LED Clouds โดยใช้ Fadecandy, PI และ LED Strips: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ฉันได้สร้างก้อนเมฆ LED เพื่อสร้างบรรยากาศที่ไร้ตัวตนในบ้านของฉัน ในขั้นต้นจะใช้สำหรับเทศกาลที่ถูกยกเลิกเนื่องจากการระบาดในปัจจุบัน

ฉันเคยใช้ Fade Candy Chip เพื่อให้ได้แอนิเมชั่นที่ลื่นไหล และฉันก็เคยใช้ Raspberry Pi ด้วย ดังนั้นฉันจึงไม่ต้องเสียบคอมพิวเตอร์หลัก สำหรับผู้ที่ไม่มี Raspberry pi การตั้งค่านี้น่าจะง่ายพอ กับคอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้ แต่จะไม่สามารถทำงานแบบสแตนด์อโลนได้ ดูแผนผังสำหรับภาพรวมเกี่ยวกับวิธีการทำงาน การตั้งค่า Pi สามารถควบคุมไฟ LED ได้ โดยแล็ปท็อปอีกเครื่องจะส่งข้อความแบบไร้สายของสิ่งที่จะแสดง ปล่อยให้เครื่องที่ทรงพลังยิ่งขึ้นทำการประมวลผลกราฟิกที่เข้มข้นยิ่งขึ้นหากจำเป็น

นี่อาจดูซับซ้อนมากในการตั้งค่าสำหรับสิ่งที่เป็นอยู่ แต่นี่หมายความว่าไฟสามารถปรับแต่งและโต้ตอบได้สูง จนถึงตอนนี้ฉันใช้มันร่วมกับ Kinect เป็นแหล่งอินพุต ตอบสนองต่อเสียง ตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวของเมาส์ ฯลฯ

ฉันได้ใช้การประมวลผลสำหรับแอนิเมชั่นเนื่องจากเป็นภาษาที่ใช้ง่าย (ง่ายกว่า) โดยมีทรัพยากรมากมายและชุมชนที่ยอดเยี่ยม Fadecandy สามารถควบคุม LEDS ได้มากถึง 8 แถบจาก 64 LEDS อย่างไรก็ตาม โครงการนี้สามารถปรับขนาดได้อย่างง่ายดายเพื่อรวมแถบและแผง Fadecandy เพิ่มเติม

คู่มือนี้ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากแหล่งอื่น ๆ บนอินเทอร์เน็ตและถูกต้องเท่านั้นที่ฉันให้เครดิตแก่พวกเขา

คู่มือ Amy Goodchilds วิธีการตั้งค่า Addressable LEDs ด้วย Fadecandy

Phillip Burgess - 1, 500 ม่าน LED NeoPixel พร้อม Raspberry Pi และ Fadecandy

ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการประมวลผลโค้ดรถไฟของ Daniel Shiffman

www.youtube.com/user/shiffman/playlists?vi…

Neopixel Überguide ของ Adafruit (โดยเฉพาะส่วนแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด)

เสบียง

อะไหล่

Fadecandy + สาย USB - https://www.amazon.co.uk/Adafruit-FadeCandy-Dithe… หรือ

WS2812B แถบไฟ LED แอดเดรส

ตัวเก็บประจุ A (1000 µF, 6.3V หรือสูงกว่า)

28awg ลวด

Raspberry Pi

หน่วยจ่ายไฟ 5V (แอมป์ขึ้นอยู่กับคุณเพิ่มเติมในภายหลัง)

ฉันใช้

อย่างไรก็ตาม ฉันกำลังพิจารณาพาวเวอร์ซัพพลายที่ใหญ่ขึ้นหากฉันเพิ่มขนาด ข้อมูลเพิ่มเติมสามารถพบได้ในคำแนะนำที่เชื่อมโยงด้านล่าง

สองสิ่งนี้ทำให้สิ่งต่าง ๆ ง่ายกว่าการบัดกรีทุกสายเล็กน้อย

ตัวเชื่อมต่อ JST

ขั้วต่อ Wago (ง่ายกว่าการบัดกรีสายไฟทั้งหมดนิดหน่อย)

