Pin de feriado animado com luz: 9 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Quando desenvolvi este projeto pela primeira vez, não esperava publicá-lo em código aberto. Achei que era uma ótima ideia e tinha potencial comercial como um item que eu poderia vender em uma mostra de artesanato. Talvez seja devido a alguma falta inerente de experiência ou talvez falta de ambição de minha parte que isso nunca aconteceu. Mas, ainda acho que é um ótimo projeto e uma ideia legal de fazer para você mesmo ou para aquela pessoa nerd especial em sua vida.

Minha primeira versão era bastante volumosa e mais difícil de construir, pois exigia uma placa de circuito impresso. Esta versão é um redesenhado que é menor e pode ser feito usando conexões de solda ponto a ponto.

Espero que você goste de ler sobre este projeto e talvez queira fazer um você mesmo. Eu me diverti muito construindo o hardware e o software.

O que é isso, você pergunta?

É um pequeno dispositivo pin-on de 1 1/2 de diâmetro que exibe padrões de movimento para os principais feriados ao longo do ano civil. Embora o alfinete que fiz reflita os feriados e o calendário dos EUA, pode ser facilmente modificado (no software) para qualquer país feriados ou exibições pessoais como aniversários, equipes esportivas, ocasiões especiais ou apenas diversão.

Ele suporta a exibição de até 12 feriados diferentes e uma grande paleta de cores (32). Ele também, conforme codificado, suporta 40 padrões de animação diferentes com vários padrões selecionáveis para cada feriado, capazes de diferentes taxas de mudança e número de repetições. E se os padrões incluídos ou a paleta de cores não forem suficientes, você pode alterá-los adicionando funções de padrão no código para se adequar.

Parece interessante? Leia!

Etapa 1: Especificações

O pino de férias exibe 4 cores para cada um dos 12 feriados diferentes (eu defini 10) em um padrão circular de luzes LED multicoloridas de 16 posições atribuídas a partir de uma palete de 32 cores diferentes. Vários padrões são exibidos para cada feriado a partir de uma palete de 40 padrões básicos. Os padrões são animados com cada padrão capaz de mudar em taxas diferentes e repetir um número diferente de vezes, criando possibilidades quase infinitas.

Essas escolhas não são selecionáveis pelo usuário, mas podem ser facilmente alteradas por um programador, uma vez que a paleta de cores, atribuição de cores para um feriado e o padrão, repetição e velocidade para um feriado são especificados na EEPROM.

Fisicamente, o pino consiste em duas partes. O elemento de exibição contém 16 luzes LED programáveis contidas em um suporte de plástico impresso em 3D com pino de roupa conectado, conector de conexão e uma tampa difusora de luz. Ele se conecta a uma unidade de alimentação / controlador impressa em 3D separada por meio de um cabo de áudio estéreo padrão. Esse elemento contém 4 pilhas AAA e um botão liga / desliga, o processador de exibição, um conector de áudio e o botão de seleção de feriado.

Tentei montar todos os componentes em uma única unidade pequena o suficiente para ser usada como um pino, mas os requisitos de energia dos LEDs proibiam o uso de baterias de botão pequeno.

Etapa 2: Visão geral da operação

Uma nota sobre o vídeo mostrado acima. As cores apresentadas não lhe fazem justiça. Mas, por favor, dê uma olhada nele para obter uma amostra dos recursos de animação.

Selecionando um feriado para exibir

A seleção de feriados pode ser feita pelo usuário logo após a tela ser ligada. Quando o pino é conectado e a chave liga / desliga das unidades está ligada, as cores do feriado atual são exibidas, indicando o feriado selecionado no momento. O usuário pode então permitir que aquele feriado seja exibido esperando 10 segundos ou pressione o botão de seleção para alterar o feriado. Se pressionado, o visor irá percorrer as opções de feriado exibindo as 4 cores para cada feriado em sequência. Para selecionar um feriado específico, o usuário só precisa soltar o botão de pressão quando as cores do feriado forem exibidas. Após uma breve pausa, os padrões de férias serão exibidos.

Os feriados possíveis (em ordem de exibição), conforme eu os defini, são:

1. Novos anos
2. Carnaval
3. Páscoa
4. Primavera
5. Verão
6. 4 de julho
7. dia Memorial
8. Outono
9. dia das Bruxas
10. Natal

Dois feriados adicionais podem ser facilmente definidos por um programador. Pronto? Então vamos construir um!

