จอแสดงผล Lightpipe 7-Segment: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

ถ้าฉันบอกคุณว่าคุณสามารถสร้างจอแสดงผลจากเชือกผูกรองเท้าได้!? นั่นคือสิ่งที่ฉันได้ทำไปแล้ว! การสร้างจอแสดงผลเจ็ดส่วนของคุณเองนั้นไม่มีอะไรใหม่ มันเป็นโครงการ Arduino ทั่วไป แต่ฉันมีความคิดสำหรับสิ่งนี้ ฉันจึงบอกว่าฉันจะลองดู และฉันก็มั่นใจ ดีใจด้วยที่มันออกมา!

ทำมาจากเชือกรองเท้า Light up (ท่อไฟ) ไฟ LED RGB (นีโอพิกเซล) ที่กำหนดแอดเดรสได้ และการพิมพ์ 3 มิติ แนวคิดเบื้องหลังการออกแบบนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากโปรเจ็กต์ Cob LED ที่ Unexpected Maker และ David Watts กำลังทำงานอยู่ใน Instructable I นี้ ฉันกำลังจะแสดงให้คุณเห็นว่าฉันสร้างมันขึ้นมาได้อย่างไร ความคิดและข้อเสนอแนะบางอย่างที่ฉันมีสำหรับเวอร์ชันที่สอง!

ขั้นตอนที่ 1: ดูวิดีโอ

ในวิดีโอฉันครอบคลุมทุกสิ่งที่ฉันทำในคำแนะนำนี้หากคุณต้องการตรวจสอบ

ขั้นตอนที่ 2: สิ่งที่คุณต้องการ

ฉันใช้สิ่งต่อไปนี้เพื่อแสดงผลนี้

• แท่นพิมพ์ 3 มิติ (เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในขั้นตอนต่อไป)

• เชือกผูกรองเท้าแบบจุดไฟ - ฉันรู้นะ ว่ามันแปลกแค่ไหน แต่ราคาถูกและใช้งานได้ดี คุณน่าจะแสดงได้ 4 จอด้วยเชือกรองเท้าคู่เดียว สีของเชือกผูกรองเท้าเมื่อซื้อไม่สำคัญ เพราะเราจะไม่ใช้ไฟ LED อยู่แล้ว

  • Amazon.com* (ไม่ใช่ประเภทเดียวกับที่ฉันใช้ แต่ดูเหมือนว่าจะใช้งานได้)
  • Amazon.co.uk* (เหมือนข้างบน)
  • Aliexpress*
• 14pc Through Hole Addressable LEDs - ฉันมีสิ่งเหล่านี้เหลือจากโปรเจ็กต์ในปีที่แล้ว และฉันไม่พบอันที่แน่ชัดที่ฉันได้รับ (ฉันเชื่อว่าเป็น APA106) แต่ฉันเชื่อว่า Sparkfun เหล่านี้น่าจะใช้ได้ คุณจะต้อง เพื่อซื้อ 3 แพ็คต่อเซกเมนต์

ของใช้จำเป็นอื่นๆ

• Arudino ใด ๆ ฉันใช้ Arduino Uno จาก RobotDyn ใน aliexpress* ฉันชอบอันนี้เพราะมันใช้ขั้วต่อ micro USB
• ฉันต้องเจาะรูบนการพิมพ์ 3 มิติเพื่อให้พอดี คุณอาจต้องทำเช่นเดียวกัน (บิต 3 มม. และ 5 มม. หากจำเป็น)
• ใบมีดคมสำหรับตัดท่อไฟ
• ลวดและบัดกรี

*= ลิงค์พันธมิตร

ขั้นตอนที่ 3: การพิมพ์ 3 มิติ

เราอายุเท่าไหร่แล้วที่เราสามารถสร้างวัตถุทางกายภาพได้ในเวลาไม่กี่นาที! จอแสดงผลนี้จะยากขึ้นมากหากไม่มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติ!

ฉันออกแบบชิ้นส่วนใน Thinkercad ฉันเริ่มต้นด้วยการทำชิ้นเดียว ฉันจึงมีความสุขที่แนวคิดนี้ได้ผลก่อนที่ฉันจะเสียเวลาไปมาก และพลาสติกทำจอแสดงผล 7 ส่วนที่ไม่มีประโยชน์! คุณสามารถเห็นการวนซ้ำของฉันในลิงก์ Thinkercad ฉันมีปัญหาในการพิมพ์ทินเนอร์ และแสงบางส่วนก็ไหลผ่าน

ค้นหาส่วนนี้ใน Tinkercad และบน Thingiverse

สิ่งหนึ่งที่ควรทราบคือหลอดไฟไม่พอดีกับรูที่ฉันเจาะ ฉันต้องเจาะรูด้วยดอกสว่าน 3 มม. ฉันคิดว่าอาจเป็นไปได้ที่จะสร้างจอแสดงผลแบบเดียวกันโดยไม่มี 3D เครื่องพิมพ์ใช้ไม้หนาๆ เจาะรู 3 มม. ตลอดทาง แล้วเจาะให้เพียงพอสำหรับ LED 5 มม. ถ้าใครลงเส้นทางนี้อยากดูมาก!

