платката на драйвера на дросела)
• Остри пинсети
• Помощен нож X-acto
• Самозалепваща лента
• Восъчна хартия
• Клечка за зъби

Стъпка 1: Сглобяване на платката на контролера

Създадох двата вида платки в вече пенсионираните вериги на Autodesk. Първият е бордът на водача на дросела. Ще ви е необходим един от тях, за да управлявате всички останали дъски. На него има микроконтролер ATtiny85 (съвместим с Arduino), който контролира светодиодите на дросела и чете движението от (по избор) платка на акселерометъра.

За да направя всичко малко, избрах да използвам части за повърхностен монтаж за този проект. Те могат да бъдат трудни за запояване, така че ако нямате опит, бих препоръчал да потърсите Instructable за SMT запояване или да проверите YouTube за видеоклипове по темата.

Запоявайте първо резисторите (R1, R2, R3, R4, R5) и кондензатора (C1) към платката. Ориентацията няма значение и това дава практика при запояване на компоненти за повърхностен монтаж. Не забравяйте да използвате 1kΩ резистори за R1, R2, R3 и R4. Използвайте резистор 470Ω за R5. Използвайте.1µF кондензатор за C1.

Съвети за запояване

Няма да навлизам в подробности как да го направя, но ето няколко съвета. Моята техника е да добавя малко количество спойка към една от подложките, да премахна поялника и да оставя спойката да се охлади. Внимателно поставете детайла на правилното място с пинсета с едната страна върху тази спойка, която току -що сте добавили. Поставете малко налягане върху горната част на детайла с върха на пинсетата и загрейте отново спойката с ютията. Компонентът ще падне в течната спойка. Извадете ютията и изчакайте няколко секунди, докато спойката се охлади. Компонентът сега трябва да се държи здраво на правилното място. Ако не е така, загрейте отново спойката, внимателно поставете компонента на правилното място и извадете ютията, за да позволите на спойката да се втвърди. В този момент запояването на другата страна на компонента е сравнително лесно, тъй като вече е закрепено на място.

След това преминете към LED (D1) и 8-пинов ATtiny85 (U1). Ориентацията има значение и за двете, така че бъдете внимателни. (Забележка: Единствената цел на светодиода е като индикатор, който да ни уведоми, че програмата на ATtiny85 работи правилно. Ако предпочитате да нямате този индикатор, можете да пропуснете инсталирането на D1 и R5.) Катодът (зелена страна на светодиода, който използвах) трябва да е най -близкият R5. Не забравяйте да поставите щифт 1 на ATTiny85 (U1) към захранващия конектор (U2). Този щифт е маркиран с точка на дъската.

И накрая, запоявайте компонентите през отворите, включително двата 2-пинов JST конектора на батерията и двата 1x5 женски заглавки за акселерометъра (които се удвояват като програмиране на заглавки)

Монтажните отвори

Трите големи, медно покрити монтажни отвора се използват за свързване на маса (горен отвор), LED сериен изход (среден отвор) и 3.7V захранване (долен отвор).

Стъпка 2: Програмиране на платката на контролера

Използвах дъска Arduino UNO, за да действам като устройство за програмиране на контролера, следвайки тази инструкция. В него той показва следното картографиране от пиновете на Arduino към пиновете ATtiny за програмиране:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5
• Arduino Pin 12 → ATtiny Pin 6
• Arduino Pin 13 → ATtiny Pin 7

Точките на свързване са посочени на снимката по -горе. Обърнете внимание, че една от точките за свързване е големият кръгъл монтажен отвор между двата комплекта заглавия от 0.100 . Просто държах голия край на проводника за програмиране (Arduino pin 12) в контакт с този отвор по време на програмирането. Разбира се, това е неелективен метод, но работи.

(Когато първоначално проектирах тази платка, не можах да разбера как да пусна този сигнал към заглавията от 0.100 , без да се намесвам във функцията на платката на акселерометъра. Това е сигнал за данни за светодиодите WS2812B. След преосмисляне на този проблем, Разбрах, че този сигнал може да бъде свързан към заглавката, съответстваща на инвертирания чип за избор на чип на акселерометъра, без да създава проблем, тъй като LED данните никога не се записват едновременно с четенето на акселерометъра. Проектирах втора ревизия на контролера дъска, която поправя това и няколко други неща, които бих искал да направя по различен начин първия път. Възнамерявам да публикувам разликите в дизайна, за да приспособя тези промени, когато пристъпя към изграждането на втората версия.)

Батерията не трябва да бъде свързана при програмиране на платката. Всъщност изобщо не се нуждаете от тази стъпка.

