LED -terav krae: 11 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Kas olete kunagi mõelnud, et "naelkraed on lihtsalt nii lihtsad ja igavad"? Jah, mina ka. Seepärast otsustasin asju natuke paremaks muuta, luues helendava animeeritud naelkrae, mis sobib ideaalselt kasutamiseks Burning Manis, pulmades või teisipäeviti.

Selle saab soovi korral ühendada liikumisanduriga, et kandja liigutused valgusteid mõjutada. Sest miks mitte?

Osade nimekiri

Trükkplaadid OSHPARKis (Gerberi failid hilisemas etapis)

• 1 x LED -gaasipedaali trükiplaat
• 23 x LED -kaabliosa trükkplaat

Digi-Key

• 1 x ATtiny85 mikrokontroller (ATTINY85-20SU-ND)
• 1 x JST 2-kontaktiline isane päis (455-1704-ND)
• 2 x 1x5 0,100 "emane päis (S6103-ND)
• 24 x 1206 0,1 µF kondensaator (1276-1165-1-ND)
• 4 x 1206 1 kΩ takisti (RHM1.00KCJCT-ND)
• 1 x 1206 470Ω takisti (P470FCT-ND)
• 1 x 1206 sinine LED (732-4989-1-ND)

Adafruit

• 69 x WS2812B 5050 RGB LED
• 1 x 3,7 V liitium-ioon aku (5-tunnine laadimine või 12-tunnine laadimine)
• 1 x liitium-ioon akulaadija
• 1 x JST-PH aku pikenduskaabel

Amazon

• 1 x nahast kitarririhm
• 1 rull 7/32 "laia kleepuvat vaskteipi
• 1 toru Loctite Threadlocker Blue 242
• 1 pakend nahast klambrid
• 1 x Arduino UNO plaat

ebay

• 95 x krae naelu (7 mm läbimõõduga 8 mm M3 kruvidega, sellelt müüjalt)
• (valikuline) 1 x "CJMCU" ADXL345 kiirendusmõõtur (sellelt müüjalt)

Muu

• Kleepuv vinüül (minimaalne suurus 12,67 x 2 tolli)

Tööriistade loend

• Lameda peaga kruvikeeraja
• Nahast löök
• Nahaklambrite seadistamise tööriist (sisaldub osade loendis olevate nahast kinnitusklambrite komplektis)
• Käärid või jupid, millega saab lõigata õhukest nahka (või laserlõikurit)
• Peene otsaga jootekolb
• Jootma
• Arduino Uno ja ühendustraat (õhuklapi draiveriplaadi programmeerimiseks)
• Teravad pintsetid
• Kasutusnuga X-acto
• Maskeeriv lint
• Vahatatud paber
• Hambaork

1. samm: kontrolleri trükkplaadi kokkupanek

Lõin kahte tüüpi trükkplaate nüüdseks pensionile jäänud Autodeski vooluringides. Esimene on õhuklapi juhtplaat. Kõigi teiste laudade juhtimiseks vajate ühte neist. Sellel on ATtiny85 (Arduino-ühilduv) mikrokontroller, mis juhib õhuklapi LED-e ja loeb (valikuliselt) kiirendusmõõturi plaadilt liikumist.

Et kõik oleks väike, valisin selle projekti jaoks pinnapealsete osade kasutamise. Nende jootmine võib olla keeruline, nii et kui teil pole kogemusi, soovitan otsida SMT -jootmise juhendit Instructable või vaadata YouTube'ist selleteemalisi videoid.

Jootke kõigepealt tahvlile takistid (R1, R2, R3, R4, R5) ja kondensaator (C1). Orientatsioonil pole tähtsust ja see annab praktikat pinnapealsete komponentide jootmisel. R1, R2, R3 ja R4 puhul kasutage kindlasti 1 kΩ takistit. R5 jaoks kasutage 470Ω takisti. Kasutage C1 jaoks.1µF kondensaatorit.

