ตกแต่งอุ้งเท้าเสือ Clemson พร้อมไฟ LED Strip WS2812: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

พื้นที่สร้างของ Clemson ในศูนย์ของ Watt มีเครื่องตัดเลเซอร์ และฉันต้องการนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ ฉันคิดว่าการทำอุ้งเท้าเสือแบบมีไฟส่องด้านหลังจะดูเท่ แต่ฉันก็อยากจะทำบางอย่างด้วยอะครีลิกที่มีแสงส่องจากขอบด้วย โครงการนี้เป็นการรวมกันของความปรารถนาทั้งสอง

ฉันอาจจะเรียกมันว่า WallPaw หลายครั้งในระหว่างคำแนะนำนี้ WallPaw เป็นชื่อรหัสหรือชื่อโปรเจ็กต์ที่ฉันตั้งไว้ ดังนั้นฉันจึงมีวิธีง่ายๆ ในการติดตามไฟล์ที่เกี่ยวข้อง

สำหรับรูปภาพเพิ่มเติมของ WallPaw และคำถามที่พบบ่อยที่ตลกขบขัน คุณสามารถตรวจสอบได้บนเว็บไซต์ของฉันที่นี่

ส่วนรายการ

ส่วนประกอบ

• ไม้ 1/4" - 2' สี่เหลี่ยม
• อะคริลิค 3/8" - 1' คูณ 2'
• WS2812 แถบ LED - 5 เมตร
• Arduino Uno
• Arduino Mega
• โมดูลรับสัญญาณอินฟราเรด
• ตัวเก็บประจุ 1,000 ยูเอฟ - 5ish
• สายต่อ (ล็อต)
• PSU ของคอมพิวเตอร์ (หรือแหล่งจ่ายไฟ 5V และ 12V)
• รีโมท IR LED 44 คีย์
• โมดูลไมโครโฟน - ฉันใช้ MAX9814 หรือ MEMS

เครื่องมือ

• เข้าถึงเครื่องตัดเลเซอร์ (ฉันใช้ที่ Clemson)

  เครื่อง CNC ก็ใช้สำหรับการตัดได้ แต่กัดอะคริลิกไม่ได้

• หัวแร้ง

  มือที่สามจำเป็น

• ปืนกาวร้อน (จำเป็น)
• คีมตัด/คีมปอกสายไฟ
• ความอดทน

หมายเหตุด้านข้าง: ฉันซื้อส่วนประกอบส่วนใหญ่ของฉันบนอีเบย์ ฉันรู้ว่ามันไม่น่าเชื่อถือหรือมีคุณภาพดี แต่สำหรับโครงการของฉัน ฉันโชคดีกับพวกเขา ฉันขอแนะนำให้ซื้อหลายรายการในกรณีที่คุณทำแตกหรือไม่ใช้กล่องเพราะการจัดส่งบนอีเบย์โดยตรงจากจีนอาจใช้เวลาหนึ่งเดือนหรือมากกว่านั้น

ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบเริ่มต้น - ไฟล์รูปภาพและเวกเตอร์

ฉันดาวน์โหลดไฟล์เวกเตอร์ของ Clemson paw จากที่นี่ และเปิดมันใน Adobe Illustrator เพื่อเริ่มเพิ่มตัวเชื่อมต่อระหว่างนิ้วเท้า ฉันใช้เครื่องมือปากกาและเครื่องมือการเลือกโดยตรงเพื่อวาดการเชื่อมต่อใหม่และลบสิ่งเก่า

สำหรับชิ้นอะครีลิค ฉันคัดลอกนิ้วเท้าทีละนิ้ว แล้วปรับขนาด/จัดกึ่งกลางจนดูถูกต้อง จากนั้นฉันก็วาดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าในขนาดที่เหมาะสมเพื่อให้ LED ของฉันอยู่ระหว่างไม้กับอะคริลิก