ขั้นตอนที่ 4: การเดินสายไฟ LED

ก่อนปิดบัดกรีผมขอเตือนไว้ก่อนว่าไม่สวย! ฉันจะพูดถึงการเปลี่ยนแปลงบางอย่างที่ฉันจะทำในบทสรุปของคู่มือนี้

เรากำลังใช้ไฟ LED RGB ที่กำหนดตำแหน่งได้ ซึ่งมักเรียกกันว่า Neopixles นี่เป็นสิ่งเล็กๆ น้อยๆ ที่ยอดเยี่ยม สิ่งที่ทำให้พวกเขาพิเศษคือ คุณสามารถกำหนดสีของ LED แต่ละดวงได้ แทนที่จะเปลี่ยนทั้งหมดพร้อมกัน พวกเขายังต้องการสายข้อมูลเพียงเส้นเดียวเพื่อควบคุมเพื่อให้วงจรง่ายขึ้นมาก!

คุณมักจะพบ LED ประเภทนี้บนแถบ แต่มีให้ในรูปแบบรูทะลุ (เช่น LED มาตรฐาน)

สิ่งแรกที่คุณต้องการทำคือหาพินเอาต์ของไฟ LED ของคุณ ไม่มีจุดใดที่จะแสดงพินเอาต์ของไฟ LED ของฉัน เนื่องจากฉันไม่สามารถหาซื้อได้ที่ไหน และไฟ LED ที่เข้ากันได้อื่นๆ ดูเหมือนจะมีพินเอาต์ต่างกัน

ไฟ LED ของคุณจะมีหมุดดังต่อไปนี้

• VCC - เพื่อเชื่อมต่อกับ 5V
• กราวด์ - เพื่อเชื่อมต่อกับกราวด์
• Din - Data in ควรเชื่อมต่อกับ Dout ของ LED ก่อนหน้า
• Dout - Data Out ควรเชื่อมต่อกับอินพุตของ LED ถัดไป

ขาข้อมูล

ใส่ไฟ LED ลงในแท่นพิมพ์ 3 มิติและงอพิน Dout ของไฟ LED เพื่อให้ชี้ไปที่ LED ถัดไปตามลำดับ (ดูภาพด้านบนพร้อมตัวเลขเพื่อดูลำดับที่ฉันใช้ Dout ของ LED 5 เชื่อมต่อกับ LED 6 เป็นต้น)

ประสานขา Dout กับขา Din ของ LED ถัดไป สำหรับช่องว่างที่ใหญ่เกินไปสำหรับขา Dout ให้งอหมุด Din ของ LED ถัดไปกลับไปที่ขา Dout แล้วประสานขึ้น

เมื่อเสร็จแล้วคุณควรเหลือ LED หนึ่งดวงพร้อม Din สำรอง (LED 0 ในภาพของฉัน) และ LED อีกดวงพร้อม Dout สำรอง (LED 13 สำหรับฉัน)

หากคุณกำลังเดินสายไฟมากกว่าหนึ่งจอแสดงผล Dout สำรองของจอแสดงผลแรกจะเชื่อมต่อกับ Din แรกของจอแสดงผลที่สอง

ขาไฟฟ้า

ตอนนี้คุณต้องต่อขา VCC ทั้งหมดเข้าด้วยกัน / ฉันค่อนข้างขี้เกียจที่นี่และใช้ลวดเส้นเดียวที่ฉันบัดกรีขาไว้ คุณควรทำสิ่งนี้ให้เสร็จสิ้น เนื่องจากการนำ VCC วนรอบกลับไปที่ LED ที่คุณเริ่มต้น ซึ่งจะช่วยลดแรงดันตกคร่อมบน LED สุดท้ายได้ จากนั้นคุณจะต้องบัดกรีลวดเส้นหนึ่งออกจากลูปนี้ซึ่งคุณสามารถเชื่อมต่อพลังงานได้อย่างง่ายดาย

ทำซ้ำขั้นตอนเดียวกันกับข้างต้นสำหรับขากราวด์

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ทดสอบกางเกงขาสั้นหรือสะพานโดยใช้มัลติมิเตอร์

ไฟ LED ของฉันตั้งค่าเริ่มต้นเป็นสีน้ำเงินเมื่อเปิดเครื่อง ดังนั้นฉันจึงสามารถทดสอบว่า LED แต่ละดวงได้รับพลังงานเพียงแค่จ่ายไฟ 5v ผ่านรางจ่ายไฟ

ทั้งหมดนี้ได้ผลสำหรับฉัน แต่ฉันจะทำมันแตกต่างออกไปอย่างแน่นอนเมื่อฉันทำในครั้งต่อไป!

