Abrigo de muchos colores: 3 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Este es un proyecto que construí para "sorprender" a la gente en la boda de mi hija.

Yo lo llamo el "Abrigo de muchos colores". Usando componentes simples y un boceto básico de Arduino, puede programar el abrigo para casi cualquier cosa que se le ocurra. Me decidí por una simple "matriz de puntos" de 7 filas por 9 de LED, que son 63 LED. Las otras partes son un Arduino (un UNO funciona bien), un regulador básico de 5V, cable de silicona, un interruptor básico y una batería de litio 2S. Usé una batería HobbyKing Nanotech 0.95 2S que tiene conector de alimentación JST, sin embargo, se puede usar cualquier batería que entregue 5V o más. La batería HK de mi abrigo funciona durante aproximadamente 1,5 horas utilizando la rutina básica que se muestra en el video. Lo más difícil de conseguir es el abrigo. Probé las OP-Shops pero fracasé y al final compré un chaleco en la tienda "Hippy" local (¡en realidad se llama así!).

Imagínese aparecer en el partido de su equipo con esto.

Aquí está la lista de materiales

• ¡Un Arduino! Usé un UNO pero lo reemplazaré con un Nano en un futuro cercano.
• LED W2812B. Usé la parte 1194862 de Banggood.com: hay 100 píxeles en una matriz de separación
• Un regulador básico de 5V. Pieza de Banggood # 951165. Cuestan alrededor de $ 1,50 cada uno.
• Un interruptor básico
• Alambre de silicona: utilicé 26G para casi todo. Necesitará al menos 4 m de cada color para conectar 63 LED
• Una batería o paquete de baterías adecuado.
• Una pequeña caja de plástico
• Pegamento "Agujas líquidas"
• Hilo y agujas para asegurar
• ¡Una prenda, usé chaleco, para iluminar!

Elegí usar WS2812 "Neopixels". Estos se pueden comprar desde $ 12 por 100. Casi la parte más difícil de este proyecto es el cableado de los LED. Los LED se conectan en serie. Tienen un pad "DI" que es "Data In" y un pad "DO" que es "Data Out". El primer LED de la cadena tiene su pad DI conectado al pin Arduino seleccionado. Usé D4 pero no hay una necesidad específica de usar eso. Utilice cualquier Pin digital. El sistema tampoco se limita a una cadena de LED. Puede, si quiere ser realmente creativo, manejar varias cadenas. La única limitación es su fuente de alimentación.

Paso 1: diseñar y construir

Ahora debe decidir cómo distribuir sus LED antes de soldar. Yo, como se mencionó, creé una matriz de 9x7, pero es posible que solo desee filas de LED en sus brazos, frente, piernas, lo que sea. ¡Enloquecer!

El único problema que deberá considerar es la fuente de alimentación. La batería de litio A 2S sugerida activará cientos de LED, pero deberá considerar el consumo de corriente de cada LED y la corriente total admitida por el regulador seleccionado.

Cada LED dibujará ~ 50ma (miliamperios) con brillo total. Por lo tanto, obtiene alrededor de 20 por amperio de consumo. El regulador sugerido funcionará alrededor de 2 amperios como está, 3 con un disipador de calor, por lo que puede ejecutar 40 LED durante todo el día. Tenga en cuenta que si los enciende y apaga, obtiene un poco más de libertad con esto. Mi abrigo maneja 63 LEDS sin disipar el calor y funciona bien. También puede alimentar los LED "desde ambos extremos" si es necesario utilizando 2 reguladores o simplemente utilizar reguladores "gruntier".

Cada LED tiene 6 pads de soldadura, el DI / DO así como "5V + IN", "Gnd IN", "5V + OUT" "GND OUT". ¡Prepárate para una feria mas de soldadura! Recomiendo encarecidamente utilizar alambre de "silicona". Es mucho más flexible que el cable con aislamiento de PVC y como este proyecto implicó mucha soldadura, la facilidad con la que se pela la silicona y funciona es mejor. Usé cable rojo para + 5V, azul para la línea de señal y negro para tierra (GND) pero puedes usar cualquier color. Puede seleccionar colores para disfrazar el cableado. No me molesté porque los LED son tan brillantes que tienden a oscurecer el cableado.

Una vez que decida el diseño, es hora de comenzar a soldar. Hice una plantilla súper simple para ayudar a usar un recorte de madera. Decidí que cada LED estaría a 55 mm de su socio, así que marqué 2 líneas en un bloque pequeño y luego perforé dos orificios para que los LED se asentaran durante la soldadura. Las líneas utilizadas para cortar los cables a medida.

Prepárese con suficiente cable, una plantilla, soldadura de calidad y herramientas. Se requiere un juego fino de cortadores laterales y una herramienta de pelado.

Comience midiendo los cables en la plantilla y comience a cortar lo suficiente para hacer aproximadamente 10 LED (10 piezas de cada cable de color). Con su herramienta de pelado, retire unos 3 mm de cada extremo. A continuación, debe "estañar" cada extremo de cada cable. Es tedioso pero necesario. Una vez que entras en un ritmo, se vuelve más rápido.

Luego, debe comenzar a soldar los LED. Coloco el LED en la depresión de la plantilla y luego "estaño" las 6 almohadillas. Luego sueldo 3 cables en el lado "exterior" (DO) del LED. Parecen ser clientes bastante duros, así que soldadlos. Luego completo los 10 (más o menos) LED y ahora tiene 10 LED con 3 cables.

