Iron Man s niskim polipropilenom i LED trakama s Wifi-kontrolom: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Ovo interaktivno zidno umjetničko djelo približno je 39 "visoko i 24" široko. Laserski sam rezao drvo u Studentskom prostoru za izradu sveučilišta Clemson, zatim sam ručno oslikao sve trokute i postavio svjetla na njegovu stražnju stranu. Ova instrukcija će proći kroz način na koji sam napravio upravo ovo djelo, nadamo se da će njegov koncept inspirirati nekoga drugog da napravi svoje jedinstveno umjetničko djelo. Koristi mikrokontroler ESP8266 s adresabilnim LED svjetlima sa trakom WS2812B i običnim svjetlima sa LED trakama RGB.

Dijelovi i materijali

• 1/4 "drvo - 40" sa 28 "(Maksimalne dimenzije za naš laserski rezač)
• 1/8 "neprozirni akril - TAPPlastics (koristim Lighting White, 69%)
• Baterija - TalentCell 12V/5V baterija (koristio sam 12V/6000mAh)
• RGB LED traka - 6 stopa (standardna 4 žice, verzija 5050 gdje je RGB svjetlo sve u jednom modulu)
• TIP122 tranzistor za PWM kontrolu mnogih svjetala
• WS2812B LED traka - 2 ft ish (koristio sam verziju sa 144 LED -a po metru)
• ESP8266 NodeMCU mikrokontroler
• Žica konektora 22 pune jezgre (veza1 - veza2 - veza3 - veza4)
• Neki otpornici od 300Ω
• Kistovi za boju
• Boja - najviše sam koristila Craft Premium boju. Detalji u koraku slikanja

Alati

• Pristup laserskom rezaču (koristio sam ga u Clemsonu)
• Lemilica
• Pištolj za vruće ljepilo (ovo je bitno)
• Rezači/skidači žice
• Adobe Illustrator
• Strpljenje

Korak 1: Dizajn u Illustratoru

Izvorna slika ilustracija je Williama Teala, molimo da pogledate njegov portfelj i pogledate njegova druga sjajna djela: https://www.behance.net/tealeo93 (mislim da je njegovo - pratio sam zečju rupu na GoogleImagesu, Pinterestu, GraphicDesignJunction, Behance)

Izvornu sliku pronašao sam s google pretraživanja za "Low-Poly Iron Man" ili "Geometric Iron Man Wallpaper". Skinuo sam sliku i otvorio je u Adobe Illustratoru.

Zatim sam upotrijebio alat za olovku u Illustratoru za ručno iscrtavanje svake crte na slici. Učinio sam to kako bi laserski rezač mogao urezati sve unutarnje linije kao vektorski rez postavljen na malu snagu umjesto da mora rasterirati cijelu sliku. Trebalo je nekoliko sati za to (otprilike 3 školska sata)

Kad je slika bila u potpunosti ocrtana, grupirao sam sve te linije, a zatim nacrtao oblike za ruke, prsa i oči. Sve sam ovo stavio u grupu i namjestio boju ispune na plavu kako bih ih lako razlikovao. Kopirala sam ih u zasebnu datoteku za rezanje akrilom.

Što se tiče akrilnog dijela, htio sam maksimizirati učinkovitost svog akrilnog komada pa sam ga postavio na ovu web stranicu https://svgnest.com/ i postavio datoteku samo s akrilnim izrezanim komadima i pustio da "ugnijezdi" dijelove. Ovo koristi neke iteracije i hladne algoritme za određivanje najučinkovitijeg rasporeda vaših dijelova na listu radi smanjenja otpada. Ispisuje konfiguraciju koja se nalazi u datoteci IronManAcrylic.ai.

Korak 2: Lasersko rezanje

Prije rezanja drva obojio sam ga premazom temeljnim premazom, a zatim ga lagano izbrusio kako bi počeo glatko. Učinio sam to kako bi kasnije boja ravnomjernije izlazila.

Kad sam presjekao obris do kraja kroz drvo, koristio sam 100% snage i 6% brzine (mislim) na našem 60W Epilog Fusion M2 40 u Clemson Makerspaceu. To je uspjelo većini, ali drvo je bilo jako iskrivljeno u kutu pa sam zapravo morao ponovno fokusirati laser za taj kut i ponovno pokrenuti taj dio reza.

Budući da sam također nacrtao linije za sve unutarnje trokute, također sam mogao koristiti vektorski rez za brzo urezivanje svih tih linija kao što je prikazano u gornjem videu. Ovo je bilo znatno brže nego što bi bilo rastersko graviranje datoteke. Mislim da sam koristio 70% brzine i 50% snage - ipak ćete morati eksperimentirati.