Jootmisnõuanded

Ma ei hakka liiga üksikasjalikult selle kohta, kuidas seda teha, kuid siin on mõned näpunäited. Minu tehnika on lisada ühele padjale väike kogus jootet, eemaldada jootekolb ja lasta joodisel jahtuda. Asetage osa ettevaatlikult pintsettidega õigesse kohta, üks külg toetub äsja lisatud joodisele. Pintsettide otsaga asetage osa ülaosale väike surve ja kuumutage jootet rauaga uuesti. Komponent langeb vedelasse jootmisse. Eemaldage triikraud ja oodake paar sekundit, kuni joodis jahtub. Komponenti tuleks nüüd kindlalt õiges kohas hoida. Kui see pole nii, soojendage jootet veel kord, asetage komponent ettevaatlikult õigesse kohta ja eemaldage triikraud, et joodis saaks tahkuda. Siinkohal on komponendi teise külje jootmine suhteliselt lihtne, kuna see on juba paigas.

Järgmisena liikuge LED-i (D1) ja 8-kontaktilise ATtiny85 (U1) juurde. Mõlema jaoks on orientatsioon oluline, seega olge ettevaatlik. (Märkus: LED -i ainus eesmärk on näidata meid, et ATtiny85 programm töötab korralikult. Kui te seda indikaatorit ei soovi, võite D1 ja R5 installimise vahele jätta.) Katood (roheline pool minu kasutataval LED -il) peaks olema lähim R5. Asetage kindlasti ATTiny85 (U1) tihvt 1 toitepistiku (U2) poole. Seda tihvti tähistab tahvlil punkt.

Lõpuks jootke läbi aukude komponendid, sealhulgas kaks 2-kontaktilist JST aku pistikut ja kaks 1x5 naissoost päist kiirendusmõõturi jaoks (mis kahekordistuvad programmeerimispäistena)

Kinnitusavad

Kolme suurt, vaskkattega kinnitusava kasutatakse maa (ülemine auk), LED-seeriaandmete (keskmine auk) ja 3,7 V toite (alumine auk) ühendamiseks.

2. samm: kontrolleri trükkplaadi programmeerimine

Kasutasin Arduino UNO plaati, et toimida kontrolleri programmeerimisseadmena, järgides seda juhendit. Selles kuvatakse programmeerimiseks järgmine kaardistamine Arduino tihvtidest ATtiny tihvtideni:

• 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

Ühenduspunktid on näidatud ülaltoodud pildil. Pange tähele, et üks ühenduspunktidest on suur ümmargune kinnitusava kahe 0,100 -tollise päise komplekti vahel. Hoidsin programmeerimistraadi (Arduino tihvt 12) palja otsaga lihtsalt selle programmeerimise ajal kontakti. Tõsi küll, see on ebaefektiivne meetod, kuid see töötab.

(Kui ma selle tahvli algselt kujundasin, ei suutnud ma aru saada, kuidas see signaal 0,100 -tollistele päistele edastada, ilma et see segaks kiirendusmõõturi tahvli funktsiooni. See on WS2812B LED -ide andmesignaal. Pärast selle probleemi ümbermõtestamist Mõistsin, et selle signaali saab kiirendusmõõturi pööratud kiibi valiku tihvtiga vastava päise külge ühendada ilma probleeme tekitamata, kuna LED -andmeid ei kirjutata kunagi kiirendusmõõturi lugemisega samal ajal. Kavandasin kontrolleri teise versiooni pardal, mis parandab selle ja paar muud asja, mida soovin, et oleksin esimest korda teisiti teinud. Kavatsen postitada disaini erinevused, et neid muudatusi kohandada, kui hakkan teise versiooni koostama.)

Tahvli programmeerimisel ei tohiks aku ühendada. Tegelikult pole seda selle sammu jaoks üldse vaja.