Изходният код на програмата за дросела може да се намери тук. Той използва модифицирана версия на библиотеката Adafruit_NeoPixel, която позволява динамично мащабиране на яркостта на светодиодите, за да ограничи общото извличане на ток от тях. Направих тази промяна по две причини:

1. Масив от 69 светодиода WS2812B ще изисква до 3 ампера ток, ако се управлява с пълна яркост. Това надхвърля възможностите на батерията и е твърде ярко за практическа употреба като носим чокер, ако искате някой да може да стои и да ви гледа повече от секунда или две.
2. Исках да гарантирам, че яката ще продължи да функционира с едно зареждане на батерията поне 12 часа.

След успешно програмиране на платката, синият светодиод трябва да започне да мига и изключва.

Стъпка 3: LED платките

Втората печатна платка е секцията за LED дросели.

Използвах 23 от тях, за да направя този чокер. Всяка от тези платки има три светодиода WS2812B (Neopixel).

Отново това са части за повърхностно монтиране, така че трябва да се внимава при запояване. За всяка платка първо запойте 0,1 μF кондензатор по същия начин, както на платката на контролера. Не забравяйте да поставите кондензатора така, че нито той, нито спойката, която го свързва, да пречат на поставянето на горния шип. С други думи, избягвайте горния кръгъл монтажен отвор, доколкото е възможно.

Запояйте трите светодиода WS2812B, като започнете от най -близкия до кондензатора (отгоре) и работите надолу. След запояване на всеки светодиод го тествах, като го свързах към захранваната платка на контролера. Това се оказа полезно при намирането на лоши спойки и части. Това става чрез подаване на маса към горния монтажен отвор (от кондензатора), сигнал за данни от захранваната платка на контролера към средния отгоре монтажен отвор и захранване (3.3V - 5V) към долния отвор. Светодиодите се програмират последователно, като се започне с този отгоре. Като запоявате светодиодите един по един, лесно можете да намерите лоши връзки. Ако запоите всичките наведнъж и след това тествате платката, може да е трудно да се установи причината за неосветените светодиоди.

Работи ли този? Страхотен! Сега направете това още 22 пъти.

Стъпка 4: Оформяне на кожата

За този проект исках 2 (51 мм) широка кожа. Използвах евтина каишка за китара като естествена кожа. Тя е достатъчно широка и достатъчно дълга за работа. Използвайте лъскавата страна на кожата за външната страна на яката. адхезивният винил ще се прикрепи по -добре и изглежда наистина добре.

За да оформите кожата, има поне два избора:

1. Направете го на ръка
2. Използвайте лазерен нож

На ръка:

Маркирайте кожата с линийка и химикалка. Тя трябва да бъде широка 2 ". Дължината ще зависи от размера на шията. За тази, която построих тук, използвах 15 2/3". Тази дължина беше удобна около врата с достатъчно припокриване, за да поддържа прилепванията. Изрежете кожата с помощта на здрави ножици или калай. Заоблете ъглите.

Внимателно измерете позициите на LED платките през яката. Ако искате да съпоставите хоризонталното разстояние на светодиодите с вертикалното разстояние на платките, ще ви трябва 0,53 "междуцентрово разстояние. Можете да използвате една от светодиодните платки като шаблон, за да маркирате позициите на отворите и да изрежете дупки с кожен удар. Не забравяйте да използвате перфоратора с правилен размер за винтовете M3 с шипове. Ще има 24 колони с отвори. Най-дясната колона трябва да има само три отвора, тъй като тук отива платката на контролера, която има само три отвора. Можете да пропуснете средния долен отвор за този. Разстоянието от левия и десния ръб на яката до най -близката колона с отвори е 1,7"

С лазер:

Ако имате достъп до лазерен нож, като Epilog, това е далеч по -лесният начин. Използвайте приложения файл choker.dxf, за да направите разфасовките на лазерен нож. Файлът. DXF има пътека за рязане на кожа в горната част, път за рязане на винил (използван по -късно) в средата и илюстрация за това къде платките се закрепват отдолу. Ако приемем, че искате да направите един точно същия размер (15 2/3 дълъг) като мен, можете да използвате пътеката за кожене в горната част, за да изрежете контура и отворите за монтаж на платката. Ако имате нужда от различен дължина на яката, ще трябва да промените файла по подходящ начин.

Стъпка 5: Оформяне на винила

Целта на винила е да служи като нещо като гъвкава дънна платка за свързване на всички отделни платки. Медната лента е прикрепена към задната (лепкава) страна на винила, за да осигури захранване, заземяване и сигнали за взаимно свързване на данни.

