ความคงอยู่ของ Vision LED Staff: 11 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58

เป็นที่ทราบกันดีว่าแม้หลังจากปิดไฟแล้ว ดวงตาของมนุษย์จะยัง "มองเห็น" ได้เพียงเสี้ยววินาที สิ่งนี้เรียกว่าการคงอยู่ของการมองเห็นหรือ POV และช่วยให้สามารถ "วาดภาพ" ได้ด้วยการเลื่อนแถบไฟ LED อย่างรวดเร็ว วาดหนึ่งบรรทัดของภาพในแต่ละครั้งอย่างรวดเร็ว หากคุณค้นหาทางออนไลน์ (เช่น Etsy) คุณจะพบของเล่นสองสามชิ้นตามแนวคิดนี้: ความน่าสนใจ พนักงาน และอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม ราคาเหล่านี้มีราคาแพง: ราคาทั่วไปสำหรับเจ้าหน้าที่ POV ที่มีความละเอียดเหมาะสมเริ่มต้นที่ 500 ดอลลาร์ และพวกเขาใช้ซอฟต์แวร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ ดังนั้นจึงไม่มีวิธีง่ายๆ ในการปรับเปลี่ยนพฤติกรรมหรือเพิ่มฟังก์ชันการทำงานเพิ่มเติม ดังนั้น เมื่อมองหาของขวัญวันเกิดให้เพื่อนที่ชอบวาดภาพด้วยแสง ฉันจึงตัดสินใจสร้างเวอร์ชันโอเพนซอร์สของตัวเองโดยใช้ส่วนประกอบที่หาได้ง่าย

โครงการของฉันสร้างขึ้นจากผลงานที่โดดเด่นของ Phillip Burgess และ Erin St Blaine จาก Adafruit; อย่างไรก็ตาม ฉันทำการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย โดยอัปเกรดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ด้านล่างนี้เป็นคุณสมบัติหลักของโครงการนี้:

• เป็นไม้เท้าสองด้าน ยาวรวม 141 ซม. (55 นิ้ว); มันไม่พับ พนักงานแต่ละด้านมีแถบ LED ขนาด 50 ซม./72 พิกเซล 2 แถบ รวมเป็น LED ทั้งหมด 288 ดวง ดังนั้น คุณสามารถใช้มันเพื่อแสดงภาพที่มีความละเอียด 72 พิกเซล
• พนักงานใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ Li-Ion 18650 สองก้อน ซึ่งน่าจะเพียงพอสำหรับการแสดงอย่างน้อย 1 ชั่วโมง หรืออาจมากถึง 2 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับความเข้มของภาพ สามารถชาร์จแบตเตอรี่ผ่านขั้วต่อ micro-USB; เวลาชาร์จเต็มประมาณ 5 ชม.
• รูปภาพ (ในรูปแบบบิตแมป) สามารถอัปโหลดไปยังพนักงานได้อย่างง่ายดายโดยเชื่อมต่อพนักงานกับคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะปรากฏเป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูล USB มีหน่วยความจำเพียงพอสำหรับประมาณ 50 ภาพ ลำดับการแสดงรูปภาพนั้นอธิบายไว้ในไฟล์ข้อความธรรมดาแยกต่างหาก ซึ่งคุณสามารถใส่รายการรูปภาพและระยะเวลาได้ สามารถแสดงรูปภาพได้หลายครั้ง หรือไม่มีเลย
• พนักงานประกอบด้วย Inertial Motion Unit (IMU) ซึ่งสามารถใช้ตรวจจับเมื่อพนักงานมีการเคลื่อนไหว ซอฟต์แวร์ใช้เพื่อปรับความถี่ในการอัปเดตสำหรับรูปภาพ ดังนั้นรูปภาพจะไม่ถูกยืดหรือบีบอัด ไม่ว่าคุณจะหมุนรูปภาพเร็วแค่ไหน คุณสามารถใช้มันเพื่อควบคุมการแสดงของคุณ: เช่น. การหยุดพนักงานในแนวนอนใช้เป็นสัญญาณเพื่อเลื่อนไปยังภาพถัดไปในสไลด์โชว์
• ซอฟต์แวร์นี้ใช้ Arduino IDE มีให้ใช้งานภายใต้ใบอนุญาตโอเพ่นซอร์สและปรับเปลี่ยนได้ง่ายเพื่อให้เหมาะกับความต้องการของคุณ

โครงการนี้เป็นโอเพ่นซอร์ส รหัสและแผนผังทั้งหมดมีอยู่ในที่เก็บ github ของฉันภายใต้ใบอนุญาต MIT

เสบียง:

คุณจะต้องมีอุปกรณ์ดังต่อไปนี้:

