Colar pontiagudo de LED: 11 etapas (com fotos)

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

Você já pensou: "colares com pontas são tão simples e chatos"? Sim eu também. É por isso que decidi enfeitar um pouco as coisas, criando uma gola pontuda animada e iluminada, perfeita para usar no Burning Man, ou em casamentos, ou às terças-feiras.

Opcionalmente, este pode ser conectado a um sensor de movimento para fazer com que os movimentos do usuário influenciem as luzes. Porque, por que não?

Lista de peças

Placas de circuito em OSHPARK (arquivos Gerber em etapa posterior)

• 1 x LED choker driver placa de circuito impresso
• 23 x placa de circuito impresso com seção de gargantilha de LED

Digi-Key

• 1 x microcontrolador ATtiny85 (ATTINY85-20SU-ND)
• 1 x JST conector macho de 2 pinos (455-1704-ND)
• 2 x 1x5 0,100 "cabeçalho fêmea (S6103-ND)
• Capacitor 24 x 1206 0,1 µF (1276-1165-1-ND)
• 4 x 1206 resistor de 1kΩ (RHM1.00KCJCT-ND)
• 1 x 1206 resistor de 470Ω (P470FCT-ND)
• 1 x 1206 LED azul (732-4989-1-ND)

Adafruit

• 69 x WS2812B LED 5050 RGB
• 1 x bateria recarregável de íon de lítio 3,7 V (carga de 5 horas ou carga de 12 horas)
• 1 carregador de bateria de íon de lítio
• 1 x cabo de extensão de bateria JST-PH

Amazonas

• 1 x pulseira de couro
• 1 rolo de fita adesiva de cobre larga de 7/32"
• 1 tubo Loctite Threadlocker Blue 242
• 1 pacote de molas de couro
• 1 x placa Arduino UNO

ebay

• 95 x pontas de colar (7 mm de diâmetro com parafusos M3 de 8 mm, deste vendedor)
• (opcional) 1 placa acelerômetro ADXL345 "CJMCU" (deste vendedor)

De outros

• Vinil adesivo (tamanho mínimo de 12,67 "x 2")

Lista de ferramentas

• Chave de fenda de cabeça chata
• Soco de couro
• Ferramenta de configuração de encaixe de couro (incluída no conjunto de encaixe de couro na lista de peças)
• Tesouras ou tesouras capazes de cortar couro fino (ou cortador a laser)
• Ferro de soldar com ponta fina
• Solda
• Arduino Uno e fio de conexão (para programar a placa de driver do choker)
• Pinças pontudas
• Canivete X-acto
• Fita adesiva
• Papel encerado
• Palito de dente

Etapa 1: montagem da placa de circuito do controlador

Criei os dois tipos de placas de circuito nos circuitos Autodesk, agora aposentados. O primeiro é a placa do driver do choker. Você precisará de um deles para acionar todas as outras placas. Ele tem um microcontrolador ATtiny85 (compatível com Arduino) que controla os LEDs na gargantilha e lê o movimento da placa do acelerômetro (opcional).

Para tornar tudo pequeno, optei por usar peças de montagem em superfície para este projeto. Eles podem ser difíceis de soldar, então se você não tiver experiência, recomendo procurar por um Instructable em solda SMT ou verificar no YouTube os vídeos sobre o assunto.

Solde os resistores (R1, R2, R3, R4, R5) e o capacitor (C1) na placa primeiro. A orientação não importa, e isso dá prática na soldagem de componentes de montagem em superfície. Certifique-se de usar resistores de 1kΩ para R1, R2, R3 e R4. Use um resistor de 470Ω para R5. Use um capacitor de.1µF para C1.

Dicas de soldagem

Não vou entrar em muitos detalhes sobre como fazer isso, mas aqui estão algumas dicas. Minha técnica é adicionar uma pequena quantidade de solda a uma das almofadas, remover o ferro de solda e permitir que a solda esfrie. Com cuidado, coloque a peça no local adequado com uma pinça com um lado apoiado na solda que você acabou de adicionar. Coloque uma pequena pressão no topo da peça com a ponta da pinça e reaqueça a solda com o ferro. O componente cairá na solda líquida. Remova o ferro e espere alguns segundos para que a solda esfrie. O componente agora deve ser segurado firmemente no lugar apropriado. Se não estiver, reaqueça a solda mais uma vez, posicione cuidadosamente o componente no local apropriado e remova o ferro para permitir que a solda solidifique. Neste ponto, soldar o outro lado do componente é relativamente fácil, uma vez que ele já está preso no lugar.