Dupont Wire 40pin ตัวผู้เป็นตัวเมีย

หัวต่อ PCB

เทปกันความร้อน

วัสดุ

กระดาษแข็ง

Chickenwire

โพลีเอสเตอร์ ฮอลโลว์ไฟเบอร์ (Fluff)

(ทำความสะอาด…)Takeaway Container

เครื่องมือ

เครื่องปอกสายไฟ, หัวแร้ง, กรรไกร, มัลติมิเตอร์ (มีประโยชน์แต่ไม่จำเป็น)

ขั้นตอนที่ 1: การสร้างคลาวด์

ขั้นตอนที่ 1

ขั้นตอนแรกในการสร้างคลาวด์คือการประสานตัวเชื่อมต่อ JST เข้ากับแถบ LED ระวังให้สอดคล้องกับทิศทางและทิศทางของตัวเชื่อมต่อเหล่านี้

หากคุณต้องการข้ามโดยใช้ตัวเชื่อมต่อ JST คุณสามารถบัดกรีสายไฟได้โดยตรงบนแถบ แต่โปรดดูแลการเข้ารหัสสีและการติดฉลาก ฉันใช้แถบ LED 32 แถบและต่อขั้วต่อ JST เข้ากับปลายทั้งสองข้าง ซึ่งจะช่วยให้สามารถรวมกลุ่มเมฆสองกลุ่มที่แตกต่างกันเพื่อสร้างแถบความยาว 64 LED ในขณะที่อนุญาตให้ระบบคลาวด์เป็นแบบโมดูลาร์และจัดการได้

ขั้นตอนที่ 2

นี่คือการสร้างโครงกระดูกกระดาษแข็ง (หรือวัสดุอื่น ๆ) ของเมฆ ฉันใช้กระดาษแข็งเพราะฉันนอนอยู่รอบ ๆ ฉันสร้างโครงสร้างสี่เหลี่ยมยาวตามภาพจากกล่องขนาดใหญ่หลายกล่อง ในการที่จะทำให้ริดกิดเหล่านี้ ผมใช้ลวดหนามบางส่วนเพื่อสร้างการเสริมแรงโดยที่กล่องจะโค้งงอและสร้างการต่อที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของ 'เมฆ'

ขั้นตอนที่ 3

ฉันติดแถบ LED เข้ากับระบบคลาวด์ ฉันใช้ LED 32 แถบ 4 แถบต่อคลาวด์ พวกเขามีแผ่นรองกาว แต่ฉันใช้ลวดไก่สำรองบางส่วนเพื่อติดเข้ากับชิ้นส่วนมากขึ้น

ขั้นตอนที่ 4

ตอนนี้เราสามารถคลุมเมฆด้วยลวดไก่ สิ่งนี้จะม้วนขึ้นอย่างเป็นธรรมชาติและง่ายกว่าที่จะวางบนท่อมาก ง่ายกว่าด้วยการใช้มือเสริมอีกคู่ สามารถโค้งงอได้และยึดเข้าที่ ฉันยังติดลวดสองเส้นเพื่อสร้างตะขอแขวน ฉันวนตัวเชื่อมต่อ JST รอบ ๆ ลวดไก่เพื่อลดความตึงเครียดในการบัดกรี

ขั้นตอนที่ 5

ฉันเพิ่มเส้นใย Hollowfibre ลงในเส้นลวดไก่ โครงการที่คล้ายกันบางโครงการใช้กาวร้อน แต่อาจไม่จำเป็น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเส้นใยของคุณ ลวดไก่และกระดาษแข็งจะถูกเก็บไว้ที่ชิ้นใหญ่และเติมช่องว่างได้ค่อนข้างง่าย

ขอแสดงความยินดีคุณมีคลาวด์ ฉันทำซ้ำสี่ครั้งเพื่อให้มี 4 เมฆ สิ่งนี้ทำให้ฉันสามารถใช้ความสามารถของบอร์ด Fadecandy ให้เกิดประโยชน์สูงสุด

ขั้นตอนที่ 2: การตั้งค่า Fadecandy

คำแนะนำของ Amy Goodchild ในการตั้งค่า LED ด้วย Fadecandy มีรายละเอียดมากกว่าที่ฉันทำที่นี่และชัดเจนมาก