ขั้นตอนที่ 5: การเพิ่ม Lightpipe

ต่อไปเราต้องตัด lightpipe ให้พอดีกับทุกส่วน

ฉันใช้ใบมีดสแตนลีย์ตัดมัน ตอนแรกฉันค่อนข้างจะเลื่อยมัน แต่ฉันพบว่าการกดลงไปเหมือนกิโยตินทำงานได้ดีกว่า

วัดท่อไฟที่เรียงรายไปด้วยรู คุณต้องการปล่อยให้แต่ละด้านเพิ่มขึ้น 1-2 ซม. เพื่อการโค้งงอและลงไปในรู จะดีกว่าถ้าตัดให้ยาวหน่อย เนื่องจากมีห้องเลื้อยอยู่ในการออกแบบ 3D แถมยังช่วยให้ใส่เข้าไปได้ง่ายขึ้น หากยาวเกินไป คุณสามารถตัดออกเล็กน้อยได้ (ง่ายกว่าการใส่กลับเข้าไปใหม่มาก ถ้ามันสั้นเกินไป:))

เสียบหลอดไฟในแต่ละช่องที่ต้องการ ควรมีลักษณะเหมือนภาพด้านบนเมื่อเสร็จแล้ว

ขั้นตอนที่ 6: การควบคุมด้วย Arduino

ตอนนี้ได้เวลาทำการทดสอบจริงแล้ว!ดาวน์โหลดภาพร่างทดสอบจาก Github ของฉัน มันเป็นภาพสเก็ตช์ง่ายๆ ที่นับไม่ถ้วน อัปโหลดภาพสเก็ตช์ไปยัง Arduino ตอนนี้ได้เวลาเชื่อมต่อจอแสดงผลกับ Arduino แล้ว ฉันเพิ่งใช้คลิปจระเข้เพื่อเชื่อมต่อของฉัน

• เชื่อมต่อสาย VCC ของ Leds กับพิน 5v ของ Arduino. ของคุณ
• เชื่อมต่อกราวด์กับพินกราวด์
• ต่อขา Din สำรองเพื่อปักหมุด 10 ของ Arduino. ของคุณ

ตอนนี้เพิ่มพลังแล้วคุณควรมีจอแสดงผล 7-segment ที่ดูเท่!

หมายเหตุ: LED แต่ละดวงสามารถดึงกระแสไฟได้สูงสุด 60mA หากคุณกำลังเชื่อมต่อจอแสดงผลมากกว่าหนึ่งจอ ขอแนะนำให้เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ 5v แยกต่างหาก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่อกราวด์ของ Arduino กับแหล่งจ่ายไฟนี้ด้วย

ขั้นตอนที่ 7: ข้อสรุปและการปรับปรุงที่ต้องทำ

ฉันชอบจอแสดงผลนี้มากและจะใช้ในโครงการในอนาคตอย่างแน่นอน แต่มีบางสิ่งที่ฉันจะทำแตกต่างออกไปเมื่อสร้างมันขึ้นมาอีกครั้ง

ถ้าฉันสร้างมันขึ้นมาอีกครั้งโดยใช้ขายึดแบบเดียวกับ LED ในโปรเจ็กต์นี้ ฉันจะใช้บอร์ดที่สมบูรณ์แบบสำหรับ LED แต่ละตัวเพื่อให้การเดินสายมีความเป็นระเบียบมากขึ้น

แต่คราวหน้าที่ฉันทำโปรเจ็กต์นี้ ฉันคิดว่าฉันจะใช้ไฟ LED แบบ SMD โดยการออกแบบ PCB แบบกำหนดเองหรืออาจจะใช้อะไรแบบนี้ ฉันคิดว่าโซลูชัน PCB แบบกำหนดเองน่าจะดีเพราะมันหมายความว่าไม่ต้องเดินสายเลย! การใช้ไฟ LED SMD จะทำให้โมเดล 3 มิติไม่จำเป็นต้องลึกมาก เนื่องจากไม่จำเป็นต้องรองรับ LED แบบรูทะลุ นอกจากนี้ยังช่วยลดแสงที่ตกจากด้านหลังของ LED

หวังว่าคุณจะสนุกกับโครงการนี้! หากคุณมีแนวคิดอื่นใดในการใช้ Lightpipe ในโครงการ ฉันอยากได้ยินมันมาก

หากคุณสนใจที่จะเห็นโครงการเพิ่มเติมจากฉัน ดูที่ช่อง YouTube ของฉัน!