POV Bike Display - ESP8266 + APA102: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

**ข้อจำกัดความรับผิดชอบ**

คำแนะนำนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิทยานิพนธ์ของอาจารย์ของฉันและเสร็จสิ้นด้วยวิธีการใด ๆ ฉันไม่มีพื้นที่ทำงานในขณะนี้ ดังนั้นฉันจึงไม่สามารถทำให้เสร็จได้ก่อนที่จะมีพื้นที่ที่เหมาะสมในการทดสอบและสร้าง

หากคุณต้องการสร้างจอแสดงผลจักรยาน POV คุณสามารถใช้สิ่งนี้เป็นแรงบันดาลใจได้ แต่ฉันขอแนะนำให้คุณใช้คู่มือ Adafruit

วิธีเปลี่ยนจักรยานของคุณให้เป็นหน้าจอที่เคลื่อนย้ายได้ในเมือง? คำแนะนำนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อตอบวิธีการทำราคาถูกและง่ายด้วยชิ้นส่วนที่ผู้ผลิตส่วนใหญ่มีอยู่แล้ว

ก่อนที่เราจะเริ่มสร้างอุปกรณ์นี้ ฉันอยากจะขอบคุณ Ada และคำแนะนำของเธอในการสร้างหน้าจอ POV ฉันได้ใช้รหัสจากคำแนะนำของเธอเป็นแรงบันดาลใจ ขั้นบันไดและรหัสส่วนใหญ่ของเธอมีอยู่ในตัวอย่างของฉัน

ข้อแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดคือฉันได้ทำให้โค้ดใช้งานได้กับไมโครโปรเซสเซอร์ WiFi ยอดนิยมอย่าง ESP8266 ฉันกำลังใช้ NodeMCU v2 ในตัวอย่างของฉัน ซึ่งต้องมีการปรับแต่งอย่างมาก เหตุผลหลักของฉันในการเลือกอุปกรณ์ ESP8266 คือมันเป็นฮาร์ดแวร์ที่ทรงพลัง และคุณสามารถใช้การสื่อสารไร้สายเพื่อควบคุมภาพ ซิงโครไนซ์หลายยูนิตหรืออะไรก็ตามที่คุณคิดได้ ข้อแตกต่างอีกประการหนึ่งคือ ฉันได้ติดตั้งระบบป้องกันภาพสั่นไหวที่ควรจะทำให้หน้าจออ่านง่ายขึ้นเมื่อขี่จักรยาน (มีพื้นที่ให้ปรับปรุงอีกมาก แต่ถ้าคุณต้องการสินค้าอุปโภคบริโภคสำเร็จรูปและเป็นมืออาชีพ ให้ซื้อ POV จาก Monkeylectric) ข้อแตกต่างสุดท้ายคือฉันใช้ชิ้นส่วนที่ถูกกว่าในงานสร้างของฉัน SK9822/APA102 นั้นเป็นฮาร์ดแวร์แบบเดียวกับ Adafruit Dotstar แต่ราคาถูกกว่ามาก คุณสามารถรับ NodeMCU ได้ในราคาเพียง $3.95 หากคุณรอได้ก่อนที่จะจัดส่ง และตอนนี้ถึงไกด์!!

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ

สำหรับงานสร้างนี้คุณจะต้อง

• 1x NodeMcu v2
• 1x APA102 แถบนำแสงอย่างน้อย 32 พิกเซล
• 1x APA102 บูสเตอร์พิกเซล
• 1x สวิตช์กก
• 1x แม่เหล็ก
• ตัวต้านทาน 1x 10k ohm
• คลิปแบตเตอรี่ AA 1x 3 ก้อน
• แบตเตอรี่ AA 3 ก้อน
• สวิตช์ SPST 1x
• ตัวเก็บประจุ 1x 1000uf

NodeMCU:

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ฉันเลือกไมโครโปรเซสเซอร์นี้ด้วยเหตุผลหลายประการ รวดเร็ว ราคาถูก มีขนาดเล็ก และมีศักยภาพในการสื่อสารแบบไร้สาย

