LED Spiked Collar: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Pernah berpikir, "kerah berduri sangat polos dan membosankan"? Ya saya juga. Itu sebabnya saya memutuskan untuk sedikit merapikannya dengan membuat kerah berduri animasi yang menyala, cocok untuk digunakan di Burning Man, atau di pernikahan, atau di hari Selasa.

Yang satu ini opsional dapat dihubungkan ke sensor gerak untuk membuat gerakan pemakainya mempengaruhi lampu. Karena, mengapa tidak?

Daftar bagian

Papan sirkuit di OSHPARK (file Gerber di langkah selanjutnya)

• 1 x papan sirkuit tercetak driver choker LED
• 23 x papan sirkuit tercetak bagian choker LED

Digi-Key

• 1 x mikrokontroler ATtiny85 (ATTINY85-20SU-ND)
• 1 x JST 2-pin header laki-laki (455-1704-ND)
• 2 x 1x5 0,100" header betina (S6103-ND)
• 24 x 1206 0.1µF kapasitor (1276-1165-1-ND)
• 4 x 1206 1kΩ resistor (RHM1.00KCJCT-ND)
• 1 x 1206 470Ω resistor (P470FCT-ND)
• 1x1206 LED biru (732-4989-1-ND)

Adabuah

• 69 x WS2812B 5050 RGB LED
• 1 x baterai isi ulang lithium-ion 3.7V (pengisian 5 jam atau pengisian 12 jam)
• 1 x pengisi daya baterai lithium-ion
• 1 x kabel ekstensi baterai JST-PH

Amazon

• 1 x tali gitar kulit
• 1 gulungan pita perekat tembaga lebar 7/32"
• 1 tabung Loctite Threadlocker Biru 242
• 1 bungkus kancing kulit
• 1 x papan Arduino UNO

ebay

• 95 x Paku kerah (diameter 7mm dengan sekrup M3 8mm, dari penjual ini)
• (opsional) 1 x papan akselerometer ADXL345 "CJMCU" (dari penjual ini)

Lainnya

• Vinyl perekat (ukuran minimum 12,67" x 2")

daftar alat

• Obeng pipih
• Pukulan kulit
• Alat pengaturan snap kulit (termasuk dalam set snap kulit dalam daftar bagian)
• Gunting atau gunting yang mampu memotong kulit tipis (atau pemotong laser)
• Solder besi dengan ujung halus
• Pateri
• Arduino Uno dan kabel hookup (untuk memprogram papan driver choker)
• Pinset runcing
• Pisau utilitas X-acto
• Selotip
• Kertas lilin
• Tusuk gigi

Langkah 1: Merakit Papan Sirkuit Pengontrol

Saya membuat dua jenis papan sirkuit di Sirkuit Autodesk yang sekarang sudah pensiun. Yang pertama adalah papan driver choker. Anda akan membutuhkan salah satu dari ini untuk menggerakkan semua papan lainnya. Ini memiliki mikrokontroler ATtiny85 (kompatibel dengan Arduino) yang mengontrol LED pada choker dan membaca gerakan dari papan akselerometer (opsional).

Untuk membuat semuanya kecil, saya memilih untuk menggunakan bagian pemasangan permukaan untuk proyek ini. Ini bisa sulit untuk disolder, jadi jika Anda tidak memiliki pengalaman, saya sarankan mencari Instructable on SMT soldering, atau periksa YouTube untuk video tentang masalah ini.

Solder resistor (R1, R2, R3, R4, R5) dan kapasitor (C1) ke papan terlebih dahulu. Orientasinya tidak masalah, dan ini memberikan latihan dalam menyolder komponen pemasangan permukaan. Pastikan untuk menggunakan resistor 1kΩ untuk R1, R2, R3 dan R4. Gunakan resistor 470Ω untuk R5. Gunakan kapasitor.1µF untuk C1.