• APA102 (DotStar) แถบ LED, 144 LED/เมตร, PCB สีดำ จาก Adafruit หรือ Aliexpress คุณต้องมี 4 แถบ 50 ซม. (72 LEDs); คุณยังสามารถซื้อแถบยาวและหั่นเป็นชิ้นขนาด 50 ซม. แถบนี้ไม่ควรกันน้ำ แถบผลไม้ Adafruit มาพร้อมกับปลอกกันน้ำซึ่งคุณสามารถถอดและทิ้งได้
• แบตเตอรี่ Li-Ion 18650 สองก้อน มองหาแบตเตอรี่ที่มีความจุสูง (อย่างน้อย 3000mAh) ซึ่งได้รับการปกป้องจากผู้ผลิตที่มีชื่อเสียง เช่น Panasonic, Samsung หรือ Sanyo ฉันแนะนำแบตเตอรี่เหล่านี้โดย Sanyo หรือ Panasonic อย่าพยายามประหยัดเงินด้วยการซื้อแบตเตอรี่ที่ไม่มีชื่อบน eBay หรือ Amazon
• ท่อโพลีคาร์บอเนต 11F(55in/141cm) เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 1 นิ้ว จาก flowtoys.com
• ฝาท้ายสองอันและด้ามจับเทนนิสสำหรับท่อจาก Amazon
• เดือยไม้สี่เหลี่ยม 1/2 นิ้ว จาก HomeDepot หรือร้านฮาร์ดแวร์อื่นๆ คุณต้องมี 4 ฟุต (หรือสองชิ้น 2 ฟุต)
• Adafruit ItsyBitsy M4 หรือ ItsyBitsy nRF52840ไมโครคอนโทรลเลอร์ nRF52840 มีราคาแพงกว่าเล็กน้อย แต่มาพร้อมกับ Bluetooth ซึ่งเปิดโอกาสเพิ่มเติมมากมาย อย่างไรก็ตาม รหัสของฉันเวอร์ชันปัจจุบันไม่ได้ใช้บลูทูธ - มีการวางแผนไว้สำหรับการอัปเกรดในอนาคต อย่าใช้ 32u4 หรือ M0 ItsyBitsy - พวกมันมี RAM ไม่เพียงพอสำหรับจุดประสงค์ของเรา
• บอร์ดป้องกัน POV แบบกำหนดเองสำหรับ ItsyBitsy และแผงจ่ายไฟแบบกำหนดเองสองแผงที่ออกแบบโดยฉันเอง คุณสามารถสร้างมันขึ้นมาเองได้โดยการดาวน์โหลดไฟล์ schematics, BOM และ Gerber จาก github หรือซื้อทั้งสามอย่างรวมกันจากร้านค้าของฉันบน Tindie
• สวิตช์โยก
• การเดินสายไฟ: เป็นการดีที่สุดที่จะใช้สายไฟที่หุ้มฉนวนซิลิโคน เนื่องจากมีความยืดหยุ่นมากกว่าสายไฟที่หุ้มฉนวน PVC ทั่วไป คุณต้องใช้สายไฟ AWG 20 เส้น (สีแดง 2.5 ม. สีดำ 1 ม.) และสายไฟ 24-26 awg สำหรับสัญญาณ (เลือกสีได้ 2 สี แต่ละสี 50 ซม.)
• ท่อหด สีดำ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. 1 เมตร
• คอนเนคเตอร์ JST XH 4 ตำแหน่ง 3 ตัวพร้อมสายไฟขนาด 15 ซม. หรือยาวกว่า 22awg คอนเนคเตอร์ดังกล่าวมักใช้เป็นสายปรับสมดุลสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม โปรดทราบว่าคอนเนคเตอร์ 4 ตำแหน่งจะขายเป็นลีดบาลานซ์ 3 วินาที (หนึ่งลีดสำหรับแต่ละเซลล์แบตเตอรี่และอีกอันสำหรับกราวด์ทั่วไป) หากคุณสะดวกที่จะจีบขั้วต่อของคุณเอง คุณสามารถซื้อโครงและหน้าสัมผัส JST XH จาก Digikey หรือ Mouser แทนและสร้างลีดของคุณเอง ซึ่งจะทำให้ขั้นตอนด้านล่างง่ายขึ้น
• ตัวเว้นวรรคที่พิมพ์ 3 มิติและตัวยึดสวิตช์ ไฟล์ STEP สามารถพบได้ในโฟลเดอร์ฮาร์ดแวร์ของที่เก็บ github คุณจะต้องมีตัวเว้นวรรค 3 ตัวและสวิตช์หนึ่งตัว คุณสามารถใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติและฟิลาเมนต์ชนิดใดก็ได้ (PLA, ABS, …)
• ซิปรูดสีดำแบบแคบ (2 มม.) หมายเหตุ: zipties 4 ชิ้นส่วนใหญ่มีความกว้าง 0.1"=2.5 มม. ซึ่งกว้างเกินไปสำหรับเรา - คุณต้องการ 2 มม. หรือแคบกว่าจริงๆ
• ส่วนหัวแบ่งชาย 0.1"

หากคุณกำลังซื้อ LED จาก AliExpress และพร้อมที่จะรอ 3-4 สัปดาห์สำหรับตัวเลือกการจัดส่งฟรี ราคารวมของส่วนประกอบด้านบนจะอยู่ที่ประมาณ 150 ดอลลาร์สหรัฐฯ (รวมค่าจัดส่ง) หากคุณกำลังซื้อไฟ LED จาก Adafruit ให้เพิ่ม $60 เป็นราคาด้านบน

หากคุณเลือกที่จะพ่นสีเดือยไม้สีดำเพื่อให้ดูดีขึ้น (แนะนำ) คุณก็ต้องพ่นสีดำเช่นกัน

คุณสามารถซื้อชุดชิ้นส่วนที่มีส่วนประกอบด้านบนบางส่วน (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด!) จากร้านค้าของฉันที่ Tindie: https://www.tindie.com/stores/irobotics/ วิธีนี้จะช่วยให้คุณไม่ต้องซื้อสวิตช์ 10 ชุดเมื่อต้องการเพียงสวิตช์เดียว

เครื่องมือ

คุณจะต้องมีเครื่องมือและอุปกรณ์ตามปกติ: ที่ปอกสายไฟ, คีมตัดแบบกด, กรรไกร, หัวแร้งที่เหมาะสม, ฟิล์มห่อหุ้ม, เทปไฟฟ้า, ปืนความร้อนสำหรับการหดฟิล์มหด, มีดจำลองคมหรือมีดอรรถประโยชน์ คุณจะต้องใช้คอมพิวเตอร์เพื่อตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์และที่ชาร์จ USB เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ สันนิษฐานว่าคุณมีประสบการณ์กับ Arduino และโครงการอิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐานแล้ว อย่างน้อยก็ในระดับหัวบัดกรีกับบอร์ดหรือสายประกบ

