Decoração Clemson Tiger Paw retroiluminada com tiras de LED WS2812: 5 etapas (com fotos)

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

O makerpace de Clemson no centro de Watt tem um cortador a laser, e eu queria colocá-lo em bom uso. Achei que fazer uma pata de tigre retroiluminada seria legal, mas também queria fazer algo com acrílico iluminado por bordas. Este projeto é a combinação de ambos os desejos.

Provavelmente irei me referir a ele como WallPaw várias vezes durante este Instructable. WallPaw era o codinome ou nome do projeto que eu dei a ele, então eu tinha uma maneira fácil de controlar os arquivos relacionados a ele.

Para mais fotos do WallPaw e perguntas frequentes bem-humoradas, você pode conferir no meu site aqui.

Lista de peças

Componentes

• 1/4 "de madeira - 2 'quadrado
• 3/8 "acrílico - 1 'por 2'
• Fita LED WS2812 - 5 metros
• Arduino Uno
• Arduino Mega
• Módulo receptor infravermelho
• Capacitores de 1000 uF - 5ish
• Fio conector (lotes)
• PSU do computador (ou fonte de alimentação de 5 V e 12 V)
• Controle remoto LED infravermelho de 44 teclas
• Módulo de microfone - eu uso MAX9814 ou MEMS

Ferramentas

• Acesso a um cortador a laser (usei um na Clemson)

  Uma máquina CNC também funcionaria para corte, mas não pode gravar acrílico

• Ferro de solda

  Terceira mão necessária

• Pistola de cola quente (isso é essencial)
• Cortadores de fio / decapantes
• Paciência

Nota lateral: eu compro a maioria dos meus componentes no Ebay. Sei que não são confiáveis ou de ótima qualidade, mas para meu projeto tive sorte com eles. Eu recomendo comprar vários de um item apenas no caso de você quebrar um ou não funcionar fora da caixa, porque o envio no Ebay direto da China pode levar um mês ou mais.

Etapa 1: Projeto inicial - imagens e arquivos vetoriais

Baixei o arquivo vetorial da pata do Clemson daqui e abri no Adobe Illustrator para começar a adicionar conectores entre os dedos dos pés. Usei a ferramenta caneta e a ferramenta de seleção direta para desenhar novas conexões e excluir as antigas.

Para a peça de acrílico, copiei cada dedo do pé, um de cada vez, e redimensionei / centrei até que ficasse certo. Então desenhei um retângulo do tamanho certo para o meu LED ficar entre a madeira e o acrílico

Fotos

Para as fotos do Vale da Morte e Tillman, carreguei a imagem neste site para criar um desenho de linha da imagem. Eu mexi nas configurações até ficar certo.

Em seguida, abri a imagem no Photoshop. Usei a ferramenta em Selecionar intervalo de cores para selecionar todos os pixels brancos e excluí-los. Em seguida, acho que aumentei o contraste, os realces e outras coisas para que a imagem ficasse o mais preto e branco possível. Por último, usei a ferramenta borracha para apagar pontos perdidos na imagem o máximo que pude.

Para as outras duas fotos, eu apenas tive que colocá-las em preto / branco puro. Há muitas maneiras de fazer isso, mas me esqueço exatamente de como fiz.

Você deseja salvar as imagens como arquivos-p.webp

IMPORTANTE: Quando você faz o acrílico gravado com luz de borda, fica muito melhor se o gravura está na parte de trás da peça de acrílico. Para conseguir isso, depois de centralizar a imagem na parte que está cortando, agrupe-as e espelhe-as horizontalmente. Portanto, no meu caso, agrupei o contorno interno de um dedo do pé e a imagem e, em seguida, virei-os horizontalmente. Essa deve ser uma das últimas coisas que você deve fazer para não bagunçar o tamanho do recorte de madeira / acrílico.

Etapa 2: Corte a laser

Levei minha madeira e acrílico para o Clemson Makerspace no Watts Center. Nosso cortador a laser é um cortador a laser Epilog Fusion M2 40, com uma área de gravação de 40 "x 28".

Nos arquivos vetoriais que fiz, os contornos têm um curso / espessura de 0,00001 "para que o software do cortador a laser saiba cortar essas linhas por completo. Usei as configurações padrão do software para 1/4" de madeira nas peças de madeira. Nas peças de acrílico acho que usamos 100% de velocidade e 2% de potência para cortar o acrílico, e um pouco mais do que a potência padrão para o ataque. Deixei a lâmina protetora no verso da peça de acrílico ao cortar para que as chamas não queimassem o acrílico, apenas a lâmina protetora. (Remova a folha protetora superior embora)

Ao usar um cortador a laser, se o software não fizer todos os cortes e gravações na mesma impressão, apenas divida-os em dois cortes / arquivos separados: um arquivo para corte e outro para gravura. Talvez fosse apenas um problema com o laser Epilog, mas talvez seja mais comum.