Akril od 1/8 prvo sam izrezao sa 100% snage i 8% brzine, što je bilo malo previše moćno i ostavilo je neke opekotine na nezaštićenom akrilu, pa sam to učinio brzinom od 14% i djelovao je kao šarm.

Korak 3: Slikanje

Tako. Mnogo. Slika. Procjenjujem da je slikalo oko 20 sati.

Ako razmišljate o projektu s toliko trokuta kao što je ovaj, nemojte ga sami slikati. Samo platite da se slika otisne na metalu ili drvu, a zatim izrežete ili otisnete na nešto drugo i zalijepite taj komad na nešto čvrsto. Samo je nemojte slikati osim ako ne volite slikati.

Koristio sam traku slikara FrogTape za ocrtavanje svakog trokuta na komadu dok sam ovo slikao. To mi je dalo mnogo dosljednije rezultate od mojih ranih pokušaja da ručno ispunim svaki trokut bez ikakvih rubova trake.

FrogTape daje linije koje su mnogo oštrije od bijele ili plave trake slikara. Vaše vrijeme i razum u potpunosti vrijede dodatnih 2 USD po roli trake. Ako želite da bude mršaviji, možete pomoću egzaktnog noža izrezati nekoliko gornjih slojeva trake na još manje trake tako da kad ocrtate jedan trokut ne pokrije toliko susjednih trokuta.

Jeftin sam i nemam puno iskustva sa slikanjem pa sam upotrijebio boce od 2 oz boje iz Michael's ili Hobby Lobbyja. Otkrio sam da linija Craft Smart Premium pokriva prilično dobro, pa sam završio koristeći CraftSmart Premium metalik svečanu crvenu boju pomiješanu s bijelom ili crnom kako bih napravio 95% mojih crvenih nijansi. Žuta je bila samo Craft Smart premium žuta, s malo ubačenog zlata kao pokušaj da postane malo svjetlucava.

Ako znate za jeftinu boju koja bolje prekriva - javite mi u komentarima !! Često sam morao nanositi dva sloja boje kako se ništa od bijele boje ispod ne bi vidjelo, i volio bih imati ljepšu boju koja bi to izbjegla.

Nakon što je sve obojeno (ali prije lijepljenja u akrilne komade) upotrijebila sam sjajni prozirni sprej za zaštitu kako bih zaštitila boju i učinila je sjajnom.

Korak 4: Akrilni komadi i akrilna pozadinska svjetla

Pričvršćivanje akrilnih komada bio je mali izazov jer su mi radni stol/stol i drveni komadi lagano iskrivljeni, pa nikako nisam mogao jamčiti da će sve ostati dovoljno dugo da se moj epoksid stegne. Kao zaobilazno rješenje, pritisnuo sam drvo do stola u blizini akrilnog komada u koje sam lijepio i prvo sam koristio vruće ljepilo da držim svaki akrilni komad na mjestu. Vruće ljepilo vidljivo je s prednje strane akrila, pa sam tada upotrijebio Gorilla Glue ljepilo iz dva dijela naneseno čačkalicom da trajno držim akrilne komade na mjestu. Vratio sam se s malim kliještima i izvadio originalne komade vrućeg ljepila.

Napravio sam zasebni svjetlosni modul za svaki akrilni komad. Prvo sam izrezao komad 1/4 crne pjenaste ploče na veličinu nešto veću od potrebne i nacrtao obris akrilnog komada na njoj. Zatim sam izrezao i zalijepio LED trake za taj komad na način koji je uglavnom prekrivao akril području.

Ovaj korak bi bilo bolje napraviti s prototipnom pločom i nekim vijčanim terminalima, ali nisam ih imao pri ruci kad sam bio spreman započeti ožičenje. Kao zaobilazno rješenje, izrezao sam neke ženske zaglavlje sa zaglavlja na 4 ulaza - uzemljenje, 5 V, ulaz podataka, izlaz podataka. Vruće sam zalijepio žensku traku zaglavlja na ploču od pjene i počeo lemiti sva svjetla zajedno.

Lemljenje je zapravo bilo jako izazovno zbog toga koliko su ti jastučići za lemljenje bili mali. Srećom, imao sam dvije šanse za sve jastučiće za napajanje i uzemljenje jer se svaka traka može opskrbiti strujom na oba kraja. Rasporedio sam trake tako da je podatkovna žica tekla u obliku serpentine. Koristim lemilicu s podesivom temperaturom i otkrio sam da volim da je temperatura na gornjem kraju raspona obojena zelenom bojom - vjerojatno mi se sviđa vruća jer je lemilica koju sam godinama koristio bila jeftina i nije imala kontrole temperature i zagrijao se.