ขั้นตอนที่ 1: ภาพรวม

พนักงานที่ประกอบขึ้นจะประกอบด้วยส่วนประกอบย่อยดังต่อไปนี้:

• แบตเตอรี่ 18650 สองก้อนและสายไฟตรงกลางพนักงาน แบตเตอรี่ถูกแยกออกจากกันและจากส่วนประกอบ LED โดยตัวเว้นวรรคที่พิมพ์ 3 มิติ; ความยาวรวมของแบตเตอรี่+สเปเซอร์ประมาณ 28 ซม.
• แอสเซมบลี LED สองชุด ที่แต่ละด้านของพนักงาน แต่ละชุดประกอบด้วยแถบ LED ขนาด 50 ซม. สองเส้นที่ติดกับเดือยไม้ แถบ LED จะถูกบัดกรีเข้ากับแผงจ่ายไฟทรงกลมที่ปลายด้านในของเดือย แอสเซมบลี LED เชื่อมต่อกันและแบตเตอรี่โดยตัวเชื่อมต่อ JST XH เสียบเข้ากับส่วนหัวบนแผงจ่ายไฟ
• ที่ปลายด้านหนึ่งของสต๊าฟมีสวิตซ์ โดยมีสายไฟสองเส้นต่อจากนั้นไปยังแบตเตอร์รี่ที่อยู่ตรงกลาง และป้องกันด้วยฝาปิดท้ายด้วยช่องเปิดสำหรับสวิตซ์
• ที่ฝั่งตรงข้ามของพนักงาน ตัวควบคุมประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ ItsyBitsy ที่ติดอยู่กับแผงป้องกัน POV แบบกำหนดเอง ซึ่งได้รับการปกป้องโดยฝาปิดท้าย เสียบสายเคเบิล 4 เส้นเข้ากับส่วนหัว JST XH บนแผงป้องกัน POV สายไฟวิ่งตามความยาวของชุดประกอบ LED ไปที่ศูนย์
• เทปพันด้ามไม้เทนนิสปิดชุดแบตเตอรี่ตรงกลางไม้เท้าเพื่อการยึดเกาะที่ดีขึ้น

ขั้นตอนที่ 2: ซอฟต์แวร์

หากคุณกำลังใช้ชุดชิ้นส่วนจากร้าน Tindie ของฉันซึ่งรวมถึง ItsyBitsy M4 (ตัวเลือกนี้ถูกเพิ่มในเดือนธันวาคม 2020) คุณสามารถข้ามขั้นตอนนี้ได้ - ItsyBitsy ได้รับการตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าสำหรับคุณแล้ว

เราเริ่มต้นด้วยการเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ ItsyBitsy สามารถทำได้หนึ่งในสองวิธี:

- ใช้ไบนารีที่สร้างไว้ล่วงหน้า นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดสำหรับผู้ที่มีประสบการณ์การเขียนโปรแกรมน้อยหรือไม่มีเลย อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่อนุญาตให้คุณปรับแต่งพนักงานตามความต้องการของคุณ

- การสร้างจากแหล่งที่มา สิ่งนี้ให้ความยืดหยุ่นมากที่สุด เนื่องจากง่ายต่อการแก้ไขโค้ดสำหรับความต้องการของคุณ แต่ต้องการความคุ้นเคย (เล็กน้อยมาก) กับ Arduino IDE

ไม่ว่าในกรณีใด คุณต้องดาวน์โหลดรีลีสล่าสุดจากที่เก็บ github ดาวน์โหลด Source code.zip archive (หรือ Source code.tar.gz หากคุณใช้ Linux); แม้จะมีชื่อ แต่ไฟล์เก็บถาวรนี้ไม่เพียงมีซอร์สโค้ดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงไบนารีและรูปภาพตัวอย่างด้วย หลังจากดาวน์โหลดแล้ว ให้แตกไฟล์ไปยังตำแหน่งชั่วคราว

การใช้ไบนารีที่สร้างไว้ล่วงหน้า

เชื่อมต่อ ItsyBitsy กับคอมพิวเตอร์โดยใช้สายไมโคร USB (หากคุณทำสิ่งนี้เป็นครั้งแรก คุณอาจได้รับข้อความเกี่ยวกับการติดตั้งไดรเวอร์ ในกรณีนี้ ให้รอจนกว่าจะแจ้งว่าฮาร์ดแวร์ของคุณพร้อมใช้งาน) ดับเบิลคลิกที่ปุ่มรีเซ็ต ItsyBitsy ของคุณควรปรากฏเป็นไดรฟ์ภายนอกบนคอมพิวเตอร์ของคุณ โดยใช้ชื่อเช่น ITSYM4BOOT เปิดไดรฟ์นั้นในหน้าต่างเบราว์เซอร์ไฟล์ของคุณ ภายในคุณควรเห็นไฟล์ CURRENT. UF2, INDEX. HTM และ UF2_INFO. TXT

ตอนนี้เปิดในหน้าต่างไฟล์เบราว์เซอร์อื่น ไดเร็กทอรีที่แยกจากไฟล์เก็บถาวรที่ดาวน์โหลดจาก github ค้นหาไบนารีไดเร็กทอรีในนั้นและค้นหาไดเร็กทอรีย่อยที่ตรงกับประเภทของ Itsy Bitsy ที่คุณมี (M4 หรือ nRF52840) ภายในคุณจะพบไฟล์สองไฟล์: formatter. UF2 และ povstaff-vX. X. UF2 โดยที่ X. X คือหมายเลขเวอร์ชัน