ในการตั้งค่า Fadecandy ฉันได้ทำการบัดกรีส่วนหัวสองอันลงบนชิปก่อน

จากนั้นฉันก็ใช้สาย Dupont ตัวผู้กับตัวเมียที่นำไปสู่ตัวเชื่อมต่อ Wago เพื่อต่อสายข้อมูลกับสาย JST ที่ถูกต้อง ควรต่อสายข้อมูลเข้ากับแถวของ Fadecandy ใกล้กับตรงกลางกระดานมากที่สุด แถวล่างสุดจะต้องต่อกับกำลังด้านลบ แต่จะเพิ่มเติมในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 3: พลัง

เนื่องจากฉันไม่ได้วางแผนที่จะใช้แอมป์มากเกินไป เนื่องจากฉันไม่ได้ตั้งใจที่จะเปิดไฟ LED หลายดวงในคราวเดียวสำหรับระบบคลาวด์นี้ ฉันจึงเลือกใช้อแดปเตอร์อเนกประสงค์/5v PSU ที่ฉันมี ฉันวางตัวเก็บประจุไว้บนเทอร์มินัลเพื่อป้องกันแถบไฟกระชากเมื่อเปิดเครื่อง

ดูแลการจ่ายไฟโดยใช้สายไฟขนาดที่เหมาะสมกับแอมป์ที่ใช้ ฉันแจกจ่ายสิ่งนี้โดยใช้ตัวเชื่อมต่อ Wago การแยกสายนี้เป็นสาย 5v ที่เป็นลบและบวก 8 คู่ คุณสามารถเชื่อมต่อกับตัวเชื่อมต่อ JST (หรือตรงไปยังแถบ LED)

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดปรึกษาเอมี่ กู๊ดไชลด์ที่ดื้อรั้นและ Adafruit neopixel Überguide อีกครั้ง

เมื่อดำเนินการเสร็จแล้ว คุณสามารถแนบหมุดข้อมูลเข้ากับ JST ได้ ทำให้มีการเชื่อมต่อ JST ที่สมบูรณ์ถึง 8 รายการ พร้อมที่จะเชื่อมต่อกับระบบคลาวด์ของคุณ

ฉัน 'จัด' ระเบียบนี้ลงในกล่อง Takeaway แล้วปิดเทปไว้เพื่อพยายามทำให้มันดูเรียบร้อยยิ่งขึ้น

อินพุตคือ usb ที่จะไปที่ Fadecandy และสายไฟ เอาต์พุตคือสาย JST แปดสายที่เราประกอบเข้าด้วยกัน

หากคุณต้องการทดสอบบอร์ด Fadecandy ได้รับการตั้งค่าและใช้งานก่อนที่จะเริ่มต้นด้วย Pi คุณสามารถเสียบเข้ากับแล็ปท็อปของคุณและดาวน์โหลดไฟล์ Fadecandy จาก https://github.com/scanlime/fadecandy คุณสามารถเรียกใช้ไฟล์ที่เกี่ยวข้องได้ ตั้งค่าเซิร์ฟเวอร์และไปที่ UI บน https://localhost:7890 เพื่อทดสอบไฟ นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างภาพสเก็ตช์เกี่ยวกับการประมวลผลหากคุณต้องการลองเล่นกับแสง ณ จุดนี้

ขั้นตอนที่ 4: Raspberry Pi

ตอนนี้เรารู้แล้วว่า Fadecandy กำลังควบคุมไฟ เราต้องการตั้งค่า Pi เพื่อควบคุม เพื่อให้เราทำได้มากกว่าแค่ปิดและเปิดไฟ

คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการตั้งค่า Raspberry Pi ด้วย Fadecandy สามารถพบได้ที่นี่

learn.adafruit.com/1500-neopixel-led-curta…

คู่มือนี้จะแสดงวิธีการตั้งค่าเซิร์ฟเวอร์ Fadecandy ทีละขั้นตอนเพื่อให้เริ่มต้นโดยค่าเริ่มต้นในการบูตราสเบอร์รี่ pi นอกจากนี้ยังตั้งค่า SSH เพื่อให้คุณสามารถเข้าถึง Pi ผ่านเครือข่ายได้ นอกจากนี้ยังควรตั้งค่าการควบคุม VNC สำหรับ PI แบบกราฟิก เนื่องจากวิธีนี้ทำได้ง่ายมากใน Debian