Etapa 3: Peças de que você precisará

O projeto incorpora uma pequena placa de circuito para manter a chave tátil e para rotear a energia e os sinais entre o MPU Arduino e os outros componentes. Esta não é uma placa personalizada, mas sim construída usando placa de perfurações padrão de 0, 1 polegada ou, como preferido, placa de tira. Um desenho deste tabuleiro aparece acima, você precisará de 5 fileiras de tiras por 10 orifícios em cada fileira. Corte a placa usando uma lâmina de serra X-acto ou disco de corte Dremel, faça dois orifícios conforme indicado no desenho nos locais (linha do meio, 1 orifício em cada extremidade) de tamanho suficiente para permitir que seus parafusos prendam-no ao gabinete. Em seguida, localize a chave tátil no lado oposto (cobre), conforme mostrado, de modo que, quando soldada, ela se projete através do orifício na caixa. Solde-o no lugar. Agora coloque o cabeçalho do pino 1x5 na frente da placa próximo ao orifício do parafuso, prenda-o com um pouco de cola de cianoacetato. Vire a placa e solde-a nas almofadas da placa de desempenho. Em seguida, localize o pino na segunda posição da plataforma contando a partir da borda inferior da placa (marcada com x no diagrama) e corte-o rente ao suporte de plástico. Isso será usado para estabelecer a polaridade do conector Dupont.

Prepare o suporte da bateria (veja a ilustração acima) abrindo um entalhe na caixa até o contato de metal da bateria. Coloque o suporte de forma que a extremidade com os fios fique voltada para longe de você e coloque o entalhe entre o segundo contato de metal direito e o separador interno da bateria. O entalhe é necessário para a folga do conector Dupont.

Ligue o interruptor liga / desliga, o conector do telefone e as conexões da bateria nas colunas indicadas. Permita que fio suficiente alcance desses dispositivos até a placa, mas não deixe muita folga que possa atrapalhar ao fechar o gabinete. Pode ser mais fácil soldar os fios ao conector e trocar primeiro antes de soldar à placa da seguinte maneira:

1. Solde o fio terra entre o terminal de manga da tomada e a faixa de aterramento; coluna de tomada de telefone
2. Solde o fio V + entre o terminal de anel do jaque e o filtro de linha + na mesma coluna.
3. Solde o fio Din entre o terminal da ponta do conector e a tira de controle do pino também na coluna acima
4. Solde um fio entre os conectores centrais do interruptor deslizante e a tira de bateria 6V na coluna do interruptor deslizante
5. Solde um fio entre os conectores finais do interruptor deslizante e a tira V + na coluna do interruptor deslizante
6. Corte o fio preto e vermelho da bateria no comprimento apropriado e solde o preto na faixa de aterramento e o vermelho na faixa V + na coluna da bateria.

Ao conectar a fiação à placa de distribuição, certifique-se de empurrar os fios pela frente da placa e soldar nas almofadas na parte traseira. Se estiver usando a placa Perf padrão, você precisará adicionar fios desencapados para conectar todas as juntas de solda ao longo de cada linha. Apare os fios nivelados. Teste as conexões com o suporte da bateria antes de encaixá-lo na parte traseira do estojo. Teste também a continuidade das conexões do switch e do jack antes de conectá-lo à parte inferior do gabinete.

O suporte da bateria ficará muito apertado se a caixa for impressa em PLA. Você pode precisar arquivar o suporte em um ângulo de 45 graus na parte inferior onde as abas da caixa caem e também limar as extremidades das abas da caixa para que o suporte possa ser empurrado no lugar. Ao empurrar o suporte para dentro da caixa, certifique-se de que os fios da bateria estejam saindo pela abertura.

O Arduino é encaixado na posição na parte superior do case. Antes de fazer isso, você precisa preparar o conector Dupont e conectá-lo à placa Arduino. Prepare 4 fios de 26 ou 28 calibres, um vermelho, um preto e duas cores adicionais de 4 polegadas de comprimento. Retire cerca de 1/4 de polegada de cada extremidade, torça e estanhe com solda. Anexe uma extremidade de cada um para crimpagem em crimpagem fêmea em conectores para conectores Dupont, insira cada um em uma cobertura de conector de 5 pinos na seguinte ordem começando em uma posição final 1 preto 2 vazio, 3 cores1, 4 vermelho, 5 cores2. Agora solde as extremidades opostas no Pro Mini da seguinte maneira:

Preto para Arduino GND na borda inferior

Vermelho para pad Arduino RAW

Cor 1 para o pino 8 do Arduino

Cor2 para o pino 5 do Arduino

Teste a continuidade de todos

Coloque um pouco de cola epóxi para bloquear a posição 2 da cobertura de Dupont (isso impedirá que um pino entre no orifício) e deixe endurecer. Corte os fios soldados de forma que apenas uma pequena quantidade de fio se estenda além da parte traseira do Arduino. Encaixe a placa na parte superior da caixa conforme indicado acima. Pode ser útil adicionar um pouco de cola quente para fixar o fio ao Arduino e fornecer alívio de tensão.

Agora insira o conector Dupont no conector do pino, certificando-se de observar a polaridade. Adicione 4 pilhas AAA ao suporte da bateria (observe a polaridade) e ligue.

O led de alimentação do Arduino deve acender. Se não, verifique seu trabalho com um multímetro.