Chokeri programmi lähtekoodi leiate siit. See kasutab Adafruit_NeoPixel raamatukogu muudetud versiooni, mis võimaldab valgusdioodide dünaamilist heleduse skaleerimist, et piirata nende üldist vooluhulka. Tegin selle muudatuse kahel põhjusel:

1. 69 WS2812B valgusdioodide täismassi korral vajab voolutugevus kuni 3 amprit. See ületab aku võimekust ja on liiga hele, et seda praktiliselt kasutada kui kantavat käekella, kui soovite, et keegi saaks teid rohkem kui sekund või kaks vaadata.
2. Tahtsin tagada, et krae töötaks ühe aku laadimisega vähemalt 12 tundi.

Pärast plaadi edukat programmeerimist peaks sinine LED vilkuma sisse ja välja.

Samm: LED -plaadid

Teine trükkplaat on LED -gaasijaoturi sektsioon.

Ma kasutasin 23 neist selle chokeri ehitamiseks. Igal neist tahvlitest on kolm WS2812B (Neopixel) LED -i.

Jällegi on need pinnale paigaldatavad osad, nii et jootmisel tuleb olla ettevaatlik. Jootke iga plaadi jaoks kõigepealt 0,1 µF kondensaator samamoodi nagu kontrolleri plaadil. Asetage kondensaator kindlasti nii, et ei see ega seda ühendav jootet ei segaks ülemise teraviku asetamist. Teisisõnu, vältige ülemist ümmargust kinnitusava nii palju kui võimalik.

Jootke kolm WS2812B LED -i, alustades kondensaatorile lähimast (üleval) ja töötades allapoole. Pärast iga LED -i jootmist testisin seda, ühendades selle toiteallikaga kontrolleriplaadiga. See osutus kasulikuks halbade jootmisühenduste ja osade leidmisel. Selleks tarnitakse maandus ülemisse kinnitusavasse (kondensaatori kaudu), andmesignaal toiteallikaga kontrollerplaadist ülemisse ülemisse kinnitusavasse ja toide (3,3 V - 5 V) alumisse auku. LEDid on programmeeritud järjestikku, alustades ülaosas asuvast. Valgusdioodide ükshaaval jootmisel on lihtne leida halbu ühendusi. Kui joote need kõik korraga ja seejärel testite tahvlit, võib mittevalguvate LED-ide põhjuse leidmine olla keeruline.

Kas see töötab? Suurepärane! Nüüd tehke seda veel 22 korda.

4. samm: naha vormimine

Selle projekti jaoks tahtsin 2 (51 mm) laia nahka. Kasutasin allikanahana odavat kitarririhma. See on töö jaoks piisavalt lai ja piisavalt pikk. Kasutage krae välisküljel naha läikivat külge. kleepuv vinüül kinnitub paremini ja näeb tõesti hea välja.

Naha kujundamiseks on vähemalt kaks valikut:

1. Tehke seda käsitsi
2. Kasutage laserlõikurit

Käsitsi:

Märkige nahk joonlaua ja pliiatsiga. See peaks olema 2 "lai. Pikkus sõltub kaela suurusest. Selle jaoks, mille ma siin ehitasin, kasutasin 15 2/3". See pikkus oli mugav kaela ümber ja piisava kattumisega, et toetada klõpsatusi. Lõika nahk tugevate kääride või tinakinnituste abil välja. Ümardage nurgad.

Mõõtke hoolikalt LED -trükkplaatide asukohti üle krae. Kui soovite sobitada valgusdioodide horisontaalse vahekauguse trükkplaatide vertikaalse vahekaugusega, vajate 0,53-tollist kaugust keskpunktist. Võite kasutada ühte LED-trükkplaate mallina, et tähistada aukude asukohti ja lõigata augud nahast perforaatoriga. Kasutage M3 naastkruvide jaoks kindlasti sobiva suurusega perforaatorit. Aukude veerge on 24. Parempoolses veerus peab olema ainult kolm auku, kuna siin läheb kontrolleri plaat. sellel on ainult kolm auku. Selle keskmise alumise augu saate vahele jätta. Kaugus krae vasakust ja paremast servast lähima aukude veeruni on 1,7 tolli