Em seguida, vá para o LED (D1) e ATtiny85 (U1) de 8 pinos. A orientação é importante para ambos, então tome cuidado. (Nota: O único propósito do LED é como um indicador para nos informar que o programa no ATtiny85 está funcionando corretamente. Se você preferir não ter este indicador, você pode pular a instalação de D1 e R5.) O cátodo (lado verde no LED que usei) deve ser o R5 mais próximo. Certifique-se de colocar o pino 1 do ATTiny85 (U1) em direção ao conector de alimentação (U2). Este pino é marcado por um ponto no quadro.

Por fim, solde os componentes do orifício, incluindo os dois conectores de bateria JST de 2 pinos e os dois conectores fêmea 1x5 para o acelerômetro (que funcionam como conectores de programação)

Os orifícios de montagem

Os três grandes orifícios de montagem revestidos de cobre são usados para conectar o aterramento (orifício superior), saída de dados seriais do LED (orifício intermediário) e alimentação de 3,7 V (orifício inferior).

Etapa 2: Programação da placa de circuito do controlador

Usei uma placa Arduino UNO para atuar como um dispositivo de programação para o controlador, seguindo este Instructable. Nele, ele mostra o seguinte mapeamento de pinos Arduino para pinos ATtiny para programação:

• Arduino + 5V → ATtiny Pin 8
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5
• Arduino Pin 12 → ATtiny Pin 6
• Arduino Pin 13 → ATtiny Pin 7

Os pontos de conexão são indicados na imagem acima. Observe que um dos pontos de conexão é o grande orifício de montagem circular entre os dois conjuntos de cabeçalhos de 0,100 . Simplesmente segurei a extremidade desencapada do fio de programação (pino 12 do Arduino) em contato com este orifício durante a programação. método deselegente, mas funciona.

(Quando projetei esta placa originalmente, não consegui descobrir como enviar esse sinal para os cabeçalhos de 0,100 sem interferir na função da placa do acelerômetro. Este é o sinal de dados para os LEDs WS2812B. Depois de repensar este problema, Percebi que esse sinal poderia ser conectado ao cabeçalho correspondente ao pino de seleção do chip invertido do acelerômetro sem causar problemas, já que os dados do LED nunca são gravados ao mesmo tempo que o acelerômetro é lido. Projetei uma segunda revisão do controlador placa que corrige isso e algumas outras coisas que eu gostaria de ter feito de forma diferente da primeira vez. Pretendo postar as diferenças no design para acomodar essas mudanças quando eu chegar perto de construir a segunda versão.)

A bateria não deve ser conectada durante a programação da placa. Na verdade, você não precisa disso para esta etapa.

O código-fonte do programa para a gargantilha pode ser encontrado aqui. Ele usa uma versão modificada da biblioteca Adafruit_NeoPixel que permite a escala dinâmica de brilho dos LEDs para limitar o consumo de corrente geral deles. Fiz essa modificação por dois motivos:

1. Um conjunto de 69 LEDs WS2812B exigirá até 3 Amps de corrente se for acionado com brilho total. Isso excede a capacidade da bateria e é muito brilhante para uso prático como uma gargantilha vestível, se você quiser que alguém seja capaz de ficar olhando para você por mais de um ou dois segundos.
2. Eu queria garantir que o colar continuasse funcionando com uma única carga de bateria por pelo menos 12 horas.

Depois de programar a placa com sucesso, o LED azul deve começar a piscar e desligar.

Etapa 3: As placas de LED

A segunda placa de circuito é a seção de choker de LED.

Usei 23 desses para construir esta gargantilha. Cada uma dessas placas possui três LEDs WS2812B (Neopixel).

Novamente, essas são peças de montagem em superfície, portanto, é necessário ter cuidado ao soldar. Para cada placa, primeiro solde o capacitor de 0,1 µF da mesma maneira que na placa controladora. Certifique-se de colocar o capacitor de forma que nem ele nem a solda que o conecta interfiram na colocação do pico superior. Em outras palavras, evite o orifício de montagem circular superior tanto quanto possível.

