Дъска за азбука, контролирана от приложения, вдъхновена от странни неща: 7 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Всичко започна преди няколко седмици, когато се опитвах да разбера какво да купя на 9 -годишната си племенница за Коледа. Брат ми най -накрая ме информира, че тя е голям фен на Stranger Things. Веднага разбрах какво искам да й дам, нещо, което виси на стената с коледни светлини и букви, които тя може да изпише произволни изречения. Не бихте ли го знаели, абсолютно никой не прави такова нещо … Открих безброй копия на стени с рисувани букви и винаги запалени коледни светлини. Открих много миниатюрни версии на същото. Открих само няколко проекта, използващи микроконтролери (Arduinos) и адресируеми светодиоди, които всъщност изписват фрази, но всички те изглежда разчитат на твърдо кодирани фрази в софтуера на микро. Нищо подобно на това, което имах в главата си. Така се роди проектът на борда за азбука rudLights.

RudLights Alphabet Board, или накратко rudLights, също използва Arduino и адресируеми светодиоди за показване на изречения върху низ от „коледни светлини“. Въпреки това, той също така използва евтин Bluetooth приемник и персонализирано приложение за Android, което потребителят, моята племенница, може да използва, за да покаже всяко изречение, което иска да го изпрати от таблета си (в този случай Amazon Fire).

Прочетете за завладяващите подробности за това как направих това нещо, тъй като сега правя второ за моя собствен дом. Не получих много снимки или документация, докато правех оригинала, плюс сега някак си искам такава в моята собствена всекидневна. Следвайте, ако искате да създадете такъв за себе си. До края на тази инструкция необходимия код ще бъде достъпен под най -разрешителния лиценз, който мога да направя, вероятно GPLv3 изглежда.

Стъпка 1: Необходими части

Списъкът с части за rudLights е доста ясен. Трябваше да си купя светодиоди, имах нужда от 26, но имах само пет под ръка. За щастие намерих 100 пакета от платките WS2812B в Amazon само за петнадесет долара. Най -трудното нещо за намиране беше нещо, което да мине за грозните тапети от шоуто. Синът ми и аз най -накрая намерихме нещо в секцията за скрапбукинг на JoAnn, което работи доста добре. Ето списъка с неща, които използвах и за какво е. Когато е възможно, ще дам линк от къде да купя. Няма да използвам никакви партньорски връзки, въпреки че те са Amazon Smile връзки, когато е възможно.

Необходими неща

• 26+ адресируеми светодиоди (известни още като NeoPixels) - 100 за $ 15 в Amazon (не знам защо са под музикални инструменти).
• Arduino Pro Mini - удари в Amazon или законни от SparkFun Няма причина да не използвате пълноразмерен Arduino Uno, ако имате място.
• Модул за HC-05 Bluetooth-$ 8 в Amazon Предполагам, че модул HC-06 също ще работи, но няма обещания.
• 5VDC 2A A/C захранващ адаптер - $ 7,49 в Amazon
• Рамка за документи - рамка 8,5 x 11 инча, намерих такава в JoAnn's за около 10 долара. Можете да използвате рамка с всякакъв размер, който желаете, аз избрах една със същия размер като хартията, която яде принтерът ми.
• Грозен тапет - Всъщност 12x12 "хартия за скрапбукинг, наречена" Tan Swirly Flowers ", която намерих в JoAnn Fabric & Craft Store. Всъщност купих четири, за да мога да прецакам няколко пъти. Вижте" красотата "тук (щракнете върху" Yes I'm търговец на дребно ", за да разгледате действително страницата) YMMV
• Два листа велум - също от JoAnn's, използвани като дифузори за предотвратяване на слепота при наблюдение на светодиодите.
• 1/8 "дъска от влакна, 8,5x11" - 24x48 "лист е $ 5 в Home Depot

Основите

• Резистори на разделители на напрежение - 1k7 и 3k3 (или 1k и 2k, или дори 2k2 и 3k3) за промяна на нивото между 5V Arduino TX щифт и RX щифт на 3.3v BT модул.
• Резистор 220-470 ома - преминава по линията за данни между Arduino и първия светодиод WS2812B.
• 4 16V 1000µF кондензатора - Феноменална космическа мощ. Опаковки от $ 11 в Amazon
• 20-22g многожилен проводник в 3 цвята - захранване, заземяване и данни по веригата на светодиодите.
• Малка прототипираща платка - използвах такава за изграждане на централно разпределение на захранването.
• Различни парчета термосвиваеми тръби - За прикриване на резисторите, запоени в свързващите кабели. Пет долара в Harbour Freight.