เมื่อตั้งค่า Pi แล้ว คุณจะมีตัวเลือกต่างๆ มากมาย คุณสามารถเปลี่ยนที่อยู่ของเซิร์ฟเวอร์ Fadecandy บนแล็ปท็อปของคุณเพื่อควบคุมไฟบนเครือข่ายได้

สามารถทำได้โดยเปลี่ยนบรรทัดในการประมวลผลตัวอย่างจาก

var socket = new WebSocket('ws://localhost:7890');

ไปยังชื่อที่เกี่ยวข้อง เช่น. var socket = new WebSocket('ws://Pi.local:7890');

หรือ

โดยเปลี่ยนบรรทัดเป็น IP ที่เกี่ยวข้อง

opc = OPC ใหม่ (นี่คือ "192.168.0.x", 7890);

คุณสามารถตั้งค่าการประมวลผลบน Pi เพื่อเรียกใช้สเก็ตช์โดยแนบจอภาพ เมาส์และคีย์บอร์ด หรือผ่าน VNC หากคุณเป็นนักเขียนโค้ดที่เก่งกว่าฉัน ฉันแน่ใจว่ามันเป็นไปได้ที่จะเริ่มร่างการประมวลผลบน Pi โดยเริ่มจากการเล่นรอบด้วย

~/.config/lxsession/LXDE-pi/autostart

การประมวลผลภายใน คุณจะต้องเปลี่ยนการแมปพิกเซลของคุณในการประมวลผลเพื่อสะท้อนถึงวิธีการที่คุณสร้างขึ้น

ตัวอย่างหนึ่งที่ใช้ได้คือถ้าเราเปิดตัวอย่างการประมวลผลที่เรียกว่าแถบ 64 ขึ้นอยู่กับจำนวนพิกเซลที่คุณสร้างในคำแนะนำนี้ คุณจะต้องเปลี่ยนโค้ดตามนั้น มีคำแนะนำอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับ Fadecandy git up สำหรับสิ่งนี้

ไปที่บรรทัดในส่วนการตั้งค่าที่ระบุ

// แมปแถบ LED 64-LED หนึ่งแถบไปที่กึ่งกลางของหน้าต่าง

opc.ledStrip(0, 64, width/2, height/2, width / 70.0, 0, false);

ขึ้นอยู่กับจำนวน LED ในการตั้งค่าของคุณ คุณสามารถเปลี่ยน 64 เป็นตัวเลขนั้นได้ ตัวอย่างเช่น หากคุณสร้างก้อนเมฆเพียงดวงเดียวด้วยไฟ LED 32 ดวง ให้เปลี่ยนเป็น 32

เราสามารถสร้างลูปเพื่อสร้างจำนวนแถบที่เกี่ยวข้องที่ความยาวที่เหมาะสม การเปลี่ยน X และ Y อย่างเหมาะสมในบรรทัดด้านล่างและแทนที่บรรทัดที่เราเพิ่งพูดถึงในส่วนการตั้งค่า

// แมป X แถบ Y พิกเซลแต่ละอัน

สำหรับ (int i = 0; i < X; i++){

opc.ledStrip(i*64, Y, width/2, I*Y + 30, 15, 0, false);

}

ด้วยการประมวลผลความเป็นไปได้ไม่มีที่สิ้นสุด ฉันจะแนบวิดีโอสองสามตัวของเมฆทั้งสี่ของฉันที่กำลังเล่นแอนิเมชั่นที่แขวนอยู่บนผนังของฉัน

ขอบคุณที่สละเวลาอ่านสิ่งนี้ อย่างที่ฉันพูดไปตลอดว่าฉันไม่สามารถทำสิ่งนี้ได้หากปราศจากการทำงานหนักของผู้อื่น โดยเฉพาะ Amy Goodchild, Phillip Burgess และ Daniel Schiffman

ฉันพยายามไม่พูดซ้ำในสิ่งที่พวกเขาพูดในบทช่วยสอนของพวกเขา แต่ถ้าคุณพบปัญหาใดๆ ส่งข้อความหาฉัน แล้วฉันจะลองดูว่าจะช่วยได้ไหม