Neopixel LED Coração: 9 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Neopixels são luzes LED que mudam de cor e individualmente endereçáveis (programáveis). Eles estão disponíveis em várias formas em Adafruit.com, mas eu gosto particularmente do estilo tradicional de LED de 8 mm "através do orifício". Eles são brilhantes e bonitos, e você pode fazer seus próprios designs personalizados, conforme ilustrado pelo exemplo de formato de coração fornecido aqui. O software Arduino é normalmente usado para controlar os LEDs.

Por favor, veja meu vídeo do YouTube do Neopixel LED Heart em ação de show de luzes. Outra maneira divertida de ver o Coração é apontá-lo para uma janela, como uma porta de vidro deslizante, para ver o reflexo da imagem de um coração duplo (como mostrado).

Etapa 1: suprimentos principais

1. LEDs Neopixel de 8 mm Adafruit (26 necessários)

2. Tapete de corte adesivo StandardGrip Cricut 12 x 12 pol. (Walmart)

3. Chip de lógica Sparkfun LilyTiny ATTINY85 (e suprimentos de programação)

4. Cabo USB para alimentação (Walmart)

5. Tigela de plástico pequena Gessner para Base (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (ou outra pequena placa proto)

7. Quadrados transparentes de fita de montagem de cola Gorilla

8. resistor de 480 Ohm

+ Dremel e brocas e brocas

+ Suprimentos de solda

+ Conceitos básicos de programação do Arduino

+ Biblioteca Adafruit Neopixel (por exemplo; STRANDTEST)

Nota: Para quem não tem experiência em programação com Arduino, o chip lógico LilyTiny poderia, em teoria, ser fornecido já programado para o Heart, se houver necessidade. Eu simplesmente uso o aplicativo STRANDTEST padrão da Adafruit com alguns ajustes.

(Fotos de LED Neopixel acima copiadas de Adafruit.com)

Etapa 2: Projeto da placa de circuito do coração

Em primeiro lugar, dê uma olhada na primeira foto da montagem final. Mais importante, observe que há uma aba de aproximadamente 1/2 polegada de largura na parte inferior do coração, que se insere na base.

Usei o MicroSoft PowerPoint para desenvolver um modelo Heart para impressão (acima). Também é fornecida uma versão de guia de corte. Comecei com um design de coração recortado de 26 lóbulos que encontrei online e modifiquei um pouco o formato para melhorar a aparência com LEDs de 8 mm. Observe que cada LED redondo possui quatro orifícios menores que serão perfurados posteriormente.

O diagrama do coração é então impresso em papel fotográfico que é afixado na placa adesiva Cricut conforme mostrado. Usando uma tesoura, a forma do coração é cuidadosamente recortada. Uma faca Xacto foi usada para começar no buraco no meio do coração, até que uma tesoura pudesse ser usada.

Na parte de trás da placa Cricut, coloco uma camada de fita adesiva azul, para ajudar a evitar o derretimento da esteira de plástico durante as etapas posteriores de soldagem. O resultado é um sanduíche Heart feito de tapete Cricut imprensado entre papel fotográfico e fita adesiva azul.

Usando uma Dremel com uma broca muito fina de 1/32 pol., Quatro pequenos orifícios são feitos para cada LED a ser inserido no coração.

Etapa 3: inserir LEDs e soldar para cima

Um diagrama de fiação é mostrado. Os LEDs são inseridos nos orifícios perfurados em série, com o fio de saída de dados de cada LED dobrado para frente em direção ao pino de entrada de dados do próximo, o pino de entrada de dados é dobrado para trás para tocar o pino de saída de dados do LED piror. O longo fio negativo de cada LED é dobrado para a direita para se juntar ao barramento de alimentação Negativo (que será inserido posteriormente), enquanto os fios do LED Positivo são todos dobrados para a esquerda para tocar o barramento Positivo.

Normalmente eu pré-testo cada LED com uma bateria tipo botão. Eles acendem em Azul Claro se alimentados como um simples "throwie".