APA102:

ไฟ LED เหล่านี้เร็วมากและยอดเยี่ยมสำหรับโครงการที่เวลาเป็นปัจจัยสำคัญ เมื่อเทียบกับตัวเลือกยอดนิยมอื่น WS8212/neopixel มีหมุดนาฬิกาเพื่อป้องกันไม่ให้ซิงค์ คุณยังสามารถเลือกใช้โคลน APA102 ที่เรียกว่า SK9822 คุณสามารถแยกแถบและทั้งสองส่วนยังคงใช้งานได้เพราะแต่ละพิกเซลมีไดรเวอร์ ดังนั้นเมื่อคุณซื้อเมตร LED สำหรับโปรเจ็กต์ POV ของคุณ ส่วนที่เหลือสามารถใช้กับล้ออีกล้อของจักรยานยนต์หรือโครงการอื่นได้

บูสเตอร์พิกเซล:

คุณต้องมีพิกเซล APA102 เดียว (ตัดออกที่ส่วนท้ายของแถบของคุณ) ให้ใกล้กับ NodeMCU ของคุณมากที่สุด เหตุผลก็คือ NodeMCU ให้เอาต์พุตเพียง 3.3 โวลต์ และ APA102 ทำงานที่ 5 โวลต์ แต่ถ้าคุณวางพิกเซลไว้ใกล้พอ มันจะทำงานเป็น Logic Level Converter ดังนั้นสัญญาณนาฬิกาและข้อมูลจะถูกแปลงเป็น 5v เป็นพิกเซลที่เหลือ. ในโค้ดนี้ เราจะไม่ส่งสีไปยังพิกเซลของบูสเตอร์ เนื่องจากฟังก์ชันเดียวของมันคือเพื่อขยายสัญญาณ ดังนั้นเราจึงไม่จำเป็นต้องให้แถบนั้นอยู่ใกล้กับ NodeMCU ฉันอยากจะขอบคุณ Elec-tron.org ที่คิดไอเดียขึ้นมา

สวิตช์กกและแม่เหล็ก:

สวิตช์กกให้ชีพจรทุกครั้งที่ผ่านแม่เหล็ก และฉันกำลังใช้สิ่งนี้เพื่อทำให้ภาพมีเสถียรภาพขณะขี่จักรยาน ฉันไม่มีลิงค์สำหรับซื้อสิ่งนี้ เพราะฉันพบมันในประตูแมวแม่เหล็กเก่าในถังขยะอิเล็กทรอนิกส์ เราใช้ตัวต้านทาน 10k ohm เป็นแบบดึงลงเพื่อลดเสียงรบกวน

ส่วนที่เหลือ:

ตัวเก็บประจุป้องกันแรงดันไฟฟ้าตกเมื่อแถบไม่มีสีเป็นสีขาวทั้งหมด (ตามตัวอย่าง)

แบตเตอรี่ให้ไฟเพียง 4.5 โวลต์ แต่ก็มากเกินพอที่จะขับเคลื่อนระบบ

สวิตช์ SPST ใช้เพื่อเปิดและปิดวงจร

PS: APA102 บางรุ่นได้สลับไปมาระหว่างพินสีแดงและสีเขียว หากคุณมี GRB แทน RGB แถบของคุณจะกะพริบเป็นสีเขียวเมื่อคุณเขียนสีแดงลงไป ฉันเคยใช้ทั้งสองแบบ นั่นเป็นสาเหตุที่รูปภาพบางรูปของฉันบน GitHub ดูแปลก ๆ

