เสื้อหลากสี: 3 ขั้นตอน

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

นี่คือโครงการที่ฉันสร้างขึ้นเพื่อ "ว้าว" ผู้คนในงานแต่งงานของลูกสาวของฉัน

ฉันเรียกมันว่า "เสื้อคลุมหลากสี" ด้วยการใช้ส่วนประกอบที่เรียบง่ายและภาพสเก็ตช์ Arduino ขั้นพื้นฐาน คุณสามารถตั้งโปรแกรมเสื้อโค้ทสำหรับเกือบทุกอย่างที่คุณคิดได้ ฉันตัดสินใจเลือก "ดอทเมทริกซ์" อย่างง่าย ๆ ที่ 7 แถวโดย 9 ของ LED ซึ่งเป็น 63 LED ส่วนอื่นๆ ได้แก่ Arduino (UNO ทำงานได้ดี) ตัวควบคุม 5V พื้นฐาน สายซิลิโคน สวิตช์พื้นฐาน และแบตเตอรี่ลิเธียม 2S ฉันใช้แบตเตอรี่ HobbyKing Nanotech 0.95 2S ซึ่งมีขั้วต่อไฟ JST อย่างไรก็ตาม สามารถใช้แบตเตอรี่ใดๆ ที่จ่ายไฟ 5V ขึ้นไปได้ แบตเตอรี่ HK บนเสื้อโค้ทของฉันทำงานประมาณ 1.5 ชั่วโมงโดยใช้ขั้นตอนพื้นฐานที่แสดงในวิดีโอ ที่ยากที่สุดคือเสื้อโค้ต ฉันลองร้าน OP-Shop แล้ว แต่ล้มเหลวและสุดท้ายก็ซื้อเสื้อกั๊กจากร้าน "Hippy" ในท้องถิ่น (จริงๆ แล้วเรียกว่าแบบนั้น!)

ลองนึกภาพว่าคุณสวมชุดนี้ในเกมทีมของคุณ

นี่คือรายการวัสดุ

• Arduino! ฉันใช้ UNO แต่ฉันจะแทนที่ด้วย Nano ในอนาคตอันใกล้นี้
• ไฟ LED W2812B ฉันใช้ part 1194862 จาก Banggood.com - มี 100 พิกเซลใน snap apart matrix
• ตัวควบคุม 5V พื้นฐาน ส่วน Banggood #951165 ตัวละประมาณ 1.50 เหรียญ
• สวิตช์พื้นฐาน
• สายซิลิโคน - ฉันใช้ 26G เพื่อทุกอย่าง คุณจะต้องมีอย่างน้อย 4m ของแต่ละสีเพื่อเชื่อมต่อ 63 LEDs
• แบตเตอรีหรือแบตเตอรีที่เหมาะสม
• กล่องพลาสติกขนาดเล็ก
• กาว "เข็มเหลว"
• ด้ายและเข็มเพื่อความปลอดภัย
• เสื้อผ้า ฉันใช้เสื้อกั๊กเพื่อจุดไฟ!

ฉันเลือกใช้ WS2812 "Neopixels" สามารถซื้อได้จากแบบฟอร์ม $ 12- สำหรับ 100 เกี่ยวกับส่วนที่ยากที่สุดของโครงการนี้คือการเดินสายไฟ LED สายไฟ LEDS เป็นแบบอนุกรม มีแผ่น "DI" ซึ่งเป็น "Data In" และแผ่น "DO" ซึ่งคือ "Data Out" LED ตัวแรกในห่วงโซ่มีแผ่น DI ต่อสายเข้ากับพิน Arduino ที่เลือก ฉันใช้ D4 แต่ไม่จำเป็นต้องใช้สิ่งนั้นเป็นพิเศษ ใช้พินดิจิทัลใดก็ได้ ระบบไม่ จำกัด เฉพาะ LED หนึ่งชุด ถ้าคุณต้องการสร้างสรรค์จริงๆ ให้ขับเคลื่อนหลายสาย ข้อจำกัดเพียงอย่างเดียวคือแหล่งจ่ายไฟของคุณ

ขั้นตอนที่ 1: ออกแบบและสร้าง

ตอนนี้คุณต้องตัดสินใจว่าจะจัดวาง LED ของคุณอย่างไรก่อนที่จะบัดกรี ฉันสร้างเมทริกซ์ขนาด 9x7 แต่คุณอาจต้องการแถวของ LED ที่แขน ด้านหน้า ขา หรืออะไรก็ได้ ลุยป่า!

