Guler cu vârf LED: 11 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

V-ați gândit vreodată că „gulerele cu vârfuri sunt atât de simple și plictisitoare”? Da, si eu. Tocmai de aceea, am decis să fac lucrurile să crească puțin, creând un guler animat, luminat, perfect pentru a fi folosit la Burning Man, sau la nunți sau marți.

Acesta poate fi conectat opțional la un senzor de mișcare pentru a face ca mișcările purtătorului să influențeze luminile. Pentru că, de ce nu?

Lista de componente

Plăci de circuite pe OSHPARK (fișierele Gerber în pasul ulterior)

• 1 x placă cu circuite imprimate cu șofer LED pentru choker
• 23 x placă cu circuite imprimate cu secțiune choker LED

Digi-Key

• 1 x microcontroler ATtiny85 (ATTINY85-20SU-ND)
• 1 x antet masculin cu 2 pini JST (455-1704-ND)
• 2 x 1x5 0.100 "antet feminin (S6103-ND)
• Condensator de 24 x 1206 0,1µF (1276-1165-1-ND)
• 4 x 1206 rezistor 1kΩ (RHM1.00KCJCT-ND)
• 1 rezistor 1206 470Ω (P470FCT-ND)
• 1 x 1206 LED albastru (732-4989-1-ND)

Adafruit

• 69 x LED WS2812B 5050 RGB
• 1 x baterie reîncărcabilă litiu-ion de 3,7 V (încărcare de 5 ore sau încărcare de 12 ore)
• 1 x încărcător de baterii litiu-ion
• 1 x cablu prelungitor baterie JST-PH

Amazon

• 1 x curea de chitară din piele
• 1 rolă de bandă adezivă de cupru de 7/32 "lățime
• 1 tub Loctite Threadlocker Blue 242
• 1 pachet snaps din piele
• 1 x placa Arduino UNO

ebay

• 95 x vârfuri de guler (diametru 7 mm cu șuruburi M3 de 8 mm, de la acest vânzător)
• (opțional) 1 x placă accelerometru "CJMCU" ADXL345 (de la acest vânzător)

Alte

• Vinil adeziv (dimensiune minimă 12,67 "x 2")

Lista de instrumente

• Șurubelniță cu cap plat
• Pumn de piele
• Instrument de fixare a snap-ului din piele (inclus în setul de snap-uri din piele în lista pieselor)
• Foarfece sau tăieturi capabile să taie piele subțire (sau tăietor cu laser)
• Fier de lipit cu vârful fin
• Solder
• Arduino Uno și cablu de conectare (pentru programarea plăcii de șofer)
• Pensete ascuțite
• Cuțit utilitar X-acto
• Banda camuflanta
• Hartie cerata
• Scobitoare

Pasul 1: Asamblarea plăcii de circuit a controlerului

Am creat cele două tipuri de plăci de circuit în circuitele Autodesk acum retrase. Primul este placa șoferului de choker. Veți avea nevoie de una dintre acestea pentru a conduce toate celelalte plăci. Are un microcontroler ATtiny85 (compatibil Arduino) care controlează LED-urile de pe choker și citește mișcarea de pe placa accelerometrului (opțional).

Pentru a face totul mic, am ales să folosesc piese de montaj la suprafață pentru acest proiect. Acestea pot fi dificil de lipit, așa că, dacă nu aveți experiență, vă recomand să căutați un instrument de lipit SMT sau să verificați videoclipurile YouTube pe acest subiect.

Lipiți întâi rezistențele (R1, R2, R3, R4, R5) și condensatorul (C1) pe placa. Orientarea nu contează, iar acest lucru oferă practică în lipirea componentelor de montare pe suprafață. Asigurați-vă că utilizați rezistențe de 1kΩ pentru R1, R2, R3 și R4. Folosiți un rezistor de 470Ω pentru R5. Folosiți un condensator.1µF pentru C1.

