Revestimento de muitas cores: 3 etapas

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

Aqui está um projeto que construí para "impressionar" as pessoas no casamento da minha filha.

Eu chamo isso de "Brasão de muitas cores". Usando componentes simples e um esboço básico do Arduino, você pode programar o casaco para quase tudo que imaginar. Decidi por uma "matriz de pontos" simples de 7 linhas por 9 de LEDs, que são 63 LEDs. As outras partes são um Arduino (um UNO funciona bem), um regulador básico de 5 V, fio de silicone, um switch básico e uma bateria de lítio 2S. Eu usei uma bateria HobbyKing Nanotech 0,95 2S com conector de alimentação JST, no entanto, qualquer bateria que forneça 5V ou mais pode ser usada. A bateria HK do meu casaco dura cerca de 1,5 horas usando a rotina básica mostrada no vídeo. A coisa mais difícil de conseguir é o casaco. Tentei o OP-Shops mas não consegui e no fim comprei um colete na loja "Hippy" local (na verdade se chama assim!).

Imagine aparecer no jogo do seu time vestindo isso.

Aqui está a lista de materiais

• Um Arduino! Usei um UNO, mas vou substituí-lo por um Nano em um futuro próximo.
• LEDs W2812B. Eu usei a peça 1194862 de Banggood.com - há 100 pixels em uma matriz de separação rápida
• Um regulador básico de 5V. Banggood part # 951165. Eles custam cerca de US $ 1,50 cada
• Um switch básico
• Fio de silicone - usei 26G para quase tudo. Você precisará de pelo menos 4m de cada cor para conectar 63 LEDs
• Uma bateria ou pacote de bateria adequado.
• Uma pequena caixa de plástico
• Cola "agulhas líquidas"
• Linha e agulhas para proteger
• Uma vestimenta, usei um colete, para iluminar!

Optei por usar WS2812 "Neopixels". Eles podem ser adquiridos por US $ 12 por 100. A parte mais difícil deste projeto é a fiação dos LEDs. O fio LEDS em série. Eles têm um pad "DI" que é "Data In" e um pad "DO" que é "Data Out". O primeiro LED da cadeia tem seu teclado DI conectado ao pino Arduino selecionado. Usei o D4, mas não há necessidade específica de usá-lo. Use qualquer pino digital. O sistema também não está limitado a uma série de LEDs. Você pode, se quiser ser realmente criativo, conduzir várias cadeias de caracteres. A única limitação é a sua fonte de alimentação.

Etapa 1: projetar e construir

Agora você precisa decidir como fazer o layout de seus LEDs antes de soldar. Eu, como mencionei, criei uma matriz 9x7, mas você pode querer apenas fileiras de LEDs em seus braços, frente, pernas, o que for. Enlouquecer!

O único problema que você precisa considerar é a fonte de alimentação. A bateria de lítio A 2S sugerida acionará centenas de LEDs, mas você precisará considerar o consumo de cada LED e a corrente total suportada pelo regulador selecionado.

Cada LED irá desenhar ~ 50ma (miliamperes) com brilho total. Portanto, você obtém cerca de 20 por ampère de consumo. O regulador sugerido acionará cerca de 2 amperes como está, 3 com dissipador de calor, então você pode operar 40 LEDs o dia todo. Observe que se você estiver ligando e desligando-os, terá um pouco mais de liberdade com isso. Meu casaco acelera 63 LEDS sem aquecer e funciona bem. Você também pode alimentar os LEDs "de ambas as extremidades", se necessário, usando 2 reguladores ou apenas usando reguladores "mais pesados".

Cada LED possui 6 blocos de solda, o DI / DO, bem como "5V + IN", "Gnd IN", "5V + OUT" "GND OUT". Prepare-se para uma feira mas de solda! Eu recomendo fortemente o uso de fio de "silicone". É muito mais flexível do que o fio isolado de PVC e como esse projeto envolveu muita solda, a facilidade com que as tiras de silicone e funcionam é melhor. Usei fio vermelho para + 5V, azul para linha de sinal e preto para aterramento (GND) mas pode-se usar qualquer cor. Você pode selecionar cores para disfarçar a fiação. Não me incomodei, pois os LEDs são tão brilhantes que tendem a obscurecer a fiação.

Depois de decidir o layout, é hora de começar a soldar. Fiz um gabarito super simples para auxiliar no uso de sobras de madeira. Decidi que cada LED estaria a 55 mm de seu parceiro, então marquei 2 linhas em um pequeno bloco e fiz dois orifícios para os LEDs se encaixarem durante a soldagem. As linhas usadas para cortar os fios no tamanho certo.

Prepare-se com fio suficiente, um gabarito, solda de qualidade e ferramentas. Um bom conjunto de cortadores laterais e uma ferramenta de decapagem são necessários.

Comece medindo o (s) fio (s) no gabarito e comece a cortar o suficiente para fazer cerca de 10 LEDs (10 pedaços de cada cor de fio). Usando sua ferramenta de decapagem, remova cerca de 3 mm de cada extremidade. Em seguida, você precisa "estanhar" cada extremidade de cada fio. É tedioso, mas necessário. Depois de entrar em um ritmo, ele fica mais rápido.

Em seguida, você precisa começar a soldar LEDs. Coloco o LED na depressão do gabarito e "estanho" todas as 6 almofadas. Em seguida, soldo 3 fios no lado "externo" (DO) do LED. Eles parecem ser clientes muito difíceis, então não perca tempo. Concluo então todos os 10 (ou mais) LEDs e agora você tem 10 LEDs com 3 fios.