Solde os três LEDs WS2812B começando com o mais próximo do capacitor (topo) e trabalhando para baixo. Depois que cada LED foi soldado, testei-o conectando-o à placa controladora energizada. Isso provou ser útil para localizar peças e conexões de solda ruins. Isso é feito fornecendo aterramento ao orifício de montagem superior (pelo capacitor), sinal de dados da placa controladora alimentada ao orifício de montagem superior intermediário e energia (3,3 V - 5 V) ao orifício inferior. Os LEDs são programados em sequência, começando pelo que está na parte superior. Soldando os LEDs um de cada vez, é fácil encontrar conexões ruins. Se você soldar todos de uma vez e, em seguida, testar a placa, pode ser difícil localizar a causa dos LEDs não acesos.

Esse está funcionando? Excelente! Agora faça isso mais 22 vezes.

Etapa 4: Moldando o Couro

Para este projeto, eu queria couro de 2 (51 mm) de largura. Usei uma alça de guitarra barata como couro de origem. É larga e longa o suficiente para o trabalho. Use o lado brilhante do couro para o lado de fora da gola. o vinil adesivo se fixa melhor e tem uma aparência muito boa.

Para moldar o couro, existem pelo menos duas opções:

1. Faça manualmente
2. Use um cortador a laser

À mão:

Marque o couro com régua e caneta. Deve ter 2 "de largura. O comprimento dependerá do tamanho do pescoço. Para o que construí aqui, usei 15 2/3". Este comprimento era confortável ao redor do pescoço com sobreposição suficiente para suportar os botões de pressão. Corte o couro usando uma tesoura resistente ou um cortador de lata. Arredonde os cantos.

Meça cuidadosamente as posições das placas de circuito de LED ao longo do colar. Se você quiser combinar o espaçamento horizontal dos LEDs com o espaçamento vertical nas placas de circuito, você precisará de 0,53 "de espaçamento de centro a centro. Você pode usar uma das placas de circuito de LED como um modelo para marcar as posições dos orifícios e cortar o furos com um furador de couro. Certifique-se de usar o furador do tamanho certo para os parafusos de ponta M3. Haverá 24 colunas de furos. A coluna mais à direita precisa ter apenas três furos, pois é onde fica a placa controladora, que tem apenas três orifícios. Você pode pular o orifício inferior do meio para este. A distância das bordas esquerda e direita do colar até a coluna de orifícios mais próxima é 1,7"

Por laser:

Se você tiver acesso a um cortador a laser, como um Epilog, esse é o caminho muito mais fácil. Use o arquivo choker.dxf em anexo para fazer os cortes em um cortador a laser. O arquivo. DXF tem o caminho de corte de couro na parte superior, o caminho de corte de vinil (usado posteriormente) no meio e uma ilustração de onde as placas de circuito são fixadas na parte inferior. Supondo que você queira fazer um exatamente do mesmo tamanho (15 2/3 de comprimento) que eu fiz, você pode usar o caminho de corte de couro na parte superior para cortar o contorno e os orifícios de montagem da placa de circuito. Se precisar de outro comprimento do colar, você precisará modificar o arquivo de forma adequada.

Etapa 5: Moldar o Vinil

O objetivo do vinil é servir como uma espécie de placa-mãe flexível para conectar todas as placas de circuito individuais. Uma fita de cobre é fixada no lado posterior (adesivo) do vinil para fornecer os sinais de alimentação, aterramento e de interconexão de dados.

Assim como para moldar o couro, existem pelo menos duas opções para moldar o vinil:

1. Faça manualmente
2. Use um cortador de vinil

À mão:

O vinil tem 2 "de largura por 12 2/3" de comprimento. Meça e marque cuidadosamente este retângulo e corte com uma tesoura. Não retire o vinil do suporte ainda. Alinhe uma das placas de circuito de LED contra as bordas direita e esquerda e use-as para marcar os cantos arredondados. Arredonde os quatro cantos do vinil com uma tesoura. Coloque o vinil (ainda preso ao papel de suporte) sobre o couro e centralize-o nos orifícios. Cole no lugar com fita adesiva ou alguma outra fita facilmente removível. vire o couro e use uma caneta para marcar cada um dos locais dos orifícios no lado do papel do vinil. Remova a fita do vinil e use o furador de couro em cada uma das marcas de orifício para fazer os orifícios para os parafusos de espigão.

Por cortador:

Se você tiver acesso a um cortador de vinil, esse é o caminho muito mais fácil. Use o arquivo choker.dxf. O caminho de corte do vinil é a seção intermediária. Se você optou por um número diferente de placas de LED ou um espaçamento diferente, será necessário modificar o caminho de corte de forma adequada.

