Vacht van vele kleuren: 3 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Hier is een project dat ik heb gebouwd om mensen te "wow" op de bruiloft van mijn dochters.

Ik noem het de "Jas van vele kleuren". Met behulp van eenvoudige componenten en een eenvoudige Arduino-schets kun je de jas programmeren voor bijna alles wat je maar kunt bedenken. Ik heb gekozen voor een eenvoudige "dot-matrix" van 7 rijen bij 9 LED's, wat 63 LED's is. De andere onderdelen zijn een Arduino (een UNO werkt goed), een basis 5V-regelaar, siliconendraad, een basisschakelaar en een 2S Lithium-batterij. Ik heb een HobbyKing Nanotech 0.95 2S-batterij gebruikt die een JST-voedingsconnector heeft, maar elke batterij die 5V of meer levert, kan worden gebruikt. De HK-batterij op mijn jas werkt ongeveer 1,5 uur volgens de basisroutine die in de video wordt getoond. Ongeveer het moeilijkste om te krijgen is de jas. Ik probeerde de OP-Shops maar faalde en kocht uiteindelijk een vest van de plaatselijke "Hippy"-winkel (zo heet het eigenlijk!).

Stel je voor dat je dit draagt bij de wedstrijd van je team.

Hier is de stuklijst

• Een Arduino! Ik heb een UNO gebruikt, maar die ga ik binnenkort vervangen door een Nano.
• W2812B LED's. Ik heb onderdeel 1194862 van Banggood.com gebruikt - er zijn 100 pixels in een handomdraai uit elkaar
• Een basis 5V-regelaar. Banggood onderdeel #951165. Ze zijn ongeveer $ 1,50 per stuk
• Een basisschakelaar
• Siliconendraad - Ik gebruikte 26G voor ongeveer alles. Je hebt minimaal 4 m van elke kleur nodig om 63 LED's aan te sluiten
• Een accu of accupakket op maat.
• Een kleine plastic behuizing
• "Vloeibare naalden" lijm
• Draad en naalden om vast te zetten
• Een kledingstuk, ik gebruikte een vest, om op te lichten!

Ik koos ervoor om WS2812 "Neopixels" te gebruiken. Deze kunnen worden gekocht van $ 12 voor 100. Ongeveer het moeilijkste deel van dit project is de bedrading van de LED's. De LEDS-draad serieel. Ze hebben een "DI" pad dat "Data In" is en een "DO" pad dat "Data Out" is. De eerste LED in de keten heeft zijn DI-pad aangesloten op de geselecteerde Arduino-pin. Ik gebruikte D4, maar er is geen specifieke noodzaak om dat te gebruiken. Gebruik een willekeurige digitale pin. Het systeem is ook niet beperkt tot één reeks LED's. Je kunt, als je echt creatief wilt worden, meerdere snaren aansturen. De enige beperking is je stroomvoorziening.

Stap 1: Ontwerp en bouw

U moet nu beslissen hoe u uw LED's wilt indelen voordat u gaat solderen. Ik heb, zoals gezegd, een 9x7-matrix gemaakt, maar misschien wil je gewoon rijen LED's langs je armen, voorkant, benen, wat dan ook. Ga wild!

Het enige waar u rekening mee moet houden, is de stroomvoorziening. De voorgestelde A 2S-lithiumbatterij zal honderden LED's aansturen, maar u moet rekening houden met het stroomverbruik van elke LED en de totale stroom die wordt ondersteund door uw geselecteerde regelaar.

Elke LED zal bij volledige helderheid ~50ma (milliampère) verbruiken. Je krijgt dus ongeveer 20 per ampère verbruik. De voorgestelde regelaar zal ongeveer 2 ampère aansturen zoals het is, 3 met een koellichaam, dus je kunt de hele dag 40 LED's gebruiken. Merk op dat als je ze aan en uit flitst, je hiermee wat meer speelruimte krijgt. Mijn jas rijdt 63 LED's zonder heatsinking en loopt prima. U kunt de LED's indien nodig ook "van beide kanten" voeden met behulp van 2 regelaars of gewoon "gruntier" -regelaars gebruiken.

