Neopixel LED Heart: 9 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Los Neopixels son luces LED que cambian de color, direccionables individualmente (programables). Están disponibles en varias formas en Adafruit.com, pero me gusta especialmente el estilo LED tradicional de 8 mm "a través del agujero". Son brillantes y hermosos, y puede hacer sus propios diseños personalizados como se ilustra en el ejemplo de forma de corazón que se proporciona aquí. El software Arduino se utiliza normalmente para controlar los LED.

Vea mi video de YouTube del Neopixel LED Heart en acción de espectáculo de luces. Otra forma divertida de ver el Corazón es apuntarlo a una ventana, como una puerta corrediza de vidrio, para ver un reflejo de la imagen de un corazón doble (como se muestra).

Paso 1: Suministros principales

1. LED Neopixel de Adafruit de 8 mm (se necesitan 26)

2. Tapete de corte adhesivo Cricut StandardGrip de 12x12 pulgadas (Walmart)

3. Chip lógico Sparkfun LilyTiny ATTINY85 (y suministros de programación)

4. Cable USB para alimentación (Walmart)

5. Recipiente de plástico pequeño Gessner para Base (Walmart)

6. Tablero Proto Redondo Radio Shack (u otro tablero prototipo pequeño)

7. Cinta de montaje con pegamento Gorilla Cuadrados transparentes

8. Resistencia de 480 ohmios

+ Dremel y brocas y brocas

+ Suministros de soldadura

+ Conceptos básicos de programación Arduino

+ Biblioteca Adafruit Neopixel (por ejemplo, STRANDTEST)

Nota: Para aquellos sin experiencia en programación Arduino, el chip lógico LilyTiny podría, en teoría, suministrarse ya programado para el Heart, si es necesario. Simplemente uso la aplicación STRANDTEST estándar de Adafruit con algunos ajustes.

(Las fotos de Neopixel LED arriba copiadas de Adafruit.com)

Paso 2: Diseño de la placa de circuito del corazón

En primer lugar, eche un vistazo a la primera imagen del montaje final. Lo más importante es que tenga en cuenta que hay una pestaña de aproximadamente 1/2 pulgada de ancho en la parte inferior del corazón, que se inserta en la base.

Usé MicroSoft PowerPoint para desarrollar una plantilla de corazón imprimible (arriba). También se proporciona una versión de guía de corte. Comencé con un diseño de corazón festoneado de 26 lóbulos que encontré en línea y modifiqué ligeramente la forma para una mejor apariencia con LED de 8 mm. Tenga en cuenta que cada LED redondo tiene cuatro orificios más pequeños que se perforarán más adelante.

Luego, el diagrama del corazón se imprime en papel fotográfico que se coloca a continuación en el tablero adhesivo Cricut como se muestra. Con unas tijeras, se corta con cuidado la forma del corazón. Se usó un cuchillo Xacto para comenzar en el agujero en el medio del corazón, hasta que se pudieron usar las tijeras.

En la parte posterior de la placa Cricut, coloco una capa de cinta adhesiva azul para ayudar a evitar que se derrita el tapete de plástico durante los pasos posteriores de soldadura. El resultado es un sándwich de corazón hecho de tapete Cricut intercalado entre papel fotográfico y cinta adhesiva azul.

Con una Dremel con una broca muy delgada de 1/32 de pulgada, se perforan cuatro orificios diminutos para que cada LED se inserte en el corazón.

Paso 3: Inserte los LED y suelde

Se muestra un diagrama de cableado. Los LED se insertan en los orificios perforados en serie, con el cable de salida de datos de cada LED doblado hacia el pin de entrada de datos del siguiente, el pin de entrada de datos se dobla hacia atrás para tocar el pin de salida de datos del LED piror. El cable negativo largo de cada LED se dobla hacia la derecha para unirse al riel de alimentación negativo (que se insertará más adelante), mientras que los cables del LED positivo están todos doblados hacia la izquierda para tocar el riel positivo.

Normalmente hago una prueba previa de cada LED con una batería de botón. Se iluminan en azul claro si se alimentan como un simple "lanzador".