ก่อนอื่นคุณต้องอัปโหลดและเรียกใช้ไฟล์ formatter. UF2 ซึ่งจะฟอร์แมตที่เก็บข้อมูลแฟลชภายในของไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อใช้ในอนาคต (คุณต้องทำเช่นนี้เพียงครั้งเดียว) ในการทำเช่นนั้น ให้ลากไฟล์ฟอร์แมตเตอร์ UF2 ไปที่ไดรฟ์ ITSY**BOOT หากคุณได้รับคำถามว่า "คุณต้องการคัดลอกไฟล์นี้โดยไม่มีคุณสมบัติหรือไม่ ให้คลิก "ใช่" หลังจากนั้น ItsyBitsy จะรีบูต ITSY**BOOT จะหายไปจากคอมพิวเตอร์ของคุณ และสคริปต์ตัวจัดรูปแบบจะทำงาน คุณจะ' ไม่เห็นผลลัพธ์ที่มองเห็นได้

ดับเบิลคลิกที่ปุ่มรีเซ็ตอีกครั้ง ไดรฟ์ ITSY**BOOT ควรปรากฏขึ้นบนคอมพิวเตอร์ของคุณอีกครั้ง คราวนี้ ให้ลาก povstaff-vX. X. UF2 เข้าไป อีกครั้ง ItsyBitsy จะรีบูต นี่คือทั้งหมด - ขณะนี้ไมโครคอนโทรลเลอร์มีซอฟต์แวร์ povstaff

รวบรวมจากต้นทาง

คุณจะต้องใช้ Arduino IDE (เวอร์ชัน 1.8.6 หรือสูงกว่า) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ติดตั้งไลบรารีต่อไปนี้:

• อดาฟรุต DotStar
• Adafruit BusIO
• Adafruit TinyUSB
• Adafruit Unified Sensor
• อดาฟรุต MPU6050
• อดาฟรุต SPIFlash
• SdFat - ส้อม Adafruit หมายเหตุ: คุณต้องใช้ส้อม Adafruit ไม่ใช่ไลบรารี SdFat ดั้งเดิม!

ดูหน้านี้หากคุณต้องการความช่วยเหลือในการติดตั้งไลบรารี

ติดตั้งไฟล์สนับสนุนบอร์ดสำหรับบอร์ดของคุณตามที่อธิบายไว้ที่นี่ (สำหรับ ItsyBitsy M4) หรือที่นี่ (ItsyBitsy nrf52840) ตรวจสอบว่าใช้งานได้โดยเชื่อมต่อ ItsyBitsy กับคอมพิวเตอร์ เลือกประเภทบอร์ดและพอร์ตที่เหมาะสม และเรียกใช้ Blink sketch หากคุณใช้ ItsyBitsy M4 ให้เลือกในเมนู Tools->USB Stack->TinyUSB

ถัดไป คุณต้องฟอร์แมต QSPI flash storage ที่รวมอยู่ในบอร์ด ในการทำเช่นนั้น ค้นหาในเมนู File->Examples->Adafruit SPIFlash->SdFat_format แก้ไขบรรทัด

#define DISK_LABEL "EXT FLASH"

แทนที่ EXT FLASH ด้วยป้ายกำกับที่คุณเลือก สูงสุด 11 สัญลักษณ์ (เช่น "POVSTAFF") อัปโหลดภาพสเก็ตช์ไปยังบอร์ดของคุณ และเริ่มมอนิเตอร์แบบอนุกรมที่ 115200 บอด คุณควรเห็นข้อความขอให้คุณยืนยันการจัดรูปแบบใหม่ ตอบกลับ "ตกลง" เพื่อยืนยัน และคุณควรเห็นข้อความ "แฟลชที่จัดรูปแบบแล้ว"

ตอนนี้คุณพร้อมที่จะอัปโหลดภาพร่างหลักไปยังบอร์ดแล้ว ในไฟล์เก็บถาวรที่แยกจาก github ให้ค้นหาไฟล์ code/povstaff/povstaff.ino แล้วเปิดใน Arduino IDE อัปโหลดไปยังบอร์ด Itsy Bitsy

คำเตือน: การอัปโหลดภาพไปยัง ItsyBitsy สามารถทำได้หลังจากคุณบัดกรีไปยังบอร์ดป้องกัน POV เท่านั้น: ซอฟต์แวร์ใช้วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าบนแผงป้องกันเพื่อตรวจจับเมื่อบอร์ดเชื่อมต่อกับ USB หากคุณต้องการทดสอบบอร์ดโดยไม่ใช้ชิลด์ ให้ใช้สายจัมเปอร์ต่อพิน A1 เข้ากับ 3.3V

ขั้นตอนที่ 3: บัดกรี POV Shield

ประสานส่วนหัวชายกับ ItsyBitsy; สำหรับ ItsyBitsy M4 ให้ประสานส่วนหัวตามด้านยาวทั้งสองด้านของบอร์ดเท่านั้น ตอนนี้ประสานบอร์ดป้องกัน POV กับส่วนหัวเหล่านี้ภายใต้ Itsy Bitsy สร้าง "แซนวิช" ของสองกระดานดังที่แสดงในรูปภาพด้านบน หมายเหตุ: ส่วนประกอบทั้งหมดของแผงป้องกัน POV ควรอยู่ด้านนอก ไม่ใช่ภายในแซนวิช!