Laseri abil:

Kui teil on juurdepääs laserlõikurile, nagu Epilog, on see palju lihtsam viis. Kasutage lisatud faili choker.dxf laserlõikuri lõikamiseks.. DXF -failil on naha lõiketee ülaosas, vinüüllõiketee (kasutatakse hiljem) keskel ja illustratsioon selle kohta, kus trükkplaadid kinnitatakse allosas. Eeldades, et soovite teha ühe täpselt sama suurusega (15 2/3 tolli) kui mina, saate kontuuri ja trükkplaadi kinnitusavade lõikamiseks kasutada ülaosas asuvat naha lõiketeed. Kui vajate teistsugust krae pikkust, peate faili sobivalt muutma.

Samm: vinüüli vormimine

Vinüüli eesmärk on olla omamoodi paindlik emaplaat kõigi üksikute trükkplaatide ühendamiseks. Vinüülist tagumisele (kleepuvale) küljele on kinnitatud vaselint, mis annab voolu, maanduse ja andmete omavahelise ühendamise signaalid.

Nagu ka naha vormimisel, on vinüüli vormimiseks vähemalt kaks valikut:

1. Tehke seda käsitsi
2. Kasutage vinüüllõikurit

Käsitsi:

Vinüül on 2 tolli lai ja 12 2/3 tolli pikk. Mõõtke ja märkige see ristkülik ettevaatlikult ja lõigake kääridega välja. Ärge koorige vinüüli veel aluselt maha. Joondage üks LED -trükkplaatidest parema ja vasaku servaga ning märkige need ümardatud nurkade abil. Ümardage vinüüli neli nurka kääridega. Asetage vinüül (endiselt aluspaberi külge kinnitatud) nahale ja asetage see aukude keskele. Kinnitage teip maskeeriva lindi või mõne muu kergesti eemaldatava teibiga. pöörake nahk ümber ja märkige pliiatsiga kõik aukude kohad vinüülpaberi küljele. Eemaldage lint vinüülilt ja kasutage iga augumärgi juures olevat nahast perforaatorit, et lõigata teraviku kruvide jaoks augud.

Lõikuri abil:

Kui teil on juurdepääs vinüüllõikurile, on see palju lihtsam viis. Kasutage faili choker.dxf. Vinüüli lõikamise tee on keskmine osa. Kui olete valinud erineva arvu LED -plaate või erineva vahekauguse, peate lõiketeed vastavalt muutma.

6. samm: vasest lindi lisamine

Nagu varem öeldud, toimib vasest lint selle paindliku trükkplaadi elektriplaadi jälgedena. See annab üksikute trükkplaatide vahel toite-, maandus- ja andmesideühendussignaale.

Leidke hea tööpind ja koorige vinüül aluspaberilt ettevaatlikult maha. Kui kasutasite vinüüli lõikamiseks vinüüllõikamismasinat, kasutage mittevajaliku vinüüli aukudest hoolikalt eemaldamiseks teravaid pintsette või mõnda muud tööriista. Kui ma seda tegin, jäi enamik aukude vinüülist paberist aluspinna külge, kuid ma pidin pintsettidega eemaldama kümmekond auku.

Kleepige vinüül kleepuv pool ülespoole maalriteibiga tööpinnale. Kasutage vinüülil minimaalset maskeeriva lindi kattumist. See hõlbustab hiljem eemaldamist. Kolme auguga kolonniga külg peaks nüüd olema vasakul.

Mõõtke ja lõigake vasest lindi pikkus nii, et see läheks üle aukude ülemise rea. See on trükkplaatide elektriline maandusühendus. Kui lindil on paberist alus, eemaldage see. Asetage vaskteip kleepuv pool allapoole vinüülile nii, et lindi ülemine serv ühtiks aukude ülemise servaga. See on hea, kui augud pole täielikult kaetud, kuid proovige see võimalikult lähedale viia, ilma et aukude ülaosa oleks täielikult kaetud.