Точно както при оформянето на кожата, има поне два варианта за оформяне на винила:

1. Направете го на ръка
2. Използвайте резачка за винил

На ръка:

Винилът е с ширина 2 "и дължина 12 2/3". Внимателно измерете и маркирайте този правоъгълник и го изрежете с ножица. Все още не отлепяйте винила от подложката. Подравнете една от светодиодните платки спрямо десния и левия ръб и ги използвайте, за да маркирате заоблените ъгли. Закръглете четирите ъгъла на винила с ножица. Поставете винила (все още прикрепен към подложката) върху кожата и го центрирайте над отворите. Залепете на място с маскираща лента или друга лесно сваляща се лента. обърнете кожата и използвайте химикалка, за да маркирате всяка от дупките на страната на хартията на винила. Извадете лентата от винила и използвайте кожения перфоратор при всяка от маркировките на отворите, за да изрежете дупки за винтовете с шипове.

С фреза:

Ако имате достъп до резачка за винил, това е далеч по -лесният начин. Използвайте файла choker.dxf. Пътят за рязане на винил е средната част. Ако сте избрали да имате различен брой LED табла или различно разстояние, ще трябва да промените подходящо пътя на рязане.

Стъпка 6: Добавяне на медна лента

Както беше посочено по -горе, медната лента действа като следи от електрическата платка за тази гъвкава платка. Той осигурява захранване, заземяване и сигнали за взаимно свързване на данни между отделните печатни платки.

Намерете добра работна повърхност и внимателно отлепете винила от подложката. Ако сте използвали машина за рязане на винил, използвайте заострена пинцета или друг инструмент, за да отстраните внимателно ненужния винил от отворите. Когато направих това, повечето от винила с дупки останаха прикрепени към хартиената подложка, но трябваше да премахна десетина дупки с пинсета.

Залепете винила с лепкава страна нагоре към работната повърхност с тиксо. Използвайте минимално припокриване на маскиращата лента върху винила. Това ще улесни премахването по -късно. Страната с колоната с три отвора сега трябва да е вляво.

Измерете и изрежете дължината на медната лента, за да преминете през горния ред отвори. Това ще бъде електрическото заземяване на платките. Ако лентата има хартиена подложка, отстранете я. Поставете медната лента с лепкава страна надолу върху винила, така че горният ръб на лентата да се подравнява с горния ръб на отворите. Добре е, ако дупките не са напълно покрити, но се опитайте да доближите това възможно най -близо, без да покривате напълно горната част на дупките.

Изрежете друго парче медна лента със същата дължина и я прикрепете през долния ред отвори, като долният ръб на лентата е подравнен с долния ръб на отворите. Отново се опитайте да не покривате напълно дупките. Това е захранващата връзка за платките.

Изрежете едно късо парче медна лента, за да свържете останалия отвор на лявата колона направо към съседния отвор вдясно от нея. Лентата трябва да е достатъчно дълга, за да покрие най -вече и двете дупки, без да го прави напълно. Поставете този на място. Това е сигнал за данни от контролната платка към първата LED платка.

Останалите парчета медна лента се поставят диагонално от третия отвор отгоре на една колона до втория отвор отгоре на колоната вдясно. Те свързват изхода на данни от една LED платка към входа за данни на следващата платка. За всеки от тях изрежете късо парче медна лента, което е достатъчно дълго, за да покрие почти (но не съвсем) и двата отвора, и внимателно го поставете на място. Повторете това 22 пъти.

Когато приключите, трябва да има една дупка без медна лента. Това е третата дупка отгоре в най -дясната страна. Това е умишлено.

Стъпка 7: Завършване на медната лента

За тази част ще ви е необходима работна повърхност, която може да издържи малко рязане с нож X-acto. Залепете част от восъчна хартия, по-голяма от винила, към тази повърхност (с восъчна страна нагоре). Внимателно отстранете маскиращата лента, използвана в предишната стъпка от винила. Обърнете винила и го поставете върху восъчната хартия с лепкава страна надолу. Лепилото върху винила трябва да залепне достатъчно добре за восъчната хартия, за да не се движи по време на тази част, но все пак ще може да се отстранява по -късно.

Трябва да видите медна лента през всички отвори (с изключение на една). Започвайки с долния ред отвори, направете два разфасовки, за да ги омедните с ножа за помощни средства във всеки отвор. Първият разрез е близо до лявата страна отгоре надолу. Вторият е един от дясната страна отгоре надолу (вижте снимките). Не забравяйте да изрежете само медта във виниловите отвори. Не режете самия винил. Огънете нарязаната мед нагоре с помощта на върха на ножа и го сгънете върху винила над горния ръб на отвора, за да оформите фиксатор.