Después de insertar los 26 LED, verifique su trabajo. El lado plano de todos los LED debe apuntar en la misma dirección (excepto que las esquinas pueden ser un poco complicadas). Cada LED debe tener un segundo cable pos a la izquierda, un tercer cable negativo a la derecha. Verifique para asegurarse de tener un espacio adecuado de todo el cableado (sin cortocircuitos).

El siguiente paso es soldar todas las conexiones. Usé alambre de cobre de calibre 24 para formar los rieles de energía Negativo y Positivo para conectar cada LED. En la base del corazón para la lengüeta de inserción, para la rigidez estructural, sueldo dos pines del cabezal, uno para cada riel positivo y negativo. Como se muestra, los dos pines del cabezal están separados por 4 orificios de la placa proto (0,4 pulgadas como se muestra).

Paso 4: Prueba del funcionamiento del corazón con un Arduino

Normalmente, mi primer paso después del cableado es probar el funcionamiento del ensamblaje con un Arduino normal. Como puede ver, el Corazón, tal como se diseñó, ahora se colocará en posición vertical en una pequeña tabla de pan. Normalmente siempre estoy ajustando la aplicación STRANDTEST, por lo que esto presenta una oportunidad para probar el trabajo de soldadura, así como el nuevo programa de color propuesto. Las placas LilyTiny son un poco difíciles de reprogramar, por lo que ayuda a probar todo en la configuración estándar de Arduino antes de cargar el software en la placa LilyTiny.

Paso 5: preparación de la base

En el proyecto final, el ensamblaje del corazón se mantendrá en posición vertical usando el recipiente de plástico de Walmart como base.

Con una Dremel, primero taladre un orificio de 1/8 de pulgada en el centro del recipiente de plástico. Luego cambie a una broca de corte de 1/8 de pulgada para preparar la ranura. Además, se necesita un orificio de 1/8 de pulgada (ligeramente ensanchado) en el costado del recipiente para pasar a través del cable de alimentación USB.

A continuación, pruebe a colocar el conjunto Heart en la placa proto redonda Radio Shack (o sustituya la placa proto).

A continuación, coloque las almohadillas adhesivas Gorilla (cortadas a medida con tijeras) en los lados exteriores de la placa proto e inserte con cuidado la placa proto debajo de la ranura del recipiente de plástico, con los orificios de la placa proto alineados con la ranura del recipiente de manera que el corazón pueda ser insertado desde arriba. Las almohadillas adhesivas sujetan la placa proto firmemente al recipiente. El lado de cobre del tablero proto debe estar hacia abajo como se muestra (hacia el extremo abierto del cuenco).

Inserte el corazón desde arriba en la base. Las tres derivaciones del corazón (Pos, Data, Neg) deben ser visibles desde la parte inferior asomando a través de los orificios del protoboard. Verifique la nivelación de la forma y luego suelde los tres cables en su lugar. Esto bloqueará el corazón en la posición final.

Paso 6: cableado final

Se muestra el diagrama de cableado de alimentación.

Se compró un cable USB simple en Walmart y se cortó con cortadores de alambre para obtener los cables rojo (pos) y negro (neg). Estos están soldados a los terminales LilyTiny pos y neg. También soldados a los terminales LilyTiny están los cables rojo (pos) y negro (neg) que se conectan y están soldados a los cables del corazón (que se pegan a través de la placa proto).

La entrada de datos (amarilla) del puerto de datos n. ° 2 del LilyTiny es una resistencia de 480 ohmios que se conecta y está soldada al cable de entrada de datos al corazón.

LilyTiny ha sido preprogramada para el espectáculo de luces Heart. Tenga en cuenta que LilyTiny está cableado de manera que sea accesible y pueda reprogramarse in situ, en caso de que se desee una corrección de software o una mejora del espectáculo de luces. Mi convención personal es programar la posición de salida n. ° 2 de LilyTiny para la señal de entrada de datos a los Neopixels.

LilyTiny es mi placa de CPU de elección para proyectos de pequeño tamaño, pero son posibles muchas otras placas de control de CPU como Adafruit Gemma y varias placas mini-Arduino disponibles en el mercado. Simplemente comencé hace varios años con la placa LilyTiny y esa es mi opción actual. LilyTiny es básicamente un chip ATTINY-85 en una pequeña placa proto.

