Neopixel LED Heart: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

Neopixels เป็นไฟ LED ที่เปลี่ยนสีได้ (ตั้งโปรแกรมได้) ไฟ LED มีจำหน่ายในรูปแบบต่างๆ จาก Adafruit.com แต่ฉันชอบ LED แบบดั้งเดิม "ผ่านรู" ขนาด 8 มม. เป็นพิเศษ มีความสว่างและสวยงาม และคุณสามารถออกแบบเองได้ตามตัวอย่างรูปหัวใจที่ให้ไว้ในที่นี้ โดยทั่วไปจะใช้ซอฟต์แวร์ Arduino เพื่อควบคุม LED

โปรดดูวิดีโอ YouTube ของฉันเกี่ยวกับ Neopixel LED Heart ในการแสดงแสงสี อีกวิธีหนึ่งที่สนุกในการดูหัวใจ คือการชี้ไปที่หน้าต่าง เช่น ประตูกระจกบานเลื่อนเพื่อดูภาพสะท้อนหัวใจสองดวง (ตามที่แสดง)

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุหลัก

1. Adafruit 8 มม. Neopixel LED (ต้องการ 26 ชิ้น)

2. แผ่นตัดกาว Cricut StandardGrip 12x12 นิ้ว (Walmart)

3. Sparkfun LilyTiny ATTINY85 Logic Chip (และอุปกรณ์การเขียนโปรแกรม)

4. สาย USB สำหรับจ่ายไฟ (Walmart)

5. ชามพลาสติก Gessner สำหรับ Base (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (หรือบอร์ดโปรโตขนาดเล็กอื่นๆ)

7. กอริลลากาวติดเทปใสสี่เหลี่ยม

8. ตัวต้านทาน 480 โอห์ม

+ ดอกสว่านและดอกสว่าน

+ อุปกรณ์บัดกรี

+ พื้นฐานการเขียนโปรแกรม Arduino

+ Adafruit Neopixel Library (เช่น STRANDTEST)

หมายเหตุ: สำหรับผู้ที่ไม่มีประสบการณ์ในการเขียนโปรแกรม Arduino ในทางทฤษฎี ชิป LilyTiny สามารถจัดหาโปรแกรมสำหรับ Heart ได้ในทางทฤษฎี หากมีความจำเป็น ฉันแค่ใช้แอพ STRANDTEST มาตรฐานของ Adafruit พร้อมการปรับแต่งเล็กน้อย

(ภาพถ่าย Neopixel LED ด้านบนคัดลอกมาจาก Adafruit.com)

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบแผงวงจรหัวใจ

ก่อนอื่น มาดูภาพแรกของการประกอบขั้นสุดท้ายกันก่อน ที่สำคัญที่สุด โปรดทราบว่าเป็นแถบกว้างประมาณ 1/2 นิ้วที่ด้านล่างของหัวใจที่สอดเข้าไปในฐาน

ฉันใช้ MicroSoft PowerPoint เพื่อพัฒนาเทมเพลต Heart ที่พิมพ์ได้ (ด้านบน) นอกจากนี้ยังมีเวอร์ชันคู่มือการตัด ฉันเริ่มต้นด้วยการออกแบบรูปหัวใจสแกลลอป 26 แฉกที่ฉันพบทางออนไลน์ และปรับเปลี่ยนรูปร่างเล็กน้อยเพื่อให้ดูดีขึ้นด้วย LED 8 มม. โปรดทราบว่า LED รอบแต่ละดวงมีรูเล็กๆ สี่รู ซึ่งจะเจาะในภายหลัง

จากนั้นไดอะแกรมหัวใจจะถูกพิมพ์ออกมาบนกระดาษภาพถ่ายซึ่งติดกับบอร์ด Cricut แบบกาวดังที่แสดง ใช้กรรไกรตัดรูปหัวใจออกอย่างระมัดระวัง มีด Xacto ถูกใช้เพื่อเริ่มต้นที่รูตรงกลางของหัวใจ จนกระทั่งสามารถใช้กรรไกรได้

ที่ด้านหลังของบอร์ด Cricut ฉันวางเทปกาวสีน้ำเงินเป็นชั้น เพื่อช่วยป้องกันการหลอมละลายของแผ่นพลาสติกในระหว่างขั้นตอนการบัดกรีในภายหลัง ผลลัพธ์ที่ได้คือแซนด์วิช Heart ที่ทำจากเสื่อ Cricut ประกบระหว่างกระดาษภาพถ่ายและเทปกาวสีน้ำเงิน

ใช้ Dremel ที่มีดอกสว่านขนาด 1/32 นิ้วที่บางมาก เจาะรูเล็กๆ สี่รูสำหรับ LED แต่ละดวงที่จะใส่เข้าไปในหัวใจ

