Neopixel LED Heart: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Neopiksel adalah lampu LED yang berubah warna dan dapat dialamatkan secara individual (dapat diprogram). Mereka tersedia dalam berbagai bentuk dari Adafruit.com, tetapi saya sangat menyukai gaya LED tradisional "melalui lubang" 8 mm. Mereka cerah dan indah, dan Anda dapat membuat desain khusus Anda sendiri seperti yang diilustrasikan oleh contoh bentuk hati yang disediakan di sini. Software Arduino biasanya digunakan untuk mengontrol LED.

Silakan lihat video YouTube saya tentang Neopixel LED Heart dalam aksi pertunjukan cahaya. Cara lain yang menyenangkan untuk melihat Hati adalah dengan mengarahkannya ke jendela seperti pintu kaca geser untuk melihat pantulan gambar hati ganda (seperti yang ditunjukkan).

Langkah 1: Persediaan Utama

1. Adafruit 8-mm Neopixel LED (26 diperlukan)

2. Matras pemotong perekat StandardGrip 12x12-in Cricut (Walmart)

3. Sparkfun LilyTiny ATTINY85 Logic Chip (dan perlengkapan Pemrograman)

4. Kabel USB untuk daya (Walmart)

5. Gessner mangkuk plastik kecil untuk Basis (Walmart)

6. Radio Shack Round Proto Board (atau papan proto kecil lainnya)

7. Pita Pemasangan Lem Gorila, Kotak Bening

8. Resistor 480 Ohm

+ Dremel dan mata bor dan pemotong

+ Perlengkapan solder

+ Dasar-dasar Pemrograman Arduino

+ Adafruit Neopixel Library (mis; STRANDTEST)

Catatan: Bagi mereka yang tidak memiliki pengalaman pemrograman Arduino, chip logika LilyTiny secara teori dapat dipasok sudah diprogram untuk Jantung, jika ada kebutuhan. Saya cukup menggunakan aplikasi STRANDTEST standar Adafruit dengan beberapa penyesuaian.

(Foto LED Neopixel di atas disalin dari Adafruit.com)

Langkah 2: Desain Papan Sirkuit Jantung

Pertama-tama, lihat gambar pertama dari perakitan akhir. Yang paling penting, harap dicatat bahwa kira-kira tab selebar 1/2 inci di bagian bawah jantung, yang dimasukkan ke dalam alas.

Saya menggunakan MicroSoft PowerPoint untuk mengembangkan template Heart yang dapat dicetak (di atas). Juga disediakan adalah versi panduan pemotongan. Saya mulai dengan desain jantung bergigi 26 lobus yang saya temukan online, dan memodifikasi bentuknya sedikit untuk tampilan yang lebih baik dengan LED 8 mm. Perhatikan bahwa setiap LED bundar memiliki empat lubang kecil yang akan dibor nanti.

Diagram jantung kemudian dicetak pada kertas foto yang selanjutnya ditempelkan pada papan Cricut perekat seperti yang ditunjukkan. Menggunakan gunting, bentuk hati dipotong dengan hati-hati. Pisau Xacto digunakan untuk memulai lubang di tengah jantung, sampai gunting bisa digunakan.

Di bagian belakang papan Cricut, saya kemudian menempatkan selotip lapisan biru, untuk membantu mencegah melelehnya tikar plastik selama langkah penyolderan selanjutnya. Hasilnya adalah sandwich Hati yang terbuat dari tikar Cricut yang diapit di antara kertas foto dan selotip biru.

Menggunakan Dremel dengan mata bor 1/32 inci yang sangat tipis, empat lubang kecil dibor untuk setiap LED yang akan dimasukkan ke jantung.

Langkah 3: Masukkan LED dan Solder Up

Diagram pengkabelan ditampilkan. LED dimasukkan ke dalam lubang bor secara seri, dengan kabel Data Output dari masing-masing LED ditekuk ke depan menuju pin Data Input berikutnya, pin Data Input ditekuk ke belakang untuk menyentuh pin Data Out dari piror LED. Kabel negatif panjang dari setiap LED ditekuk ke kanan untuk bergabung dengan rel daya Negatif (yang akan dimasukkan nanti), sedangkan kabel LED Positif semua ditekuk ke kiri untuk menyentuh rel Positif.

Biasanya saya melakukan pra-tes setiap LED dengan baterai tombol. Mereka menyala Biru Muda jika ditenagai seperti "lemparan" sederhana.

Setelah 26 LED dimasukkan, Periksa pekerjaan Anda. Sisi datar dari semua LED harus mengarah ke arah yang sama (kecuali sudutnya bisa sedikit rumit). Setiap LED harus memiliki lead pos kedua ke kiri, lead neg ketiga ke kanan. Periksa untuk memastikan Anda memiliki jarak yang memadai untuk semua kabel (tidak ada korslet).