Por supuesto, puede usar baterías alternativamente para obtener energía. Normalmente uso las baterías LiPo de Adafruit.com. En ese caso, suelo utilizar un interruptor de ENCENDIDO / APAGADO en la parte superior de la base. Para un interruptor, generalmente uso el interruptor deslizante LilyPad de SparkFun.com.

(Foto de LilyTiny tomada de SparkFun.com)

Paso 7: Toques finales

La parte trasera de la placa de circuito está cubierta con cinta de espuma de doble cara y recortada con tijeras y cuchillo Xacto en forma de corazón. Normalmente, esto puede ser lo suficientemente bueno para algunas formas, pero para el corazón coloqué un poco de papel fotográfico rosa en el exterior para ayudar con la apariencia (dado que es difícil hacer un buen trabajo con la cinta de espuma en una forma tan curva).

Paso 8: Toma de fotografías de la operación

Los LED de Neopixel son increíblemente coloridos y brillantes. Como algunos de ustedes saben, el desafío con estos LED es capturar a través de fotografías la gran belleza que sus ojos realmente ven. He hecho todo lo posible por este Instructable.

Tenga en cuenta que la cámara ve cosas que sus ojos no ven y viceversa. En el video de YouTube, puede ver algunas oscilaciones / parpadeos aparentes que su ojo realmente no ve. Además, la acción de parada de la velocidad de obturación rápida durante la secuencia de Theatre Chase captura el encendido y apagado de los LED individuales, mientras que sus ojos solo ven puntos en movimiento. Algunos de los colores son ligeramente diferentes con la cámara, lo que parece amarillo brillante para los ojos es un poco amarillo verdoso en el video.

Como se mencionó anteriormente, también descubrimos la belleza de los reflejos dobles de las ventanas, si el Corazón apunta, por ejemplo, a una puerta corrediza de vidrio.

Paso 9: Proyecto Enseñanzas del corazón

Durante varios años he estado pensando en cómo hacer mejor una forma de corazón a partir de círculos. Si conoce mis Instructables, eso generalmente significa que me pregunto cuántas latas de pastel necesito comprar para hacer una buena exhibición. Parece que la respuesta proviene de la comunidad de costura de que un corazón festoneado básico tiene 26 lóbulos (círculos).

Pero este proyecto tiene un potencial mucho mayor que solo Corazones, porque son posibles muchas más formas. Cuando la forma es un número, lo llamo una "vela de cumpleaños electrónica", que se implementará por completo en un Instructable futuro. Nuestra familia ya le ha dado un buen uso a la edad de 7 años para este propósito. Basta decir que el proyecto general requiere esencialmente un sistema de fuentes basado en círculos construido alrededor de círculos LED de 8 mm. Se acerca un cumpleaños de 10 años, lo que forzará la pregunta de cómo manejar mejor los números dobles.

Aparte de las formas, este Instructable presenta un método para colocar LED de 8 mm en una tira personalizada con cinta adhesiva de doble cara en la parte posterior. La tira de LED resultante se podría unir a una pared, o decir el interior de un marco para un proyecto de espejo infinito, que es mi próxima aplicación planificada. Esta técnica posiblemente podría ayudar a expandir el uso de LED Neopixel pasantes, que actualmente son algo incómodos de usar porque el espaciado estrecho de los cuatro pines no siempre encaja bien en las placas de prueba y proto de paso estándar de 0.1 pulgadas.

Siento que el proyecto también resalta la belleza de estos LED Neoplixel de 8 mm, que espero que sigan disponibles en el mercado.

Si es nuevo en la programación de Arduino, la simplicidad del chip lógico LilyTiny en el diagrama de cableado de alimentación del corazón muestra quizás más claramente la idea básica de cómo utilizar el "entorno de desarrollo" de Arduino. Los chips lógicos LilTiny y LilyTwinkle de SparkFun.com en realidad vienen preprogramados, por lo que si desea utilizar la lógica precargada, no se requiere programación. En este proyecto, necesitaba borrar el software precargado y agregar mi propio software. Por supuesto, no se necesita demasiada experiencia en codificación, porque generalmente está utilizando una aplicación que otra persona ya desarrolló para usted. Una vez que tenga la idea, no es demasiado difícil pasar al siguiente paso.