Sfaturi de lipit

Nu am de gând să intru în prea multe detalii despre cum să fac acest lucru, dar iată câteva sfaturi. Tehnica mea este de a adăuga o cantitate mică de lipit la unul dintre tampoane, de a îndepărta fierul de lipit și de a permite lipirea să se răcească. Așezați cu grijă piesa la locul potrivit cu o pensetă cu o latură sprijinită pe acea lipire pe care tocmai ați adăugat-o. Puneți o cantitate mică de presiune pe partea superioară a piesei cu vârful pensetei și reîncălziți lipirea cu fierul de călcat. Componenta va cădea în lipitorul lichid. Scoateți fierul de călcat și așteptați câteva secunde până când lipirea se răcește. Componenta ar trebui să fie ținută acum la locul potrivit. Dacă nu este, încălziți din nou lipirea, poziționați cu grijă componenta în locul potrivit și îndepărtați fierul de călcat pentru a permite lipirea să se solidifice. În acest moment, lipirea cealaltă parte a componentei este relativ ușoară, deoarece este deja ținută în poziție.

Apoi, treceți la LED (D1) și ATtiny85 cu 8 pini (U1). Orientarea contează pentru ambele, deci fiți atenți. (Notă: Singurul scop al LED-ului este ca un indicator care să ne anunțe că programul de pe ATtiny85 rulează corect. Dacă preferați să nu aveți acest indicator, puteți sări peste instalarea D1 și R5.) Catodul (partea verde pe LED-ul pe care l-am folosit) ar trebui să fie cel mai apropiat de R5. Asigurați-vă că așezați pinul 1 al ATTiny85 (U1) către conectorul de alimentare (U2). Acest pin este marcat de un punct pe tablă.

În cele din urmă, lipiți componentele orificiului traversant, inclusiv conectorul bateriei JST cu 2 pini și cele două anteturi de mână 1x5 pentru accelerometru (care se dublează ca anteturi de programare)

Găurile de montare

Cele trei găuri mari de montare placate cu cupru sunt utilizate pentru a conecta solul (gaura superioară), ieșirea datelor seriale cu LED-uri (gaura mijlocie) și puterea de 3,7 V (gaura inferioară).

Pasul 2: Programarea plăcii de circuite a controlerului

Am folosit o placă Arduino UNO pentru a acționa ca un dispozitiv de programare pentru controler, urmând acest Instructable. În acesta, arată următoarea mapare de la pinii Arduino la pinii ATtiny pentru programare:

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

Punctele de conectare sunt indicate în imaginea de mai sus. Rețineți că unul dintre punctele de conectare este gaura circulară mare de montare între cele două seturi de capete de 0,100 . Am ținut pur și simplu capătul gol al firului de programare (pinul Arduino 12) în contact cu această gaură în timpul programării. Desigur, acesta este un o metodă inelegentă, dar funcționează.

(Când am proiectat inițial această placă, nu mi-am putut da seama cum să rulez acest semnal către antetele de 0.100 fără a interfera cu funcția plăcii accelerometrului. Acesta este semnalul de date pentru LED-urile WS2812B. După ce am regândit această problemă, Mi-am dat seama că acest semnal ar putea fi conectat la antetul corespunzător pinului de selectare a cipului inversat al accelerometrului fără a cauza o problemă, deoarece datele LED nu sunt scrise niciodată în același timp cu citirea accelerometrului. Am proiectat o a doua revizuire a controlerului. placă care remediază acest lucru și câteva alte lucruri pe care aș dori să le fac diferit prima dată. Am intenția să postez diferențele în design pentru a accepta aceste modificări atunci când ajung să construiesc a doua versiune.)

Bateria nu trebuie conectată la programarea plăcii. De fapt, nu aveți nevoie deloc pentru acest pas.

Codul sursă al programului pentru choker poate fi găsit aici. Folosește o versiune modificată a bibliotecii Adafruit_NeoPixel care permite scalarea dinamică a luminozității LED-urilor pentru a limita extragerea totală de curent din acestea. Am făcut această modificare din două motive:

1. O gamă de 69 de LED-uri WS2812B va necesita până la 3 Amperi de curent dacă este acționată la luminozitate maximă. Acest lucru depășește capacitatea bateriei și este mult prea luminos pentru o utilizare practică ca choker portabil, dacă doriți ca cineva să poată sta în picioare privind mai mult de o secundă sau două.
2. Am vrut să mă asigur că gulerul va continua să funcționeze la o singură încărcare a bateriei timp de cel puțin 12 ore.