Depois que os 26 LEDs forem inseridos, verifique seu trabalho. O lado plano de todos os LEDs deve apontar para a mesma direção (exceto os cantos podem ser um pouco complicados). Cada LED deve ter uma segunda derivação pos para a esquerda e uma terceira derivação negativa para a direita. Verifique se você tem espaçamento adequado de toda a fiação (sem curtos).

A próxima etapa é soldar todas as conexões. Usei fio de cobre de calibre 24 para formar os trilhos de alimentação Negativo e Positivo para conectar cada LED. Na base do coração para a aba de inserção, para rigidez estrutural, eu soldo em dois pinos de cabeçalho - um para cada trilho Positivo e Negativo. Conforme mostrado, os dois pinos principais são espaçados em 4 orifícios da protoplaca (0,4 polegadas, conforme mostrado).

Etapa 4: Testar o funcionamento do coração com um Arduino

Normalmente, minha primeira etapa após a conexão é testar a operação de montagem usando um Arduino comum. Como você pode ver, o Coração conforme projetado agora ficará em pé em uma pequena tábua de pão. Normalmente, estou sempre ajustando o aplicativo STRANDTEST, então isso apresenta uma oportunidade de testar o trabalho de solda, bem como o novo programa de cores proposto. As placas LilyTiny são um pouco desafiadoras para reprogramar, então ajuda a provar tudo na configuração padrão do Arduino antes de carregar o software na placa LilyTiny.

Etapa 5: Preparando a Base

No projeto final, a montagem Heart ficará em pé usando a tigela de plástico do Walmart como base.

Usando uma Dremel, primeiro faça um orifício de 1/8 de polegada no centro da tigela de plástico. Em seguida, mude para uma broca de corte de 1/8 de polegada para preparar a ranhura. Além disso, um orifício de 1/8 de polegada (ligeiramente alargado) é necessário na lateral da tigela para passar pelo cabo de alimentação USB.

Em seguida, tente encaixar o conjunto Heart na protoplaca redonda do Radio Shack (ou substitua a protoplaca).

Em seguida, afixe as almofadas de cola Gorilla (cortadas no tamanho com uma tesoura) nas laterais externas da protoplaca e insira cuidadosamente a protoplaca sob a ranhura na tigela de plástico, com os orifícios da protoplaca alinhados com a ranhura na tigela de modo que o coração possa ser inserido por cima. As almofadas de cola prendem a placa proto firmemente na tigela. O lado coberto de cobre da placa protetora deve estar voltado para baixo, conforme mostrado (voltado para a extremidade aberta da tigela).

Insira o coração de cima para baixo na base. As três derivações do coração (Pos, Dados, Neg) devem ser visíveis na parte inferior, cutucando os orifícios da placa protetora. Verifique o nivelamento da forma e, em seguida, solde os três terminais no lugar. Isso travará o Coração na posição final.

Etapa 6: Fiação final

O diagrama de fiação de energia é mostrado.

Um cabo USB simples foi comprado no Walmart e cortado com alicate para obter os fios vermelho (pos) e preto (neg). Eles são soldados aos terminais POS e neg da LilyTiny. Também soldados aos terminais LilyTiny estão os fios vermelho (pos) e preto (neg) que se conectam e são soldados aos condutores do coração (aderindo à placa proto).

O Data In (amarelo) da porta de dados nº 2 do LilyTiny é um resistor de 480 ohms que se conecta e é soldado ao cabo de Data In do Coração.

O LilyTiny foi pré-programado para o show de luzes Heart. Observe que o LilyTiny é conectado de forma que seja acessível e possa ser reprogramado in-situ, caso uma correção de software ou melhoria do show de luz seja desejada. Minha convenção pessoal é programar a posição nº 2 de saída LilyTiny para o sinal de entrada de dados para os Neopixels.

A LilyTiny é minha placa de CPU preferida para projetos de pequeno porte, mas muitas outras placas de controle de CPU são possíveis, como Adafruit Gemma e várias placas mini-Arduino disponíveis no mercado. Simplesmente comecei há vários anos com a placa LilyTiny e esta é a minha escolha atual. O LilyTiny é basicamente um chip ATTINY-85 em uma pequena placa proto.

