Neopixel LED Heart: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

Neopixels هي أضواء LED متغيرة الألوان ، قابلة للبرمجة بشكل فردي. وهي متوفرة بأشكال مختلفة من Adafruit.com ، لكني مغرم بشكل خاص بنمط LED التقليدي مقاس 8 مم "من خلال الفتحة". إنها مشرقة وجميلة ، ويمكنك عمل تصميماتك المخصصة كما هو موضح في مثال شكل القلب الموضح هنا. يستخدم برنامج Arduino عادةً للتحكم في مصابيح LED.

يرجى مشاهدة مقطع الفيديو الخاص بي على YouTube الخاص بـ Neopixel LED Heart في عرض ضوئي. هناك طريقة أخرى ممتعة لمشاهدة القلب وهي توجيهه إلى نافذة مثل باب زجاجي منزلق لرؤية انعكاس صورة القلب المزدوج (كما هو موضح).

الخطوة 1: الإمدادات الرئيسية

1. Adafruit 8 ملم Neopixel LED (مطلوب 26)

2. حصيرة القطع اللاصقة Cricut 12x12-in StandardGrip (Walmart)

3. Sparkfun LilyTiny ATTINY85 Logic Chip (ومستلزمات البرمجة)

4. سلك USB للطاقة (وول مارت)

5. وعاء بلاستيك صغير من جيسنر للقاعدة (وول مارت)

6. Radio Shack Round Proto Board (أو لوحة بروتو صغيرة أخرى)

7. شريط لاصق الغوريلا لتركيب المربعات الشفافة

8. 480 أوم المقاوم

+ دريميل وبت الحفر والقطع

+ لوازم اللحام

+ أساسيات برمجة اردوينو

+ مكتبة Adafruit Neopixel (على سبيل المثال ؛ STRANDTEST)

ملاحظة: بالنسبة لأولئك الذين ليس لديهم خبرة في برمجة Arduino ، يمكن نظريًا توفير شريحة LilyTiny المنطقية المبرمجة بالفعل للقلب ، إذا كانت هناك حاجة. أنا ببساطة أستخدم تطبيق STRANDTEST القياسي في Adafruit مع بعض التعديلات.

(صور Neopixel LED أعلاه تم نسخها من Adafruit.com)

الخطوة الثانية: تصميم لوحة دوائر القلب

بادئ ذي بدء ، ألق نظرة على الصورة الأولى للتجميع النهائي. الأهم من ذلك ، يرجى ملاحظة أن هناك علامة تبويب تقريبية بعرض 1/2 بوصة في الجزء السفلي من القلب ، يتم إدراجها في القاعدة.

لقد استخدمت MicroSoft PowerPoint لتطوير قالب قلب قابل للطباعة (أعلاه). يتوفر أيضًا إصدار دليل القطع. لقد بدأت بتصميم قلب صدفي مكون من 26 فصًا وجدته عبر الإنترنت ، وقمت بتعديل الشكل قليلاً للحصول على مظهر أفضل باستخدام مصابيح LED مقاس 8 مم. لاحظ أن كل مصباح LED دائري به أربعة ثقوب أصغر سيتم حفرها لاحقًا.

يتم بعد ذلك طباعة مخطط القلب على ورق الصور الذي يتم إلصاقه بعد ذلك بلوحة Cricut اللاصقة كما هو موضح. باستخدام المقص ، يتم قطع شكل القلب بعناية. تم استخدام سكين Xacto للبدء في الفتحة الموجودة في منتصف القلب ، حتى يمكن استخدام المقص.

في الجزء الخلفي من لوحة Cricut ، أضع بعد ذلك شريطًا لاصقًا أزرق الطبقة ، للمساعدة في منع ذوبان السجادة البلاستيكية أثناء خطوات اللحام اللاحقة. والنتيجة هي شطيرة قلب مصنوعة من حصيرة كريكوت محصورة بين ورق الصور وشريط لاصق أزرق.