După programarea cu succes a plăcii, LED-ul albastru ar trebui să înceapă să clipească.

Pasul 3: plăcile LED

Cea de-a doua placă de circuite este secțiunea LED pentru choker.

Am folosit 23 dintre acestea pentru a construi acest choker. Fiecare dintre aceste plăci are trei LED-uri WS2812B (Neopixel).

Din nou, acestea sunt piese de montare la suprafață, deci trebuie să aveți grijă la lipire. Pentru fiecare placă, lipiți mai întâi condensatorul de 0,1µF în același mod ca și pe placa de control. Asigurați-vă că așezați condensatorul astfel încât nici el, nici lipirea care îl conectează să nu interfereze cu plasarea vârfului superior. Cu alte cuvinte, evitați orificiul de montare circular superior cât mai mult posibil.

Lipiți cele trei LED-uri WS2812B începând cu cel mai apropiat de condensator (sus) și funcționând în jos. După ce fiecare LED a fost lipit, l-am testat conectându-l la placa de control alimentată. Acest lucru s-a dovedit util în localizarea conexiunilor și pieselor de lipit defecte. Acest lucru se realizează prin alimentarea la sol a orificiului de montare superior (de către condensator), a semnalului de date de la placa controlerului alimentat la orificiul de montare din partea superioară centrală și a puterii (3,3V - 5V) la orificiul inferior. LED-urile sunt programate în ordine, începând cu cel din partea de sus. Prin lipirea LED-urilor unul câte unul, este ușor să găsiți conexiuni proaste. Dacă le lipiți pe toate simultan și apoi testați placa, poate fi dificil să localizați cauza LED-urilor care nu se aprind.

Ai lucrat? Grozav! Acum, mai faceți asta de 22 de ori.

Pasul 4: modelarea pielii

Pentru acest proiect, am dorit o piele de 2 (51 mm) lată. Am folosit o curea de chitară ieftină ca piele sursă. Este suficient de largă și suficient de lungă pentru serviciu. Folosiți partea strălucitoare a pielii pentru exteriorul gulerului. vinilul adeziv se va atașa mai bine și arată foarte bine.

Pentru a modela pielea, există cel puțin două opțiuni:

1. Fă-o manual
2. Folosiți un tăietor cu laser

De mana:

Marcați pielea cu rigla și stiloul. Ar trebui să aibă o lățime de 2 ". Lungimea va depinde de mărimea gâtului. Pentru cea pe care am construit-o aici, am folosit 15 2/3". Această lungime a fost confortabilă în jurul gâtului, cu suficientă suprapunere pentru a susține clipurile. Tăiați pielea folosind foarfece robuste sau tăieturi de tablă. Rotunjeste colțurile.

Măsurați cu atenție pozițiile plăcilor de circuite LED de-a lungul gulerului. Dacă doriți să potriviți distanța orizontală a LED-urilor cu distanța verticală de pe plăcile de circuite, veți avea nevoie de o distanță de la centru la centru de 0,53 ". găuri cu un perforator de piele. Asigurați-vă că utilizați perforatorul de dimensiunea potrivită pentru șuruburile cu vârf M3. Vor exista 24 de coloane de găuri. Coloana din dreapta trebuie să aibă doar trei găuri, deoarece aici se află placa de control, care are doar trei găuri. Puteți sări peste gaura de jos din mijloc pentru aceasta. Distanța de la marginile stânga și dreapta a gulerului până la cea mai apropiată coloană de găuri este de 1,7"

Prin laser:

Dacă aveți acces la un dispozitiv de tăiat cu laser, cum ar fi un Epilog, acesta este calea mult mai ușoară de parcurs. Utilizați fișierul atașat choker.dxf pentru a face tăieturile pe un tăietor laser. Fișierul. DXF are calea de tăiere a pielii în partea de sus, calea de tăiere a vinilului (utilizată mai târziu) în mijloc și o ilustrare a locului în care plăcile de circuit sunt atașate în partea de jos. Presupunând că doriți să faceți una exact de aceeași dimensiune (15 2/3 lungime) ca și mine, puteți folosi calea de tăiere a pielii din partea de sus pentru a tăia conturul și găurile de montare a plăcii de circuite. Dacă aveți nevoie de o altă lungimea gulerului, va trebui să modificați fișierul în mod corespunzător.