Tips menyolder

Saya tidak akan membahas terlalu banyak detail tentang cara melakukan ini, tetapi berikut adalah beberapa tips. Teknik saya adalah menambahkan sedikit solder ke salah satu bantalan, lepaskan besi solder dan biarkan solder menjadi dingin. Tempatkan bagian dengan hati-hati di tempat yang tepat dengan pinset dengan satu sisi bertumpu pada solder yang baru saja Anda tambahkan. Tempatkan sedikit tekanan di bagian atas bagian dengan ujung pinset dan panaskan kembali solder dengan setrika. Komponen akan jatuh ke dalam solder cair. Lepaskan setrika dan tunggu beberapa detik hingga solder menjadi dingin. Komponen sekarang harus dipegang dengan kuat di tempat yang tepat. Jika tidak, panaskan kembali solder sekali lagi, posisikan komponen dengan hati-hati ke tempat yang tepat, dan lepaskan setrika agar solder mengeras. Pada titik ini, menyolder sisi lain komponen relatif mudah karena sudah terpasang di tempatnya.

Selanjutnya, lanjutkan ke LED (D1) dan 8-pin ATtiny85 (U1). Orientasi penting untuk keduanya, jadi berhati-hatilah. (Catatan: Satu-satunya tujuan LED adalah sebagai indikator untuk memberi tahu kami bahwa program pada ATtiny85 berjalan dengan benar. Jika Anda memilih untuk tidak memiliki indikator ini, Anda dapat melewatkan pemasangan D1 dan R5.) Katoda (sisi hijau pada LED yang saya gunakan) harus R5 terdekat. Pastikan untuk menempatkan pin 1 dari ATTiny85 (U1) ke arah konektor daya (U2). Pin ini ditandai dengan titik di papan.

Terakhir, solder komponen melalui lubang, termasuk dua konektor baterai JST 2-pin dan dua header perempuan 1x5 untuk akselerometer (yang berfungsi ganda sebagai header pemrograman)

Lubang pemasangan

Tiga lubang pemasangan besar berlapis tembaga digunakan untuk menghubungkan ground (lubang atas), data serial LED keluar (lubang tengah) dan daya 3.7V (lubang bawah).

Langkah 2: Memprogram Papan Sirkuit Pengontrol

Saya menggunakan papan Arduino UNO untuk bertindak sebagai perangkat pemrograman untuk pengontrol dengan mengikuti Instruksi ini. Di dalamnya, ini menunjukkan pemetaan berikut dari pin Arduino ke pin ATtiny untuk pemrograman:

• 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

Titik koneksi ditunjukkan pada gambar di atas. Perhatikan bahwa salah satu titik koneksi adalah lubang pemasangan melingkar besar di antara dua set header 0,100 . Saya hanya memegang ujung kabel pemrograman (pin Arduino 12) dalam kontak dengan lubang ini saat pemrograman. Diakui, ini adalah metode yang tidak tepat, tetapi berhasil.

(Ketika saya awalnya merancang papan ini, saya tidak tahu bagaimana menjalankan sinyal ini ke header 0,100 tanpa mengganggu fungsi papan akselerometer. Ini adalah sinyal data untuk LED WS2812B. Setelah memikirkan kembali masalah ini, Saya menyadari bahwa sinyal ini dapat dihubungkan ke header yang sesuai dengan pin pilih chip terbalik dari akselerometer tanpa menyebabkan masalah, karena data LED tidak pernah ditulis pada saat yang sama dengan akselerometer dibaca. Saya merancang revisi kedua dari pengontrol papan yang memperbaiki ini dan beberapa hal lain yang saya harap saya lakukan secara berbeda pertama kali. Saya bermaksud memposting perbedaan dalam desain untuk mengakomodasi perubahan ini ketika saya mulai membangun versi kedua.)

Baterai tidak boleh terhubung saat memprogram papan. Bahkan, Anda tidak membutuhkannya untuk langkah ini sama sekali.

Kode sumber program untuk choker dapat ditemukan di sini. Ini menggunakan versi modifikasi dari perpustakaan Adafruit_NeoPixel yang memungkinkan penskalaan kecerahan dinamis LED untuk membatasi penarikan arus keseluruhan darinya. Saya membuat modifikasi ini karena dua alasan:

1. Rangkaian 69 LED WS2812B akan membutuhkan arus hingga 3 Amps jika digerakkan pada kecerahan penuh. Ini melebihi kemampuan baterai, dan terlalu terang untuk penggunaan praktis sebagai kalung yang dapat dikenakan, jika Anda ingin orang lain dapat berdiri melihat Anda selama lebih dari satu atau dua detik.
2. Saya ingin memastikan bahwa kerah akan terus berfungsi dengan sekali pengisian daya baterai setidaknya selama 12 jam.