Etapa 6: Adicionar a fita de cobre

Como foi dito antes, a fita de cobre atua como o traço da placa elétrica para esta placa de circuito flexível. Ele fornece os sinais de alimentação, aterramento e interconexão de dados entre as placas de circuito impresso individuais.

Encontre uma boa superfície de trabalho e retire cuidadosamente o vinil do papel de suporte. Se você usou uma máquina de corte de vinil para cortar o vinil, use uma pinça pontuda ou alguma outra ferramenta para remover cuidadosamente o vinil desnecessário dos orifícios. Quando fiz isso, a maior parte do vinil de orifícios ficou preso ao papel, mas tive que remover uma dúzia ou mais de orifícios com uma pinça.

Cole o vinil, com o lado adesivo para cima, na superfície de trabalho com fita adesiva. Use o mínimo de sobreposição da fita adesiva no vinil. Isso tornará mais fácil remover mais tarde. O lado com a coluna de três orifícios deve ficar à esquerda agora.

Meça e corte um pedaço da fita de cobre para atravessar a linha superior de orifícios. Esta será a conexão de aterramento elétrico para as placas de circuito. Se a fita tiver papel protetor, remova-o. Posicione a fita de cobre, com o lado adesivo para baixo, no vinil de forma que a borda superior da fita fique alinhada com a borda superior dos orifícios. Não há problema se os buracos não estiverem completamente cobertos, mas tente chegar o mais próximo possível sem cobrir completamente a parte superior dos buracos.

Corte outro pedaço de fita de cobre do mesmo comprimento e prenda-o na fileira inferior de orifícios, com a borda inferior da fita alinhada com a borda inferior dos orifícios. Novamente, tente não cobrir completamente os orifícios. Esta é a conexão de alimentação para as placas de circuito.

Corte um pedaço curto de fita de cobre para conectar o orifício restante na coluna da esquerda direto ao orifício adjacente à direita dela. A fita deve ser longa o suficiente para cobrir principalmente os dois orifícios, sem fazer isso completamente. Coloque este no lugar. Este é o sinal de dados da placa controladora para a primeira placa de LED.

Os pedaços de fita de cobre restantes são colocados diagonalmente do terceiro furo do topo em uma coluna para o segundo furo do topo na coluna à direita. Estes encadeiam a saída de dados de uma placa de LED para a entrada de dados da próxima placa. Para cada um deles, corte um pedaço curto de fita de cobre que seja longo o suficiente para cobrir quase (mas não completamente) os dois orifícios e coloque-o com cuidado no lugar. Repita 22 vezes.

Ao terminar, deve haver um orifício sem fita de cobre. É o terceiro buraco do topo no lado direito. Isso é intencional.

Etapa 7: Finalizando a Fita de Cobre

Você precisará de uma superfície de trabalho que suporte um pouco de corte com um canivete X-acto para esta peça. Cole uma seção de papel encerado maior do que o vinil nessa superfície (lado da cera para cima). Remova cuidadosamente a fita adesiva usada na etapa anterior do vinil. Vire o vinil e coloque-o sobre o papel manteiga, com o lado adesivo para baixo. O adesivo no vinil deve aderir ao papel encerado bem o suficiente para que não se mova durante esta parte, mas ainda poderá ser removido posteriormente.

Você deve ver a fita de cobre em todos os orifícios (exceto um). Começando com a linha inferior de orifícios, faça dois cortes para cobrir o com a faca em cada orifício. O primeiro corte é próximo ao lado esquerdo de cima para baixo. O segundo é um do lado direito de cima para baixo (veja as fotos). Certifique-se de cortar apenas o cobre nos orifícios do vinil. Não corte o vinil. Dobre o cobre cortado usando a ponta do estilete e dobre-o sobre o vinil acima da borda superior do orifício para formar uma aba.

Quando as placas de circuito forem colocadas posteriormente, essa guia fará contato elétrico com o cobre ao redor do orifício de montagem da placa de circuito.

Repita este processo com todos os furos, cortando e dobrando nas direções indicadas no diagrama.

Etapa 8: prenda o couro, o vinil e os parafusos

Retire o vinil do papel encerado e aplique-o no lado brilhante do couro cortado. Tenha cuidado para alinhar os orifícios. Passe os parafusos de ponta M3 de 8 mm em todos os 95 orifícios da parte de trás do couro. Pode ser necessário apoiar o vinil com os dedos ou alguma ferramenta enquanto insere os parafusos para garantir que o parafuso passe pelo orifício e não separe o vinil da superfície superior do couro. Você deve ver a pequena aba de cobre ao lado de cada parafuso na parte superior (lado do vinil).