Инструменти

• Резачки и стрипери за тел
• Поялник и спойка
• Платка и тел за свързване
• Остър нож за хоби (X-Acto)
• Дъска за рязане
• Помощен нож
• Права или квадрат
• Бутала, шило, централен удар или друго остър удар
• Свредло 5/16 "и нещо, което да го върти (двигател за бормашина, бормашина, бияч за яйца …)
• Пила или шкурка
• Лепило за дърво (или бяло лепило)
• Пистолет за горещо лепило и пръчки

По избор

• Raspberry Pi Zero W-Ще използвам това на моята собствена дъска за азбука rudLights вместо на HC-05, защото нямам повече модули за Bluetooth HC-05. За него също ще ви трябва SD карта.
• 1/2 "x 3/4" x 48 "борова пръчка - Използва се за изграждане на разширение към задната част на рамката за документи.
• Боя, която съответства на вашата рамка и четка (и) - Използва се за прикриване на горното разширение зад рамката. Използвах черна акрилна боя и четка за пяна.
• Shadow box - Вместо рамката за документи премахва необходимостта от горната удължителна пръчка.
• 2,1 мм жак за захранване - $ 6 за 5 -пакет в Amazon. Можете също така просто да отрежете конектора от захранването и да го запоите директно към проекта.
• 3.3V Arduino и захранване, ако искате да намалите мощността. Светодиодите WS2812B трябва да работят при 3.3v. Това би премахнало необходимостта от делител на напрежение. Отново без обещания.

Стъпка 2: Естетичната част

Мислех, че мога да намеря снимка на екрана или нещо от шоуто, което да отпечатам като снимка, която да използвам в рамката. Колкото и да се опитвах, не успях да намеря точно търсеното от мен изображение. Това е причината за търсенето, което ни доведе до грозната хартия за скрапбукинг. Накарах сина ми да изготви азбука с низ крушки и той отряза хартията 12x12 "до 8.5x11", така че да се побере в принтера. След това просто отпечатах изображението от азбуката директно върху грозната хартия и бях хладно изрязал всички крушки с нож X-Acto.

Ако искате да отидете по същия маршрут, моля не се колебайте да запазите изображението по -горе, да изтеглите произведението от моя сървър или да го получите от хранилището на GitHub.

Използвайки обикновена хартия за принтер или още по -добре стъклото от рамката на картината, поставете част от хартията 12x12 ", за да направите лист 8,5x11", върху който да отпечатате изображението от азбуката. Хартията, която използвах, има известно оцветяване по краищата, за да изглежда износена, предполагам. Като такъв в крайна сметка изложих част от средата на хартията. След това просто използвах помощен нож, за да направя разфасовките. Не забравяйте да режете върху жертвена повърхност, освен ако не сте късметлият собственик на ножа за хартия. След като нарязах хартията с помощта на хартия за принтер като ръководство, открих, че рамката ми е малко по -малка от 8,5x11 инча … За да я „оправя“, просто сложих стъклото върху грозния си тапет и подрязах около 1/16 „от двете страни с нож за хоби.

Сега е време да отпечатате нишката си rudLights върху грозния тапет. Вие ще искате да се уверите, че казвате на принтера си да печата в пейзажна ориентация, като полетата са минимални. Изображението има цветни крушки, но тъй като те така или иначе ще бъдат изрязани, можете да го отпечатате черно -бяло без проблем. Силно препоръчвам да го отпечатате поне на нормална хартия, за да сте сигурни, че настройките го правят така, както искате. Сега можете да заредите изрязаните по поръчка тапети във вашия принтер и да разпечатате парчето, което да се използва в проекта. Все още не изрязвайте луковиците, ще го направим в края на следващата стъпка.

Продължете и оформете новоотпечатания тапет и се уверете, че всичко наистина е подредено така, както би трябвало да бъде.

Стъпка 3: Подготовка на борда

1/8 ПДЧ (твърд картон, мазонит, както искате да го наречете) е два фута на четири фута, както идва от магазина. Ясно е, че трябва да го намалим донякъде по размер. Приятната част от работата с този вид дъската е, че е нещо като дебела хартия и може да се отреже сравнително лесно с помощта на нож. Просто измерете стъклото от рамката си и отбележете същото това измерване на дъската с молив. След това можете да използвате изправената линия или квадрат като ограда за ножа. Вземете няколко прохода с ножа, не бързайте, няма бързане. Освен ако не трябва да завършите това до Коледа и дори не сте знаели, че трябва да успеете до около 16 декември … Все пак, пръстите ви струват повече от проекта, така че бъдете внимателни!