Langkah selanjutnya adalah menyolder semua sambungan. Saya menggunakan kawat tembaga pengukur 24 untuk membentuk rel daya Negatif dan Positif untuk menghubungkan setiap LED. Di dasar jantung untuk tab penyisipan, untuk kekakuan struktural, saya menyolder dua pin header - masing-masing untuk rel Positif dan Negatif. Seperti yang ditunjukkan, dua pin header diberi jarak 4 lubang papan proto (0,4 inci seperti yang ditunjukkan).

Langkah 4: Menguji Operasi Jantung Dengan Arduino

Biasanya langkah pertama saya setelah memasang kabel adalah menguji operasi perakitan menggunakan Arduino biasa. Seperti yang Anda lihat, Hati seperti yang dirancang sekarang akan berdiri tegak di papan roti kecil. Biasanya saya selalu mengutak-atik aplikasi STRANDTEST, jadi ini memberikan kesempatan untuk menguji pekerjaan penyolderan serta program warna baru yang diusulkan. Papan LilyTiny sedikit sulit untuk diprogram ulang, sehingga membantu untuk membuktikan semuanya pada pengaturan standar Arduino sebelum memuat perangkat lunak ke papan LilyTiny.

Langkah 5: Mempersiapkan Basis

Pada tugas akhir ini, rakitan Heart akan berdiri tegak menggunakan mangkok plastik Walmart sebagai alasnya.

Menggunakan Dremel, pertama bor lubang 1/8 inci di tengah mangkuk plastik. Kemudian alihkan ke mata potong 1/8 inci untuk menyiapkan slot. Selain itu, lubang 1/8 inci (sedikit melebar) diperlukan di sisi mangkuk untuk melewati kabel daya USB.

Kemudian coba uji pemasangan unit Jantung ke papan proto Radio Shack bundar (atau papan proto pengganti).

Selanjutnya tempelkan bantalan lem Gorilla (potong sesuai ukuran dengan gunting) ke sisi luar papan proto dan masukkan papan proto dengan hati-hati di bawah slot di mangkuk plastik, dengan lubang papan proto sejajar dengan slot di mangkuk sedemikian rupa sehingga Hati dapat dimasukkan dari atas. Bantalan lem menahan papan proto dengan erat ke mangkuk. Sisi tembaga dari papan proto harus menghadap ke bawah seperti yang ditunjukkan (menghadap ke ujung mangkuk yang terbuka).

Masukkan Hati dari atas ke dasar. Tiga sadapan dari Hati (Pos, Data, Neg) harus terlihat dari bagian bawah yang menyembul melalui lubang papan proto. Periksa tingkat bentuknya, lalu solder ketiga ujungnya ke tempatnya. Ini akan mengunci Hati ke posisi akhir.

Langkah 6: Pengkabelan Akhir

Diagram pengkabelan daya ditampilkan.

Kabel USB sederhana dibeli di Walmart dan dipotong dengan pemotong kawat untuk mendapatkan kabel Merah (pos) dan Hitam (neg). Ini disolder ke terminal pos dan neg LilyTiny. Juga disolder ke terminal LilyTiny adalah kabel Merah (pos) dan Hitam (neg) yang terhubung ke dan disolder ke kabel dari Jantung (menempel melalui papan proto).

Data In (kuning) dari port data No. 2 LilyTiny adalah resistor 480 ohm yang terhubung dan disolder ke Data In yang mengarah ke Jantung.

LilyTiny telah diprogram untuk pertunjukan cahaya Heart. Perhatikan bahwa LilyTiny disambungkan sedemikian rupa sehingga dapat diakses dan dapat diprogram ulang di tempat, jika diperlukan koreksi perangkat lunak atau peningkatan pertunjukan cahaya. Konvensi pribadi saya adalah memprogram posisi keluaran LilyTiny No. 2 untuk sinyal input data ke Neopiksel.

LilyTiny adalah papan CPU pilihan saya untuk proyek ukuran kecil, tetapi banyak papan kontrol CPU lain yang memungkinkan seperti Adafruit Gemma dan berbagai papan mini-Arduino yang tersedia di pasaran. Saya baru saja memulai beberapa tahun yang lalu dengan papan LilyTiny dan itu adalah tujuan saya saat ini. LilyTiny pada dasarnya adalah chip ATTINY-85 pada papan proto kecil.

Tentu saja, Anda dapat menggunakan baterai sebagai sumber daya secara bergantian. Saya biasanya menggunakan baterai LiPo dari Adafruit.com. Dalam hal ini saya biasanya menggunakan sakelar ON/OFF di bagian atas alas. Untuk switch, saya biasanya menggunakan LilyPad Slide Switch dari SparkFun.com.