باستخدام جهاز Dremel مع مثقاب رفيع جدًا مقاس 1/32 بوصة ، يتم حفر أربعة ثقوب صغيرة لكل مصباح LED ليتم تثبيته في القلب.

الخطوة 3: أدخل مصابيح LED ولحام

يظهر مخطط الأسلاك. يتم إدخال مصابيح LED في الفتحات المحفورة في السلسلة ، مع انحناء سلك إخراج البيانات من كل LED باتجاه طرف إدخال البيانات التالي ، يتم ثني دبوس إدخال البيانات للخلف للمس دبوس إخراج البيانات من مؤشر LED piror. يتم ثني السلك السلبي الطويل من كل LED إلى اليمين للانضمام إلى سكة الطاقة السلبية (والتي سيتم إدخالها لاحقًا) ، بينما تم ثني أسلاك LED Postive إلى اليسار لتلمس السكة الموجبة.

عادة أقوم باختبار مسبق لكل مؤشر LED ببطارية زر. أنها تضيء Light Blue إذا كانت تعمل بالطاقة مثل "رمي" بسيط.

بعد إدخال 26 LED ، تحقق من عملك. يجب أن يشير الجانب المسطح لجميع مصابيح LED إلى نفس الاتجاه (باستثناء الزوايا يمكن أن تكون صعبة بعض الشيء). يجب أن يكون لكل LED نقطة بيع ثانية إلى اليسار ، والثالث يؤدي إلى اليمين. تحقق للتأكد من أن لديك تباعدًا مناسبًا بين جميع الأسلاك (بدون شورتات).

الخطوة التالية هي لحام جميع الاتصالات. لقد استخدمت سلكًا نحاسيًا قياس 24 لتشكيل قضبان الطاقة السلبية والإيجابية لتوصيل كل LED. في قاعدة القلب لعلامة تبويب الإدراج ، من أجل الصلابة الهيكلية ، قمت بلحام دبابيس رأسية - واحدة لكل من السكة الموجبة والسالبة. كما هو موضح ، يتم تباعد دبابيس الرأس بمقدار 4 فتحات لوحة أولية متباعدة (0.4 بوصة كما هو موضح).

الخطوة 4: اختبار عملية القلب باستخدام Arduino

عادةً ما تكون خطوتي الأولى بعد توصيل الأسلاك هي اختبار عملية التجميع باستخدام Arduino عادي. كما ترون ، فإن القلب كما تم تصميمه سيقف الآن منتصبًا في لوح خبز صغير. عادةً ما أقوم دائمًا بتعديل تطبيق STRANDTEST ، لذلك يوفر هذا فرصة لاختبار وظيفة اللحام بالإضافة إلى برنامج الألوان الجديد المقترح. تعد إعادة برمجة لوحات LilyTiny صعبة بعض الشيء ، لذا فهي تساعد على إثبات كل شيء في إعداد Arduino القياسي قبل تحميل البرنامج على لوحة LilyTiny.

الخطوة 5: تحضير القاعدة

في المشروع النهائي ، ستقف مجموعة القلب منتصبة باستخدام وعاء Walmart البلاستيكي كقاعدة.

باستخدام Dremel ، قم أولاً بحفر ثقب 1/8 بوصة في وسط الوعاء البلاستيكي. ثم قم بالتبديل إلى لقمة القطع 1/8 بوصة لإعداد الفتحة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى ثقب 1/8 بوصة (اتسع قليلاً) على جانب الوعاء للمرور عبر سلك طاقة USB.

ثم حاول اختبار تركيب مجموعة القلب في لوحة بروتو راديو شاك المستديرة (أو لوحة أولية بديلة).

بعد ذلك ، قم بإلصاق وسادات غوريلا اللاصقة (مقطعة إلى الحجم بالمقص) على الجوانب الخارجية للوحة الأولية وأدخل بعناية اللوحة الأولية أسفل الفتحة في الوعاء البلاستيكي ، مع محاذاة فتحات اللوحة الأولية مع الفتحة الموجودة في الوعاء بحيث يمكن أن يكون القلب مدرج من فوق. تمسك الوسادات اللاصقة لوحة البروتو بإحكام في الوعاء. يجب أن يكون الجانب النحاسي للوحة الأولية متجهًا لأسفل كما هو موضح (مواجهًا للطرف المفتوح من الوعاء).