Setelah berhasil memprogram papan, LED biru akan mulai berkedip dan mati.

Langkah 3: Papan LED

Papan sirkuit kedua adalah bagian choker LED.

Saya menggunakan 23 ini untuk membuat choker ini. Masing-masing papan ini memiliki tiga LED WS2812B (Neopixel).

Sekali lagi, ini adalah bagian pemasangan permukaan, jadi perlu diperhatikan saat menyolder. Untuk setiap papan, pertama-tama solder kapasitor 0,1µF dengan cara yang sama seperti pada papan pengontrol. Pastikan untuk menempatkan kapasitor sehingga baik itu maupun sambungan solder tidak akan mengganggu penempatan spike atas. Dengan kata lain, sebisa mungkin hindari lubang pemasangan melingkar di bagian atas.

Solder tiga LED WS2812B dimulai dengan yang terdekat dengan kapasitor (atas) dan turun. Setelah setiap LED disolder, saya mengujinya dengan menghubungkannya ke papan pengontrol bertenaga. Ini terbukti berguna dalam menemukan sambungan dan bagian solder yang buruk. Hal ini dilakukan dengan mensuplai ground ke lubang pemasangan atas (oleh kapasitor), sinyal data dari papan pengontrol bertenaga ke lubang pemasangan tengah-atas, dan daya (3.3V - 5V) ke lubang bawah. LED diprogram secara berurutan, dimulai dengan yang di atas. Dengan menyolder LED satu per satu, mudah untuk menemukan koneksi yang buruk. Jika Anda menyolder semuanya sekaligus dan kemudian menguji papan, mungkin sulit untuk menemukan penyebab LED yang tidak menyala.

Apakah yang itu berfungsi? Besar! Sekarang lakukan itu 22 kali lagi.

Langkah 4: Membentuk Kulit

Untuk proyek ini, saya menginginkan kulit dengan lebar 2 (51mm). Saya menggunakan strap gitar yang murah sebagai kulit sumber. Cukup lebar dan cukup panjang untuk pekerjaan itu. Gunakan sisi kulit yang mengkilap untuk bagian luar kerah. perekat vinil akan menempel lebih baik, dan terlihat sangat bagus.

Untuk membentuk kulit, setidaknya ada dua pilihan:

1. Lakukan dengan tangan
2. Gunakan pemotong laser

Dengan tangan:

Tandai kulit dengan penggaris dan pena. Lebarnya harus 2". Panjangnya akan tergantung pada ukuran leher. Untuk yang saya buat di sini, saya menggunakan 15 2/3". Panjang ini nyaman di leher dengan tumpang tindih yang cukup untuk menopang kancing. Potong kulitnya menggunakan gunting kokoh atau gunting timah. Putaran sudut.

Hati-hati mengukur posisi papan sirkuit LED di kerah. Jika Anda ingin mencocokkan jarak horizontal LED dengan jarak vertikal pada papan sirkuit, Anda memerlukan jarak pusat-ke-pusat 0,53" Anda dapat menggunakan salah satu papan sirkuit LED sebagai templat untuk menandai posisi lubang dan memotong lubang dengan pelubang kulit. Pastikan untuk menggunakan pelubang dengan ukuran yang tepat untuk sekrup paku M3. Akan ada 24 kolom lubang. Kolom paling kanan hanya perlu memiliki tiga lubang, karena di sinilah papan pengontrol pergi, yang hanya memiliki tiga lubang. Anda dapat melewati lubang tengah bawah untuk yang ini. Jarak dari tepi kiri dan kanan kerah ke kolom lubang terdekat adalah 1,7"

Dengan laser:

