Njeri i hekurt me polifon të ulët me shirita LED të kontrolluar me WiFi: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Kjo pjesë interaktive e artit të murit është afërsisht 39 "e gjatë dhe 24" e gjerë. Kam prerë me dru drurin në Student Makerspace të Universitetit Clemson, pastaj pikturova me dorë të gjithë trekëndëshat dhe instalova dritat në pjesën e pasme të tij. Ky udhëzues do të përshkojë se si e kam bërë këtë pjesë të saktë, me shpresë se koncepti i tij do të frymëzojë dikë tjetër për të bërë pjesën e tyre unike të artit. Ai përdor një mikrokontrollues ESP8266 me drita të shiritit LED të adresueshëm WS2812B dhe drita të rregullta RGB LED.

Pjesët dhe materialet

• 1/4 "dru - 40" me 28 "(Dimensionet maksimale për prestarin tonë lazer)
• Akrilik 1/8 "i errët - TAPPlastikë (Unë përdor Lighting White, 69%)
• Paketa e baterisë - Paketa e baterisë TalentCell 12V/5V (kam përdorur pako 12V/6000mAh)
• Rrip LED RGB - 6ft ish (tela Standard 4, versioni 5050 ku drita RGB është e gjitha në një modul)
• Tranzistor TIP122 për kontrollin PWM të shumë dritave
• Rrip LED WS2812B - 2ft ish (kam përdorur versionin me 144 LED për metër)
• Mikrokontrolluesi ESP8266 NodeMCU
• Teli lidhës i bërthamës së fortë 22 matës (link1 - link2 - link3 - link4)
• Rreth rezistenca ish 300Ω
• Furçat e bojës
• Bojra - Më së shumti kam përdorur bojë Craft Premium. Detajet në hapin e pikturës

Mjetet

• Qasja në një prestar lazer (kam përdorur një në Clemson)
• Makine per ngjitjen e metalit
• Armë me zam të nxehtë (kjo është thelbësore)
• Prerës/zhveshës telash
• Adobe Illustrator
• Durimi

Hapi 1: Dizajnoni në Illustrator

Imazhi i burimit është një ilustrim nga William Teal, ju lutemi hidhini një sy portofolit të tij për vepra të tjera të mrekullueshme të tij: https://www.behance.net/tealeo93 (mendoj se është e tij - ndoqa vrimën e lepujve të GoogleImages, Pinterest, GraphicDesignJunction, Behance)

Gjeta imazhin burimor nga një kërkim në Google për "Low-Poly Iron Man" ose "Wallpaper Geometric Iron Man". Kam shkarkuar fotografinë dhe e kam hapur në Adobe Illustrator.

Tjetra, kam përdorur mjetin e stilolapsit në Illustrator për të tërhequr me dorë çdo vijë në imazh. Unë e bëra këtë në mënyrë që prerësja lazer të mund të gdhendë të gjitha linjat e brendshme si një prerje vektoriale e vendosur në fuqi të ulët në vend që të duhej të bënte raster mbi të gjithë imazhin. U deshën disa orë për të bërë (aka rreth 3 periudha klasash në shkollë)

Pasi fotografia u përshkrua plotësisht, i grupova të gjitha ato rreshta së bashku dhe më pas vizatova forma për duart, gjoksin dhe sytë. I vendosa të gjitha në një grup dhe vendosa ngjyrën e tyre të mbushjes në blu vetëm në mënyrë që t'i dalloja me lehtësi. I kopjova ato në një skedar të veçantë për prerjen akrilike.

Për pjesën akrilike doja të maksimizoja efikasitetin e pjesës sime akrilike kështu që e ngarkova në këtë faqe interneti https://svgnest.com/ dhe ngarkova një skedar me vetëm copa të prera akrilike dhe e lashë të "fole" pjesët. Kjo përdor disa përsëritje dhe algoritme të lezetshme për të përcaktuar paraqitjen më efikase të pjesëve tuaja në fletë për të minimizuar mbeturinat. Ajo nxjerr konfigurimin që është në skedarin IronManAcrylic.ai.

Hapi 2: Prerja me lazer

Para prerjes së drurit e lyeva me llak me abetare dhe më pas e lëmova lehtë për ta filluar të qetë. Unë e bëra këtë në mënyrë që bojë më vonë të dalë në mënyrë më të barabartë.