รูปภาพ

สำหรับรูปภาพของ Death Valley และ Tillman ฉันอัปโหลดรูปภาพไปยังเว็บไซต์นี้เพื่อสร้างการวาดเส้นของรูปภาพ ฉันยุ่งกับการตั้งค่าจนดูเหมือนถูกต้อง

ต่อไปฉันเปิดรูปภาพใน Photoshop ฉันใช้เครื่องมือใน Select Color Range เพื่อเลือกพิกเซลสีขาวทั้งหมดแล้วลบออก ต่อไป ฉันคิดว่าฉันเพิ่มคอนทราสต์ ไฮไลท์ และสิ่งอื่น ๆ เพื่อให้รูปภาพเป็นขาวดำบริสุทธิ์ที่สุด สุดท้าย ฉันใช้เครื่องมือยางลบเพื่อลบจุดหลงทางบนรูปภาพให้มากที่สุด

สำหรับอีกสองภาพ ฉันต้องทำให้มันเป็นขาวดำล้วน มีหลายวิธีในการทำเช่นนี้ แต่ฉันลืมไปว่าฉันทำได้อย่างไร

คุณต้องการบันทึกรูปภาพเป็นไฟล์-p.webp

สำคัญ: เมื่อคุณใช้อะครีลิกกัดแสงที่ขอบ มันจะดูดีขึ้นมากถ้าการกัดอยู่ที่ด้านหลังของชิ้นอะครีลิค เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ เมื่อคุณจัดกึ่งกลางรูปภาพในส่วนที่คุณกำลังตัดออก ให้จัดกลุ่มเข้าด้วยกันและสะท้อนในแนวนอน ดังนั้นในกรณีของฉัน ฉันจัดกลุ่มโครงร่างด้านในของนิ้วเท้ากับรูปภาพ แล้วพลิกกลับในแนวนอน นี่ควรเป็นหนึ่งในสิ่งสุดท้ายที่คุณทำเพื่อที่คุณจะได้ไม่เลอะขนาดของคัตเอาท์ไม้/อะคริลิก

ขั้นตอนที่ 2: การตัดด้วยเลเซอร์

ฉันนำไม้และอะคริลิกไปที่ Clemson Makerspace ใน Watts Center เครื่องตัดเลเซอร์ของเราคือเครื่องตัดเลเซอร์ Epilog Fusion M2 40 ซึ่งมีพื้นที่การแกะสลัก 40" x 28"

ในไฟล์เวกเตอร์ ฉันสร้างโครงร่างมีระยะชัก/ความหนา 0.00001" เพื่อให้ซอฟต์แวร์เครื่องตัดเลเซอร์รู้ว่าต้องตัดเส้นเหล่านั้นตลอดทาง ฉันใช้การตั้งค่าเริ่มต้นของซอฟต์แวร์สำหรับไม้ 1/4" บนชิ้นไม้ สำหรับชิ้นอะคริลิก ฉันคิดว่าเราใช้ความเร็ว 100% และกำลัง 2% ในการตัดอะครีลิค และสูงกว่ากำลังเริ่มต้นสำหรับการแกะสลักเล็กน้อย ฉันทิ้งแผ่นป้องกันที่ด้านหลังของชิ้นอะครีลิคไว้เมื่อทำการตัด เพื่อไม่ให้เปลวไฟไหม้อะครีลิก แค่แผ่นป้องกันเท่านั้น (ถอดแผ่นป้องกันด้านบนออก)

เมื่อใช้เครื่องตัดเลเซอร์ หากซอฟต์แวร์ไม่สามารถตัดและแกะสลักทั้งหมดในงานพิมพ์เดียวกันได้ ให้แยกออกเป็นสองส่วน/ไฟล์แยกกัน: ไฟล์หนึ่งสำหรับการตัด อีกไฟล์หนึ่งสำหรับการแกะสลัก บางทีนี่อาจเป็นเพียงปัญหาของ Epilog laser แต่อาจพบได้บ่อยกว่า