Prenda o interruptor deslizante e o conector do telefone ao estojo e, usando dois parafusos pequenos, prenda a placa de distribuição ao estojo no local mostrado.

Desligue-o e comece a trabalhar no pino.

Etapa 7: imprima o alfinete

Existem dois arquivos.stl incluídos que precisam ser impressos para o pin. O primeiro arquivo (PinParts) contém as três partes discretas que constituem o corpo do pino a ser montado no pino completo. A segunda é uma lente difusora usada para suavizar a saída de brilho dos LEDs. Imprimi o corpo com plástico ABS, pois é mais macio do que PLA e dá um pouco de folga ao inserir o anel de pixel e cola facilmente com cimento ABS. PETG ou PLA podem funcionar bem, mas você precisará usar uma cola compatível. É uma troca. sobre o uso de suporte de placa de base para essas peças, uma vez que há limpeza, será necessária em ambos os casos antes da colagem. Por enquanto, imprima e limpe as três partes: corpo principal, montagem do grampo e cobertura do macaco, extras da montagem e cobertura estão incluídos.

A lente (Pin Lens) precisa ser impressa usando um filamento transparente em uma placa de base com uma superfície lisa. PETG é o filamento que usei, mas você pode experimentar outro tipo de plástico. A lente acabou de deslizar sobre a base montada, é um encaixe de fricção apertado, por isso tome cuidado ao testar o encaixe. Algumas configurações do fatiador que devem ser usadas para esta parte são: preenchimento total (ou seja, 100%), linhas, toda penteabilidade, nenhum suporte e, se PETG, nenhum ventilador para melhorar a força de adesão da camada.

Etapa 8: montar o pino

Além das partes impressas acima, você precisará de:

• Anel NeoPixel
• Tomada de telefone de montagem em superfície
• Fio de bitola 28 ou 30 de três cores
• Fecho de joalharia
• ABS ou outra cola compatível para o plástico
• cola epóxi para o fecho
• Suprimentos de solda

Os passos são simples, mas um pouco delicados.

1. Determine a orientação do anel de pixel dentro do corpo principal e o comprimento dos fios necessários para soldá-lo ao conector (veja as fotos acima).
2. Corte e descasque a extremidade dos fios e solde uma extremidade de cada ao anel em Din, V + e Gnd.
3. O conector será montado no orifício quadrado, certifique-se de que os fios alcancem do anel até o conector e cerca de 1/4 de polegada a mais.
4. Dobre as abas de solda na tomada de 90 graus para que fiquem para fora da parte inferior
5. Solde com cuidado as outras extremidades do fio na aba da ponta do jack (Din), aba do anel (V +) e aba da manga

   (Gnd).

Este seria um bom momento para testar a soldagem e a programação.

Conecte um cabo no controlador e a outra extremidade na tomada. Ligue e verifique se o neo pixel funciona e se o feriado pode ser alterado usando o botão tátil antes de continuar. Quando verificado, remova o cabo e desligue o controlador.

1. Agora passe o macaco pelo orifício no corpo do pino
2. Empurre a tomada para dentro da cobertura com as abas e fios saindo da parte inferior e o orifício do plugue exposto no arco.
3. Coloque a cobertura na caixa do pino e segure-a firmemente contra a caixa do pino, cole no lugar Segure ou prenda até firmar.
4. Passe os três fios na calha do anel até a tomada e pressione o anel no lugar de forma que os LEDs fiquem alinhados com a parte superior do gabinete. Certifique-se de que os fios estejam na calha e não presos entre o anel e o corpo. Não cole.
5. Cole o suporte do grampo (com os três pinos) na caixa na área indicada usando cola ABS (ou outro tipo) e deixe definir.
6. Abra a parte de trás do fecho com um pequeno pedaço de lixa e teste o encaixe sobre os três pinos, remova e cubra a parte de trás do fecho com epóxi e pressione no lugar sobre os pinos. Limpe qualquer cola espremida entre os pinos. Deixe endurecer durante a noite.
7. Use um ferro de solda para nivelar os pinos com o fecho, de forma que a parte de trás do fecho fique lisa e não prenda no tecido.
8. Conecte o pino no controlador e teste novamente.
9. Empurre a lente sobre o corpo do pino, pressione até nivelar com a parte superior,

Etapa 9: Projeto concluído

Você concluiu o projeto do alfinete de feriado. Espero que tenha sido agradável e talvez um pouco desafiador. Divirta-se usando seu broche ou dando-o de presente a um amigo.

O arquivo anexado contém instruções para o usuário do alfinete que podem ser úteis.

Se você gostou deste projeto, dê uma olhada em alguns dos meus outros instructables, Basta procurar por mim, Souperman2

Quer um desafio maior? Estou trabalhando em uma exibição instrutível de férias maior, que permitirá que você compartilhe seu espírito natalino com seus vizinhos. Volte para o Super Holiday Wreath Project, espero tê-lo pronto para você construir a tempo para o Natal.