Pasul 5: modelarea vinilului

Scopul vinilului este de a servi ca un fel de placă de bază flexibilă pentru a conecta toate plăcile de circuite individuale împreună. Banda de cupru este atașată la partea din spate (lipicioasă) a vinilului pentru a furniza semnalele de alimentare, de împământare și de interconectare a datelor.

La fel ca pentru modelarea pielii, există cel puțin două opțiuni pentru modelarea vinilului:

1. Fă-o manual
2. Folosiți un tăietor de vinil

De mana:

Vinilul are 2 "lățime pe 12 2/3" lungime. Măsurați cu atenție și marcați acest dreptunghi și decupați cu foarfeca. Nu dezlipiți încă vinilul de pe suport. Aliniați una dintre plăcile de circuite LED cu marginile din dreapta și din stânga și folosiți-le pentru a marca colțurile rotunjite. Înconjurați cele patru colțuri ale vinilului cu foarfece. Așezați vinilul (încă atașat la hârtia de suport) peste piele și centrați-l peste găuri. Bandă în loc cu bandă de mascare sau cu o altă bandă ușor de îndepărtat. întoarceți pielea și folosiți un stilou pentru a marca fiecare locație a găurii pe partea de hârtie a vinilului. Îndepărtați banda din vinil și folosiți pumnul de piele la fiecare dintre semnele găurilor pentru a tăia găurile pentru șuruburile cu vârf.

Prin tăietor:

Dacă aveți acces la un tăietor de vinil, acesta este calea mult mai ușoară de parcurs. Utilizați fișierul choker.dxf. Calea de tăiere a vinilului este secțiunea din mijloc. Dacă ați ales să aveți un număr diferit de plăci cu LED-uri sau o distanță diferită, va trebui să modificați corect traseul de tăiere.

Pasul 6: Adăugarea benzii de cupru

După cum sa menționat anterior, banda de cupru acționează ca urme ale tabloului electric pentru această placă de circuit flexibilă. Acesta furnizează semnalele de interconectare a energiei, împământare și date între plăcile de circuite imprimate individuale.

Găsiți o suprafață de lucru bună și îndepărtați cu atenție vinilul de pe hârtia de suport. Dacă ați folosit o mașină de tăiat vinil pentru a tăia vinilul, utilizați o pensetă ascuțită sau un alt instrument pentru a îndepărta cu atenție vinilul inutil din găuri. Când am făcut acest lucru, cea mai mare parte a vinilului cu găuri a rămas atașat la suportul de hârtie, dar a trebuit să îndepărtez o duzină de găuri cu pensete.

Bandați vinilul, cu partea lipicioasă în sus, pe suprafața de lucru cu bandă de mascare. Folosiți minimum de suprapunere a benzii de mascare pe vinil. Acest lucru va facilita eliminarea ulterioară. Partea cu coloana cu trei găuri ar trebui să fie acum în stânga.

Măsurați și tăiați o lungime a benzii de cupru pentru a merge până la capăt peste rândul superior de găuri. Aceasta va fi conexiunea la masă electrică pentru plăcile de circuite. Dacă banda are un suport de hârtie, scoateți-o. Poziționați banda de cupru, cu partea lipicioasă în jos, pe vinil, astfel încât marginea superioară a benzii să se alinieze cu marginea superioară a găurilor. Este bine dacă găurile nu sunt complet acoperite, dar încercați să vă apropiați cât mai mult posibil fără a acoperi complet partea superioară a găurilor.

