LED ovratni ovratnik: 11 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Ste kdaj pomislili, "ovratnice z nabodami so tako preproste in dolgočasne"? Ja, jaz tudi. Zato sem se odločil, da bom stvari nekoliko popestril z ustvarjanjem svetlečega animiranega ovratnika, ki je kot nalašč za uporabo v Burning Man, na porokah ali ob torkih.

Tega lahko po želji povežete s senzorjem gibanja, da gibi uporabnika vplivajo na luči. Ker, zakaj pa ne?

Seznam delov

Okrožne plošče na OSHPARK (datoteke Gerber v poznejšem koraku)

• 1 x tiskalno vezje gonilnika LED dušilke
• 23 x LED tiskalno vezje z dušilcem

Digi-ključ

• 1 x mikrokrmilnik ATtiny85 (ATTINY85-20SU-ND)
• 1 x 2-polni moški nosilec JST (455-1704-ND)
• 2 x 1x5 0,100 "ženska glava (S6103-ND)
• 24 x 1206 0,1 μF kondenzator (1276-1165-1-ND)
• 4 x 1206 1kΩ upor (RHM1.00KCJCT-ND)
• 1 upor 1206 470Ω (P470FCT-ND)
• 1 x 1206 modra LED (732-4989-1-ND)

Adafruit

• 69 x WS2812B 5050 RGB LED
• 1 x litij-ionska 3,7 V polnilna baterija (5-urno polnjenje ali 12-urno polnjenje)
• 1x polnilnik litij-ionskih baterij
• 1 x podaljšek baterije JST-PH

Amazon

• 1 x usnjen pas za kitaro
• 1 zvitek 7/32 "širokega lepilnega bakrenega traku
• 1 cev Loctite Threadlocker Blue 242
• 1 paket usnjenih zaponk
• 1 x plošča Arduino UNO

ebay

• 95 x konice ovratnika (premer 7 mm z vijaki M3 8 mm, od tega prodajalca)
• (neobvezno) 1 x plošča merilnika pospeška "CJMCU" ADXL345 (od tega prodajalca)

Drugo

• Lepilo vinil (minimalna velikost 12,67 "x 2")

Seznam orodij

• Ploščati izvijač
• Usnjeni udarec
• Orodje za nastavitev usnja (vključeno v komplet za usnje na seznamu delov)
• Škarje ali odrezki za rezanje tankega usnja (ali laserskega rezalnika)
• Spajkalnik s fino konico
• Spajkanje
• Arduino Uno in priključna žica (za programiranje plošče gonilnika dušilke)
• Koničasta pinceta
• Pomožni nož X-acto
• Lepilni trak
• Voščeni papir
• Zobotrebec

1. korak: Sestavljanje vezja krmilnika

Ustvaril sem dve vrsti vezja v zdaj upokojenem vezju Autodesk. Prva je plošča voznika dušilke. Za pogon vseh drugih plošč boste potrebovali enega od teh. Na njem je mikrokrmilnik ATtiny85 (združljiv z Arduinom), ki upravlja LED diode na dušilki in bere gibanje z (izbirne) plošče merilnika pospeška.

Da bi bilo vse majhno, sem se za ta projekt odločil uporabiti dele za površinsko montažo. Te je lahko težko spajkati, zato, če nimate izkušenj, priporočam iskanje Instructable o spajkanju SMT ali poiščite videoposnetke na to temo v YouTubu.

Upor (R1, R2, R3, R4, R5) in kondenzator (C1) najprej spajkajte na ploščo. Usmerjenost ni pomembna, kar daje prakso pri spajkanju komponent za površinsko montažo. Za R1, R2, R3 in R4 uporabite 1kΩ upor. Za R5 uporabite upor 470Ω. Za C1 uporabite.1µF kondenzator.

Nasveti za spajkanje

Ne bom se preveč spuščal v podrobnosti o tem, kako to narediti, ampak tukaj je nekaj nasvetov. Moja tehnika je, da na eno od blazinic dodam majhno količino spajkanja, odstranim spajkalnik in pustim, da se spajka ohladi. Del previdno položite na pravo mesto s pinceto z eno stranjo na tisti spajki, ki ste jo pravkar dodali. Na vrh dela s konico pincete pritisnite majhen pritisk in spajkalnik ponovno segrejte z likalnikom. Sestavni del bo padel v tekoči spajkalnik. Odstranite likalnik in počakajte nekaj sekund, da se spajka ohladi. Sestavni del bi morali zdaj trdno držati na ustreznem mestu. Če ni, segrejte spajkalnik še enkrat, previdno postavite komponento na ustrezno mesto in odstranite likalnik, da se spajka strdi. Na tej točki je spajkanje druge strani komponente relativno enostavno, saj je že pritrjeno.

