Vilt & Neopixel Rainbow Crown - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Dit weekend heb ik een oplichtende, neopixel-enabled kroon gemaakt voor mijn 3-jarige neef. Ze lijkt altijd nogal ingenomen met mijn oplichtende apparaten, dus ik dacht dat het tijd werd dat ze er zelf een had. Het ziet er best cool uit, en ik zou haar graag willen indoctrineren in mijn wereld van knipperende LED's en maken op jonge leeftijd …

Dit project bestaat uit twee helften: de elektronica- en codekant en de feitelijke fabricage van de kroon. Ze passen bij elkaar en je zou ze in elke volgorde kunnen doen. Je hoeft in geen van beide een expert te zijn - ik zou zeggen dat dit een prima beginnersproject is, zelfs als je op geen van beide gebieden veel ervaring hebt.

Om het project te maken, hebt u de volgende hulpmiddelen nodig:

• Computer met Arduino IDE
• Lasersnijder en bijbehorende software
• Naaimachine (of handnaaiapparatuur + tijd)
• Soldeerbout, soldeer enz.

Verder heb je de volgende materialen nodig:

• Adafruit Trinket-microcontroller
• Adafruit PowerBoost 500C Oplader/Booster
• Kleine 3.7v LiPo-batterij (ongeveer 150mAh)
• Een paar draden
• Neopixel /WS2812B LED Strip zolang de hoofdomtrek
• Vilten plaat, ~600x200mm
• Witte draad Klittenband, een stuk van ~10cm
• Een paar plakstrips en wat doorzichtige tape
• SPST-schakelaar:

Stap 1: Kroonontwerp

Het eerste dat u moet doen, is de omtrek van het hoofd van de persoon achterhalen. Je wilt dat dit ongeveer is waar de kroon zal zitten, maar maak je geen zorgen - koppen hebben rare vormen, de stof is flexibel en je kunt de kroon toch verstelbaar maken. Het hoofd van een 4-jarige lijkt gemiddeld ongeveer 51 cm te zijn, dus dat heb ik gebruikt. Oorspronkelijk was het plan om de kroon in 3D te printen, maar de 3D-printgoden stonden niet aan mijn kant toen ik dat probeerde, dus besloot ik lasergesneden vilt te gebruiken, dat toch flexibeler en zachter is. Ik ontwierp de kroon in QCAD - het is vrij eenvoudig.

In wezen is het een rechthoek zo lang als de hoofdomtrek en 50 mm hoog, met een extra bit aan de onderkant om over de NeoPixel-strip te naaien. Er is ook een klein extra vak voor het circuit en een lipje aan het ene uiteinde om wat klittenband toe te voegen. Aan de bovenkant heb ik als decoratie veel van de letter M toegevoegd (de naam van mijn neef begint met een M), en verwijderde de lijnen die ze met het lichaam verbonden, zodat ze als één stuk zouden worden gesneden. Ik moest hiervoor een vrij dik lettertype gebruiken, maar ze kwamen goed uit.

Je kunt de bestanden die ik heb gebruikt hier downloaden, maar het is waarschijnlijk beter om je eigen bestanden te maken. Je kunt het ontwerp behoorlijk uitgebreid maken - zolang het maar goed uit dun vilt snijdt zonder te breken.

Stap 2: Lasersnijden van het vilt

Snijd vervolgens het ontwerp op een lasersnijder in wat vilt (ik ben er vrij zeker van dat de mijne synthetisch vilt is, als ik ernaar kijk). Ik gebruikte de lasersnijder bij Norwich Hackspace, waar we een 60W Just Add Sharks Greyfin A2-snijder hebben, en ik gebruikte Speed 20, Power 55 in LaserCut 5.3-software voor geïnteresseerden. NB dit zal voor uw machine vrijwel zeker anders zijn!.

Stap 3: De kroon naaien

Naai nu de kroon dicht. Knip eerst twee stroken klittenband om de kroon vast te maken. Ik heb het lusdeel een stuk langer gemaakt dan de haak, zodat het tot op zekere hoogte verstelbaar was. Naai eerst de klittenband vast, dan langs de bovenkant en het uiteinde van het NeoPixel-kanaal met een naaimachine, en dan rond de bovenkant van de zak voor de elektronica (maar laat een kant open om de NeoPixels er doorheen te duwen)

Stap 4: LED-tijd

Plaats de strip met LED's op de kroon en knip deze zo af dat deze in de kroon past. Je zult de strip met LED's moeten doorknippen waar de koperen aansluitingen zijn, dus rond af naar de volgende koperen strip onder de lengte van de kroon, zodat de strip niet uitsteekt. Je kunt 30, 60 of 144 LED-per-meter Neopixels gebruiken, afhankelijk van wat je hebt. Ik gebruikte 30 omdat het is wat ik had en het bleek goed te zijn, maar ik denk dat hoe meer hoe beter.

Stap 5: De snuisterij aansluiten

Elke LED in de neopixelstrip neemt de gegevens die een microcontroller verzendt, leest deze, controleert of de gegevens hem vertellen iets te doen en geeft de gegevens vervolgens door. Door de manier waarop dit werkt, heeft elke pixel een data-in-end en een data-out-end.

Knip en strip 4 korte stukken draad en bevestig ze als volgt: Soldeer een lengte aan de 5v-pin Soldeer een lengte aan pin 1, gelabeld '#1' (je kunt een andere pin gebruiken als je wilt, maar je moet veranderen de code). Draai de resterende 2 draden samen en bevestig ze aan de GND-pin.