ขั้นตอนที่ 3: การติดตั้งสายไฟและ LED

เมื่อทุกอย่างถูกตัดออกและอยู่ตรงหน้าฉัน ฉันก็แค่ใช้ดินสอเพื่อติดตามเส้นทางสำหรับ LED ของฉัน และวาดว่าบอร์ด Arduino และคอนเน็กเตอร์ไฟฟ้าของฉันจะไปที่ใด ไม่จำเป็นต้องแม่นยำหรือมีการจัดการสายเคเบิลที่ดีเพราะทั้งหมดอยู่ที่ด้านหลังของโครงการที่ไม่มีใครเห็น

ฉันเลือกที่จะเก็บแหล่งจ่ายไฟไว้บนพื้นแทนที่จะเก็บไว้ที่ด้านหลังของโครงการเพื่อลดน้ำหนัก (เช่นกันเพราะฉันไม่มีที่ว่างสำหรับจ่ายไฟ) ฉันใช้ PSU ของคอมพิวเตอร์เครื่องเก่าและเพียงแค่บัดกรีตัวเชื่อมต่อแบบบาร์เรลกับสายเอาต์พุต 5V และ 12V หากคุณต้องการใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V ปกติ คุณสามารถเสียบสายไฟเข้ากับ Vin (แรงดันไฟเข้า) บน Arduino และไม่ต้องจัดการกับตัวแปลงบูสต์หรือแหล่งจ่ายสำรอง

WS2812 LED กำลังหิวมาก - LED แต่ละดวงสามารถใช้ได้สูงสุด 60mA ซึ่งเมื่อคูณด้วยไฟ 200 ดวงจะให้ 12A (ที่ 5V = 60 วัตต์) 12 แอมป์มีกำลังมาก ดังนั้นควรใช้สายไฟที่หนา ฉันใช้สายเกจ 10 เส้นเพื่อเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟกับ WallPaw ซึ่งอาจเกินความจำเป็น

คุณจะสังเกตเห็นว่าฉันใช้ Arduino สองตัวแยกกันสำหรับโครงการนี้ ฉันเลือกใช้สองอันเพราะบทช่วยสอนนี้ใช้สองอัน และจนกระทั่งฉันมีโค้ดส่วนใหญ่ที่เขียน ฉันคิดว่าฉันจะต้องใช้ Arduinos สองตัว ปรากฎว่าเมื่อคุณเขียนโค้ดอย่างถูกต้อง มันควรจะทำงานบน Arduino ตัวเดียว คุณต้องมี Mega หากคุณกำลังจัดแสงที่ซับซ้อนด้วย LED จำนวนมาก เนื่องจากการเขียนโปรแกรมค่อนข้างหิว ฉันใช้ Uno มาสองสามวันแล้วรหัสก็หยุดทำงานเพราะหน่วยความจำเหลือน้อย

แถบไฟทั้งหมดของฉันติดกาวร้อนที่ด้านหลังของอุ้งเท้า ฉันลองใช้โฟมหรืออะไรที่แข็งกว่าเป็นแผ่นหลัง แต่กลับกลายเป็นว่าไม่จำเป็น เพียงแค่ทากาวร้อน แถบ LED ก็จะอยู่กับที่อย่างมีความสุข กาวร้อน FYI ไม่นำไฟฟ้าเลย ฉันทดสอบด้วยตัวเองด้วยมัลติมิเตอร์

บัดกรี

LED 198 ดวงแรกใช้เวลาเพียงหนึ่งหรือสองชั่วโมงในการติดกาวและบัดกรี แต่ชิ้นอะคริลิกอาจใช้เวลาทั้งหมด 6 ชั่วโมง ฉันไม่ได้ทำให้ช่องสำหรับ LED กว้างมาก (ดังนั้นจึงไม่เด่น) แต่ด้วยเหตุนี้ ฉันจึงต้องบัดกรีสายไฟอย่างแหกคอกดังที่แสดงในภาพด้านบน อะครีลิค 4 ชิ้น * ไฟ LED 3 ดวงแต่ละดวง * 6 บัดกรีต่อ LED = 72 บัดกรีสำหรับ LED เพียงอย่างเดียว เพิ่มเวลาในการวัด/ตัด/ตัดสายไฟและตัดไฟ LED สองสามดวงในขณะที่คุณบัดกรีมัน และคุณสามารถทำงาน 6-8 ชั่วโมงได้อย่างง่ายดาย