Nato pojdite na LED (D1) in 8-polni ATtiny85 (U1). Usmerjenost je pri obeh pomembna, zato bodite previdni. (Opomba: Edini namen LED je opozoriti, da program na ATtiny85 deluje pravilno. Če tega indikatorja ne želite, lahko preskočite namestitev D1 in R5.) Katoda (zelena stran) na LED, ki sem ga uporabil) naj bo najbližje R5. Bodite prepričani, da namestite nožico 1 ATTiny85 (U1) proti priključku za napajanje (U2). Ta pin je označen s piko na plošči.

Nazadnje, spajkajte sestavne dele skozi luknjo, vključno z dvema 2-polnima priključkoma baterije JST in dvema ženskima glavoma 1x5 za merilnik pospeška (ki sta dvojna kot programski glavi)

Montažne luknje

Tri velike, bakreno pritrjene montažne luknje se uporabljajo za priključitev ozemljitve (zgornja luknja), serijskih podatkov LED (srednja luknja) in napajanja 3,7 V (spodnja luknja).

2. korak: Programiranje vezja krmilnika

Uporabil sem ploščo Arduino UNO, ki je delovala kot programska naprava za krmilnik po tem navodilu. V njem je prikazano naslednje preslikavanje z nožic Arduino na zatiče ATtiny za programiranje:

• 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

Priključne točke so prikazane na zgornji sliki. Upoštevajte, da je ena od priključnih točk velika krožna montažna luknja med dvema kompletoma 0,100 -palčnih glav. Med programiranjem sem preprosto držal goli konec programske žice (Arduino pin 12) v stiku s to luknjo. neučinkovita metoda, vendar deluje.

(Ko sem prvotno zasnoval to ploščo, nisem mogel ugotoviti, kako bi ta signal izstrelil v 0,100 -palčne glave, ne da bi pri tem posegel v delovanje plošče merilnika pospeška. To je podatkovni signal za LED -diode WS2812B. Po premisleku o tej težavi Spoznal sem, da je ta signal mogoče priključiti na glavo, ki ustreza obrnjenemu izbirnemu zatiču merilnika pospeška obrnjenega čipa, ne da bi povzročil težave, saj se podatki LED nikoli ne zapisujejo hkrati z merjenjem merilnika pospeška. Oblikoval sem drugo revizijo krmilnika tablo, ki to popravlja, in še nekaj drugih stvari, za katere bi si želel, da bi prvič naredil drugače. Nameravam objaviti razlike v zasnovi, da bi te spremembe upoštevale, ko bom začel graditi drugo različico.)

Pri programiranju plošče ne smete priključiti baterije. Pravzaprav ga za ta korak sploh ne potrebujete.

Izvorno kodo programa za dušilko najdete tukaj. Uporablja spremenjeno različico knjižnice Adafruit_NeoPixel, ki omogoča dinamično skaliranje svetlosti LED, da omeji celotno porabo toka iz njih. To spremembo sem naredil iz dveh razlogov:

1. Niz 69 LED WS2812B bo zahteval do 3 ampere toka, če bo deloval pri polni svetlosti. To presega zmogljivosti baterije in je preveč svetlo za praktično uporabo kot nosilec za nošenje, če želite, da bi kdor koli lahko gledal vas več kot sekundo ali dve.
2. Želel sem zagotoviti, da bo ovratnik še naprej deloval z enim polnjenjem baterije vsaj 12 ur.

Po uspešnem programiranju plošče mora modra LED utripati in ugasniti.

3. korak: LED plošče

Drugo vezje je odsek LED dušilke.

Za izdelavo tega chokerja sem uporabil 23 teh. Vsaka od teh plošč ima tri LED diode WS2812B (Neopixel).

Tudi to so deli za površinsko montažo, zato je pri spajkanju treba biti previden. Za vsako ploščo najprej spajkajte 0,1 µF kondenzator na enak način kot na krmilni plošči. Ne pozabite postaviti kondenzatorja tako, da niti on niti spajkanje, ki ga povezuje, ne bo motilo namestitve zgornjega trna. Z drugimi besedami, čim bolj se izogibajte zgornji krožni montažni luknji.