ขั้นตอนที่ 3: ใส่ไฟ LED และประสานขึ้น

แผนภาพการเดินสายไฟจะปรากฏขึ้น ไฟ LED ถูกเสียบเข้าไปในรูที่เจาะเป็นชุด โดยที่สายเอาท์พุตข้อมูลจาก LED แต่ละตัวจะโค้งงอไปข้างหน้าไปยังขาอินพุตข้อมูลของอันถัดไป พินอินพุตข้อมูลจะก้มไปข้างหลังเพื่อสัมผัสพิน Data Out จากไฟ LED piror ลวดลบยาวจาก LED แต่ละตัวจะงอไปทางขวาเพื่อเข้าร่วมรางพลังงานเชิงลบ (ซึ่งจะถูกเสียบในภายหลัง) ในขณะที่สายไฟ LED แบบบวกทั้งหมดจะงอไปทางซ้ายเพื่อสัมผัสรางบวก

โดยปกติฉันจะทดสอบ LED แต่ละดวงล่วงหน้าด้วยแบตเตอรี่ปุ่ม พวกมันจะสว่างเป็นสีน้ำเงินอ่อนหากใช้พลังงานเหมือน "throwie" ธรรมดา

หลังจากใส่ LED 26 ดวงแล้ว ให้ตรวจสอบงานของคุณ ด้านแบนของไฟ LED ทั้งหมดควรชี้ไปในทิศทางเดียวกัน (ยกเว้นมุมที่อาจมีความยุ่งยากเล็กน้อย) LED แต่ละตัวควรมี pos ที่สองไปทางซ้าย neg ที่สามไปทางขวา ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีระยะห่างเพียงพอของสายไฟทั้งหมด (ไม่มีขาสั้น)

ขั้นตอนต่อไปคือการประสานการเชื่อมต่อทั้งหมด ฉันใช้ลวดทองแดง 24 เกจเพื่อสร้างรางพลังงานลบและบวกเพื่อเชื่อมต่อแต่ละ LED ที่ฐานของหัวใจสำหรับแท็บแทรก เพื่อความแข็งแกร่งของโครงสร้าง ฉันประสานหมุดส่วนหัวสองอัน - อันละอันสำหรับรางบวกและลบ ดังที่แสดงไว้ หมุดส่วนหัวทั้งสองมีระยะห่าง 4 รูบอร์ดโปรโตแยกจากกัน (0.4 นิ้วตามที่แสดง)

ขั้นตอนที่ 4: ทดสอบการทำงานของหัวใจด้วย Arduino

โดยปกติขั้นตอนแรกของฉันหลังจากเดินสายคือการทดสอบการประกอบโดยใช้ Arduino ปกติ อย่างที่คุณเห็น หัวใจที่ออกแบบไว้ตอนนี้จะยืนตรงในกระดานขนมปังขนาดเล็ก โดยปกติ ฉันมักจะปรับแต่งแอป STRANDTEST อยู่เสมอ ดังนั้นจึงเป็นโอกาสในการทดสอบงานบัดกรีและโปรแกรมสีที่เสนอใหม่ บอร์ด LilyTiny มีความท้าทายเล็กน้อยในการตั้งโปรแกรมใหม่ ดังนั้นจึงช่วยพิสูจน์ทุกอย่างในการตั้งค่า Arduino มาตรฐานก่อนที่จะโหลดซอฟต์แวร์ลงในบอร์ด LilyTiny

ขั้นตอนที่ 5: การเตรียมฐาน

ในโครงการสุดท้าย การประกอบ Heart จะตั้งขึ้นโดยใช้ชามพลาสติก Walmart เป็นฐาน

ใช้เดรเมลเจาะรูขนาด 1/8 นิ้วตรงกลางชามพลาสติกก่อน จากนั้นสลับไปที่หัวตัดขนาด 1/8 นิ้วเพื่อเตรียมสล็อต นอกจากนี้ ต้องใช้รูขนาด 1/8 นิ้ว (ขยายออกเล็กน้อย) ที่ด้านข้างของโถเพื่อผ่านสายไฟ USB

จากนั้นลองทดสอบการประกอบ Heart assembly เข้ากับบอร์ดโปรโต Radio Shack ทรงกลม (หรือบอร์ดโปรโตแทน)

ถัดไป ติดแผ่นกาวกอริลลา (ตัดให้ได้ขนาดด้วยกรรไกร) ที่ด้านนอกของบอร์ดโปรโต และสอดบอร์ดโปรโตอย่างระมัดระวังใต้ช่องในชามพลาสติก โดยให้รูบอร์ดโปรโตอยู่ในแนวเดียวกับช่องเสียบในชามเพื่อให้หัวใจสามารถ แทรกจากด้านบน แผ่นกาวยึดบอร์ดโปรโตไว้กับชามอย่างแน่นหนา ด้านที่เป็นทองแดงของบอร์ดโปรโตควรคว่ำลงตามที่แสดง (หันหน้าไปทางปลายเปิดของโถ)