Nakon što je sve zalemljeno, upotrijebio sam egzaktni nož (sa svježim oštricom) da izrežem trake pjenaste ploče kako bih zatvorio svjetla i smanjio prozračivanje. Koristio sam bijelu umjesto crnu jer sam imao duže trake i zapravo je to bilo dobro jer mi je omogućilo da sa stražnje strane lako vidim je li taj dio LED traka uključen tijekom koraka testiranja ožičenja.

Korak 5: Ostatak elektronike

Uvijek pokušavam ožičiti svoje projekte tako da prvo ubacim ulaze za napajanje, zatim kontroler, zatim ostale elemente ploče i periferne uređaje. Vruće sam zalijepio bateriju na mjesto, a zatim provukao razdijeljeni kabel istosmjerne utičnice tako da je ulaz za punjenje bio lako dostupan s ruba projekta radi lakšeg punjenja. Baterija je dolazila s podijeljenim kabelom, a upute kažu da je dobro napuniti bateriju dok je u uporabi.

Kanibalizirao sam jeftini mikro-USB kabel i zamijenio kraj mikro USB-a priključkom za bačvu istosmjerne struje kako bih mogao koristiti samo 5V ulaz. Stavio sam 5V na jednu naponsku vodilicu matične ploče i u Vin pin ESP8266, zatim uzemljio u uzemljenu šinu i uzemljeni pin ESP8266 (sve uzemljenje treba spojiti interno u kontroleru, tako da nije važno koji)

Standardnim RGB LED trakama upravlja PWM signal iz kontrolera. Međutim, ovisno o kontroleru, mikrokontroleri mogu napajati samo 20mA-50mA struje po pinu. Svaka LED dioda u traci zahtijeva otprilike toliku snagu, pa moramo koristiti neku vrstu tranzistora za upravljanje trakama. Nekoliko mjesta koja su se pojavila na Google pretraživanjima predložila su tranzistor TIP122 koji može prebaciti 5 ampera ili 40W snage - više nego dovoljno za našu aplikaciju. Nisu dizajnirani za ugradnju u ploču za kruh, ali ako svaku žicu okrenete bočno za 90 °, uklopit će se u utore za ploču. Prvotno sam planirao na svaki pričvrstiti mali hladnjak, ali nakon nekog testiranja ustanovio sam da se ne zagrijavaju dovoljno da bi to bilo potrebno. Ožičio sam svaki tranzistorski ulaz na pin na ESP8266 namijenjen za PWM izlaz

RGB LED trake koje sam imao slučajno su imale "vodootporni" gumeni premaz i zbog toga ne bi ostale zalijepljene na drvo onako kako bih želio. Kao zaobilazno rješenje, izrezao sam male komade pjenaste ploče i zalijepio komad pjene na drvo, a zatim zalijepio LED traku na njih.

Korak 6: Pregled programiranja

Ovaj projekt koristi različite knjižnice tako da se njime može upravljati iz telefonske aplikacije pod nazivom Blynk, uključivati/isključivati s Amazon Echo -a, a kôd se može ažurirati putem WiFi -ja. U nastavku su navedene neke od korištenih knjižnica

Blynk -

Blynk je usluga koja omogućuje jednostavnu kontrolu između mikrokontrolera ESP8266 i prilagodljive aplikacije za telefon. Aplikacija za telefon omogućuje vam izradu aplikacije s gumbima, klizačima, RGB izbornicima boja i još mnogo toga. Svaki "widget" mijenja vrijednost koja se može izvući iz aplikacije Blynk kad god pokrenete određenu funkciju.

OTA (Over the Air) ažuriranje- zadana knjižnica uključena u ESP8266

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

Zavara Amazon Echo da pomisli da je vaš projekt prekidač za svjetlo Wemo. Kôd vam omogućuje da definirate funkciju koja će se pokrenuti kada Alexa šalje signal "uključivanja" i zasebnu funkciju za signal isključenja. Možete oponašati više uređaja (do 10) s jednim kontrolerom što omogućuje još veću fleksibilnost. Moj kôd je postavljen tako da Echo pronađe dva uređaja pod nazivom "Iron Man" i "Night Light". Oni su i ovaj projekt i ovaj kontroler, ali ako uključim "Night Light", pokrenut će funkciju s prigušenim bijelim svjetlima, pri uključivanju "Iron Man" vanjske LED trake postaju crvene, a akrilni komadi bijeli.