Etapa 9: Adicionar os Snaps

Os quatro furos terão cerca de 0,4 a partir das bordas superior e lateral em cada canto do couro. Isso pode precisar ser ajustado para caber no indivíduo. Marque a localização dos dois furos em uma extremidade. Selecione o tamanho de punção adequado para seus encaixes e perfure esses dois orifícios com o punção de couro. Sobreponha a gola como ela ficará quando usada e use os orifícios que você acabou de perfurar para marcar os locais dos orifícios para a outra extremidade. Faça esses orifícios.

Anexe os encaixes de acordo com as instruções. Tenha muito cuidado para que os encaixes fiquem nas direções corretas. Aqui está um vídeo útil que descreve o processo geral de configuração do snap. Quando terminar, você pode experimentar a coleira.

Etapa 10: Conectando as placas de circuito

Com o vinil voltado para cima, arrume a gargantilha de forma que a coluna de três parafusos fique à direita. Prenda a placa controladora à coluna de três orifícios de parafusos. Encaixe a placa de circuito nos parafusos com os componentes voltados para cima. Aperte manualmente três dos espigões nos parafusos. Coloque uma das placas de LED na próxima coluna de parafusos. O lado da placa de LED com o capacitor deve ficar na parte superior. Adicione quatro pontas a esses parafusos e aperte com a mão.

Teste o colar colocando a bateria. Se tudo correr bem, você deverá ver os LEDs na placa de LED acender e começar a alternar as cores. Se nada acontecer, verifique as conexões e tente apertar as pontas dos parafusos. Tenha cuidado para não tocar em metal (como uma chave de fenda) nas pontas, pois isso pode causar um curto-circuito e danificar a bateria ou as placas.

(Para a segunda versão das placas de circuito, estou mudando as coisas para que os picos não façam parte do circuito para evitar a possibilidade de curto-circuitos.)

O contato com a pele não causa curto nas pontas e parafusos. Se o usuário estiver particularmente úmido (digamos, por causa da dança), a transpiração terá pouco efeito sobre a função do colarinho. No máximo, isso pode reduzir um pouco a carga da bateria.

Você pode colocar cada uma das placas de LED no lugar neste ponto para experimentar todo o colar ou prosseguir para a próxima etapa de fazer as placas conectadas de forma semi-permanente adicionando Loctite aos parafusos.

Quando estiver pronto para terminar, remova todas as placas de circuito do colar e remova a bateria da placa controladora. Coloque um pouco de Loctite em um pequeno prato ou tampa de garrafa e pegue um palito de dente. Adicione as placas de circuito novamente, uma de cada vez, começando com a placa do controlador. Coloque cada placa no lugar nos parafusos. Um parafuso de cada vez, mergulhe o palito no Loctite e aplique nas roscas na extremidade de cada parafuso desta placa. Não coloque muito e tome cuidado para não deixar o loctite na placa de circuito ou a fita de cobre na base do parafuso. Em seguida, coloque a porca de espigão no lugar e aperte com a mão. Segurando o espigão com uma mão, use uma chave de fenda no parafuso para apertar totalmente o espigão no lugar.

Depois de conectar totalmente cada placa, teste a conexão conectando a bateria e observando os LEDs. Aperte e ajuste conforme necessário para se certificar de que as conexões estão sólidas. Desconecte a bateria. Repita para cada uma das placas de circuito, certificando-se da orientação de cada uma ao longo do caminho (o capacitor está no topo).

Depois que tudo estiver no lugar, deixe a coleira descansar por tempo suficiente para o Loctite curar (veja a embalagem).

Este é um bom momento para certificar-se de que a bateria está totalmente carregada, conectando-a ao carregador de bateria.

Agora você está pronto para colocar a coleira e atacar a cidade. Use o cabo de extensão da bateria JST-PH entre o colar e a bateria para permitir que a bateria seja colocada no bolso ou em outro lugar com você.

E agora, para a etapa final.

Etapa 11: a mercearia

Use sua coleira para ir ao supermercado para fazer compras. Sim, esta é uma etapa obrigatória. Se você construir um, espero uma foto de supermercado nos comentários.