Spajkajte tri LED diode WS2812B, začenši z najbližjo kondenzatorju (zgoraj) in navzdol. Ko je bila vsaka LED spajkana, sem jo preizkusil tako, da sem jo priključil na krmilno ploščo z napajanjem. To se je izkazalo za koristno pri iskanju slabih spojnih spojev in delov. To naredite tako, da ozemljite zgornjo montažno luknjo (s pomočjo kondenzatorja), podatkovni signal z napajane krmilne plošče do sredinske zgornje montažne luknje in napajanje (3,3 V - 5 V) v spodnjo luknjo. Svetleče diode so programirane zaporedno, začenši s tistim na vrhu. Če spajate LED eno za drugo, je enostavno najti slabe povezave. Če spajate vse naenkrat in nato preizkusite ploščo, je lahko težko ugotoviti vzrok za neosvetljene LED diode.

Ali ta deluje? Super! Zdaj to storite še 22 -krat.

4. korak: Oblikovanje usnja

Za ta projekt sem želel 2 (51 mm) široko usnje. Kot izvorno usnje sem uporabil poceni kitarski pas. Ta je dovolj širok in dovolj dolg za delo. Za zunanjo stran ovratnika uporabite sijočo stran usnja. lepilni vinil se bo bolje pritrdil in izgleda res dobro.

Za oblikovanje usnja obstajata vsaj dve možnosti:

1. Naredite to ročno
2. Uporabite laserski rezalnik

Ročno:

Usnje označite z ravnilom in peresom. Moral bi biti širok 2 ". Dolžina bo odvisna od velikosti vratu. Za tistega, ki sem ga tukaj zgradil, sem uporabil 15 2/3". Ta dolžina je bila udobna okoli vratu z dovolj prekrivanja, da je podpirala zaskočke. Izrežite usnje s trdnimi škarjami ali rezinami. Zaokrožite vogale.

Previdno izmerite položaj vezja LED na ovratniku. Če želite vodoravni razmik LED osvetliti z navpičnim razmikom na vezjih, potrebujete 0,53 "razmik med središči. Eno od plošč LED lahko uporabite kot predlogo za označevanje položajev lukenj in izrezovanje luknje z usnjenim luknjačem. Za vijake s konicami M3 uporabite luknjač prave velikosti. Na voljo bo 24 stolpcev lukenj. V skrajnem desnem stolpcu morajo biti samo tri luknje, saj gre tja krmilna plošča, ki ima samo tri luknje. Za to lahko preskočite srednjo spodnjo luknjo. Razdalja od levega in desnega roba ovratnika do najbližjega stolpca lukenj je 1,7"

Z laserjem:

Če imate dostop do laserskega rezalnika, kot je Epilog, je to veliko lažja pot. Za prirezovanje laserskega rezalnika uporabite priloženo datoteko choker.dxf. Datoteka. DXF ima pot za rezanje usnja na vrhu, pot rezanja vinila (uporabljena kasneje) na sredini in ponazoritev, kje se vezja pritrdijo na dnu. Ob predpostavki, da želite narediti popolnoma enako velikost (dolžino 15 2/3 ) kot jaz, lahko uporabite pot za rezanje usnja na vrhu, da izrežete obris in luknje za pritrditev vezja. Če potrebujete drugo dolžino ovratnika, datoteko boste morali ustrezno spremeniti.

5. korak: Oblikovanje vinila

Namen vinila je, da služi kot nekakšna prilagodljiva matična plošča za povezovanje vseh posameznih vezij. Bakreni trak je pritrjen na zadnjo (lepljivo) stran vinila, da zagotovi signale za napajanje, ozemljitev in podatke.

Tako kot pri oblikovanju usnja obstajata vsaj dve možnosti za oblikovanje vinila:

1. Naredite to ročno
2. Uporabite rezalnik za vinil

Ročno:

Vinil je širok 2 "in dolg 12 2/3". Previdno izmerite in označite ta pravokotnik in ga s škarjami izrežite. Vinila s podloge še ne odlepite. Poravnajte eno od plošč LED z desnim in levim robom in z njimi označite zaobljene vogale. Štiri vogale vinila zaokrožite s škarjami. Vinil (še pritrjen na podložni papir) postavite na usnje in ga postavite na sredino nad luknjami. Lepilni trak namestite z lepilnim trakom ali katerim drugim enostavno odstranljivim trakom. obrnite usnje in s peresom označite vsako od lukenj na strani papirja vinila. Odstranite trak z vinila in z usnjenim udarcem na vsaki od lukenj izrežite luknje za vijake s konicami.

Z rezalnikom:

Če imate dostop do rezalnika za vinil, je to veliko lažje. Uporabite datoteko choker.dxf. Pot rezanja vinila je srednji del. Če ste se odločili za drugačno število LED plošč ali drugačen razmik, boste morali pot rezanja ustrezno spremeniti.