หลังจากที่คุณบัดกรีเสร็จแล้ว ให้ใช้มีดคัตเตอร์แนวทแยงเพื่อเล็มหมุดยาวของส่วนหัวเพื่อไม่ให้เกะกะ

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างแอสเซมบลี LED

1. นำเดือยไม้ขนาด 1/2 นิ้วมาตัดโดยใช้เลื่อยเลือยตัดโลหะเพื่อผลิตชิ้นละ 51 ซม. สองชิ้น พยายามทำให้บาดแผลของคุณเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส
2. ทางเลือก: พ่นสีชิ้นส่วนเป็นสีดำแล้วปล่อยให้แห้ง สิ่งนี้จะทำให้พนักงานดูขัดขึ้นมาก (ในขณะที่ปิดอยู่ เมื่อเปิดแล้วจะไม่มีใครสังเกตเห็นว่าเดือยเป็นสีอะไร)
3. รับแถบ LED หากอยู่ภายในรางกันน้ำ ให้ถอดและทิ้งปลอกหุ้ม หากมีการบัดกรีสายไฟ ให้ทำการบัดกรีทิ้ง ลบบัดกรีส่วนเกินโดยใช้ไส้ตะเกียงถักเปีย หากคุณสั่งซื้อแถบขนาด 1 ม. หรือ 2 ม. ให้ตัดเป็นชิ้นขนาด 50 ซม. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ทิ้งแผ่นบัดกรีที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ไว้ที่จุดเริ่มต้นของแต่ละแถบ (ควรเป็นเรื่องง่าย เนื่องจากแถบที่ยาวกว่าปกติจะสร้างโดยการบัดกรีแถบขนาด 50 ซม. เข้าด้วยกัน ดังนั้น คุณจะเพียงแค่เลิกทำผลงานของคนอื่น)
4. บัดกรีส่วนหัวของตัวผู้แยกไปที่จุดเริ่มต้นของแถบ LED แต่ละเส้นตามที่แสดงในรูปภาพ วิธีที่ง่ายที่สุดคือการเสียบส่วนหัวของตัวผู้เข้ากับแถบคาดศีรษะตัวเมียแบบยาว วางราบบนโต๊ะทำงาน (ตามหลักแล้ว ควรใช้ซิลิโคนหรือแผ่นรองทนความร้อนอื่นๆ) แล้วติดเทปไว้กับแผ่นรองเพื่อให้ส่วนหัวเข้าที่ ดังแสดงในรูปภาพด้านบน จากนั้นจัดแนวแถบ LED และใช้น้ำหนักบางส่วนเพื่อให้เข้าที่ในขณะที่คุณบัดกรีส่วนหัว โปรดทราบ: คุณกำลังบัดกรีด้านสั้นของส่วนหัวกับแถบ โดยปล่อยให้ด้านยาวว่าง คุณจะบัดกรีใกล้กับ LED ตัวแรกมาก ดังนั้นโปรดดูเตารีดของคุณอย่างระมัดระวัง - อย่าสัมผัส LED!

5. แถบ APA102 ทั้งหมดมีสายสัญญาณ 4 เส้น: กราวด์ (GND ย่อมาจาก G), นาฬิกา (CLK หรือ CI สำหรับนาฬิกาเข้า), ข้อมูล (DAT หรือ DI) และ VCC หรือ 5V อย่างไรก็ตาม ลำดับของสายสัญญาณเหล่านี้บนแถบจะแตกต่างกันไปตามผู้ผลิต ดังนั้น ตอนนี้จึงเป็นเวลาที่ดีที่จะจดบันทึกไว้เพื่อใช้ในอนาคต วางแถบบนโต๊ะโดยให้จุดเริ่มต้นของแถบอยู่ทางซ้าย และจดสัญญาณ เดินจากบนลงล่างและติดป้ายว่า A… D. ตัวอย่างเช่น สำหรับแถบในภาพด้านบน คุณจะได้รับรายการต่อไปนี้:

   • A=GND
   • B=CLK
   • C=DAT
   • D=VCC

   เก็บรายการนี้ไว้พร้อมใช้ตลอดส่วนที่เหลือของแอสเซมบลี - คุณจะอ้างอิงถึงรายการนี้มากกว่าหนึ่งครั้ง

6. นำกระดาษรองพื้นออกจากแถบกาวที่ด้านหลังของ LED และติดแถบเข้ากับเดือยไม้เพื่อให้ตัวเว้นวรรคพลาสติกบนส่วนหัวที่บัดกรีแล้วล้างออกด้วยปลายเดือย ติดแถบอื่นเข้ากับด้านตรงข้ามของเดือย ทำซ้ำกับเดือยอีกอัน
7. นำแผงจ่ายไฟและประสานเข้ากับส่วนหัวตามที่แสดงในรูปภาพ กระดานควรล้างออกด้วยปลายเดือยไม้ ใช้มีดตัดทแยงมุมเพื่อตัดหมุดส่วนหัวที่มีความยาวพิเศษออก

ตอนนี้คุณควรมีชุด LED ที่สมบูรณ์สองชุด หมายเหตุ: กาวบนแถบ LED ไม่แข็งแรงมาก ดังนั้นแถบของคุณอาจเริ่มลอกออก โอเค; เราจะทำการแนบถาวรมากขึ้นในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 5: เดินสายแผงควบคุม