ปัญหาหนึ่งที่คุณต้องพิจารณาคือแหล่งจ่ายไฟ แบตเตอรี่ลิเธียม A 2S ที่แนะนำจะขับเคลื่อน LED หลายร้อยดวง แต่คุณจะต้องพิจารณาการดึงกระแสไฟของ LED แต่ละดวงและกระแสทั้งหมดที่สนับสนุนโดยตัวควบคุมที่คุณเลือก

LED แต่ละตัวจะวาด ~50ma (มิลลิแอมป์) ที่ความสว่างเต็มที่ คุณจึงได้รับประมาณ 20 ต่อการบริโภคแอมป์ ตัวควบคุมที่แนะนำจะขับประมาณ 2 แอมป์ตามสภาพ 3 พร้อมฮีตซิงก์ ดังนั้นคุณจึงใช้งานไฟ LED ได้ 40 ดวงตลอดทั้งวัน โปรดทราบว่าหากคุณเปิดและปิดแฟลช คุณจะมีเวลามากขึ้นในการดำเนินการนี้ เสื้อของฉันขับ 63 LEDS โดยไม่มีฮีทซิงค์และทำงานได้ดี คุณสามารถจ่ายไฟให้ LED "จากปลายทั้งสองข้าง" ได้หากต้องการโดยใช้ตัวควบคุม 2 ตัวหรือเพียงแค่ใช้ตัวควบคุม "gruntier"

LED แต่ละตัวมีแผ่นบัดกรี 6 แผ่น, DI/DO เช่นเดียวกับ "5V+ IN", "Gnd IN", "5V+ OUT" "GND OUT" เตรียมตัวให้พร้อมสำหรับงานที่ยุติธรรม แต่ของการบัดกรี! ฉันขอแนะนำให้ใช้ลวด "ซิลิโคน" มีความยืดหยุ่นมากกว่าลวดหุ้มฉนวน PVC และเนื่องจากโครงการนี้เกี่ยวข้องกับการบัดกรีเป็นจำนวนมาก ความสะดวกในการใช้แถบซิลิโคนและการทำงานจึงดีกว่า ฉันใช้สายสีแดงสำหรับ +5V สีน้ำเงินสำหรับสายสัญญาณ และสีดำสำหรับสายดิน (GND) แต่คุณสามารถใช้สีใดก็ได้ ท่านสามารถเลือกสีเพื่อปิดบังสายไฟได้ ฉันไม่ได้กังวลเพราะไฟ LED สว่างมากจนทำให้สายไฟบดบัง

เมื่อคุณตัดสินใจเลย์เอาต์ได้แล้ว ก็ถึงเวลาเริ่มบัดกรี ฉันทำจิ๊กง่ายๆ เพื่อช่วยในการใช้เศษไม้ ฉันตัดสินใจว่า LED แต่ละดวงจะอยู่ห่างจากคู่หูของมัน 55 มม. ดังนั้นฉันจึงทำเครื่องหมาย 2 เส้นบนบล็อกเล็ก ๆ แล้วเจาะสองรูเพื่อให้ LED นั่งอยู่ในระหว่างการบัดกรี เส้นที่ใช้ในการตัดสายไฟให้ได้ขนาด

เตรียมตัวเองด้วยลวดที่เพียงพอ จิ๊ก ตัวประสานคุณภาพ และเครื่องมือ ต้องใช้เครื่องตัดด้านข้างและเครื่องมือปอกที่ดี

เริ่มต้นด้วยการวัดลวดบนจิ๊กและเริ่มตัดให้เพียงพอสำหรับไฟ LED 10 ดวง (สายไฟแต่ละสี 10 ชิ้น) ใช้เครื่องมือปอกของคุณ เอาประมาณ 3 มม. จากปลายแต่ละด้าน จากนั้นคุณต้อง "ดีบุก" ปลายแต่ละด้านของลวดแต่ละเส้น มันน่าเบื่อแต่จำเป็น เมื่อคุณเข้าจังหวะมันจะเร็วขึ้น

จากนั้นคุณต้องเริ่มบัดกรี LED ฉันวาง LED ลงในช่องกดบนจิ๊กแล้ว "ดีบุก" ทั้ง 6 แผ่น จากนั้นฉันก็บัดกรี 3 สายที่ด้าน "ออก" (DO) ของ LED ดูเหมือนว่าพวกเขาจะเป็นลูกค้าที่ค่อนข้างเหนียวแน่น จากนั้นฉันก็ทำ LED ให้ครบ 10 ดวง (หรือมากกว่านั้น) และตอนนี้คุณมีไฟ LED 10 ดวงพร้อมสายไฟ 3 เส้น