ขั้นตอนที่ 2: วงจร

ฉันทำผิดพลาดในการต่อสายยาวจาก NodeMCU ไปยังบูสเตอร์พิกเซลในไดอะแกรม มันสำคัญมากที่จะต้องทำให้สายเหล่านั้นสั้นที่สุด ระยะห่างจากบูสเตอร์ถึงส่วนที่เหลือของพิกเซลอาจนานเท่าที่จำเป็น ในแผนภาพและในเวอร์ชันของฉัน ฉันได้วางตัวเก็บประจุไว้ใกล้กับแหล่งจ่ายไฟ ฉันอยากจะวางไว้ใกล้กับพิกเซล แต่ทั้งสองทำงานได้ดี

ขั้นตอนที่ 3: การบัดกรี

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบและติดเข้ากับล้อ

ฉันทำเวอร์ชันของฉันเป็นแพ็คเกจขนาดเล็กและแนบมากับสายรัดซิปและเทปพันสายไฟ ฉันอยากจะแนะนำวิธีอื่นในการทำเช่นนี้เพราะมันไม่ค่อยได้ผล

หากคุณต้องการรักษาเสถียรภาพของล้อ คุณสามารถใส่ก้อนแบตเตอรี่ก้อนที่สอง (ขนานกับก้อนแรกตามวงจร) ที่ฝั่งตรงข้าม

แม่เหล็กติดกับเฟรมของจักรยานด้วยกาวร้อน เพื่อให้สอดคล้องกับเซ็นเซอร์ในห้องโถงเมื่อล้อหมุน

ขั้นตอนที่ 5: การร่างภาพและแนวคิด

ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยการสร้างแนวคิดและร่างภาพสำหรับจักรยานยนต์

อย่างที่คุณเห็นในรูปภาพ สามารถทำได้กับเพื่อน ๆ และอาจช่วยให้คุณคิดสิ่งที่น่าสนใจสำหรับล้อจักรยานของคุณ มันช่วยฉัน/เราในการหารือเกี่ยวกับแนวคิดระหว่างกันเพื่อใส่กรอบและใส่กรอบข้อความที่เราต้องการส่งใหม่ จำไว้ว่าถ้าคุณติดตั้งสิ่งนี้ ไม่ใช่แค่ให้คุณดูเท่านั้น แต่ทุกคนที่คุณพบระหว่างทาง ลองนึกถึงเส้นทางที่คุณใช้จักรยานตามปกติ มีอะไรที่คุณอยากจะแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับเส้นทางนั้นไหม

ฉันได้สร้างเทมเพลตที่อาจช่วยคุณในการคิดหัวข้อและออกแบบล้อจักรยานของคุณ

ขั้นตอนที่ 6: การสร้างภาพ

ตอนนี้ได้เวลาไปที่ photoshop หรือโปรแกรมแก้ไขภาพอื่น รูปภาพของฉันมีขนาด 84 x 32 พิกเซลเพราะฉันมี 32 พิกเซลในแถบ LED ของฉัน และฉันพบว่า 84 นั้นมีความยาวที่ดี คุณสามารถเล่นกับความกว้างของภาพถ่ายเพื่อค้นหาขนาดที่สร้างภาพที่ดีที่สุดบนจักรยานของคุณ

เมื่อคุณแสดงรูปภาพของคุณบนจักรยาน รูปภาพจะถูกขยายไปที่ด้านบนของรูปภาพและบีบเข้าด้วยกันที่ด้านล่าง

ภาพสี่ภาพแรกจะแสดงได้ไม่ดีนักบนพวงมาลัยและเป็นภาพแนวคิดที่ต้องบิดเบี้ยวเพื่อให้พอดีกับการแสดง POV ได้ดีขึ้น ภาพสุดท้ายถูกใช้เพื่อสร้างภาพเด่นของคำแนะนำนี้และมีขนาดที่ถูกต้องและบิดเบี้ยวเพื่อให้อ่านง่ายขึ้น

คุณอาจต้องพลิกภาพดิจิทัลในแนวตั้งและ/หรือแนวนอน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวิธีที่คุณหมุนจักรยานและ/หรือไซต์ที่คุณวางไฟ LED

ขั้นตอนที่ 7: รหัส

รหัสของฉันสามารถพบได้บน GitHub ของฉัน