(Foto LilyTiny di atas diambil dari SparkFun.com)

Langkah 7: Sentuhan Akhir

Bagian belakang papan sirkuit ditutupi dengan pita busa double-stick, dan dipangkas dengan gunting dan pisau Xacto ke bentuk Hati. Biasanya ini mungkin cukup baik untuk beberapa bentuk, tetapi untuk Hati saya menempelkan beberapa kertas foto merah muda ke luar untuk membantu penampilan (mengingat sulit untuk melakukan pekerjaan yang baik dengan pita busa pada bentuk melengkung seperti itu).

Langkah 8: Mengambil Gambar Operasi

LED Neopixel sangat berwarna dan cerah. Seperti yang Anda ketahui, tantangan dengan LED ini adalah menangkap melalui foto keindahan luar biasa yang benar-benar dilihat oleh mata Anda. Saya telah melakukan yang terbaik untuk Instructable ini.

Perhatikan bahwa kamera melihat hal-hal yang tidak dilihat mata Anda, dan sebaliknya. Dalam video YouTube, Anda dapat melihat beberapa osilasi/kerlipan yang jelas yang tidak terlihat oleh mata Anda. Juga aksi berhenti dari kecepatan rana cepat selama urutan Theatre Chase menangkap masing-masing LED yang menyala dan mati, sedangkan mata Anda hanya melihat titik-titik yang bergerak. Beberapa warna sedikit berbeda dengan kamera, yang tampak kuning cerah di mata adalah sedikit kuning kehijauan di video.

Seperti disebutkan sebelumnya, kami juga menemukan keindahan pantulan ganda dari jendela, jika Hati diarahkan, misalnya, pintu kaca geser.

Langkah 9: Ajaran Proyek Hati

Selama beberapa tahun saya telah memikirkan cara terbaik membuat bentuk hati dari lingkaran. Jika Anda tahu Instruksi saya, itu biasanya berarti saya bertanya-tanya berapa banyak kaleng pai yang harus saya beli untuk membuat tampilan yang bagus. Jawabannya tampaknya datang dari komunitas menjahit bahwa dasar Hati Bergigi memiliki 26 lobus (lingkaran).

Tetapi proyek ini memiliki potensi yang jauh lebih besar daripada hanya Hati, karena lebih banyak bentuk yang mungkin. Ketika bentuknya adalah angka, saya menyebutnya "lilin ulang tahun elektronik", untuk diterapkan sepenuhnya di Instructable di masa depan. Keluarga kami telah menggunakan Usia 7 di atas dengan baik untuk tujuan ini. Cukuplah untuk mengatakan, keseluruhan proyek pada dasarnya membutuhkan sistem font berbasis lingkaran yang dibangun di sekitar lingkaran LED 8-mm. Kami memiliki ulang tahun 10 tahun yang akan datang, yang akan memaksa pertanyaan bagaimana cara terbaik menangani angka ganda.

Selain bentuk, Instruksi ini menyajikan metode untuk mengatur LED 8 mm dalam strip yang dibuat khusus dengan selotip dua sisi di bagian belakang. Strip LED yang dihasilkan dapat dilampirkan ke dinding, atau katakanlah bagian dalam bingkai untuk proyek cermin tak terhingga, yang merupakan aplikasi rencana saya berikutnya. Teknik ini dapat membantu memperluas penggunaan LED Neopixel melalui lubang, yang saat ini agak tidak nyaman untuk digunakan karena jarak yang dekat dari empat pin tidak selalu cocok dengan papan tempat memotong roti dan papan proto standar 0,1 inci.

Saya merasa proyek ini juga menyoroti keindahan LED Neoplixel 8-mm ini, yang saya harap tetap tersedia di pasaran.

Jika Anda baru mengenal pemrograman Arduino, kesederhanaan chip logika LilyTiny dalam diagram pengkabelan daya Heart mungkin lebih jelas menunjukkan ide dasar tentang cara menggunakan "lingkungan pengembangan" Arduino. Chip logika LilTiny dan LilyTwinkle dari SparkFun.com sebenarnya sudah diprogram sebelumnya, jadi jika Anda ingin menggunakan logika yang dimuat sebelumnya, tidak diperlukan pemrograman. Dalam proyek ini, saya perlu menghapus perangkat lunak yang dimuat sebelumnya dan menambahkan perangkat lunak saya sendiri. Tentu saja, itu tidak membutuhkan terlalu banyak pengalaman pengkodean, karena Anda biasanya menggunakan aplikasi yang sudah dikembangkan orang lain untuk Anda. Setelah Anda mendapatkan ide, tidak terlalu sulit untuk melanjutkan ke langkah berikutnya.