ขั้นตอนต่อไปคือการต่อสายโซ่เดซี่ ประสานหางลวด 3 "ออก" เข้ากับแผ่นรอง 3 "ใน" ของ LED ถัดไป ดำเนินการต่อจนกว่าคุณจะมีไฟ LED 10 ดวงที่บัดกรีในห่วงโซ่ ฉันพบว่าการเชื่อมต่อมากกว่า 10 ครั้งระหว่างการสร้างครั้งแรกทำให้การจัดการทำได้ยาก สร้างห่วงโซ่อื่นจนกว่าคุณจะมีเพียงพอที่จะทำตามข้อกำหนดของคุณ

เมื่อคุณสร้างโซ่ทั้งหมดแล้ว ก็ถึงเวลาเชื่อมต่อและทดสอบ ทำเช่นนี้ก่อนที่คุณจะติดไฟ LED กับเสื้อผ้าที่คุณเลือก

ขั้นตอนที่ 2: Arduino และการเดินสายไฟ

ฉันได้แนบรูปภาพที่แสดงการเดินสายไฟและเลย์เอาต์ทั่วไปของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มาด้วย ทั้งขาเอาต์พุต 5V ของ Arduino และอินพุต LED string 5V เชื่อมต่อจากเอาต์พุตของตัวควบคุมพลังงาน GND (กราวด์) ของแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับ "อินพุต GND" บนตัวควบคุม LED และ Arduino GND เชื่อมต่อกันที่คอนเน็กเตอร์ OUT GND การเชื่อมต่ออื่นมาจากการเชื่อมต่อ LED string "DI" (Data In) กับพิน D4 บน Arduino โปรเจ็กต์นี้ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อ "อย่างถาวร" ดังนั้นฉันจึงพลิก Arduino และบัดกรีสายไฟเข้ากับหมุดโดยตรง หากคุณกำลังจะใช้นาโน พวกมันมีรูเข็ม (ถ้าคุณไม่บัดกรีที่ส่วนหัว) ซึ่งทำให้การเดินสายทำได้ง่าย

สิ่งสำคัญที่สุดอย่างหนึ่งที่ต้องจำไว้ก็คือการดึงกระแสไฟ LED แบบรวมเมื่อใช้พลังงานเต็มจะเกินความสามารถในการจ่ายไฟของ Arduino และอาจเป็นความสามารถของแหล่งจ่ายไฟ USB 5V กฎก็คือ ให้เชื่อมต่อและเปิดแบตเตอรี่เสมอ เพื่อไม่ให้ Arduino เครียด

ณ จุดนี้ เปิดแบตเตอรี่และเชื่อมต่อ Arduino กับคอมพิวเตอร์ของคุณผ่านสาย USB เปิดไฟ Arduino และโหลดภาพร่างที่แนบมา "CheckLEDs.ino"

ร่างนี้ใช้ไลบรารี "FastLED" เพื่อขับเคลื่อน LED เมื่อเชื่อมต่อแล้ว LED ตัวแรกในสายโซ่จะถือว่าที่อยู่ "0" จากนั้น 1, 2, 3 ฯลฯ จนถึงจำนวนสูงสุดของ LED ภาพร่างที่แสดงเป็นตัวอักษรพื้นฐานบางตัวที่ฉันใช้ในงานแต่งงานของลูกสาว ฉันจะปล่อยให้คุณถอดรหัสสิ่งที่พูด

ณ จุดนี้ เมื่อคุณโหลดภาพสเก็ตช์แล้ว ให้ตั้งค่าคงที่ "MAX_LEDS" ที่ด้านบนของภาพร่างเป็นจำนวน LED ในสตริงการทดสอบ คอมไพล์และดาวน์โหลดไปยัง Arduino ไฟ LED ควรเริ่มกะพริบตั้งแต่อันแรกจนถึงอันสุดท้าย หากไฟ LED หยุดที่ LED เฉพาะ ให้ถอด Arduino ออกจาก USB และปิดแบตเตอรี่ ตรวจสอบการบัดกรีของคุณและตรวจดูให้แน่ใจว่าคุณได้เชื่อมต่อ LED อย่างถูกต้องระหว่างอันสุดท้ายที่กะพริบกับอันที่ไม่ติด ตัวแทนจำหน่าย เชื่อมต่อใหม่และทดสอบใหม่ เมื่อสตริงทดสอบพื้นฐานของคุณทำงาน ให้เชื่อมต่อสตริงขนาดเล็กถัดไปกับสตริงแรกเพื่อรีเซ็ตพารามิเตอร์ MAX_LEDs เป็นจำนวน LED ใหม่ อัปโหลดและทำการทดสอบต่อไป เมื่อคุณเชื่อมต่อและทดสอบไฟ LED ทั้งหมดแล้ว คุณก็พร้อมที่จะติดไฟ LED กับเสื้อผ้าและเดินสายไฟขั้นสุดท้ายให้เสร็จสิ้น