Jika Anda memiliki akses ke pemotong laser, seperti Epilog, ini adalah cara yang jauh lebih mudah untuk dilakukan. Gunakan file choker.dxf terlampir untuk membuat pemotongan pada pemotong laser. File. DXF memiliki jalur pemotongan kulit di bagian atas, jalur pemotongan vinil (digunakan nanti) di tengah, dan ilustrasi tempat papan sirkuit dipasang di bagian bawah. Dengan asumsi bahwa Anda ingin membuatnya dengan ukuran yang persis sama (panjang 15 2/3 ) seperti yang saya lakukan, Anda dapat menggunakan jalur pemotongan kulit di bagian atas untuk memotong garis luar dan lubang pemasangan papan sirkuit. Jika Anda membutuhkan yang berbeda panjang kerah, Anda perlu memodifikasi file dengan tepat.

Langkah 5: Membentuk Vinyl

Tujuan dari vinil adalah untuk berfungsi sebagai semacam papan induk fleksibel untuk menghubungkan semua papan sirkuit individu bersama-sama. Pita tembaga dilekatkan ke sisi belakang (lengket) vinil untuk memberikan sinyal daya, ground, dan interkoneksi data.

Sama seperti untuk membentuk kulit, setidaknya ada dua pilihan untuk membentuk vinil:

1. Lakukan dengan tangan
2. Gunakan pemotong vinil

Dengan tangan:

Vinil berukuran lebar 2" kali 12 2/3". Ukur dan tandai persegi panjang ini dengan hati-hati dan potong menggunakan gunting. Jangan lepaskan vinil dari bagian belakangnya. Sejajarkan salah satu papan sirkuit LED pada tepi kanan dan kiri dan gunakan untuk menandai sudut yang membulat. Bulatkan keempat sudut vinil dengan gunting. Tempatkan vinil (masih menempel pada kertas pendukungnya) di atas kulit dan letakkan di tengah lubang. Rekatkan dengan selotip, atau selotip lain yang mudah dilepas. balikkan kulitnya, dan gunakan pena untuk menandai setiap lokasi lubang di sisi kertas vinil. Lepaskan selotip dari vinil dan gunakan pelubang kulit di setiap tanda lubang untuk memotong lubang sekrup paku.

Dengan pemotong:

Jika Anda memiliki akses ke pemotong vinil, ini adalah cara yang jauh lebih mudah. Gunakan file choker.dxf. Jalur pemotongan vinil adalah bagian tengah. Jika Anda telah memilih untuk memiliki jumlah papan LED yang berbeda, atau jarak yang berbeda, Anda perlu memodifikasi jalur pemotongan dengan tepat.

Langkah 6: Menambahkan Pita Tembaga

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, pita tembaga bertindak sebagai jejak papan listrik untuk papan sirkuit fleksibel ini. Ini memberikan sinyal interkoneksi daya, ground, dan data antara masing-masing papan sirkuit tercetak.

Temukan permukaan kerja yang bagus, dan lepaskan vinil dari kertas belakangnya dengan hati-hati. Jika Anda menggunakan mesin pemotong vinil untuk memotong vinil, gunakan pinset lancip atau alat lain untuk mengeluarkan vinil yang tidak perlu dari lubang dengan hati-hati. Ketika saya membuat ini, sebagian besar lubang vinil tetap menempel pada alas kertas, tetapi saya harus menghapus selusin lubang dengan pinset.

Rekatkan vinil, sisi lengket ke atas, ke permukaan kerja dengan selotip. Gunakan minimal tumpang tindih selotip pada vinil. Ini akan membuatnya lebih mudah untuk dihapus nanti. Sisi dengan kolom tiga lubang seharusnya berada di sebelah kiri sekarang.

Ukur dan potong panjang pita tembaga untuk melewati baris atas lubang. Ini akan menjadi koneksi ground listrik untuk papan sirkuit. Jika pita memiliki alas kertas, lepaskan. Tempatkan pita tembaga, sisi lengket ke bawah, pada vinil sehingga tepi atas pita sejajar dengan tepi atas lubang. Tidak apa-apa jika lubangnya tidak tertutup sepenuhnya, tetapi cobalah untuk membuatnya sedekat mungkin tanpa menutupi bagian atas lubang sepenuhnya.