أدخل القلب من الأعلى في القاعدة. يجب أن تكون الخيوط الثلاثة من القلب (Pos ، Data ، Neg) مرئية من الجانب السفلي من خلال فتحات اللوحة الأولية. تحقق من استواء الشكل ، ثم قم بلحام الخيوط الثلاثة في مكانها. سيؤدي هذا إلى تثبيت القلب في الموضع النهائي.

الخطوة 6: الأسلاك النهائية

يظهر مخطط أسلاك الطاقة.

تم شراء سلك USB بسيط في Walmart وتم قطعه باستخدام قواطع الأسلاك للحصول على الأسلاك الحمراء (نقاط البيع) والأسلاك (neg). هذه ملحومة في LilyTiny نقاط البيع والمحطات Neg. يتم أيضًا لحام الأسلاك الطرفية LilyTiny باللون الأحمر (pos) والأسود (neg) والتي تتصل بالأسلاك من القلب (يتم لصقها من خلال اللوحة الأولية).

إن Data In (أصفر) من منفذ البيانات رقم 2 من LilyTiny هو المقاوم 480 أوم الذي يتصل ويلحم بالبيانات الواردة إلى القلب.

تمت برمجة LilyTiny مسبقًا لعرض ضوء القلب. لاحظ أن LilyTiny سلكي بحيث يمكن الوصول إليه ويمكن إعادة برمجته في الموقع ، في حالة الرغبة في تصحيح البرنامج أو تحسين العرض الضوئي. اتفاقي الشخصي هو برمجة موضع الإخراج LilyTiny رقم 2 لإشارة إدخال البيانات إلى Neopixels.

LilyTiny هي لوحة وحدة المعالجة المركزية المفضلة لدي للمشاريع الصغيرة الحجم ، ولكن العديد من لوحات التحكم في وحدة المعالجة المركزية الأخرى ممكنة مثل Adafruit Gemma والعديد من لوحات Arduino الصغيرة المتوفرة في السوق. لقد بدأت ببساطة منذ عدة سنوات مع لوحة LilyTiny وهذا هو عملي الحالي. LilyTiny عبارة عن شريحة ATTINY-85 على لوحة صغيرة.

بالطبع ، يمكنك استخدام البطاريات بالتناوب للحصول على الطاقة. عادةً ما أستخدم بطاريات LiPo من Adafruit.com. في هذه الحالة ، عادةً ما أستخدم مفتاح تشغيل / إيقاف في الجزء العلوي من القاعدة. بالنسبة إلى التبديل ، عادةً ما أستخدم LilyPad Slide Switch من SparkFun.com.

(صورة LilyTiny أعلاه مأخوذة من SparkFun.com)

الخطوة 7: اللمسات الأخيرة

الجزء الخلفي من لوحة الدائرة مغطى بشريط رغوي مزدوج العصا ، ومُقَصّ بمقص وسكين Xacto على شكل القلب. عادةً ما يكون هذا جيدًا بما يكفي لبعض الأشكال ، ولكن بالنسبة للقلب ، قمت بلصق بعض ورق الصور الوردية للخارج للمساعدة في المظهر (نظرًا لأنه من الصعب القيام بعمل جيد مع الشريط الرغوي على شكل منحنى).

الخطوة الثامنة: التقاط صور للعملية

مصابيح Neopixel LED ملونة ومشرقة بشكل لا يصدق. كما يعلم البعض منكم ، فإن التحدي مع مصابيح LED هذه هو التقاط الصور الرائعة للجمال الذي تراه عينك بالفعل. لقد بذلت قصارى جهدي من أجل هذا Instructable.