Elke LED heeft 6 soldeerpunten, zowel de DI/DO als "5V+ IN", "Gnd IN", "5V+ OUT" "GND OUT". Maak je klaar voor een eerlijke maar van solderen! Ik raad ten zeerste aan om "siliconen" draad te gebruiken. Het is veel flexibeler dan PVC-geïsoleerde draad en aangezien dit project veel soldeerwerk omvatte, is het gemak waarmee siliconenstrips en werken beter. Ik gebruikte rode draad voor de +5V, blauw voor de signaallijn en zwart voor de grond (GND), maar je kunt elke kleur gebruiken. U kunt kleuren kiezen om de bedrading te verbergen. Ik stoorde me er niet aan, omdat de LED's zo fel zijn dat ze de bedrading verdoezelen.

Zodra u de lay-out hebt bepaald, is het tijd om te beginnen met solderen. Ik heb een supereenvoudige mal gemaakt om te helpen met het gebruik van een restant van hout. Ik besloot dat elke LED 55 mm van zijn partner zou zijn, dus ik markeerde 2 lijnen op een klein blokje en boorde toen twee gaten waar de LED's tijdens het solderen in konden zitten. De lijnen die werden gebruikt om de draden op maat te knippen.

Zorg voor voldoende draad, een mal, kwaliteitssoldeer en gereedschap. Een fijne set zijmessen en een striptang zijn vereist.

Begin met het meten van de draad(en) op de mal en begin genoeg te knippen om ongeveer 10 LED's te maken (10 stuks van elke kleurdraad). Verwijder met uw striptang ongeveer 3 mm van elk uiteinde. U moet dan elk uiteinde van elke draad "tint". Het is vervelend maar noodzakelijk. Als je eenmaal in een ritme zit, gaat het sneller.

U moet dan LED's gaan solderen. Ik plaats de LED in de holte op de mal en "tin" vervolgens alle 6 pads. Ik heb dan 3 soldeerdraden aan de "uit" kant (DO) van de LED. Het lijken behoorlijk taaie klanten te zijn, dus soldeer maar weg. Ik voltooi dan alle 10 (of zo) LED's en je hebt nu 10 LED's met 3 draden.

De volgende stap is om ze in serie te schakelen. Soldeer de 3 "Out" draadstaarten aan de 3 "In" pads van de volgende LED. Ga door totdat je 10 LED's in een ketting hebt gesoldeerd. Ik ontdekte dat het aansluiten van meer dan 10 tijdens de eerste build de bediening bemoeilijkte. Bouw nog een ketting totdat je genoeg hebt om aan je eisen te voldoen.

Zodra je al je kettingen hebt gebouwd, is het tijd om ze aan te sluiten en te testen. Doe dit VOORDAT u de LED's op het door u gekozen kledingstuk bevestigt.

Stap 2: Arduino en stroombedrading

Ik heb enkele afbeeldingen bijgevoegd die de bedrading en de algemene lay-out van de elektronica laten zien. Zowel de 5V-uitgangspin van de Arduino als de LED-string 5V-ingang zijn aangesloten op de uitgang van de vermogensregelaar. De GND (massa) van de accu wordt aangesloten op de "Input GND" op de regelaar. De LED en Arduino GND zijn met elkaar verbonden via de OUT GND-connector van de regelaar. De andere verbinding is van de LED-string "DI" (Data In) -verbinding naar de D4-pin op de Arduino. Dit project is ontworpen om "permanent" verbonden te zijn, dus ik draai de Arduino om en soldeer draden rechtstreeks op de pinnen. Als je een Nano gaat gebruiken, hebben ze gaatjes (als je de headers niet soldeert) die de bedrading eenvoudig maken.

Een van de belangrijkste dingen om te onthouden is dat de gecombineerde stroomafname van de LED's, op vol vermogen, de voedingsmogelijkheden van de Arduino's en mogelijk de USB's 5V-voedingscapaciteiten zal overschrijden. Dus de regel is dat de batterij altijd is aangesloten en ingeschakeld, zodat de Arduino niet gestrest raakt.

Schakel nu de batterij in en sluit de Arduino via de USB-kabel aan op uw computer. Start de Arduino en laad de bijgevoegde schets "CheckLEDs.ino"

De schets gebruikt de "FastLED"-bibliotheek om de LED's aan te sturen. Zodra ze zijn aangesloten, neemt de eerste LED in de keten het adres "0" aan en vervolgens 1, 2, 3 enz. tot het maximale aantal LED's. De verstrekte schets toont enkele basisbrieven die ik op de bruiloft van mijn dochters heb gebruikt. Ik laat het aan jou over om te ontcijferen wat er wordt gezegd.