След като изрежете дъската, счупете ръбовете с файла или шкурка, така че да не е остра. Сериозно, тези неща дават най -гадните отпечатъци … След това тествайте да ги поставите във вашата рамка и да изпилите/шлайфате ръбовете, колкото е необходимо, за да пасне гладко с точното количество плътно прилепнало. Отново отделете време и го поставете правилно за първи път. Доста е трудно да поставите дървен продукт обратно на парче, което е нарязано твърде малко.

В зависимост от качеството на производство на рамката, която имате, може да опитате просто да обърнете дъската и да видите дали тя приляга по друг начин. Моята рамка всъщност не беше квадратна, така че този трик работи с минимално подаване. Ако откриете, че вашият се държи по един и същи начин, не забравяйте да отбележите кой край е на двете парчета, ще има значение, когато дойде време да подредите и пробиете светлинните дупки.

Сега искате да вземете тапета, който сте отпечатали в последната стъпка, и да го поставите върху парчето си от дървесни влакна и да го поставите на квадрат. Тя трябва да е правилна със същия размер. След като се подреди, използвайте острите си джобове, за да пробиете през центъра (-иш) на всяка крушка и поставете разклонение във влакнести плоскости. Това разделяне ще бъде марката, при която пробивате 5/16 дупки в дъската, за да светят светодиодите. Ако вече сте изрязали крушките от тапета, можете да приближите местата на свредлото или да използвате един от тестовете за скрап Намерих, че е малко по -лесно да пробивам местата за очни ябълки върху този материал, като нарисувам малък кръг около всяко разделяне с молив.

Време е да приготвите малко чипове. Използвайте каквото и да е устройство за въртене на бормашина и бормашина 5/16 ", за да поставите 26 дупки в дъската. Моята бебешка преса не би ударила съвсем централната дупка … затова се наложи да използвам друго устройство за въртене. Прав сте, моят малък яйчен бияч няма да побере бормашина 5/16 ", но ще зареди добре 9/32";-) Новите дупки ще бъдат хрупкави, така че вземете вашия файл или шкурка и изгладете ръбовете им. LED трябва просто да се вмъкне през отвора, така че печатната платка да лежи плоско на гърба на платката.

Ако не сте изрязали луковиците, сега е моментът. Счупете ножа X-Acto и дъската за рязане и отидете в града. Синът ми казва, че изрязването на форма X във всяка крушка и след това изрязването на получените триъгълни парчета работи доста добре.

Стъпка 4: Поставете малко искри в него

Време е да започнете LED края на този проект. Откъснете 26 от WS2812B и ги подредете на дъската. Искате да се уверите, че всички те са легнали правилно. Това също е подходящ момент да ги тествате поотделно, преди да запоите цял куп, за да разберете, че там има един нестабилен. Прикачих обикновена скица на Arduino, която просто изплюва произволни цветове в говорене на WS2812. Можете да използвате серво кабел или лентов кабел или каквито и да е джъмперни проводници, които може да имате наоколо, за да разтегнете тестовия кабел. Просто залепете 3-пинов бит на заглавката на щифта в кабела и можете да го задържите върху "входящите" подложки на печатните платки на светодиодите. Всеки светодиод трябва да светне точно и докато тествате само един по един, захранването на Arduino може лесно да се справи със задачата.

След като сте сигурни, че всички светодиоди са в добро работно състояние, можете да започнете да правите проводници. Току -що използвах някакъв стар жичен кабел от 20 габарита, който получих, когато Radio Shack все още беше наоколо. Ще трябва да направите 23 от червено, черно и зелено, или каквито и други цветове искате да използвате за захранване, земя и данни. Нямам размер, който да предвижда дължината на проводниците. Просто държах парче тел между няколко светодиода и започнах да изрязвам куп до приблизително тази дължина. Има няколко в центъра, които изглеждат малко по -дълги от останалите, така че внимавайте за това.

След като вашите кабели бъдат отрязани, продължете и отстранете малко от всеки край, достатъчно, за да запоите върху подложките на печатните платки. Все още няма да свързваме H към I или Q към R. Калайдайте краищата на проводниците и калайдайте подложките на светодиодите. След това се подгответе за досаден процес на опънати пръсти и запоявайте проводниците върху печатните платки. Повторете това, което изглежда единадесет хиляди пъти, въпреки че в крайна сметка е по -скоро 155.