لاحظ أن الكاميرا ترى أشياء لا تراها عيناك ، والعكس صحيح. في فيديو YouTube ، يمكنك رؤية بعض التذبذبات / الخفقان الواضحة التي لا تراها عينك حقًا. كما أن إيقاف حركة سرعة الغالق السريعة أثناء تسلسل Theatre Chase يلتقط تشغيل وإيقاف تشغيل LED الفردي ، بينما ترى عيناك فقط النقاط المتحركة. تختلف بعض الألوان اختلافًا طفيفًا مع الكاميرا ، فما يظهر للعيون باللون الأصفر الفاتح هو أصفر مخضر قليلاً في الفيديو.

كما ذكرنا سابقًا ، اكتشفنا أيضًا جمال الانعكاسات المزدوجة من النوافذ ، إذا كان القلب موجهًا ، على سبيل المثال ، إلى باب زجاجي منزلق.

الخطوة 9: مشروع تعاليم القلب

لعدة سنوات كنت أفكر في أفضل طريقة لصنع شكل قلب من الدوائر. إذا كنت تعرف Instructables الخاصة بي ، فهذا يعني عادةً أنني أتساءل عن عدد علب الفطائر التي أحتاج إلى شرائها لتقديم عرض جيد المظهر. يبدو أن الإجابة تأتي من مجتمع الخياطة بأن القلب الصدفي الأساسي يحتوي على 26 فصًا (دوائر).

لكن هذا المشروع لديه إمكانات أكبر بكثير من مجرد قلوب ، لأن العديد من الأشكال ممكنة. عندما يكون الشكل رقمًا ، فإنني أسميها "شمعة عيد ميلاد إلكترونية" ، ليتم تنفيذها بالكامل في المستقبل Instructable. لقد استفادت عائلتنا بالفعل من العمر 7 أعلاه من الاستخدام الجيد لهذا الغرض. يكفي أن نقول أن المشروع الكلي يتطلب أساسًا نظام خطوط قائم على الدائرة مبني حول دوائر LED مقاس 8 مم. لدينا عيد ميلاد مدته 10 سنوات قادمًا ، وهذا سيفرض السؤال عن أفضل طريقة للتعامل مع الأرقام المزدوجة.

بصرف النظر عن الأشكال ، تقدم Instructable طريقة لترتيب مصابيح LED مقاس 8 مم في شريط مخصص مع شريط لاصق على الوجهين في الخلف. يمكن توصيل شريط LED الناتج بالحائط ، أو قول الجزء الداخلي من إطار لمشروع مرآة لا متناهية ، وهو التطبيق المخطط له التالي. يمكن أن تساعد هذه التقنية بشكل معقول في توسيع استخدام مصابيح Neopixel LED من خلال الفتحة ، والتي تعد حاليًا غير مريحة إلى حد ما للاستخدام لأن التباعد القريب بين المسامير الأربعة لا يتناسب دائمًا بشكل جيد مع لوح التجارب القياسي واللوحات الأولية بحجم 0.1 بوصة.

أشعر أن المشروع يسلط الضوء أيضًا على جمال مصابيح Neoplixel LED مقاس 8 مم ، والتي آمل أن تظل متوفرة في السوق.

إذا كنت جديدًا في برمجة Arduino ، فإن بساطة شريحة LilyTiny المنطقية في مخطط أسلاك طاقة القلب ربما توضح بشكل أكثر وضوحًا الفكرة الأساسية لكيفية استخدام "بيئة التطوير" في Arduino. تأتي رقائق منطق LilTiny و LilyTwinkle من SparkFun.com مبرمجة مسبقًا ، لذلك إذا كنت تريد استخدام المنطق المحمّل مسبقًا ، فلا حاجة إلى البرمجة. في هذا المشروع ، كنت بحاجة إلى مسح البرنامج المحمّل مسبقًا وإضافة برنامجي الخاص. بالطبع ، لا يتطلب الأمر الكثير من الخبرة في الترميز ، لأنك تستخدم عمومًا تطبيقًا طوره شخص آخر بالفعل من أجلك. بمجرد أن تحصل على الفكرة ، ليس من الصعب جدًا الانتقال إلى الخطوة التالية.