Kur kam prerë skicën gjatë gjithë rrugës përmes drurit kam përdorur 100% fuqi 6% shpejtësi (mendoj) në 60W Epilog Fusion M2 40 në Clemson Makerspace. Kjo funksionoi për pjesën më të madhe, por druri ishte shumë i deformuar në një qoshe, kështu që në fakt më duhej të rifokusoja lazerin në atë cep dhe të drejtoja përsëri atë pjesë të prerjes.

Meqenëse unë gjithashtu vizatova vija për të gjithë trekëndëshat e brendshëm, unë gjithashtu isha në gjendje të përdor një prerje vektoriale për të gdhendur shpejt të gjitha ato rreshta siç tregohet në videon e mësipërme. Kjo ishte shumë më e shpejtë sesa do të ishte për të gdhendur raster skedarin. Unë mendoj se kam përdorur 70% shpejtësi dhe 50% fuqi - do të duhet të eksperimentosh.

Akriliku 1/8 e kam prerë së pari me 100% fuqi dhe 8% shpejtësi e cila ishte pak shumë e fuqishme dhe la disa shenja djegieje në akrilikun e pambrojtur, kështu që më pas e bëra me shpejtësi 14% dhe funksionoi si një bukuri.

Hapi 3: Pikturë

Kështu që. Shumë. Pikturë. Unë do të vlerësoja se ishin rreth 20 orë pikturë.

Nëse po mendoni të bëni një projekt me aq trekëndësha sa ky, ju lutemi mos e lyeni vetë. Thjesht paguani për të nxjerrë imazhin në metal ose dru dhe më pas priteni atë, ose shtypeni në diçka tjetër dhe ngjiteni atë copë në diçka të fortë. Vetëm mos e pikturoni vetë nëse nuk e doni pikturën.

Kam përdorur shiritin e piktorëve FrogTape për të përshkruar çdo trekëndësh në copë ndërsa e pikturoja këtë. Kjo më dha rezultate shumë më të qëndrueshme sesa përpjekjet e mia të hershme për të mbushur çdo trekëndësh me dorë pa asnjë kufi kasetë.

FrogTape jep linja që janë shumë më të qarta sesa kaseta e piktorëve të bardhë ose blu. Koha dhe mendja juaj e shëndoshë ia vlen plotësisht 2 dollarë shtesë/rrotull kasetë. Nëse dëshironi që të jetë më e hollë, mund të përdorni një thikë të saktë për të prerë shtresat e sipërme të shiritit në shirita edhe më të vegjël, në mënyrë që kur të përshkruani një trekëndësh të mos mbulojë sa më shumë trekëndësha fqinjë.

Unë jam i lirë dhe nuk kam shumë përvojë me pikturën, kështu që kam përdorur shishe 2 oz bojë nga Michael's ose Hobby Lobby. Kam gjetur se linja Craft Smart Premium mbulonte mjaft mirë dhe përfundoi duke përdorur bojën CraftSmart Premium Metallic Festive Red të përzier me të bardhë ose të zi për të bërë 95% të nuancave të mia të kuqe. E verdha ishte vetëm e verdha premium Craft Smart, me pak ari të hedhur si një përpjekje për ta bërë atë pak shkëlqyese.

Nëse dini për një bojë të lirë që mbulon më mirë - ju lutem më tregoni në komente !! Shpesh më duhej të bëja dy shtresa bojë në mënyrë që asnjë nga e bardha e mëposhtme të mos shfaqej, dhe do të doja të kisha një bojë më të bukur që do ta shmangte atë.

Pasi u pikturua e gjitha (por para se të ngjitja në copa akrilike) unë përdor një llak me shkëlqim me shkëlqim të qartë për të mbrojtur bojën dhe për ta bërë atë të gjithë me shkëlqim.

Hapi 4: Copa akrilike dhe ndriçues akrilikë

Bashkimi i pjesëve akrilike ishte pak sfidë sepse tavolina/tavolina ime e punës dhe pjesa e drurit janë të dyja të shtrembëruara, kështu që nuk kishte asnjë mënyrë që të garantoja që të gjitha do të qëndronin të sheshta mjaftueshëm sa të ngurtësohej epoksi im. Si një zgjidhje, unë shtyva drurin në tryezë pranë pjesës akrilike në të cilën po ngjisja dhe fillimisht përdor zam të nxehtë për të mbajtur secilën pjesë akrilike në vend. Ngjitësi i nxehtë është i dukshëm nga ana e përparme e akrilikut, kështu që unë më pas përdor Gorilla Glue me dy pjesë epoksi të aplikuar me një kruese dhëmbësh për të mbajtur përgjithmonë pjesët akrilike në vend. U ktheva me pincë të vogla dhe nxora copat origjinale të zamit të nxehtë.