หากคุณกำลังสร้างเวอร์ชันนี้ ช่องออกแบบสำหรับ LED ของคุณจะกว้างกว่าที่ฉันทำมาก เพื่อความมีสติของคุณเอง

ขั้นตอนที่ 4: การเขียนโปรแกรม

ฉันใช้ไลบรารี FastLED เพื่อควบคุมไฟ LED WS2812 ฉันใช้ไลบรารี LEDCodes ของตัวเองที่ฉันสร้างไว้สำหรับรีโมท IR 44 คีย์โดยเฉพาะ

รหัสโดยทั่วไปทำงานเช่นนี้

1. Arduino 1 (Uno) ฟังสัญญาณ IR

   1. หากได้รับสัญญาณ ให้หาว่าปุ่มใดบนรีโมท IR นั้นมาจาก
   2. ส่งหมายเลข (1-44) ไปที่ Arduino 2 (เมกะ)

2. Arduino 2 (Mega) ตรวจสอบรหัสตัวเลขใหม่จาก Arduino 1

   หากได้รับหมายเลข ให้เปลี่ยนโหมดปัจจุบันเป็นหมายเลขนั้น

3. เรียกใช้ลำดับแสงที่สอดคล้องกับหมายเลขโหมดปัจจุบัน

   1. ตรวจสอบรหัสใหม่ทุกๆ 150ms หรือดังนั้น
   2. หากรหัสใหม่เหมือนกับรหัสปัจจุบัน ให้ไปที่โหมดย่อยถัดไป

ปุ่มสีเดียวบนไฟมีโหมดย่อยหลายโหมด

1. เปิดไฟทุกดวง
2. แค่ไฟอะครีลิกกับ Clemson Tigers
3. ไฟทุกดวงเปิด/ปิดเป็นจังหวะ
4. ปฏิกิริยาเสียง
5. อะคริลิคเท่านั้น

ปุ่มสีแดง/เขียว/น้ำเงินถูกตั้งค่าให้แสดงไฟสองสีผสมกัน

1. ไฟภายนอกสี 1 อะคริลิค+ไฟ Clemson Tigers สี2
2. สลับกัน ^
3. ชิ้นอะครีลิคสำรองที่มีสี 1 และ 2 (ดังนั้นชิ้นที่ 1 และ 3 เป็นสี 1 ชิ้นที่ 2 และ 4 เป็นสี 2)
4. สลับกัน ^

ฉันคัดลอกโหมดแสงเย็นหลายโหมดจากเว็บไซต์นี้ เช่น:

• สายรุ้งเลื่อน (ของโปรด)
• การไล่ล่าในโรงละคร
• เกล็ดหิมะกระพริบ
• ไซลอนเด้ง
• การจำลองลูกบอลเด้ง
• การจำลองไฟ

ฉันยังสร้างฟังก์ชันของตัวเองสำหรับการตอบสนองต่อเสียงโดยใช้ไมโครโฟน คุณสามารถอ่านได้ในไฟล์ MicrophoneFunctions.ino ในไฟล์ WallpawLightTester.zip ที่นี่

ขั้นตอนที่ 5: ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ทาดา!

อย่าลังเลที่จะแสดงความคิดเห็นหรือส่งอีเมลถึงฉัน - ฉันชอบสิ่งนี้และชอบที่จะช่วยให้ผู้อื่นสร้างโครงการที่ยอดเยี่ยม ฉันยังเป็นช่างภาพงานอดิเรก/ฟรีแลนซ์/กึ่งมืออาชีพในพื้นที่ Clemson/Greenville SC ดังนั้น หากคุณกำลังมองหาช่างภาพ โปรดติดต่อฉัน!