1. [หากคุณซื้อชุดชิ้นส่วนจากร้าน Tindie ของฉันในเดือนธันวาคม 2020 หรือหลังจากนั้น คุณสามารถข้ามขั้นตอนนี้ได้ - เพียงใช้ตัวเชื่อมต่อ JST XH ที่มีสายวัดขนาด 55 ซม. ที่ให้มาด้วย] ใช้ตัวเชื่อมต่อ JST XH ตัวใดตัวหนึ่งพร้อมสาย บัดกรีสายซิลิโคนเพิ่มเติม (22-24 awg) เข้ากับสายนำ ทำให้ความยาวรวมประมาณ 55-57 ซม. (รวมขั้วต่อ) ขอแนะนำให้เลือกสีสายไฟให้ตรงกับสัญญาณที่ใช้ ใช้สีแดงแทน VCC สีดำแทน GND ฯลฯ คุณสามารถดูได้ว่าสายใดนำสัญญาณใดโดยเสียบเข้ากับส่วนหัวของแผงป้องกัน POV และปรึกษาฉลากต่อไป ไปที่ส่วนหัว ลองทำรอยต่อให้เล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อให้สอดเข้าไปในท่อได้ง่าย เพื่อให้ง่ายยิ่งขึ้น ให้เดินโซเซ ต่อสายไฟต่างๆ ในที่ต่างๆ (เช่น ตัด VCC และ GND 10 ซม. จากขั้วต่อ และอีก 2 สาย ห่างจากขั้วต่อ 15 ซม.)
2. นำชุดประกอบ LED ชุดใดชุดหนึ่งที่สร้างขึ้นในขั้นตอนก่อนหน้า โปรดทราบว่าแผงจ่ายไฟมีรูอีก 4 รูที่ยังไม่ได้ใช้งาน ดึงสายไฟแต่ละเส้นของชุดประกอบสายไฟที่คุณเพิ่งทำขึ้นมาประมาณ 5 มม. และวางสายไฟที่ปอกแล้วผ่านรูเหล่านี้ (จากด้านข้างของชุดประกอบ LED) แล้วบัดกรีตามที่แสดงในภาพด้านบน สัญญาณ (VCC, GND, …) ควรจับคู่กับป้ายกำกับบนกระดาน (A, B, C, D) โดยใช้ตารางที่คุณจดไว้ในขั้นตอนที่ 3
3. หากต้องการซ่อนสายไฟและทำให้ดูเรียบร้อยยิ่งขึ้น ให้ใช้ท่อหดขนาด 8 มม. ตัดชิ้นยาวประมาณ 50-51 ซม. โดยปกติท่อหดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางนี้จะขายแบบแบนโดยมีตัวอักษรอยู่ด้านหนึ่ง ใช้กรรไกรตัดท่อที่เปิดออกตามยาว จากปลายข้างหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง โดยทำด้านข้างด้วยตัวอักษร ใส่สายไฟลงในท่ออย่างระมัดระวังและจัดเรียงตามเดือยโดยให้ด้านที่เปิดอยู่คว่ำลง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟวางราบและไม่ไขว้กัน
4. ใช้ซิปเพื่อยึดแถบ LED และสายไฟเข้ากับเดือย Zipties ควรพอดีในช่องว่างระหว่าง LEDs (นี่คือเหตุผลที่เราต้องการความกว้าง 2 มม.) หัวซิปควรอยู่ตรงกลางด้านที่ว่างเปล่าของเดือย (ไม่มีไฟ LED หรือสายไฟ) - ไม่ใช่ที่มุม! รูดซิปทุก 7-8 ซม. หรือมากกว่านั้น ขันให้แน่นและตัดแต่ง

ขั้นตอนที่ 6: การเดินสายแบตเตอรี่

ในขั้นตอนนี้ คุณจะทำการบัดกรีที่นำไปสู่แบตเตอรี่ Li-Ion นี่อาจเป็นอันตรายได้ถ้าไม่ทำถูกต้อง! โปรดอ่านคำแนะนำทั้งหมดอย่างละเอียดและสวมอุปกรณ์ป้องกันดวงตา คุณกำลังทำงานด้วยความเสี่ยงของคุณเอง!

1. ตัดลวดสีแดง 20awg ประมาณ 5-6 ซม. ดึงปลายด้านหนึ่งออกประมาณ 1 ซม. แล้วประสานเข้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่ 18650 ตัวใดตัวหนึ่งโดยทำตามคำแนะนำในหน้านี้อย่างระมัดระวัง ตอนนี้บัดกรีลวด 20awg สีดำ 13 ซม. เข้ากับขั้วลบ ย้ำอีกครั้งว่าต้องปฏิบัติตามคำแนะนำ! ทำซ้ำเช่นเดียวกันกับแบตเตอรี่อื่น
2. ใช้ขั้วต่อ JST XH สองตัวพร้อมสาย หากสายวัดยาวเกิน 15 ซม. ให้ตัดให้เหลือ 15 ซม. (รวมขั้วต่อ) เสียบ (ชั่วคราว) คอนเน็กเตอร์แต่ละตัวเข้ากับบอร์ดจ่ายไฟที่ส่วนท้ายของแอสเซมบลี LED และใช้ป้ายกำกับบนบอร์ด (A…D) ร่วมกับตารางที่คุณสร้างในขั้นตอนที่ 3 เพื่อระบุสัญญาณ (VCC, GND, …) สำหรับแต่ละคอนเน็กเตอร์ ลวดตะกั่ว ใช้ท่อหดสี เทปไฟฟ้าสี หรือวิธีการอื่นๆ ในการติดฉลากสายไฟ เมื่อคุณทำเสร็จแล้ว คุณสามารถถอดปลั๊กคอนเน็กเตอร์ออกจากแอสเซมบลี LED ได้
3. ดึงลวดแต่ละเส้นออกประมาณ 1 ซม. ประสานลวด CLK ของการประกอบสายแรกกับสาย CLK ของสายที่สอง อย่าลืมใส่ท่อหดบนลวดก่อนบัดกรีทำซ้ำเช่นเดียวกันกับสาย DAT ใช้ปืนความร้อนเพื่อหดท่อ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความยาวรวมของชุดมัดสายไฟที่ประกอบแล้วจากขั้วต่อ JST XH ตัวหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่ง มีความยาวอย่างน้อย 28 ซม.
4. ตัดลวด 20awg สีแดงยาวประมาณ 70 ซม. สองเส้นสำหรับสายสวิตช์ บัดกรีหนึ่งในนั้นร่วมกับสาย VCC สองตัวจากขั้วต่อ JST XH สองตัว และอีกตัวหนึ่ง ร่วมกับตะกั่วสองตัวจากขั้วแบตเตอรี่บวกตามที่แสดงในแผนภาพการเดินสายไฟด้านบน อย่าลืมใส่ท่อหดด้วยความร้อนบนสายไฟก่อนทำการบัดกรี เมื่อคุณบัดกรีเสร็จแล้ว ให้ใช้ปืนความร้อนเพื่อหดท่อ
5. ประสานลีด GND ของคอนเน็กเตอร์ JST XH ทั้งสองเข้าด้วยกันกับลีดทั้งสองจากขั้วลบของแบตเตอรี่ ดังแสดงในแผนภาพการเดินสาย อย่าลืมท่อหด
6. ใช้เทปพันสายไฟพันสายไฟกับแบตเตอรี่ โดยวางแบตเตอรี่ห่างกัน 5 ซม. (ต่อมา เราจะใส่ตัวเว้นวรรคที่พิมพ์ 3 มิติ 4.5 ซม. คั่นระหว่างกัน) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟไม่ตัดกันบนพื้นผิวของแบตเตอรี่ - หากเป็นเช่นนั้น การประกอบที่ได้อาจไม่พอดีกับท่อ ทดสอบว่าชุดแบตเตอรี่พอดีกับภายในท่อ (ถ้าใส่แน่นก็ไม่เป็นไร) ปลายของขั้วต่อ JST XH ต้องอยู่ห่างจากปลายแบตเตอรี่อย่างน้อย 5 ซม. ไม่เป็นไรหากมีการเดินสายไฟระหว่างแบตเตอรี่ที่ยาวเป็นพิเศษ - จะมีที่สำหรับซ่อน