Tăiați o altă bucată de bandă de cupru de aceeași lungime și atașați-o pe rândul inferior de găuri, cu marginea inferioară a benzii aliniată cu marginea inferioară a găurilor. Din nou, încercați să nu acoperiți complet găurile. Aceasta este conexiunea de alimentare pentru plăcile de circuite.

Tăiați o bucată scurtă de bandă de cupru pentru a conecta orificiul rămas pe coloana din stânga direct la orificiul adiacent din dreapta acesteia. Banda ar trebui să fie suficient de lungă pentru a acoperi în cea mai mare parte ambele găuri, fără a face acest lucru complet. Puneți-l pe acesta. Acesta este semnalul de date de la placa controlorului la prima placă LED.

Piesele de bandă de cupru rămase sunt plasate fiecare în diagonală de la a treia gaură din partea de sus pe o coloană până la a doua gaură din partea de sus a coloanei spre dreapta. Acestea leagă ieșirea de date de la o placă LED la intrarea de date a plăcii următoare. Pentru fiecare dintre acestea, tăiați o bucată scurtă de bandă de cupru suficient de lungă pentru a acoperi aproape (dar nu chiar) complet ambele găuri și puneți-o cu grijă la loc. Repetați acest lucru de 22 de ori.

La terminare, ar trebui să existe o singură gaură fără bandă de cupru. Este a treia gaură din partea superioară pe partea dreaptă. Acest lucru este intenționat.

Pasul 7: Finalizarea benzii de cupru

Veți avea nevoie de o suprafață de lucru care să poată suporta o mică tăiere cu un cuțit utilitar X-acto pentru această parte. Bandați o secțiune de hârtie cerată mai mare decât vinilul pe această suprafață (cu ceara în sus). Scoateți cu atenție banda de mascare utilizată în pasul anterior din vinil. Întoarceți vinilul și puneți-l pe hârtia cerată, cu partea lipicioasă în jos. Adezivul pe vinil ar trebui să adere la hârtia cerată suficient de bine încât să nu se miște în timpul acestei părți, dar va fi în continuare detașabil mai târziu.

Ar trebui să vedeți bandă de cupru prin toate găurile (cu excepția uneia). Începând cu rândul inferior de găuri, faceți două tăieturi pentru a cupru cu cuțitul utilitar în fiecare gaură. Prima tăietură este aproape de partea stângă de sus în jos. Al doilea este unul din partea dreaptă de sus în jos (vezi imagini). Asigurați-vă că tăiați numai cuprul din găurile de vinil. Nu tăiați vinilul în sine. Îndoiți cuprul tăiat cu vârful cuțitului utilitar și pliați-l peste vinil deasupra marginii superioare a găurii pentru a forma o filă.

Când plăcile de circuite vor fi instalate ulterior, această filă va face contact electric cu cuprul care înconjoară orificiul de montare a plăcii de circuit.

Repetați acest proces cu toate găurile, tăind și pliant în direcțiile indicate pe diagramă.

Pasul 8: Atașați piele, vinil și șuruburi

Îndepărtați vinilul hârtiei cerate și aplicați-l pe partea strălucitoare a pielii tăiate. Aveți grijă să aliniați găurile. Infilați șuruburile de știft M3 de 8 mm prin toate cele 95 de găuri din partea din spate a pielii. Este posibil să trebuiască să susțineți vinilul cu degetele sau cu un instrument în timp ce introduceți șuruburile pentru a vă asigura că șurubul trece prin gaură și nu separă vinilul de suprafața superioară a pielii. Ar trebui să vedeți mica filă de cupru de lângă fiecare șurub de pe partea superioară (partea de vinil).

Pasul 9: Adăugați Snaps

Cele patru găuri de fixare vor fi la aproximativ 0,4 de marginile superioare și laterale la fiecare colț al pielii. Este posibil să fie necesară ajustarea pentru a se potrivi individului. Marcați locația celor două găuri la un capăt. Selectați dimensiunea potrivită a pumnului pentru fixați-vă și înțepați aceste două găuri cu pumnul din piele. Suprapuneți gulerul așa cum va fi atunci când îl purtați și folosiți găurile pe care tocmai le-ați perforat pentru a marca locațiile găurilor pentru celălalt capăt.