Potong selotip tembaga lain dengan panjang yang sama dan tempelkan di baris bawah lubang, dengan tepi bawah selotip sejajar dengan tepi bawah lubang. Sekali lagi, cobalah untuk tidak menutupi lubang sepenuhnya. Ini adalah sambungan daya untuk papan sirkuit.

Potong satu pita tembaga pendek untuk menghubungkan lubang yang tersisa di kolom kiri lurus ke lubang yang berdekatan di sebelah kanannya. Pita perekat harus cukup panjang untuk menutupi sebagian besar kedua lubang, tanpa benar-benar melakukannya. Letakkan yang ini di tempatnya. Ini adalah sinyal data dari papan pengontrol ke papan LED pertama.

Potongan pita tembaga yang tersisa masing-masing ditempatkan secara diagonal dari lubang ketiga dari atas pada satu kolom ke lubang kedua dari atas pada kolom ke kanan. Ini menghubungkan data keluar dari satu papan LED ke data masuk papan berikutnya. Untuk masing-masing lubang tersebut, potonglah selotip pendek yang cukup panjang hingga hampir (tetapi tidak terlalu) menutupi kedua lubang dengan hati-hati dan letakkan di tempatnya dengan hati-hati. Ulangi ini 22 kali.

Setelah selesai, harus ada satu lubang tanpa pita tembaga. Ini adalah lubang ketiga dari atas di sisi paling kanan. Ini disengaja.

Langkah 7: Menyelesaikan Pita Tembaga

Anda akan membutuhkan permukaan kerja yang dapat menahan sedikit pemotongan dengan pisau utilitas X-acto untuk bagian ini. Rekatkan bagian kertas lilin yang lebih besar dari vinil ke permukaan ini (sisi lilin menghadap ke atas). Lepaskan selotip yang digunakan pada langkah sebelumnya dari vinil dengan hati-hati. Balikkan vinil dan letakkan di atas kertas lilin, dengan sisi lengket menghadap ke bawah. Perekat pada vinil harus menempel pada kertas lilin dengan cukup baik sehingga tidak akan bergerak selama bagian ini, tetapi masih dapat dilepas nanti.

Anda akan melihat pita tembaga melalui semua lubang (kecuali satu). Dimulai dengan baris bawah lubang, buat dua potongan tembaga dengan pisau utilitas di setiap lubang. Potongan pertama dekat sisi kiri dari atas ke bawah. Yang kedua adalah salah satu sisi kanan dari atas ke bawah (lihat gambar). Pastikan untuk memotong hanya tembaga di lubang vinil. Jangan memotong vinil itu sendiri. Tekuk tembaga yang dipotong menggunakan ujung pisau utilitas dan lipat di atas vinil di atas tepi atas lubang untuk membentuk tab.

Ketika papan sirkuit kemudian dipasang pada tempatnya, tab ini akan membuat kontak listrik dengan tembaga yang mengelilingi lubang pemasangan papan sirkuit.

Ulangi proses ini dengan semua lubang, potong dan lipat ke arah yang ditunjukkan pada diagram.

Langkah 8: Pasang Kulit, Vinyl dan Sekrup

Kupas vinil dari kertas lilin dan oleskan ke sisi mengkilap dari kulit yang dipotong. Berhati-hatilah untuk mengatur lubang. Masukkan sekrup tombak M3 8mm melalui semua 95 lubang dari sisi belakang kulit. Anda mungkin perlu menopang vinil dengan jari atau alat tertentu saat memasukkan sekrup untuk memastikan sekrup melewati lubang dan tidak memisahkan vinil dari permukaan atas kulit. Anda akan melihat tab tembaga kecil di sebelah setiap sekrup di bagian atas (sisi vinil).

Langkah 9: Tambahkan Snaps

Empat lubang jepret kira-kira 0,4 dari tepi atas dan samping di setiap sudut kulit. Ini mungkin perlu disesuaikan agar pas dengan individu. Tandai lokasi dua lubang di salah satu ujungnya. Pilih ukuran pukulan yang tepat untuk jepret dan pukul kedua lubang itu dengan pelubang kulit. Tumpang tindih kerah seperti saat dipakai, dan gunakan lubang yang baru saja Anda buat untuk menandai lokasi lubang untuk ujung yang lain. Buat lubang itu.