Kam bërë një modul të veçantë të dritës për secilën pjesë akrilike. Fillimisht kam prerë një copë tabelë shkumë të zezë 1/4 në një madhësi pak më të madhe se sa është e nevojshme dhe kam vizatuar një skicë të pjesës akrilike mbi të. Pastaj kam prerë dhe ngjitur shiritat LED për atë pjesë në një mënyrë që mbulonte më së shumti akrilik zonë.

Ky hap do të ishte më mirë të bëhej me një tabelë prototipi dhe disa terminale vidë, por nuk i kisha në dorë kur isha gati të filloja ta instaloja me tela. Si një rrugëdalje, unë shkurtova disa shirita femrash me kokë në 4 hyrje - Ground, 5V brenda, të dhëna brenda, të dhëna jashtë. Unë ngjita nxehtësisht shiritin e kokës femërore në tabelën e shkumës dhe fillova të bashkoj të gjitha dritat së bashku.

Lidhja në të vërtetë ishte vërtet sfiduese për shkak të asaj se sa të vogla ishin ato jastëkë lidhës. Për fat të mirë, unë kisha dy shanse për të gjithë fuqinë dhe bllokimet e tokëzimit, sepse secilës rrip mund t'i jepet energji në të dyja anët. I shtrova shiritat në mënyrë që tela e të dhënave të rrjedhë në një model gjarpri. Unë përdor një hekur bashkues me temperaturë të rregullueshme dhe kam gjetur se më pëlqen që temperatura të jetë në skajin e sipërm të gamës me ngjyrë të gjelbër - me siguri më pëlqen të nxehtë sepse hekuri i saldimit që kam përdorur për vite ishte i lirë dhe nuk kishte kontrolle të temperaturës dhe vrapoi nxehtë.

Pasi gjithçka ishte ngjitur, unë përdor një thikë të saktë (me një teh të freskët) për të prerë shiritat e pllakës së shkumës për të mbyllur dritat dhe për të zvogëluar rrjedhjen e gjakut. Kam përdorur të bardhë në vend të së zezës sepse kisha shirita më të gjatë dhe në fakt ishte një gjë e mirë sepse më lejoi të shikoja me lehtësi nga ana e pasme nëse ai pjesë e shiritave LED ishte ndezur gjatë hapit të testimit të instalimit të gjithçkaje.

Hapi 5: Pjesa tjetër e pajisjeve elektronike

Unë gjithmonë përpiqem të lidh projektet e mia duke futur së pari hyrjet e energjisë, pastaj kontrolluesin, pastaj elementët e tjerë të bordit dhe pajisjet periferike. Unë e ngjita paketën e baterisë në vend dhe më pas shpartallova kabllon e ndarë të folesë DC në mënyrë që hyrja e karikimit të ishte lehtësisht e arritshme nga një skaj i projektit për karikim të lehtë. Paketa e baterisë erdhi me kabllon e ndarë dhe udhëzimet thanë se ishte mirë të ngarkoni baterinë ndërsa është në përdorim.

Unë kanibalizova një kabllo të lirë mikro-usb dhe zëvendësova fundin e mikro USB me një prizë fuçi DC kështu që unë thjesht mund të përdor hyrjen 5V. Vendosa 5V në një binarë të tensionit të pjatës dhe në kunjin ESP8266 Vin, pastaj vendoseni në shinën tokësore dhe një kunj tokëzimi të ESP8266 (të gjitha bazat duhet të lidhen së bashku brenda në kontrollues, kështu që nuk ka rëndësi se cila)

Shiritat standarde RGB LED kontrollohen nga një sinjal PWM nga kontrolluesi. Sidoqoftë, mikrokontrolluesit mund të furnizojnë vetëm 20mA-50mA rrymë për pin në varësi të kontrolluesit. Çdo LED në shirit kërkon rreth asaj fuqie, kështu që ne duhet të përdorim një lloj tranzistori për të kontrolluar shiritat. Disa vende që u shfaqën në kërkimet në Google sugjeruan transistorin TIP122 i cili mund të kalojë 5 amps ose 40W fuqi - më shumë se mjaftueshëm për aplikacionin tonë. Ato nuk janë vërtet të dizajnuara për t'u futur në një pjatë, por nëse e ktheni secilën tel anash 90 ° atëherë do të përshtatet në vrimat e bukës. Fillimisht kam planifikuar të vidhos një ngrohës të vogël për secilin, por pas disa testeve konstatova se ato nuk nxehen aq sa të jetë e nevojshme. Kam lidhur çdo hyrje të tranzistorit në një kunj në ESP8266 të caktuar për daljen PWM

Shiritat LED RGB që më kishte ndodhur të kishin veshjen e gomës "rezistente ndaj ujit", dhe si rezultat nuk do të mbeteshin të ngjitur në dru aq sa do të doja. Si një zgjidhje, unë preva copa të vogla të pllakës së shkumës dhe e ngjita copën e shkumës në dru dhe pastaj ngjita shiritin LED me ato.