След като всички три реда са запоени, ще поставите дълъг проводник за данни от H до I, след това друг от Q до R. След това всеки ред ще получава захранващи и заземяващи проводници директно от разпределителната платка/щепсела/нещо, така че A, I и R всички имат свои собствени захранващи проводници. Вижте снимката и схемата и всичко ще има смисъл. Също така ще поставите една от капачките от 1000μF в другия край на всяка линия, в H, Q и Z, за да запазите резерв на мощност за всяка нишка. (Не мога да обещая, че е необходимо, но със сигурност няма да навреди на нищо.) Накрая ще направите джъмперната жица от данните на A в подложката, която ще отиде в Arduino. Просто вземете нормален джъмпер и го изрежете по средата, след това запойте R1, резистора от 220 до 470 ома, вграден и покрийте с термосвиваемост. Запоявайте единия край към DIN подложката на първия светодиод, а другият край отива към щифта 6 на Arduino (не е задължително да е 6, може наистина да е всеки щифт).

След като всичките ви светодиоди са запоени заедно и захранващите проводници са прикрепени в единия край на всеки ред, а кондензаторите в другия, е време да продължите напред и да залепите горещо всичко върху дъската. Не бързайте, не залепвайте пръстите си върху дъската. Използвах около три или четири пръчки за лепило, за да съм сигурен, че всичко остава там, където съм го поставил, включително да натрупвам малко около кондензаторите и захранващите проводници, за да направя облекчения на напрежението.

На снимките ще видите две ясно различни дъски. Единият има Arduino Pro Mini и Bluetooth модула HC-05, другият няма нищо. Този с Pro Mini е този, който отиде при племенницата ми, че не получих достатъчно снимки за изграждане. Това е и изобразеното в приложената схема. Делителят на напрежението, който понижава 5v TX на Arduino до 3.3v RX на HC-05, е току-що вграден в кабела, който свързва двете. Можете просто да отрежете този проводник и спойка R2, резистора 1k7, вграден. След това запойте R3, резистора 3k3, от края на HC-05 на R2 към проводник, който ще заземи. Или можете да го изградите върху протоборд, ако предпочитате.

Другата дъска на снимките е моя и ще използва Raspberry Pi Zero W вместо HC-05. Arduino има дъска за разпределение на захранването, която съборих на протоборд. Това са само няколко реда заглавки и друг 1000µF кондензатор, запоен до кабелите на захранващия жак. Току -що излязох от жаковете за захранващия кабел като този за версията Pi, така че току -що получих вида с винтови клеми на края и завинтих всички захранващи кабели в това. Вероятно в крайна сметка ще направя нещо по -спретнато и със сигурност ще добавя и капачката от 1000 μF.

Стъпка 5: Дайте му малко интелигентност - начинът Arduino

Сега частта, която всички чакаме, за да я накара да направи нещо. За щастие за вас вече прекарах няколко късни нощи в писане на кода за този проект. Всичко, което трябва да направите, е да изтеглите zip файла, да го извлечете някъде на компютъра си, да го отворите в Arduino IDE и да го качите на вашия Arduino. За мое щастие съм нощна, късните нощи не са голяма работа (това е 4 часа сутринта, докато пиша това).

Краят на Arduino всъщност е шест файла в папка, наречена "rudLightsArduino." Zip файлът, който ги съдържа, е прикачен към тази стъпка. Като алтернатива можете да го получите от хранилището на GitHub. Въпреки това решавате да придобиете файловете, след като са на вашия компютър, отворете rudLightsArduino.ino в IDU на Arduino. Това трябва да зареди и петте други файла като раздели в IDE. Ако сте свързали своя WS2812B LED извод за данни към щифт на Arduino, различен от пин 6, ще искате да намерите реда "#define LED_PIN 6" и да промените 6 на пина, който сте използвали.

След това можете да преминете към раздела с надпис „daVars.h“и да намерите частта за твърдо кодираните низове, които се показват на дъската. Това са редовете, започващи с "const char string_X PROGMEM blah blah" в горната част на файла. Променете ги по желание, просто се уверете, че всички те са CAP и не съдържат специални символи (като точка, запетая и т.н. …) Пространствата са добре.

Можете да добавите още редове, като копирате съществуващ ред, поставите го под другите и промените номера в частта "string_X ". Просто увеличавайте броя всеки път. Теоретично можете да запишете толкова редове, колкото ще се поберат във флаш паметта на Arduino. Магията на частта PROGMEM означава, че всички тези низове не се съхраняват в RAM, вместо това се четат директно от флаш паметта. Няма да навлизам в повече подробности, но можете да научите повече на справочната страница на Arduino. Когато добавяте или премахвате редове там, ще трябва да редактирате и няколко други части. Намерете следващия раздел с „ref таблица за горните низове“и добавете/премахнете „string_X“според нуждите между {фигурните скоби}. И накрая, намерете реда "int string_count = X" и променете номера, за да бъде количеството низове от горната таблица. Това число е действителният брой, т.е.не започва от нула. Ако има седем реда "const char string_X", поставете 7 тук.