Etapa 3: Fiação e instalação de LED

Depois que tudo foi cortado e na minha frente, usei um lápis para traçar um caminho para meus LEDs e desenhei onde minhas placas Arduino e conectores de alimentação iriam. Não precisa ser preciso ou ter um ótimo gerenciamento de cabos porque está tudo na parte de trás do projeto, onde ninguém verá.

Optei por manter a fonte de alimentação no solo em vez de na parte de trás do projeto para economizar peso. (Também porque não tenho espaço para uma fonte de alimentação) Eu usei uma fonte de alimentação de computador antiga e apenas soldou conectores de barril aos fios de saída de 5 V e 12 V. Se você quiser usar uma fonte de alimentação normal de 5 V, pode conectar os fios ao Vin (entrada de tensão) no Arduino e não ter que lidar com um conversor boost ou uma fonte secundária.

Os LEDs do WS2812 consomem muita energia - cada LED pode usar até 60mA, que quando multiplicado por 200 luzes nos dá 12A (a 5 V = 60 watts). 12 amperes é muita potência, então use alguns fios grossos. Usei um fio de bitola 10 para conectar a fonte de alimentação ao WallPaw, o que provavelmente é um exagero.

Você notará que estou usando dois Arduinos separados para este projeto. Escolhi usar dois porque este tutorial usa dois, e até que eu tivesse escrito a maior parte do código, pensei que precisaria de dois Arduinos. Acontece que quando você escreve seu código corretamente, ele deve funcionar em um único Arduino. Você precisa de um Mega se estiver fazendo arranjos de luz complicados com muitos LEDs, porque a programação consome bastante memória. Usei um Uno por alguns dias, então o código parou de funcionar porque estava com pouca memória.

Todas as minhas faixas de luz são apenas coladas a quente na parte de trás da pata. Tentei usar espuma ou algo mais rígido como apoio, mas acabou não sendo necessário. Basta colá-los com cola quente e as tiras de LED ficarão no lugar com prazer. A cola quente para conhecimento é completamente não condutiva, eu mesmo testei com um multímetro.

De solda

Os primeiros 198 LEDs levaram apenas uma ou duas horas para colar e soldar, mas as peças de acrílico provavelmente levaram 6 horas no total. Eu não fiz o slot para o LED muito largo (então eles são imperceptíveis), mas como resultado eu tive que soldar os fios de forma não convencional, como mostrado na imagem acima. 4 peças de acrílico * 3 LEDs cada * 6 soldas por LED = 72 soldas apenas para os LEDs. Adicione o tempo para medir / cortar / descascar os fios de conexão e queimar alguns LEDs enquanto os solda e você terá facilmente um trabalho de 6 a 8 horas.

Se você está fazendo uma versão disso, crie slots para seus LEDs muito mais largos do que eu. Para sua própria sanidade.

Etapa 4: Programação

Usei a biblioteca FastLED para controlar os LEDs WS2812. Eu usei minha própria biblioteca de LEDCodes que fiz especificamente para o controle remoto infravermelho de 44 teclas.

O código geralmente funciona assim

1. Arduino 1 (Uno) escuta o sinal IR

   1. Se ele receber um sinal, descubra de qual botão no controle remoto infravermelho ele é
   2. Envie esse número (1-44) para Arduino 2 (Mega)

2. Arduino 2 (Mega) verifica se há um novo código numérico do Arduino 1

   Se receber um número, altere o modo atual para esse número

3. Execute a sequência de luzes correspondente ao número do modo atual

   1. Verifique se há um novo código a cada 150 ms ou mais
   2. Se o novo código for igual ao código atual, vá para o próximo submodo

Os botões de uma única cor nas luzes têm vários submodos

1. Todas as luzes acesas
2. Apenas as luzes de acrílico e Clemson Tigers
3. Todas as luzes pulsam acesas / apagadas
4. Reativo ao som
5. Acrílico apenas

Os botões Vermelho / Verde / Azul são configurados para exibir combinações de duas cores de luzes

1. Luzes externas, cor 1, acrílico + luzes Clemson Tigers, cor 2
2. Troque isso ^
3. Peças alternativas de acrílico com as cores 1 e 2 (então as peças 1 e 3 são da cor 1, as peças 2 e 4 são da cor 2)
4. Troque isso ^

Copiei vários modos de luz interessantes deste site, como:

• Arco-íris de rolagem (meu favorito)
• Perseguição de teatro
• Floco de neve piscando
• Cylon quicando
• Simulação de bolas quicando
• Simulação de fogo

Também criei minhas próprias funções para reatividade sonora usando um microfone. Você pode lê-los no arquivo MicrophoneFunctions.ino no arquivo WallpawLightTester.zip aqui.

Etapa 5: Produto Final

Ta-da!

Sinta-se à vontade para comentar ou enviar-me perguntas por email - adoro estas coisas e adoraria ajudar outras pessoas a fazerem projetos fantásticos. Também sou fotógrafo amador / freelance / semiprofissional na área de Clemson / Greenville SC, então se você estiver procurando por um fotógrafo, entre em contato comigo!