Atașați clapetele conform instrucțiunilor. Aveți mare grijă ca butoanele să fie orientate în direcțiile corecte. Iată un videoclip la îndemână care descrie procesul general de setare a snap-ului. Când ați terminat, puteți încerca gulerul.

Pasul 10: Conectarea plăcilor de circuit

Cu partea de vinil în sus, aranjați chokerul astfel încât coloana cu trei șuruburi să fie în dreapta. Atașați placa controlerului la coloana cu trei găuri a șuruburilor. Montați placa de circuit pe șuruburi cu componentele orientate în sus. Strângeți manual trei dintre vârfuri pe șuruburi. Puneți una dintre plăcile LED pe următoarea coloană de șuruburi. Partea plăcii LED cu condensatorul ar trebui să fie în partea de sus. Adăugați patru vârfuri la aceste șuruburi și strângeți-le manual.

Testați gulerul atașând bateria. Dacă totul merge bine, ar trebui să vedeți LED-urile de pe placa LED aprinse și să începeți ciclul culorilor. Dacă nu se întâmplă nimic verificați conexiunile și încercați să strângeți vârfurile șuruburilor. Aveți grijă să nu atingeți metalul (ca o șurubelniță) peste vârfuri, deoarece ar putea provoca un scurtcircuit și deteriorarea bateriei sau a plăcilor.

(Pentru a doua versiune a plăcilor de circuite, schimb lucrurile astfel încât vârfurile să nu facă parte din circuit pentru a evita posibilitatea scurtcircuitelor.)

Contactul cu pielea nu scurtează vârfurile și șuruburile. Dacă purtătorul este deosebit de umed (să zicem, de la dans), transpirația va avea puțin efect asupra funcției gulerului. Cel mult, acest lucru poate reduce ușor încărcarea bateriei.

Puteți așeza fiecare dintre plăcile LED în acest moment pentru a încerca întregul guler sau puteți trece la pasul următor de a face plăcile conectate semi-permanent adăugând Loctite la șuruburi.

Când sunteți gata să terminați, scoateți toate circuitele de pe guler și scoateți bateria de pe placa de control. Puneți niște Loctite într-un vas mic sau capac de sticlă și obțineți o scobitoare la îndemână. Adăugați plăcile de circuit înapoi una câte una, începând cu placa de control. Așezați fiecare placă pe șuruburi. Un șurub pe rând, înfășurați scobitoarea în Loctite și aplicați pe firele de la capătul fiecărui șurub pentru această placă. Nu puneți prea mult și aveți grijă să nu ajungeți loctitul pe placa de circuit sau banda de cupru de la baza șurubului. Apoi, puneți piulița în poziție și strângeți-o manual. Ținând vârful cu o mână, folosiți o șurubelniță pe șurub pentru a strânge complet vârful în loc.

După conectarea completă a fiecărei plăci, testați conexiunea conectând bateria și observând LED-urile. Strângeți și reglați după cum este necesar pentru a vă asigura că conexiunile sunt solide. Deconectați bateria. Repetați pentru fiecare dintre plăcile de circuit, asigurându-vă de orientarea fiecăruia de-a lungul drumului (condensatorul este în partea de sus).

Odată ce totul este la locul său, lăsați gulerul să stea suficient timp pentru ca Loctite să se vindece (vezi pachetul).

Acesta este un moment bun pentru a vă asigura că bateria este complet încărcată, conectând-o la încărcător.

Acum sunteți gata să vă puneți gulerul și să loviți orașul. Utilizați cablul prelungitor al bateriei JST-PH între guler și baterie pentru a permite bateria să fie plasată într-un buzunar sau în altă parte a persoanei dumneavoastră.

Și acum, trecem la pasul final.

Pasul 11: Magazin alimentar

Purtați gulerul la magazinul alimentar pentru cumpărături. Da, acesta este un pas obligatoriu. Dacă construiți una, mă aștept la o fotografie alimentară în comentarii.