Сега компилирайте и качете кода на вашия Arduino. Ще трябва да изключите HC-05, за да направите това, тъй като Bluetooth модулът използва същите линии TX/RX като компютъра-> Arduino програмиращо устройство. След като кодът бъде качен, изключете „duino“от компютъра и свържете отново вашия BT модул.

Сега най -накрая можете да сглобите стека, който влиза в рамката. Първо стъкло, после грозният тапет с изгасени светлини. Следват двата листа велум като дифузер. В крайна сметка добавих още един слой дифузия, като залепих и лист нормална хартия за принтер. Най -накрая можете да поставите ПДЧ, пълен с екстри, в рамката, като се уверите, че е ориентиран правилно към тапета.

Това, което следва, зависи от това, което сте използвали за кадър, и как всъщност нещата се подреждат в споменатия кадър. Можете да видите на снимката на готовия, че трябваше да изградя разширение върху рамката, за да съдържа добавената височина на всичко. Това разширение беше само 1/2 на 3/4 борова ивица, изрязана в ъглите и залепена върху задната част на рамката с лепило за дърво. След това използвах няколко малки триъгълни парчета ПДЧ, за да вклиня в слота вътре в рамката, който се държеше в оригиналната подложка. За тези, които залепих няколко изпъкнали парчета бор, за да ги изградя до задния ръб на удължението на рамката. След това пробих няколко пилотни отвора и завинтвах оригиналната подложка на рамката към противостоянията. Накрая пробих пилотно и завинтвах дължина на остатъчния свързващ проводник към удължението на рамката, за да действа като закачалка. Ако сте използвали сенчеста кутия или по -дебела рамка, може да не се наложи да преминете през цялото това забавление за разширение.

Най -сетне го обърнете и включете променливотоковия адаптер и гледайте как започва светлинното шоу. Когато моята племенница за първи път включи нейната, мигна „Весела Коледа“. Вашето ще изписва какъвто и да е низ, който сте поставили в "const char string_0 " или "RUDLIGHTS ALFHABET BOARD", ако все още не сте променили кода.

Ако сте пропуснали частта от Bluetooth модула HC-05, поздравления, приключихте! Надявам се да извлечете много километри от комуникацията си с главата надолу:-)

Ако сте избрали Bluetooth модула, преминете към следващата стъпка за, това, което вярвам, че е готината част и защо се впуснах в този проект, вместо просто да купя на племенницата си друга кукла.

Стъпка 6: Приложението (!)

Да, правилно си прочел. Има придружаващо приложение за Android за rudLights, което ви позволява да показвате и дори да запазвате персонализирани съобщения на дъската си. Миналата Коледа подарихме на племенницата ми таблет Amazon Fire. Така че един от ключовите моменти на този проект беше да има начин тя да използва този таблет, за да взаимодейства с таблото за азбука на rudLights. В крайна сметка попаднах в Thunkable, който осигури приятен и прост начин за създаване на приложение за човек, който никога преди не е правил приложение за Android. Успях да събера нещо, което направи всичко необходимо само за няколко дни. Не е нужно да правите това обаче, можете просто да изтеглите приложението или от моя сървър, или от хранилището на GitHub. От всяко място можете също да изтеглите файла.aia на проекта на приложението, който можете да използвате в Thunkable, за да направите своя собствена версия на приложението rudLights. Чувствайте се свободни да добавяте или премахвате каквото и да е, преименувайте, променяйте изображения, какво имате. Той е достъпен под GPLv3 точно като Arduino края на нещата.

Можете да посетите уеб страницата на rudLights за подробности относно инсталирането и настройването на приложението, както и как да го използвате, след като е инсталирано.

Стъпка 7: Краят?

Е, ето го, дъската за азбука rudLights. Тъй като моята версия с Pi все още се програмира, все още не съм добавил стъпка или документи за поддръжка за това. Ще актуализирам този Instructable веднага щом работя нещо. Ако имате въпроси или коментари, ако нещо е неясно, просто ме потърсете в коментарите по -долу или изпратете съобщение през страницата на моя профил. Щастлив съм да отговоря.

Благодаря за четенето, наслаждавайте се!

Редактирано 20180113 - Променена връзка към HC -05 Bluetooth модул, тъй като първоначално свързаният артикул е на склад