Op dit punt, zodra u de schets laadt, stelt u "MAX_LEDS" constant in de bovenkant van de schets in op het aantal LED's in de testreeks, compileert en downloadt u naar de Arduino. De LED's moeten van de eerste tot de laatste beginnen te knipperen. Als de LED's stoppen bij een specifieke LED, koppelt u de Arduino los van USB en schakelt u de batterij uit. Controleer uw soldeerwerk en zorg ervoor dat de LED's correct zijn aangesloten tussen de laatste die flitste en degene die niet flitste. Opnieuw solderen, opnieuw aansluiten en opnieuw testen. Zodra uw basistestreeks loopt, sluit u de volgende kleine reeks aan op de eerste reeks, reset u de MAX_LEDs-parameter naar het nieuwe aantal LED's, uploadt u en blijft u testen. Zodra u alle LED's hebt aangesloten en getest, bent u klaar om de LED's op het kledingstuk te bevestigen en de laatste bedrading af te werken.

Stap 3: Eindmontage en programmering

Op dit punt zult u het gebruik van de siliconendraad waarderen. Leg je ledstrip(s) op het kledingstuk. Bedenk waar je de batterij, Arduino, regelaar en schakelaar gaat plaatsen. Op mijn jas zaten deze in een linker voorzak voor gemakkelijke toegang. Ik legde mijn LED's in een raster waar de eerste (nul) LED zich linksonder op de jas bevond. De LED's bewogen vervolgens de laag voor 9 LED's als een kolom, 180 graden naar beneden gedraaid voor 9 LED's als de volgende kolom. Ik kwam op voor de volgende kolom en ging door totdat ik 7 kolommen in 9 rijen had. De lay-out betekent dat de LED's van 0 tot 8 van onder naar boven in de eerste kolom zijn genummerd, waarbij de volgende kolom 9 tot 17 is, naar beneden, enzovoort.

Om de LED's te bevestigen, gebruikte ik aanvankelijk een product "Liquid Needles", een lijm die effectief lijkt te werken, maar omdat ik niet wilde wachten tussen het drogen van de LED's, heb ik ervoor gekozen om de LED's er ook in te naaien. Het heeft alleen een lus van katoen nodig die over de draden dicht bij de LED wordt genaaid. Voor het grootste deel werkt een enkele set steken, als lussen, per LED. U kunt, afhankelijk van uw lay-out, enkele lussen gebruiken om de draden vast te houden, vooral tussen de "kolommen".

Naai/lijm de eerste LED niet totdat u deze hebt aangesloten op de Arduino/Power. Ik doorboorde de stof en liep de 3 draden door het gat en naar de zak. Ik naaide de "stroomkabels" aan de binnenkant van de jas. Door de zak te doorboren, kon ik de bedrading naar binnen brengen en de klus klaren. Ik isoleerde de regelaar met wat eenvoudige tape en stopte het allemaal in een kleine plastic doos om de stroomcomponenten te bevatten. Je kunt je eigen container maken, zorg er alleen voor dat er niets kan kortsluiten.

Programmeren

Door het bijgevoegde ino-bestand als sjabloon te gebruiken, kunt u nu beginnen met het programmeren van de Arduino voor het door u gekozen patroon. Ik heb een heel eenvoudige spreadsheet gemaakt (bijgevoegd) met de lay-out van de LED's. Het maakt het veel gemakkelijker om elk patroon dat u wilt schilderen te "tekenen". Zodra u de vereiste nummers hebt, is het eenvoudig om ze aan een array toe te voegen. Gebruik de voorbeeldarrays in de bijgevoegde INO om uw eigen arrays te maken.

De FASTLed-bibliotheek https://fastled.io bevat voorbeelden die u aan uw schets kunt toevoegen. De sectie "cylon" in de voorbeeldschets is rechtstreeks gekopieerd uit de voorbeelden.

Probeer je creativiteit - wat dacht je ervan om nog een schakelaar toe te voegen om de volgorde te wijzigen? Een drukknop de cycli door een aantal cycli?

Tussen haakjes - de jas verbaasde hen absoluut op de bruiloft.