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบขั้นสุดท้ายและการเขียนโปรแกรม

ณ จุดนี้คุณจะประทับใจกับการใช้สายซิลิโคน จัดวางแถบ LED ของคุณบนเสื้อผ้า ลองนึกถึงตำแหน่งที่คุณจะวางแบตเตอรี่ Arduino ตัวควบคุมและสวิตช์ บนเสื้อโค้ทของฉัน กระเป๋าเหล่านี้อยู่ในกระเป๋าด้านหน้าซ้ายเพื่อให้หยิบใช้ได้ง่าย ฉันวางไฟ LED ไว้ในตารางโดยที่ LED (ศูนย์) ดวงแรกอยู่ที่ด้านล่างซ้ายของเสื้อคลุม จากนั้นไฟ LED ก็เลื่อนโค้ตสำหรับไฟ LED 9 ดวงเป็นคอลัมน์ เลี้ยวลง 180 องศาสำหรับไฟ LED 9 ดวงในคอลัมน์ถัดไป เปิดขึ้นสำหรับคอลัมน์ถัดไปและดำเนินการต่อจนได้ 7 คอลัมน์ใน 9 แถว เลย์เอาต์หมายความว่าไฟ LED มีหมายเลข 0 ถึง 8 จากล่างขึ้นบนในคอลัมน์แรกโดยคอลัมน์ถัดไปคือ 9 ถึง 17 ลดลงเรื่อย ๆ

ในการติดไฟ LED ฉันเริ่มใช้ผลิตภัณฑ์ "Liquid Needles" ซึ่งเป็นกาวที่ดูเหมือนว่าจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่เนื่องจากฉันไม่ต้องการรอระหว่างการแห้งของ LED แต่ละครั้ง ฉันจึงเลือกที่จะเย็บ LED ด้วย มันต้องใช้ผ้าฝ้ายพันรอบสายไฟใกล้กับ LED ส่วนใหญ่การเย็บชุดเดียวจะใช้เป็นลูปต่อ LED คุณอาจใช้ห่วงบางอันเพื่อยึดสายไฟ โดยขึ้นอยู่กับเลย์เอาต์ของคุณ โดยเฉพาะระหว่าง "คอลัมน์"

อย่าเย็บ/ติด LED ตัวแรกจนกว่าคุณจะเชื่อมต่อกับ Arduino/Power ฉันเจาะผ้าและวิ่งลวด 3 เส้นผ่านรูและขึ้นไปยังกระเป๋า ฉันเย็บ "สายไฟ" ที่ด้านในของเสื้อคลุม การเจาะกระเป๋าทำให้ฉันนำสายไฟเข้าไปข้างในและทำงานให้เสร็จ ฉันหุ้มตัวควบคุมด้วยเทปธรรมดาแล้วใส่ทั้งหมดลงในกล่องพลาสติกขนาดเล็กเพื่อบรรจุส่วนประกอบด้านพลังงาน คุณสามารถสร้างภาชนะของคุณเองได้ เพียงตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งใดที่สามารถทำให้ขาดได้

การเขียนโปรแกรม

เมื่อใช้ไฟล์ ino ที่แนบมาเป็นเทมเพลต คุณสามารถเริ่มเขียนโปรแกรม Arduino สำหรับรูปแบบที่คุณเลือกได้ ฉันสร้างสเปรดชีตพื้นฐาน (แนบมาด้วย) พร้อมเลย์เอาต์ของไฟ LED ทำให้ง่ายต่อการ "วาด" ไม่ว่ารูปแบบใดที่คุณต้องการจะทาสี เมื่อคุณมีตัวเลขที่ต้องการแล้ว การเพิ่มลงในอาร์เรย์ก็ทำได้ง่ายๆ ใช้อาร์เรย์ตัวอย่างใน INO ที่แนบมาเพื่อสร้างอาร์เรย์ของคุณเอง

ไลบรารี FASTLed https://fastled.io มีตัวอย่างที่คุณสามารถเพิ่มลงในสเก็ตช์ของคุณได้ ส่วน "cylon" ในภาพตัวอย่างจะถูกคัดลอกโดยตรงจากตัวอย่าง

ลองใช้ความคิดสร้างสรรค์ของคุณ - ลองเพิ่มสวิตช์อื่นเพื่อเปลี่ยนลำดับล่ะ ปุ่มกดหมุนเวียนหลายรอบ?

BTW - เสื้อคลุมทำให้พวกเขาประทับใจในงานแต่งงาน