Lõigake teine sama pikk vasest lint ja kinnitage see üle alumise aukude rea, nii et lindi alumine serv oleks joondatud aukude alumise servaga. Jällegi proovige mitte auke täielikult katta. See on trükkplaatide toiteühendus.

Lõigake üks lühike vasest lint, et ühendada vasakpoolse veeru ülejäänud auk otse risti selle paremal külgneva avaga. Lint peaks olema piisavalt pikk, et katta enamasti mõlemad augud, ilma seda täielikult tegemata. Pange see oma kohale. See on andmesignaal kontrolleriplaadilt esimesele LED -plaadile.

Ülejäänud vasest lintdetailid asetatakse diagonaalselt ühest veerust ülevalt kolmandast august kuni teise auku ülaosast paremale. Need aheldavad andmeid ühelt LED-tahvlilt järgmise tahvli andmetele. Lõigake igaühe jaoks lühike tükk vasest linti, mis on piisavalt pikk, et peaaegu (kuid mitte päris) täielikult katta mõlemad augud, ja asetage see ettevaatlikult oma kohale. Korrake seda 22 korda.

Lõpetamisel peaks olema üks auk ilma vaskteibita. See on kolmas auk ülevalt paremas servas. See on tahtlik.

7. samm: vasest lindi viimistlemine

Selle osa jaoks vajate tööpinda, mis talub pisut lõikamist X-acto kasuliku noaga. Kleepige sellele pinnale vinüülist suurem osa vahatatud paberist (vaha pool ülespoole). Eemaldage vinüülilt ettevaatlikult eelmises etapis kasutatud maalriteip. Pöörake vinüül ümber ja asetage see vahatatud paberile kleepuv pool alla. Vinüülil olev liim peaks vahatatud paberile piisavalt hästi kleepuma, et see selle osa jooksul ringi ei liiguks, kuid oleks hiljem eemaldatav.

Te peaksite nägema vasest linti läbi kõigi aukude (välja arvatud üks). Alustades alumisest aukude reast, tehke kaks auku vaskide lõikamiseks igasse auku. Esimene lõikamine toimub vasakult küljelt ülalt alla. Teine on paremalt poolt ülevalt alla (vt pilte). Kindlasti lõigake vinüül -aukudesse ainult vask. Ärge lõigake vinüüli ennast. Painutage lõigatud vask kasuliku noa otsa abil üles ja keerake see üle ava ülemise serva kohal oleva vinüüli, et moodustada sakk.

Kui trükkplaadid on hiljem paika pandud, loob see sakk elektrilise kontakti trükkplaadi kinnitusava ümbritseva vasega.

Korrake seda protsessi kõigi aukudega, lõigake ja voltige skeemil näidatud suunas.

Samm: kinnitage nahk, vinüül ja kruvid

Eemaldage vinüül vahatatud paberilt ja kandke see lõigatud naha läikivale küljele. Olge aukude joondamisel ettevaatlik. Keerake 8 mm M3 haugi kruvid läbi kõik 95 auku naha tagaküljelt. Võimalik, et peate kruvide sisestamise ajal vinüüli sõrmede või mõne muu tööriistaga toetama, veendumaks, et kruvi läbib auku ja ei eralda vinüüli naha ülemisest pinnast. Peaksite nägema väikest vasest sakki iga kruvi kõrval (vinüül pool).

Samm: lisage Snaps

Neli avamisava on naha kummaski nurgas umbes 0,4 tolli kaugusel ülemisest ja külgservast. Seda tuleb võib -olla individuaalselt sobitada. Märkige kahe augu asukoht ühes otsas. Valige sobiva stantsi suurus klõpsa ja löö need kaks auku nahast augurauaga. Katke krae kattu sellisena, nagu see on kulumisel, ja kasutage auke, mille äsja augustasite, et märkida teise otsa augud. Torgake need augud välja.