ใส่หัวใจจากด้านบนลงในฐาน ตะกั่วทั้งสามจากหัวใจ (Pos, Data, Neg) ควรมองเห็นได้จากด้านล่างที่จิ้มผ่านรูบอร์ดโปรโต ตรวจสอบความเรียบของรูปร่าง จากนั้นประสานสายนำทั้งสามเข้าที่ สิ่งนี้จะล็อคหัวใจให้อยู่ในตำแหน่งสุดท้าย

ขั้นตอนที่ 6: การเดินสายขั้นสุดท้าย

แผนภาพการเดินสายไฟจะแสดงขึ้น

มีการซื้อสาย USB แบบธรรมดาที่ Walmart และตัดด้วยเครื่องตัดลวดเพื่อรับสายสีแดง (pos) และสีดำ (เชิงลบ) สิ่งเหล่านี้ถูกบัดกรีเข้ากับขั้ว LilyTiny pos และ neg บัดกรีที่ขั้ว LilyTiny ยังเป็นสายสีแดง (pos) และสีดำ (เชิงลบ) ซึ่งเชื่อมต่อและบัดกรีกับตะกั่วจากหัวใจ (ติดผ่านบอร์ดโปรโต)

Data In (สีเหลือง) จากพอร์ตข้อมูลหมายเลข 2 ของ LilyTiny เป็นตัวต้านทาน 480 โอห์มที่เชื่อมต่อและบัดกรีเข้ากับ Data In นำไปสู่หัวใจ

LilyTiny ได้รับการตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าสำหรับการแสดงแสงสี Heart โปรดทราบว่า LilyTiny มีการต่อสายเพื่อให้สามารถเข้าถึงได้และสามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ในสถานที่ หากต้องการแก้ไขซอฟต์แวร์หรือปรับปรุงการแสดงแสง ข้อตกลงส่วนตัวของฉันคือการเขียนโปรแกรมตำแหน่งเอาต์พุต LilyTiny หมายเลข 2 สำหรับสัญญาณอินพุตข้อมูลไปยัง Neopixels

LilyTiny เป็นบอร์ด CPU ที่ฉันเลือกสำหรับโปรเจ็กต์ขนาดเล็ก แต่บอร์ดควบคุม CPU อื่น ๆ มากมายก็เป็นไปได้ เช่น Adafruit Gemma และบอร์ด mini-Arduino ต่างๆ ที่มีจำหน่ายในตลาด ฉันเพิ่งเริ่มต้นใช้งานบอร์ด LilyTiny เมื่อหลายปีก่อน และนั่นคือเป้าหมายของฉันในตอนนี้ LilyTiny นั้นเป็นชิป ATTINY-85 บนบอร์ดโปรโตขนาดเล็ก

แน่นอน คุณสามารถใช้แบตเตอรี่สำรองเพื่อจ่ายไฟได้ ฉันมักจะใช้แบตเตอรี่ LiPo จาก Adafruit.com ในกรณีนั้น ฉันมักจะใช้สวิตช์เปิด/ปิดที่ด้านบนของฐาน สำหรับสวิตช์ ฉันมักจะใช้ LilyPad Slide Switch จาก SparkFun.com

(ภาพ LilyTiny ด้านบนนำมาจาก SparkFun.com)

ขั้นตอนที่ 7: เสร็จสิ้นการสัมผัส

ด้านหลังของแผงวงจรหุ้มด้วยเทปโฟมสองแท่ง และตัดแต่งด้วยกรรไกรและมีด Xacto ให้เป็นรูปหัวใจ ปกติแล้ววิธีนี้อาจจะดีพอสำหรับรูปทรงบางอย่าง แต่สำหรับ Heart ฉันติดกระดาษภาพถ่ายสีชมพูที่ด้านนอกเพื่อช่วยในเรื่องรูปลักษณ์

ขั้นตอนที่ 8: การถ่ายภาพการทำงาน

Neopixel LED มีสีสันและสว่างอย่างไม่น่าเชื่อ อย่างที่พวกคุณบางคนทราบ ความท้าทายของ LED เหล่านี้คือการจับภาพความงามอันยิ่งใหญ่ที่ดวงตาของคุณมองเห็นได้จริงผ่านภาพถ่าย ฉันทำดีที่สุดแล้วสำหรับคำแนะนำนี้