ขั้นตอนที่ 7: การเดินสายสวิตช์

1. วางส่วนประกอบ LED ที่เหลือ (ไม่ใช่ชุดที่มีสายต่อของแผงควบคุม) ถัดจากส่วนประกอบแบตเตอรี่ ที่ด้านข้างพร้อมสายสวิตช์ โดยวางตัวเว้นวรรคที่พิมพ์ 3 มิติไว้ระหว่างกัน เรียกใช้สวิตช์นำผ่านช่องตัดในแผงจ่ายไฟที่ส่วนท้ายของชุดประกอบ LED และตามด้านข้างของเดือยไม้ ควรยาวพอที่จะวิ่งตามความยาวของชุดประกอบและยืดออกอย่างน้อยอีก 5 ซม. จากปลายเดือยไม้ ถ้ายาวกว่านั้น ให้เล็มให้เกินปลายเดือย 5 ซม.
2. ดึงปลายสายสวิทซ์แต่ละอันออกประมาณ 5 มม. แล้วประสานเข้ากับขั้วของสวิตช์ตามที่แสดงในภาพ ไม่สำคัญว่าจะต่อสายตะกั่วเข้ากับขั้วใด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสวิตช์อยู่ในตำแหน่ง OFF ก่อนดำเนินการต่อ
3. เช่นเดียวกับในขั้นตอนที่ 5 ให้ใช้ท่อหดขนาด 8 มม. เพื่อซ่อนสายไฟที่วิ่งไปตามเดือยไม้ ใช้ซิปเพื่อยึดท่อเข้ากับเดือย

ขั้นตอนที่ 8: การประกอบพนักงาน

จัดเรียงชิ้นส่วนทั้งหมดตามลำดับนี้: - สวิตช์ - ชุดประกอบ LED (พร้อมสายสวิตช์) - ชุดแบตเตอรี่- ชุดประกอบ LED ตัวที่สอง (พร้อมสายควบคุมของแผงควบคุม)- แผงควบคุม (แผง ItsyBitsy + POV)

เสียบสายไฟจากแบตเตอรี่เข้ากับส่วนหัว JST XH บนชุด LED เสียบสายคอนโทรลเลอร์เข้ากับส่วนหัว JST XH บนแผงป้องกัน POV ทำการทดสอบพื้นฐานโดยเปิดสวิตช์ หากชาร์จแบตเตอรี่แล้ว (อย่างน้อยบางส่วน) ไฟ LED จะกะพริบเป็นเวลา 2 วินาทีเพื่อแสดงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่

ใส่ตัวเว้นวรรคที่พิมพ์ 3 มิติระหว่างแบตเตอรี่สองก้อนและระหว่างแบตเตอรี่กับส่วนประกอบ LED แต่ละอันตามที่แสดงในภาพ ใส่สวิตช์ในที่ยึดสวิตช์ที่พิมพ์ 3 มิติ ตัดวงกลมบาง (ไม่เกิน 5 มม.) 22 มม. ออกจากวัสดุที่อ่อนนุ่ม (เช่น โฟมบรรจุ) แล้วสอดเข้าไประหว่างบอร์ดควบคุมกับเดือยไม้

ตอนนี้ใส่แอสเซมบลีทั้งหมดลงในท่อโพลีคาร์บอเนตอย่างระมัดระวัง โดยให้แผงควบคุมสิ้นสุดก่อน หากคุณทำทุกอย่างถูกต้อง เมื่อเสียบเข้าไปจนสุดแล้ว แผงควบคุมจะหยุดห่างจากปลายท่อน้อยกว่า 1 ซม.