Claro, você pode usar baterias alternadamente para obter energia. Eu geralmente uso as baterias LiPo da Adafruit.com. Nesse caso, geralmente uso um botão liga / desliga na parte superior da base. Para um switch, eu geralmente uso o LilyPad Slide Switch do SparkFun.com.

(Foto LilyTiny acima tirada de SparkFun.com)

Etapa 7: toques finais

A parte traseira da placa de circuito é coberta com fita adesiva de espuma dupla e aparada com tesoura e faca Xacto em formato de coração. Normalmente isso pode ser bom o suficiente para algumas formas, mas para o Coração eu afixei um pouco de papel fotográfico rosa do lado de fora para ajudar na aparência (visto que é difícil fazer um bom trabalho com a fita de espuma em uma forma tão curva).

Etapa 8: Tirar fotos da operação

Os LEDs Neopixel são incrivelmente coloridos e brilhantes. Como alguns de vocês sabem, o desafio desses LEDs é capturar por meio de fotos a grande beleza que seus olhos realmente veem. Eu fiz o meu melhor por este Instructable.

Observe que a câmera vê coisas que seus olhos não veem e vice-versa. No vídeo do YouTube, você pode ver algumas oscilações / piscadas aparentes que seus olhos realmente não veem. Além disso, a ação de parada da velocidade rápida do obturador durante a sequência Theatre Chase captura LEDs individuais sendo ligados e desligados, enquanto seus olhos apenas veem pontos em movimento. Algumas das cores são ligeiramente diferentes com a câmera, o que parece amarelo brilhante aos olhos é um pouco amarelo esverdeado no vídeo.

Como mencionado anteriormente, também descobrimos a beleza dos reflexos duplos das janelas, se o Coração for apontado, por exemplo, para uma porta de vidro deslizante.

Etapa 9: Projeto Ensinamentos do Coração

Por vários anos, venho pensando sobre a melhor forma de fazer um formato de coração a partir de círculos. Se você conhece meus Instructables, isso geralmente significa que estou me perguntando quantas formas de torta eu preciso comprar para fazer um expositor de boa aparência. Parece que a resposta da comunidade de costura é que um Coração Scalloped básico tem 26 lóbulos (círculos).

Mas este projeto tem um potencial muito maior do que apenas corações, porque muito mais formas são possíveis. Quando a forma é um numeral, eu chamo de "vela eletrônica de aniversário", para ser totalmente implementada em um futuro Instructable. Nossa família já fez bom uso da Idade 7 acima para esse propósito. Basta dizer que o projeto geral requer essencialmente um sistema de fontes baseado em círculos, construído em torno de círculos de LED de 8 mm. Temos um aniversário de 10 anos chegando, o que forçará a questão de como lidar melhor com os números duplos.

Além das formas, este Instructable apresenta um método para organizar LEDs de 8 mm em uma faixa personalizada com fita adesiva dupla-face na parte traseira. A faixa de LED resultante pode ser fixada em uma parede ou, digamos, no interior de uma moldura para um projeto de espelho infinito, que é meu próximo aplicativo planejado. Essa técnica poderia concebivelmente ajudar a expandir o uso de LEDs Neopixel através do orifício, que atualmente são um tanto inconvenientes de usar porque o espaçamento próximo dos quatro pinos nem sempre se encaixa bem em protoboard e protoplacas com pitch de 0,1 polegada padrão.

Acho que o projeto também destaca a beleza desses LEDs Neoplixel de 8 mm, que espero continuar disponíveis no mercado.

Se você é novo na programação do Arduino, a simplicidade do chip lógico LilyTiny no diagrama de fiação de energia do Heart talvez mostre mais claramente a ideia básica de como usar o "ambiente de desenvolvimento" do Arduino. Os chips lógicos LilTiny e LilyTwinkle de SparkFun.com, na verdade, vêm pré-programados, então se você quiser usar a lógica pré-carregada, não há necessidade de programação. Neste projeto, precisei apagar o software pré-carregado e adicionar meu próprio software. Claro, não requer muita experiência de codificação, porque geralmente você está usando um aplicativo que outra pessoa já desenvolveu para você. Depois de ter a ideia, não é muito difícil passar para a próxima etapa.