Hapi 6: Vështrim i përgjithshëm i programimit

Ky projekt përdor biblioteka të ndryshme në mënyrë që të mund të kontrollohet nga një aplikacion telefoni i quajtur Blynk, i ndezur/fikur nga një Amazon Echo dhe kodi mund të përditësohet përmes wifi. Disa nga bibliotekat e përdorura janë më poshtë

Blynk -

Blynk është një shërbim që lejon kontroll të thjeshtë midis një mikrokontrolluesi ESP8266 dhe një aplikacioni të personalizueshëm të telefonit. Aplikacioni i telefonit ju lejon të krijoni një aplikacion me butona, rrëshqitës, zgjedhës të ngjyrave RGB dhe shumë më tepër. Çdo "widget" ndryshon një vlerë që mund të tërhiqet nga aplikacioni Blynk sa herë që drejtoni një funksion të caktuar.

Përditësimi OTA (mbi ajrin)- biblioteka e paracaktuar e përfshirë me ESP8266

Alexa Wemo Emulator-https://github.com/witnessmenow/esp8266-alexa-wemo…

Mashtron Amazon Echo duke menduar se projekti juaj është një ndërprerës i dritës Wemo. Kodi ju lejon të përcaktoni një funksion për t'u ekzekutuar kur Alexa dërgon sinjalin "ndez" dhe një funksion të veçantë për sinjalin e fikjes. Ju mund të imitoni pajisje të shumta (deri në 10) me një kontrollues të vetëm i cili lejon edhe më shumë fleksibilitet. Kodi im është vendosur në mënyrë që Echo të gjejë dy pajisje të quajtura "Iron Man" dhe "Night Light". Ata janë edhe ky projekt edhe ky kontrollues, por nëse ndez "Night Light" do të funksionojë me drita të bardha të zbehta, ku kur ndizet "Iron Man" vendos shiritat e jashtëm LED në të kuq dhe pjesët akrilike në të bardhë Me

Redaktimi Arduino në Visual Studio duke përdorur vMicro

Unë kam qenë duke përdorur Visual Studio në punë për disa muaj tani dhe i dua të gjitha mjetet e plotësimit automatik që ka ndërtuar, kështu që pas disa kërkimeve zbulova se në të vërtetë mund të përdor Visual Studio në vend të IDE -së normale Arduino. Një licencë e vetme kompjuterike vMicro kushton 15 dollarë për studentët, e cila sipas mendimit tim ia vlen plotësisht nëse do të shpenzoni më shumë se disa orë duke programuar kodin Arduino.

FastLED vs Neopixel

Unë përdor FastLED në projektet e mia thjesht sepse gjeta më shumë funksione në internet të bëra tashmë për të, dhe në këtë pikë kam bërë shumë projekte duke e përdorur atë kështu që kam shumë kode për t'u ripërdorur. Unë jam i sigurt se biblioteka Neopixel do të funksiononte po aq mirë nëse do të punonit në të sa duhet. Unë jam duke planifikuar të vendos të gjitha funksionet e mia të personalizuara në GitHub për përdorim nga njerëzit e tjerë, thjesht nuk e kam mësuar akoma.

Hapi 7: Këshilla për programimin

Struktura e Përgjithshme

Unë jam një inxhinier kontrolli në punën time dhe ne shpesh përdorim një stil programimi të quajtur programim PLC. Ky lloj është i ngjashëm me Arduino në atë që ka një lak që funksionon vazhdimisht çdo disa milisekonda dhe merret me hyrje/dalje, duke kërcyer midis "gjendjeve" të ndryshme në kod. Për shembull, kodi mund të godasë një hap që ka të bëjë me një transportues ku nëse ka një tabaka në transportues do të vazhdojë në gjendjen 45, por nëse nuk ka një tabaka do të vazhdojë në gjendjen 100. Ky stil programimi frymëzoi kodin tim, megjithëse Kam bërë disa ndryshime në mënyrë që të lexoj një varg në vend të një numri shtetëror.