โปรดทราบว่ากล้องจะมองเห็นสิ่งที่คุณมองไม่เห็น และในทางกลับกัน ในวิดีโอ YouTube คุณสามารถเห็นการสั่น/การสั่นไหวที่เห็นได้ชัดซึ่งดวงตาของคุณมองไม่เห็นจริงๆ นอกจากนี้ การหยุดการทำงานด้วยความเร็วชัตเตอร์สูงระหว่างลำดับการไล่ล่าของโรงละครยังจับการเปิดและปิด LED แต่ละดวง ในขณะที่ดวงตาของคุณมองเห็นเพียงจุดเคลื่อนที่ สีบางสีแตกต่างจากกล้องเล็กน้อย โดยที่ดวงตาเป็นสีเหลืองสดใสจะเป็นสีเหลืองอมเขียวเล็กน้อยในวิดีโอ

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เรายังได้ค้นพบความงามของการสะท้อนสองครั้งจากหน้าต่าง หากหัวใจชี้ไปที่ประตูกระจกบานเลื่อน

ขั้นตอนที่ 9: โครงการคำสอนของหัวใจ

เป็นเวลาหลายปีที่ฉันกำลังคิดหาวิธีสร้างรูปหัวใจจากวงกลมให้ดีที่สุด หากคุณรู้จัก Instructables ของฉัน นั่นหมายความว่าฉันสงสัยว่าฉันต้องซื้อกระป๋องพายกี่กระป๋องเพื่อให้จอแสดงผลดูดี คำตอบดูเหมือนว่ามาจากชุมชนเย็บผ้าที่หัวใจสแกลลอปพื้นฐานมี 26 แฉก (วงกลม)

แต่โปรเจ็กต์นี้มีศักยภาพมากกว่าแค่ Hearts มาก เพราะมีรูปทรงที่เป็นไปได้อีกมากมาย เมื่อรูปร่างเป็นตัวเลข ฉันเรียกมันว่า "เทียนวันเกิดอิเล็กทรอนิกส์" เพื่อนำไปใช้อย่างสมบูรณ์ในคำแนะนำในอนาคต ครอบครัวของเราได้นำ Age 7 ไปใช้ให้เกิดประโยชน์เพื่อจุดประสงค์นี้แล้ว พูดได้เลยว่า โปรเจ็กต์โดยรวมนั้นต้องการระบบฟอนต์แบบวงกลมที่สร้างจากวงกลม LED ขนาด 8 มม. เรามีวันเกิดครบรอบ 10 ปีที่จะถึงนี้ ซึ่งจะทำให้เกิดคำถามว่าจะจัดการกับเลขคู่ให้ดีที่สุดได้อย่างไร

นอกเหนือจากรูปร่างแล้ว Instructable นี้ยังนำเสนอวิธีการจัดเรียง LED ขนาด 8 มม. ในแถบที่สร้างขึ้นเองด้วยเทปกาวสองหน้าที่ด้านหลัง แถบ LED ที่เป็นผลลัพธ์สามารถติดกับผนังหรือพูดด้านในของกรอบสำหรับโครงการกระจกอินฟินิตี้ซึ่งเป็น applcation ที่วางแผนไว้ครั้งต่อไปของฉัน เทคนิคนี้อาจช่วยขยายการใช้ Neopixel LED แบบทะลุผ่านรูได้ ซึ่งขณะนี้ค่อนข้างไม่สะดวกที่จะใช้ เนื่องจากระยะห่างที่ใกล้ของหมุดทั้งสี่นั้นไม่พอดีกับเขียงหั่นขนมขนาด 0.1 นิ้วมาตรฐานและบอร์ดโปรโต

ฉันรู้สึกว่าโปรเจ็กต์นี้ยังเน้นความงามของ LED Neoplixel ขนาด 8 มม. ซึ่งฉันหวังว่าจะยังคงมีจำหน่ายในตลาด

หากคุณยังใหม่กับการเขียนโปรแกรม Arduino ความเรียบง่ายของชิปลอจิก LilyTiny ในแผนภาพการเดินสายไฟ Heart อาจแสดงให้เห็นแนวคิดพื้นฐานของวิธีใช้ Arduino "สภาพแวดล้อมการพัฒนา" ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ชิปลอจิก LilTiny และ LilyTwinkle จาก SparkFun.com ได้รับการตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าแล้ว ดังนั้นหากคุณต้องการใช้ลอจิกที่โหลดไว้ล่วงหน้า คุณไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมใดๆ ในโครงการนี้ ฉันจำเป็นต้องลบซอฟต์แวร์ที่โหลดไว้ล่วงหน้าและเพิ่มซอฟต์แวร์ของตัวเอง แน่นอน ไม่ต้องใช้ประสบการณ์ในการเขียนโค้ดมากเกินไป เพราะโดยทั่วไปคุณใช้แอพที่คนอื่นพัฒนามาเพื่อคุณอยู่แล้ว เมื่อคุณได้ไอเดียแล้ว ก็ไม่ยากเกินไปที่จะก้าวไปสู่ขั้นตอนต่อไป