El siguiente paso es conectarlos en cadena. Suelde las 3 colas de los cables "Out" a las 3 almohadillas "In" del siguiente LED. Continúe hasta que tenga 10 LED soldados en cadena. Descubrí que conectar más de 10 durante la construcción inicial dificultaba el manejo. Construya otra cadena hasta que tenga suficiente para completar sus requisitos.

Una vez que haya construido todas sus cadenas, es hora de conectarlas y probarlas. Haga esto ANTES de colocar los LED en la prenda elegida.

Paso 2: Arduino y cableado de alimentación

Adjunto algunas imágenes que muestran el cableado y el diseño general de la electrónica. Tanto el pin de salida de 5V de Arduino como la entrada de 5V de la cadena de LED están conectados están conectados desde la salida del regulador de potencia. El GND (tierra) de la batería está conectado a la "Entrada GND" en el regulador. El LED y Arduino GND están conectados juntos en el conector OUT GND del regulador. La otra conexión es de la cadena de LED "DI" (entrada de datos) conexión al pin D4 en el Arduino. Este proyecto está diseñado para conectarse "permanentemente", así que doy la vuelta al Arduino y sueldo los cables directamente a los pines. Si va a usar un Nano, tienen orificios para pines (si no suelda en los encabezados) que simplifican el cableado.

Una de las cosas más importantes que debe recordar es que el consumo de corriente combinado de los LED, a plena potencia, excederá las capacidades de suministro de energía del Arduino y posiblemente las capacidades de suministro de energía de 5V del USB. Entonces, la regla es, siempre tenga la batería conectada y encendida para que el Arduino no esté estresado.

En este punto, encienda la batería y conecte el Arduino a su computadora a través del cable USB. Encienda el Arduino y cargue el boceto adjunto "CheckLEDs.ino"

El boceto utiliza la biblioteca "FastLED" para controlar los LED. Una vez conectados, el primer LED de la cadena asume la dirección "0" y desde allí 1, 2, 3 etc. hasta el número máximo de LED. El boceto provisto muestra algunas letras básicas que usé en la boda de mi hija. Te dejo para que decodifiques lo que se dice.

En este punto, una vez que cargue el boceto, configure la constante "MAX_LEDS" en la parte superior del boceto al número de LED en la cadena de prueba, compile y descargue al Arduino. Los LED deberían comenzar a parpadear desde el primero hasta el último. Si los LED se detienen en un LED específico, desconecte el Arduino del USB y apague la batería. Revisa tu soldadura y asegúrate de tener los LED conectados correctamente entre el último que parpadeó y el que no. Vuelva a soldar, vuelva a conectar y vuelva a probar. Una vez que se ejecute su cadena de prueba básica, conecte la siguiente cadena pequeña a la primera cadena, restablezca el parámetro MAX_LEDs al nuevo recuento de LED, cargue y siga probando. Una vez que tenga todos los LED conectados y probados, estará listo para colocar los LED en la prenda y terminar el cableado final.

Paso 3: Montaje final y programación

En este punto, apreciará el uso del cable de silicona. Extiende tu (s) tira (s) de LED en la prenda. Piense en dónde colocará la batería, Arduino, regulador e interruptor. En mi abrigo, estaban en un bolsillo delantero izquierdo para facilitar el acceso. Coloqué mis LED en una cuadrícula donde el primer LED (cero) estaba en la parte inferior izquierda del abrigo. Luego, los LED se movieron hacia arriba en la capa para 9 LED como una columna, giraron 180 grados hacia abajo para 9 LED como la siguiente columna. Pasé a la siguiente columna y continué hasta que tuve 7 columnas en 9 filas. El diseño significa que los LED están numerados del 0 al 8 de abajo hacia arriba en la primera columna con la siguiente columna del 9 al 17 hacia abajo y así sucesivamente.

Para colocar los LED, inicialmente utilicé un producto "Liquid Needles", que es un pegamento que parece funcionar eficazmente, sin embargo, como no quería esperar entre cada secado de LED, opté por coser los LED también. Solo necesita un lazo de algodón cosido a través de los cables cerca del LED. En su mayor parte, un solo juego de puntadas, como bucles, funciona por LED. Es posible que, dependiendo de su diseño, use algunos bucles para sujetar los cables, especialmente entre las "columnas".

No cosa / pegue el primer LED hasta que lo haya conectado al Arduino / Power. Perfore la tela y pasé los 3 cables a través del agujero hasta el bolsillo. Cosí los "cables de alimentación" en el interior del abrigo. Perforar el bolsillo me permitió llevar el cableado adentro y completar el trabajo. Aislé el regulador con una cinta simple y luego lo puse todo en una pequeña caja de plástico para contener los componentes de energía. Puede hacer su propio recipiente, solo asegúrese de que nada pueda fallar.

Programación

Usando el archivo ino adjunto como plantilla, ahora puede comenzar a programar el Arduino para su patrón elegido. Creé una hoja de cálculo muy básica (adjunta) con el diseño de los LED. Hace que sea mucho más fácil "dibujar" cualquier patrón que desee pintar. Una vez que tenga los números requeridos, agregarlos a una matriz es simple. Utilice las matrices de muestra en el INO adjunto para crear las suyas propias.

La biblioteca FASTLed https://fastled.io contiene ejemplos que puede agregar a su boceto. La sección "cylon" en el boceto de ejemplo se copia directamente de los ejemplos.

Pruebe su creatividad: ¿qué tal si agrega otro interruptor y cambia el orden? ¿Un pulsador recorre varios ciclos?

Por cierto, el abrigo los cautivó absolutamente en la boda.