Pasang kancing sesuai dengan instruksi. Berhati-hatilah agar bidikan menghadap ke arah yang benar. Berikut adalah video praktis yang menjelaskan proses pengaturan snap umum. Setelah selesai, Anda bisa mencoba kerahnya.

Langkah 10: Menghubungkan Papan Sirkuit

Dengan sisi vinil menghadap ke atas, atur choker sehingga kolom tiga sekrup berada di sebelah kanan. Pasang papan pengontrol ke kolom tiga lubang sekrup. Pasang papan sirkuit ke sekrup dengan komponen menghadap ke atas. Tangan kencangkan tiga paku ke sekrup. Letakkan salah satu papan LED pada kolom sekrup berikutnya. Sisi papan LED dengan kapasitor harus berada di atas. Tambahkan empat paku ke sekrup ini dan kencangkan dengan tangan.

Uji kerah dengan memasang baterai. Jika semuanya berjalan dengan baik, Anda akan melihat LED pada papan LED menyala dan memulai siklus warna. Jika tidak ada yang terjadi, periksa koneksi dan coba kencangkan paku sekrup. Berhati-hatilah untuk tidak menyentuh logam (seperti obeng) melewati paku, karena dapat menyebabkan korsleting dan merusak baterai atau papan.

(Untuk papan sirkuit versi kedua, saya mengubah beberapa hal sehingga paku bukan bagian dari sirkuit untuk menghindari kemungkinan korsleting.)

Kontak kulit tidak memperpendek paku dan sekrup. Jika pemakainya sangat lembap (misalnya, dari menari), keringat akan memiliki sedikit pengaruh pada fungsi kerah. Paling-paling, ini mungkin sedikit mengurangi daya baterai.

Anda dapat menempatkan masing-masing papan LED ke tempatnya pada saat ini untuk mencoba seluruh kerah, atau lanjutkan ke langkah berikutnya untuk membuat papan terhubung secara semi-permanen dengan menambahkan Loctite ke sekrup.

Saat Anda siap untuk menyelesaikan, lepaskan semua papan sirkuit dari kerah dan lepaskan baterai dari papan pengontrol. Taruh beberapa Loctite di piring kecil atau tutup botol dan ambil tusuk gigi. Tambahkan kembali papan sirkuit satu per satu, dimulai dengan papan pengontrol. Tempatkan setiap papan di tempatnya pada sekrup. Satu sekrup pada satu waktu, celupkan tusuk gigi ke dalam Loctite dan tempelkan pada benang di ujung setiap sekrup untuk papan ini. Jangan memasang terlalu banyak dan berhati-hatilah agar loctite tidak menempel pada papan sirkuit atau pita tembaga di dasar sekrup. Selanjutnya, letakkan mur paku di tempatnya dan kencangkan dengan tangan. Pegang paku dengan satu tangan, gunakan obeng pada sekrup untuk mengencangkan paku sepenuhnya di tempatnya.

Setelah menghubungkan setiap papan sepenuhnya, uji koneksi dengan mencolokkan baterai, dan amati LED. Kencangkan dan sesuaikan seperlunya untuk memastikan sambungannya kuat. Cabut baterai. Ulangi untuk setiap papan sirkuit, pastikan orientasi masing-masing di sepanjang jalan (kapasitor ada di atas).

Setelah semuanya terpasang, biarkan kalung itu cukup lama untuk menyembuhkan Loctite (lihat paket).

Ini adalah saat yang tepat untuk memastikan bahwa baterai terisi penuh, dengan mencolokkannya ke pengisi daya baterai.

Anda sekarang siap untuk mengenakan kerah dan memukul kota. Gunakan kabel ekstensi baterai JST-PH antara kerah dan baterai untuk memungkinkan baterai ditempatkan di saku atau di tempat lain pada orang Anda.

Dan sekarang, ke langkah terakhir.

Langkah 11: Toko Kelontong

Kenakan kerah Anda ke toko kelontong untuk berbelanja. Ya, ini adalah langkah wajib. Jika Anda membuatnya, saya mengharapkan foto belanjaan di komentar.