Unë përdor një ndryshore globale (commandString) për të mbajtur gjurmën se në cilën gjendje të dritës është projekti. Përveç kësaj, unë përdor një boolean të quajtur "animate" gjithashtu për të përcaktuar nëse do të dalë nga një funksion apo jo. Pra, kur shtypni butonin "Modaliteti klasik" në Blynk, kodi im do të vendosë animate në false (në mënyrë që të dalë jashtë funksionit aktual) dhe të vendosni komandënString në "RunClassic". Çdo funksion kontrollon vazhdimisht për të dhëna nga Blynk, Alexa dhe OTAUpdate duke ekzekutuar një funksion "CheckInput".

Variablat Globale

Unë përdor variabla globale për të mbajtur nën kontroll disa cilësime në projektin tim. Këto ndryshore janë të inicializuara para kodit tim të konfigurimit, gjë që i bën ato të arritshme për çdo funksion në kodin tim.

• shkëlqim global (0-255)
• globalSpeed - shpejtësia e animacionit të çdo funksioni të animuar. Ky projekt ka vetëm ylberë që veniten
• globalDelayTime - FastLED ka nevojë për rreth 30 mikrosekonda për të shkruar informacion në secilën LED, kështu që e vendosa këtë ndryshore në NUM_LEDS * 30 /1000 + 1; pastaj shtoni vonesën (globalDelayTime) pasi shumicën e rasteve bëj FastLED.show () në mënyrë që komanda të mos ndërpritet.
• _r, _g, _b - vlerat globale të RGB. Në këtë mënyrë butona të ndryshëm të skemës së ngjyrave thjesht mund të ndryshojnë vlerat globale të r/g/b dhe të gjithë të thërrasin të njëjtin funksion në fund

Emërtimi i kontrolluesit të përditësimit Arduino OTA

M’u desh një kërkim i bezdisshëm derisa kuptova se si ta emëroja kontrolluesin duke përdorur funksionin e përditësimit të ajrit. Fjalë për fjalë vetëm përfshini këtë linjë në pjesën e konfigurimit të kodit tuaj para "ArduinoOTA.onStart (" -

ArduinoOTA.setHostname ("IronMan");

vMicro me këshilla për Visual Studio

Ndonjëherë studio vizuale do të zbulojë disa probleme me skedarë të thellë si skedarët standardë C ++ dhe do të hedhë disa gabime. Provoni të aktivizoni/çaktivizoni llojet e ndryshme të mesazheve të gabimit derisa të keni vetëm gabime me projektin tuaj të hapur dhe jo ndonjë skedar mbështetës. Ju gjithashtu mund të hapni kodin në Arduino IDE dhe të shihni nëse do të përpilohet atje ose nëse do të japë një kod gabimi më të dobishëm.

FastLED

Më dërgoni mesazh nëse kjo Instructable ka qenë për më shumë se disa javë dhe unë ende nuk kam kuptuar se si t'i vendos funksionet e mia të personalizuara në GitHub.

FastLED është e shënuar si e pajtueshme me ESP8266, por përkufizimet e pin nuk mund të jenë të sakta. Në dokumentacionin për FastLED thotë se mund të provoni të përfshini një nga rreshtat e mëposhtëm para #përfshirjes

• //#përcakto FASTLED_ESP8266_RAW_PIN_ORDER
• //#përcakto FASTLED_ESP8266_NODEMCU_PIN_ORDER
• //#përcakto FASTLED_ESP8266_D1_PIN_ORDER

Sidoqoftë, i provova të treja dhe kurrë nuk më përputheshin të gjitha kunjat. Aktualisht unë jam duke përdorur rreshtin e fundit dhe sapo pranova që kur i them FastLED të përdorë pin D2 në të vërtetë përdor pin D4 në kontrolluesin tim.

Edhe pse dritat e mia janë thjesht goditja e lirë kineze e Neopixels, unë prapë i them FastLED që t'i trajtojë ato si Neopixels në konfigurim

• FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS);
• FastLED.setCorrect (TypicalLEDStrip);
• //FastLED.setMaxPowerInVoltsAndMilliamps(5, maxMilliamps); // E dobishme për projektet e mundësuar nga bateria
• FastLED.setBrightness (globalBright);

Hapi 8: Produkti Përfundimtar

Ta-da!

Ndjehuni të lirë të komentoni ose të më dërgoni me email pyetje - i dua këto gjëra dhe do të doja të ndihmoja njerëzit e tjerë të bëjnë projekte interesante. Shikoni faqen time në internet për disa projekte të tjera që kam bërë dhe disa nga fotografitë e mia: www.jacobathompson.com