6. korak: Dodajanje bakrenega traku

Kot je bilo že navedeno, bakreni trak deluje kot sledovi električne plošče za to prilagodljivo vezje. Zagotavlja napajalne, ozemljitvene in podatkovne signale medsebojnega povezovanja med posameznimi tiskanimi vezji.

Poiščite dobro delovno površino in previdno odlepite vinil s podlage. Če ste za rezanje vinila uporabili stroj za rezanje vinila, uporabite luknjasto pinceto ali kakšno drugo orodje, da previdno odstranite nepotreben vinil iz lukenj. Ko sem to naredil, je večina lukenj iz vinila ostala pritrjena na papirno podlago, vendar sem moral s pinceto odstraniti ducat lukenj.

Vinil z lepljivo stranjo navzgor na delovno površino prilepite z lepilnim trakom. Uporabite minimalno prekrivanje maskirnega traku na vinilu. Tako boste kasneje lažje odstranili. Stran s stolpcem s tremi luknjami bi morala biti zdaj na levi.

Izmerite in odrežite dolžino bakrenega traku, da sega do konca čez zgornjo vrsto lukenj. To bo električna ozemljitvena povezava za vezja. Če ima trak papirnato podlago, ga odstranite. Bakreni trak z lepljivo stranjo navzdol položite na vinil, tako da se zgornji rob traku poravna z zgornjim robom lukenj. V redu je, če luknje niso popolnoma pokrite, vendar poskusite to približati čim bližje, ne da bi popolnoma prekrili vrh lukenj.

Odrežite še en kos bakrenega traku enake dolžine in ga pritrdite čez spodnjo vrsto lukenj, pri čemer je spodnji rob traku poravnan s spodnjim robom lukenj. Še enkrat poskusite, da lukenj ne pokrijete v celoti. To je napajalni priključek za vezja.

Odrežite en kratek kos bakrenega traku, da preostalo luknjo na levem stolpcu povežete naravnost s sosednjo luknjo desno od njega. Trak mora biti dovolj dolg, da večinoma pokriva obe luknji, ne da bi to popolnoma storil. Postavite tega na mesto. To je podatkovni signal od krmilne plošče do prve LED plošče.

Preostali kosi bakrenega traku so postavljeni diagonalno od tretje luknje od zgoraj na enem stolpcu do druge luknje od vrha na stebru na desni. Ti povezujejo podatkovni izhod z ene LED plošče na podatkovni vhod na naslednji plošči. Za vsako od teh izrežite kratek kos bakrenega traku, ki je dovolj dolg, da skoraj (vendar ne povsem) popolnoma prekrije obe luknji in ga previdno namestite. To ponovite 22 -krat.

Ko končate, mora biti ena luknja brez bakrenega traku. To je tretja luknja od zgoraj na skrajni desni strani. To je namerno.

7. korak: Dokončanje bakrenega traku

Za ta del boste potrebovali delovno površino, ki bo z rezalnim nožem X-acto zdržala. Na to površino prilepite del voščenega papirja, večjega od vinila (stran z voskom navzgor). Previdno odstranite maskirni trak, uporabljen v prejšnjem koraku, iz vinila. Obrnite vinil in ga z lepljivo stranjo položite na voščeni papir. Lepilo na vinilu se mora dovolj dobro oprijeti voščenega papirja, da se med tem delom ne bo premikalo, ampak ga bo kasneje še vedno mogoče odstraniti.

Skozi vse luknje (razen ene) bi morali videti bakreni trak. Začenši z spodnjo vrsto lukenj, naredite dva reza, da jih pobarvate z nožem v vsaki luknji. Prvi rez je blizu leve strani od vrha do dna. Druga je ena na desni strani od zgoraj navzdol (glej slike). V luknjah za vinil izrežite le baker. Ne režite samega vinila. Rezani baker upognite s konico pripomočka in ga prepognite čez vinil nad zgornjim robom luknje, da oblikujete jeziček.

Ko pozneje namestite vezja, bo ta jeziček vzpostavil električni stik z bakrom, ki obdaja luknjo za pritrditev vezja.

Ta postopek ponovite z vsemi luknjami, rezanjem in zlaganjem v smereh, ki so navedene na diagramu.