O próximo passo é conectá-los em série. Solde as 3 pontas de fio "Out" nas 3 almofadas "In" do próximo LED. Continue até que você tenha 10 LEDs soldados em uma corrente. Descobri que conectar mais de 10 durante a construção inicial dificultou o manuseio. Construa outra corrente até que você tenha o suficiente para completar seus requisitos.

Depois de ter todas as suas correntes construídas, é hora de conectá-las e testar. Faça isso ANTES de afixar os LEDs na roupa escolhida.

Etapa 2: Arduino e fiação de alimentação

Anexei algumas imagens que mostram a fiação e o layout geral da eletrônica. O pino de saída de 5 V do Arduino e a entrada de 5 V da string de LEDs estão conectados à saída do regulador de potência. O GND (terra) da bateria é conectado ao "GND de entrada" no regulador. O LED e o Arduino GND são conectados juntos no conector OUT GND do regulador. A outra conexão é da conexão da string LED "DI" (Data In) ao pino D4 no Arduino. Este projeto foi projetado para ser conectado "permanentemente", então eu viro o Arduino e soldo os fios diretamente nos pinos. Se você for usar um Nano, eles têm orifícios para pinos (se você não soldar nos conectores) que tornam a fiação simples.

Uma das coisas mais importantes a lembrar é que o consumo de corrente combinado dos LEDs, em potência total, vai exceder as capacidades de fonte de alimentação do Arduino e, possivelmente, as capacidades de fonte de alimentação de 5V dos USBs. Portanto, a regra é sempre ter a bateria conectada e ligada para que o Arduino não fique estressado.

Neste ponto, ligue a bateria e conecte o Arduino ao seu computador por meio do cabo USB. Abra o Arduino e carregue o esboço em anexo "CheckLEDs.ino"

O esboço usa a biblioteca "FastLED" para acionar os LEDs. Uma vez conectados, o primeiro LED da cadeia assume o endereço "0" e daí 1, 2, 3 etc. até o número máximo de LEDs. O esboço fornecido mostra algumas letras básicas que usei no casamento de minha filha. Vou deixar você decodificar o que é dito.

Neste ponto, depois de carregar o esboço, defina a constante "MAX_LEDS" no topo do esboço para o número de LEDs na string de teste, compile e baixe para o Arduino. Os LEDs devem começar a piscar do primeiro ao último. Se os LEDs pararem em um LED específico, desconecte o Arduino do USB e desligue a bateria. Verifique sua solda e certifique-se de que os LEDs estejam conectados corretamente entre o último que piscou e o que não piscou. Revenda, reconecte e teste novamente. Assim que sua string de teste básica for executada, conecte a próxima string pequena à primeira string, reconfigure o parâmetro MAX_LEDs para a nova contagem de LED, faça upload e continue testando. Depois de ter todos os LEDs conectados e testados, você está pronto para afixar os LEDs na roupa e terminar a fiação final.

Etapa 3: Montagem Final e Programação

Neste ponto, você vai gostar de usar o fio de silicone. Disponha sua (s) faixa (s) de LED na roupa. Pense em onde você colocará a bateria, o Arduino, o regulador e a chave. No meu casaco, eles ficavam em um bolso frontal esquerdo para fácil acesso. Coloquei meus LEDs em uma grade onde o primeiro (zero) LED estava na parte inferior esquerda do casaco. Os LEDs então subiram no revestimento para 9 LEDs como uma coluna e giraram 180 graus para baixo para 9 LEDs como a próxima coluna. Subi para a próxima coluna e continuei até que tivesse 7 colunas em 9 linhas. O layout significa que os LEDs são numerados de 0 a 8 de baixo para cima na primeira coluna com a próxima coluna de 9 a 17 indo para baixo e assim por diante.

Para afixar os LEDs usei inicialmente um produto "Agulhas Líquidas" que é uma cola que parece funcionar bem, porém como não queria esperar entre cada secagem dos LEDs, optei por costurar os LEDs também. Ele só precisa de um laço de algodão costurado nos fios próximos ao LED. Na maior parte, um único conjunto de pontos, como laços, funciona por LED. Você pode, dependendo do seu layout usar alguns laços para segurar os fios, principalmente entre as "colunas".

Não costure / cole o primeiro LED antes de conectá-lo ao Arduino / Power. Eu perfurei o tecido e passei os 3 fios pelo buraco até o bolso. Costurei as "pontas de força" na parte interna do casaco. Perfurar o bolso me permitiu trazer a fiação para dentro e concluir o trabalho. Isolei o regulador com uma fita simples e coloquei tudo em uma pequena caixa de plástico para conter os componentes de força. Você pode fazer seu próprio contêiner, apenas certifique-se de que nada pode entrar em curto.

Programação

Usando o arquivo ino anexado como modelo, agora você pode começar a programar o Arduino para o padrão escolhido. Criei uma planilha bem básica (em anexo) com o layout dos LEDs. Isso torna muito mais fácil "desenhar" qualquer padrão que você deseja pintar. Depois de ter os números necessários, adicioná-los a uma matriz é simples. Use as matrizes de amostra no INO anexado para criar a sua própria.

A biblioteca FASTLed https://fastled.io contém exemplos que você pode adicionar ao seu esboço. A seção "cylon" no esboço de exemplo é copiada diretamente dos exemplos.

Teste a sua criatividade - que tal adicionar outro interruptor para alterar a ordem? Um botão de pressão percorre vários ciclos?

BTW - o casaco absolutamente os impressionou no casamento.