ขั้นตอนที่ 9: เสร็จสิ้น

นำปลายท่อพีวีซีสองอัน ใช้มีดรุ่นหรือมีดเอนกประสงค์เพื่อตัดหนึ่งในนั้นให้เป็นช่องสี่เหลี่ยมขนาดประมาณ 11x17 มม. หรือมากกว่านั้นเล็กน้อย (ไม่จำเป็นต้องแม่นยำมาก) ฉันยังใช้หัวตัดแบบฝังเพื่อเก็บผิวละเอียดด้วย ใส่ฝาปิดท้ายด้วยช่องเปิดที่ปลายสวิตช์ของพนักงาน ใส่ปลายอีกด้านที่ปลายอีกด้าน

สุดท้าย ติดเทปโอเวอร์กริปสำหรับเทนนิสที่ส่วนตรงกลางของท่อที่มีชุดแบตเตอรี่ คุณสามารถชมวิดีโอนี้เพื่อดูวิธีการติดเทปโอเวอร์กริปที่เหมาะสม: https://www.youtube.com/embed/HNc34XlUBww ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนที่ทับซ้อนกันระหว่างเทปมีขนาดเล็ก - ถ้าคุณทำให้มันใหญ่เกินไป เทปของคุณจะหมดก่อนที่คุณจะไปถึงจุดสิ้นสุดของชุดแบตเตอรี่+ตัวเว้นวรรค

ยินดีด้วย คุณได้พนักงานครบแล้ว!

ขั้นตอนที่ 10: ใช้ครั้งแรก

ในการทดสอบพนักงานของคุณ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสวิตช์ปิดอยู่ ถอดฝาครอบออกจากด้านข้างที่มีแผงควบคุม เชื่อมต่อพนักงานกับคอมพิวเตอร์โดยใช้สาย microUSB ควรปรากฏเป็นไดรฟ์ USB ภายนอกที่มีชื่อ POVSTAFF

ไปที่ไดเร็กทอรีที่มีไฟล์เก็บถาวรที่แยกจาก github (ดูขั้นตอนที่ 2); พบว่ามีภาพไดเรกทอรี ควรมีไฟล์บิตแมปตัวอย่างและไฟล์ imagelist.txt ลากไฟล์ทั้งหมดเหล่านี้ไปยังโฟลเดอร์ POVSTAFF จากนั้นดีดออก (ตามปกติคุณจะดีดไดรฟ์ USB ออก) ปลดพนักงานออกจากคอมพิวเตอร์และเปลี่ยนฝา

ขณะนี้เจ้าหน้าที่พร้อมให้บริการ หากต้องการใช้ให้เปิดสวิตช์ เจ้าหน้าที่ควรแฟลชชั่วครู่โดยแสดงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ จากนั้นจึงเว้นว่างไว้เพื่อรอให้คุณเริ่มการแสดง เพียงแค่เริ่มหมุนพนักงานก็จะมีชีวิตขึ้นมา!

สำหรับคู่มือการใช้งานฉบับเต็ม รวมถึงคำแนะนำในการอัปโหลดภาพของคุณเองและการสร้างสไลด์โชว์ของคุณเอง โปรดดูไฟล์ USER_GUIDE.pdf ในไฟล์เก็บถาวร github ที่แยกออกมา (แนบมากับขั้นตอนนี้ด้วย) คุณสามารถดาวน์โหลดภาพเพิ่มเติมได้จากเว็บไซต์ Visual POI: https:/ /visualpoi.zone/patterns/; โปรดปฏิบัติตามคำแนะนำในคู่มือผู้ใช้เพื่ออัปโหลดไปยังเจ้าหน้าที่

ขั้นตอนที่ 11: ความคิดเห็นสุดท้าย

ด้านล่างนี้คือแนวคิดบางประการเกี่ยวกับการออกแบบนี้และแผนในอนาคต

• ในปัจจุบัน มีสองวิธีในการเปลี่ยนจากภาพหนึ่งไปเป็นภาพถัดไป: ระบุระยะเวลาที่ควรแสดงรูปภาพในไฟล์ imagelist.txt หรือการหยุดพนักงานในตำแหน่งแนวนอน ฉันวางแผนที่จะทดลองด้วยวิธีอื่นๆ ในการควบคุมการแสดง เช่น การใช้แอปบลูทูธ หากใครมีข้อเสนอแนะฉันยินดีที่จะรับฟัง
• การชาร์จพนักงานเสร็จสิ้นในขณะที่แบตเตอรี่เชื่อมต่อกับไฟ LED แม้จะปิดไฟ LED แต่ก็ยังใช้พลังงานมาก (ประมาณ 300mA) ทำให้กระบวนการชาร์จช้าลง อีกครั้ง สิ่งที่ควรพิจารณาสำหรับการเปิดตัวในอนาคต
• มันคงจะดีถ้าทำให้พนักงานพับลงได้ ดังนั้นจึงสามารถเปลี่ยนเป็นสองจุดได้ สิ่งนี้จะต้องมีการทำงานที่สำคัญ - ทั้งทางกล (ทำให้การเชื่อมต่อที่เข้มงวดและการออกแบบการเชื่อมต่อไฟฟ้าให้เสียบ/ถอดได้ง่าย) และอิเล็กทรอนิกส์ (เราต้องการแผงควบคุมสองแผง) นี่เป็นโครงการที่ยาวกว่า

หากคุณมีความคิดเห็นหรือข้อเสนอแนะใด ๆ โปรดเขียนไว้ด้านล่าง!

ฉันขอขอบคุณ Adafruit ที่พัฒนาซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่ที่ใช้ในโครงการนี้ และทำให้พร้อมใช้งานภายใต้ใบอนุญาตโอเพ่นซอร์ส ฉันอยากจะขอบคุณทุกคนในความไม่ลงรอยกันของ Adafruit สำหรับความช่วยเหลือของพวกเขา

รองชนะเลิศในการแข่งขันที่ใช้แบตเตอรี่