Nu moet je er 3 op de neopixelstrip aansluiten: Een van de aardingsdraden wordt aangesloten op de grond van de strip De 5v-pin wordt aangesloten op VIN op de strip De digitale #1-pin wordt aangesloten op DIN op de strip. Als je een strip hebt met een siliconen waterdichte behuizing, moet je die met een schaar een stukje terugknippen voordat je gaat solderen.

Ik heb ontdekt dat de gemakkelijkste manier om verbinding te maken met deze strips is door de pads met soldeer te coaten, je draden met soldeer te coaten en ze samen te smelten.

Stap 6: Codeer

We zullen de Arduino IDE gebruiken om de Trinket te programmeren, waarbij we de voorbeeldcode die beschikbaar is voor Neopixels aanpassen om het te laten doen wat we willen. U kunt de Arduino IDE vanaf hier installeren als u deze nog niet hebt geïnstalleerd. Als je nog niet eerder met een Trinket hebt gewerkt, volg dan hier de tutorial van Adafruit om alle extra bits te installeren die je nodig hebt (de Trinket is geen standaard Arduino-bord, maar kan worden geprogrammeerd met de Arduino-software). Wanneer je de knippercode naar de trinket hebt geüpload en het werkt, ben je klaar om de code te uploaden en aan te passen.

De eerste stap is het installeren van de Adafruit Neopixel-bibliotheek om de LED's aan te sturen. Ze hebben hier een uitstekende tutorial over, dus ik raad je ten zeerste aan om dat te volgen en dan terug te komen op deze.

Je kunt elke gewenste code op de kroon plakken. De voorbeeldcode ‘strandtest’ geeft je een goed beeld van waartoe de pixels in staat zijn. Om dit te laden, ga naar bestand > voorbeelden > Adafruit NeoPixel > strandtest. Je zult een aantal dingen in de code moeten veranderen: de PIN-variabele bovenaan moet worden gewijzigd in de pin die je hebt gebruikt (de standaard is 6), en in de stripconfiguratiecode moet je deze wijzigen in het aantal LED's op de strip die je hebt gebruikt (tel ze gewoon).

U kunt vervolgens alle delen van de code die u niet wilt verwijderen. De lusfunctie (weergegeven als een lege lus in de code) roept elke functie achter elkaar aan (vertelt dat deze moet worden uitgevoerd), zodat u alle verschillende functies kunt demonstreren. Ik besloot dat ik RainbowCycle alleen echt wilde hebben, omdat dat mijn favoriet was, dus ik heb alle andere functieaanroepen verwijderd en die erin gelaten, zodat hij alleen werkt.

Als je klaar bent, druk je op de knop op de snuisterij om deze in de uploadmodus te zetten en je code te uploaden. Je zou veel glimmende lichten moeten hebben! Als je een foutmelding krijgt, begin dan met de strandtest-code zoals deze eerst was, en verwijder dan geleidelijk de bits die je niet wilt/nodig hebt. Als je nog steeds problemen ondervindt, bekijk dan de Adafruit-tutorial die hierboven is gelinkt.

Stap 7: Batterijen en opladers

Het laatste dat nodig is, is wat kracht. Ik besloot een goede Adafruit 500C-batterijlader te kopen - ik gebruik meestal een Chinese eenheid, maar ik ben niet van plan om risico's te nemen in de buurt van het hoofd van mijn neef, bedankt. Als je een LiPo-batterij met een JST-connector hebt, kun je deze rechtstreeks op de 500C aansluiten. Als dat niet het geval is, moet je het solderen zoals ik deed, aan de VBAT- en Gnd-pinnen. Het is verstandig om de naast elkaar liggende VBAT- en Gnd-pinnen niet te gebruiken, omdat de batterij dan kort kan komen. Ik gebruikte de GND-pin aan de onderkant van de USB-oplaadconnector als de mijne omdat hij groot was en ver weg van iets anders.

Ik wilde een aan / uit-schakelaar opnemen, dus ik verbond een eenvoudige SPST-schakelaar met wat draad op de EN- en GND-pinnen. Achteraf gezien zou een klikbare knop hiervoor veel beter zijn geweest. Sluit vervolgens de - uitgangspin aan het uiteinde aan op de reserve-aardingsdraad van eerder, en knip en strip een andere draad om de + pin aan het uiteinde aan te sluiten op de VUSB-pin op de Trinket. Je zou de NeoPixels moeten zien oplichten na een moment dat deze is ingeschakeld

Stap 8: Eindmontage

Gebruik wat plakpads om de trinket aan de onderkant van de batterij te bevestigen en de batterij aan de PowerBoost om een mooie stapel elektronica te maken. Een beetje meer tape eromheen helpt het vast te zetten, te isoleren tegen nieuwsgierige vingers en de schakelaar op zijn plaats te houden.

Eindelijk, begin alles in het vilt te schuiven. Ik merkte dat het handig was om wat doorzichtige tape over het uiteinde van de strip te plakken, zodat deze niet aan het vilt bleef hangen tijdens het duwen. Dit bit is vrij moeilijk, maar met een beetje duwen en trekken is het gemakkelijk genoeg. Duw de circuit-stack aan het einde in de zak.

Dat is het!

Ik ben erg blij met het eindresultaat. Op het moment van schrijven moet ik het nog aan de beoogde ontvanger geven, maar … het is een regenboog oplichtende kroon en ze is een 4-jarig meisje dus ….