Когато по -късно се поставят платките, този разрез ще осъществи електрически контакт с медта, обграждаща отвора за монтаж на платката.

Повторете този процес с всички отвори, като изрежете и сгънете в посоките, посочени на диаграмата.

Стъпка 8: Прикрепете кожените, виниловите и винтовете

Отлепете винила от восъчната хартия и го нанесете върху лъскавата страна на изрязаната кожа. Внимавайте да подредите дупките. Прокарайте 8 мм винтове M3 щука през всички 95 отвора от задната страна на кожата. Може да се наложи да поддържате винила с пръсти или някакъв инструмент, докато поставяте винтовете, за да сте сигурни, че винтът преминава през отвора и не отделя винила от горната повърхност на кожата. Трябва да видите малкия меден разрез до всеки винт отгоре (от винилова страна).

Стъпка 9: Добавете Snaps

Четирите отвора за щракване ще бъдат приблизително 0,4 инча от горния и страничните ръбове във всеки ъгъл на кожата. Това може да се наложи да се регулира, за да пасне на индивида. Маркирайте местоположението на двата отвора в единия край. Изберете подходящия размер на перфоратора за щракнете и пробийте тези две дупки с кожения перфоратор. Припокрийте яката, каквато ще бъде при носенето, и използвайте дупките, които току -що сте пробили, за да маркирате местата на дупките за другия край. Пробийте тези дупки.

Прикрепете скобите според инструкциите. Бъдете много внимателни, че щракванията са обърнати в правилните посоки. Ето един удобен видеоклип, описващ общия процес на настройка на щракване. Когато сте готови, можете да опитате яката.

Стъпка 10: Свързване на платки

С виниловата страна нагоре подредете чокера така, че колоната с три винта да е надясно. Прикрепете контролната платка към колоната с три отвора на винтовете. Поставете платката към винтовете с компонентите нагоре. Ръчно затегнете три шипа върху винтовете. Поставете една от светодиодните дъски на следващата колона с винтове. Страната на LED платката с кондензатора трябва да е отгоре. Добавете четири шипа към тези винтове и затегнете ръчно.

Тествайте яката, като поставите батерията. Ако всичко върви добре, трябва да видите светодиодите на светодиодната платка да светят и да започнете да променяте цветовете. Ако нищо не се случи, проверете връзките и опитайте да затегнете винтовите шипове. Внимавайте да не докосвате метал (като отвертка) по шиповете, тъй като това може да причини късо съединение и да повреди батерията или платките.

(За втората версия на платките променям нещата, така че шиповете да не са част от веригата, за да се избегне възможността от късо съединение.)

Контактът с кожата не скъсява шиповете и винтовете. Ако потребителят е особено влажен (да речем, от танци), изпотяването ще има малък ефект върху функцията на яката. Най -много това може леко да намали заряда на батерията.

Можете да поставите всяка от LED платките на място в този момент, за да изпробвате цялата яка, или да преминете към следващата стъпка, като направите дъските полу-трайно свързани, като добавите Loctite към винтовете.

Когато сте готови да приключите, отстранете всички платки от яката и извадете батерията от платката на контролера. Поставете малко Loctite в малка чиния или капачка на бутилка и вземете клечка за зъби под ръка. Добавете платките една по една, като започнете от платката на контролера. Поставете всяка дъска на място върху винтовете. Един по един винт, потопете клечката за зъби в Loctite и нанесете върху нишките в края на всеки винт за тази дъска. Не поставяйте прекалено много и внимавайте да не попаднете локтита върху платката или медната лента в основата на винта. След това поставете гайката с шипове на място и затегнете с ръка. Като държите шипа с една ръка, използвайте отвертка на винта, за да затегнете напълно шипа на място.

След като свържете напълно всяка платка, тествайте връзката, като включите батерията и наблюдавате светодиодите. Затегнете и регулирайте, ако е необходимо, за да се уверите, че връзките са здрави. Изключете батерията от контакта. Повторете за всяка от платките, като се уверите в ориентацията на всяка по пътя (кондензаторът е отгоре).

След като всичко е на мястото си, оставете яката да седне достатъчно време, за да се втвърди Loctite (вижте опаковката).

Това е подходящ момент да се уверите, че батерията е напълно заредена, като я включите в зарядното устройство.

Вече сте готови да облечете яката и да ударите града. Използвайте удължителния кабел JST-PH между яката и батерията, за да позволите батерията да бъде поставена в джоб или някъде другаде на вашето лице.

И сега, към последната стъпка.

Стъпка 11: Магазин за хранителни стоки

Носете яката си в магазина за пазаруване. Да, това е задължителна стъпка. Ако изградите такъв, очаквам снимка за хранителни стоки в коментарите.