8. korak: Pritrdite usnje, vinil in vijake

Odlepite vinil z voščenega papirja in ga nanesite na sijočo stran rezanega usnja. Pazite, da poravnate luknje. 8 mm vijake M3 za zadnjico privijte skozi vseh 95 lukenj na zadnji strani usnja. Med vstavljanjem vijakov boste morda morali podpriti vinil s prsti ali kakšnim orodjem, da se prepričate, da vijak gre skozi luknjo in ne ločuje vinila od zgornje površine usnja. Poleg vsakega vijaka na vrhu (vinilna stran) bi morali videti majhen bakreni jeziček.

9. korak: Dodajte posnetke

Štiri zaskočne luknje bodo približno 0,4 od zgornjega in stranskih robov na vsakem vogalu usnja. To bo morda treba prilagoditi, da ustreza posamezniku. Označite lokacijo dveh lukenj na enem koncu. Izberite ustrezno velikost udarca za snap in te dve luknji preluknjajte z usnjenim udarcem. Prekrijte ovratnik, kakršen bo, ko ga boste nosili, in z luknjami, ki ste jih pravkar izrezali, označite mesta lukenj na drugem koncu. Izrežite te luknje.

Pritrdite sponke v skladu z navodili. Bodite zelo previdni, da so zaskočki obrnjeni v pravilne smeri. Tukaj je priročen videoposnetek, ki opisuje splošni postopek nastavitve snapa. Ko končate, lahko ovratnico preizkusite.

10. korak: Priključitev vezja

Z vinilno stranjo navzgor razporedite dušilko tako, da bo trivijalni steber na desni. Pritrdite krmilno ploščo na tri luknje na vijakih. Vezje pritrdite na vijake tako, da so komponente obrnjene navzgor. Ročno privijte tri konice na vijake. Eno od LED plošč postavite na naslednji stolpec vijakov. Stran LED plošče s kondenzatorjem mora biti na vrhu. Tem vijakom dodajte štiri konice in jih ročno privijte.

Ovratnico preizkusite tako, da pritrdite baterijo. Če je vse v redu, bi morali videti, da svetijo LED na plošči LED in začnejo kolesariti. Če se nič ne zgodi, preverite povezave in poskusite priviti vijačne konice. Pazite, da se ne dotaknete kovine (kot je izvijač) po konicah, saj lahko pride do kratkega stika in poškoduje baterijo ali plošče.

(Pri drugi različici tiskanih vezij spreminjam stvari, tako da konice niso del vezja, da bi se izognili možnosti kratkega stika.)

Stik s kožo ne skrajša konic in vijakov. Če je uporabnik še posebej vlažen (recimo zaradi plesa), bo potenje imelo majhen vpliv na delovanje ovratnika. Kvečjemu bi to lahko nekoliko zmanjšalo napolnjenost baterije.

Na tej točki lahko postavite vsako od LED plošč, da preizkusite celotno ovratnico, ali pa nadaljujte z naslednjim korakom, da plošče napol trajno povežete tako, da na vijake dodate Loctite.

Ko ste pripravljeni na dokončanje, odstranite vsa vezja iz ovratnika in odstranite baterijo s krmilne plošče. Loctite dajte v majhno posodo ali pokrovček za steklenico in si privoščite zobotrebec. Dodajajte tiskana vezja eno za drugo, začenši s krmilno ploščo. Vsako ploščo namestite na vijake. En vijak naenkrat, potopite zobotrebec v Loctite in nanesite na niti na koncu vsakega vijaka za to ploščo. Ne nanašajte se preveč in pazite, da loktit ne pride na vezje ali bakreni trak na dnu vijaka. Nato namestite konico matico in jo ročno privijte. Držite konico z eno roko, z izvijačem na vijaku do konca privijte trn.

Po popolni povezavi vsake plošče preizkusite povezavo tako, da priključite baterijo in opazujete LED. Zategnite in po potrebi nastavite, da se prepričate, da so povezave trdne. Odklopite baterijo. Ponovite za vsako od tiskanih vezij, pri tem pa pazite na orientacijo vsakega na poti (kondenzator je na vrhu).

Ko je vse na svojem mestu, pustite ovratnik dovolj časa, da se Loctite strdi (glejte paket).

To je pravi čas, da se prepričate, da je baterija popolnoma napolnjena, tako da jo priključite v polnilnik.

Zdaj ste pripravljeni obleči ovratnik in udariti v mesto. Uporabite podaljšek baterije JST-PH med ovratnikom in baterijo, da omogočite, da se baterija položi v žep ali kje drugje na vaši osebi.

Zdaj pa k zadnjemu koraku.

11. korak: Trgovina z živili

Za nakupovanje nosite ovratnik v trgovini z živili. Da, to je obvezen korak. Če ga zgradite, pričakujem fotografijo z živili v komentarjih.