Kinnitage klambrid vastavalt juhistele. Olge väga ettevaatlik, et klambrid oleksid õigete suundadega. Siin on mugav video, mis kirjeldab üldist klõpsamise seadistamise protsessi. Kui see on tehtud, võite krae selga proovida.

10. samm: trükkplaatide ühendamine

Asetage õhuklapp vinüülipool ülespoole nii, et kolmekruviline kolonn jääks paremale. Kinnitage kontrollerplaat kruvide kolme auguga kolonni külge. Paigaldage trükkplaat kruvidele nii, et komponendid oleksid ülespoole. Pingutage käsitsi kolm naelu kruvide külge. Pange üks LED -plaatidest järgmisele kruvide veerule. LED -plaadi kondensaatoriga külg peaks olema ülaosas. Lisage nendele kruvidele neli naelu ja pingutage käsitsi.

Kontrollige krae paigaldamist aku külge. Kui kõik läheb hästi, peaksite nägema, et LED -plaadil olevad LED -id süttivad ja hakkavad värve vahetama. Kui midagi ei juhtu, kontrollige ühendusi ja proovige kruvikeerajaid pingutada. Olge ettevaatlik, et te ei puudutaks naelu metalli (nagu kruvikeeraja), kuna see võib põhjustada lühise ja kahjustada akut või plaate.

(Trükkplaatide teise versiooni puhul muudan asju nii, et naastud ei oleks vooluahela osad, et vältida lühise tekkimise võimalust.)

Kokkupuude nahaga ei tee naelu ja kruvisid lühikeseks. Kui kandja on eriti niiske (ütleme näiteks tantsimisest), ei mõjuta higistamine krae funktsiooni vähe. Maksimaalselt võib see veidi vähendada aku laetust.

Siin saate panna kõik LED-plaadid oma kohale, et proovida kogu krae, või jätkata järgmise etapiga, milleks on tahvlite poolpüsiv ühendamine, lisades kruvidele Loctite'i.

Kui olete valmis lõpetama, eemaldage kõik trükkplaadid krae küljest ja eemaldage aku juhtpaneelilt. Pange Loctite'i väikesesse nõusse või pudeli korki ja hambatikk on käepärast. Lisage trükkplaadid ükshaaval tagasi, alustades kontrolleriplaadist. Asetage iga plaat kruvidele. Kastke üks kruvi korraga hambaork Loctite'i ja kandke selle plaadi iga kruvi otsas olevatele keermetele. Ärge pange liiga palju peale ja olge ettevaatlik, et loktiit ei satuks trükkplaadile ega vaskteibi kruvi alusele. Järgmisena pange ora mutter oma kohale ja pingutage käsitsi. Hoides ora ühe käega, kasutage kruvi kruvikeerajaga, et pingutada nael täielikult oma kohale.

Pärast iga plaadi täielikku ühendamist kontrollige ühendust, ühendades aku ja jälgides valgusdioode. Pingutage ja reguleerige vastavalt vajadusele, veendumaks, et ühendused on kindlad. Ühendage aku lahti. Korrake seda kõigi trükkplaatide puhul, veendudes, et need on üksteise suunas (kondensaator on ülaosas).

Kui kõik on paigas, laske krael istuda piisavalt kaua, et Loctite saaks kõvastuda (vt pakendit).

See on hea aeg veendumaks, et aku on täielikult laetud, ühendades selle akulaadijaga.

Nüüd olete valmis krae panema ja linna lööma. Kasutage JST-PH aku pikenduskaablit krae ja aku vahel, et aku saaks taskusse või mujale mujale paigutada.

Ja nüüd, viimase etapi juurde.

11. samm: toidupood

Kandke oma krae toidupoodi ostmiseks. Jah, see on kohustuslik samm. Kui sellise ehitate, ootan kommentaaridesse toidupoe fotot.