Uređivanje Arduina u Visual Studiju pomoću vMicro

Već nekoliko mjeseci koristim Visual Studio na poslu i volim sve alate za samodovršavanje koje je ugradio, pa sam nakon nekog pretraživanja otkrio da bih zapravo mogao koristiti Visual Studio umjesto uobičajenog Arduino IDE -a. Licenca za jedno računalo vMicro košta 15 USD za studente, što se po meni potpuno isplati ako ćete potrošiti više od nekoliko sati na programiranje Arduino koda.

FastLED vs Neopixel

Koristim FastLED u svojim projektima jednostavno zato što sam našao više funkcija na internetu koje su već napravljene za to, a u ovom trenutku napravio sam mnogo projekata koristeći ga pa imam mnogo koda za ponovnu upotrebu. Siguran sam da bi Neopixel knjižnica jednako dobro radila da na njoj radite dovoljno. Planiram staviti sve svoje prilagođene funkcije na GitHub kako bi ih mogli koristiti i drugi ljudi, samo još nisam došao do toga.

Korak 7: Savjeti za programiranje

Ukupna struktura

Ja sam inženjer kontrole na svom poslu i često koristimo stil programiranja koji se zove PLC programiranje. Ovaj tip je sličan Arduinu po tome što ima petlju koja se neprestano izvodi svakih nekoliko milisekundi i bavi se ulazima/izlazima, preskačući između različitih "stanja" u kodu. Na primjer, kôd bi mogao pogoditi korak koji se odnosi na transporter gdje će, ako postoji ladica na transporteru, preći u stanje 45, ali ako nema ladice preći će u stanje 100. Ovaj stil programiranja nadahnuo je moj kôd Napravio sam neke izmjene tako da mogu samo pročitati niz umjesto broja države.

Koristim globalnu varijablu (commandString) da pratim u kojem je svjetlosnom stanju projekt. Osim toga, koristim i boolean koji se naziva "animiraj" da odredim hoće li izbiti iz funkcije ili ne. Dakle, kada pritisnete tipku "Classic mode" na Blynku, moj će kôd postaviti animate na false (tako da izbije iz trenutne funkcije) i postaviti commandString na "RunClassic". Svaka funkcija stalno provjerava unos iz Blynk, Alexa i OTAUpdate pokretanjem funkcije "CheckInput".

Globalne varijable

Koristim globalne varijable za praćenje nekih postavki u svom projektu. Ove se varijable inicijaliziraju prije mog koda za postavljanje, što ih čini dostupnim bilo kojoj funkciji u mom kodu.

• globalna svjetlina (0-255)
• globalSpeed - brzina animacije bilo koje animirane funkcije. Ovaj projekt ima samo blede duge
• globalDelayTime - FastLED -u je potrebno oko 30 mikrosekundi za upisivanje informacija u svaku LED, pa sam postavio ovu varijablu na NUM_LEDS * 30 /1000 + 1; zatim dodaj delay (globalDelayTime) nakon što većinu puta napravim FastLED.show () tako da se naredba ne prekida.
• _r, _g, _b - globalne RGB vrijednosti. Na taj način različiti gumbi sheme boja mogu samo promijeniti globalne vrijednosti r/g/b i svi na kraju pozivaju istu funkciju

Imenovanje Arduino OTA kontrolera ažuriranja

Trebalo mi je dosadne količine pretraživanja dok nisam shvatio kako imenovati kontroler pomoću funkcije za bežično ažuriranje. Doslovno samo unesite ovaj redak u odjeljak za postavljanje vašeg koda prije "ArduinoOTA.onStart (" -

ArduinoOTA.setHostname ("IronMan");

vMicro sa savjetima za Visual Studio

Ponekad će vizualni studio otkriti neke probleme s dubokim datotekama poput standardnih datoteka C ++ i izbaciti neke pogreške. Pokušajte uključiti/isključiti različite vrste poruka o pogreškama sve dok ne dobijete pogreške s otvorenim projektom, a ne s podrškom. Također možete otvoriti kôd u Arduino IDE -u i vidjeti hoće li se tamo kompajlirati ili će dati korisniji kôd pogreške.

FastLED

Pošaljite mi poruku ako je ovaj Instructable aktivan više od nekoliko tjedana, a još uvijek nisam shvatio kako staviti svoje prilagođene funkcije na GitHub.

FastLED je naveden kao kompatibilan s ESP8266, ali definicije pinova možda nisu točne. U dokumentaciji za FastLED stoji da možete pokušati uključiti jedan od sljedećih redaka prije #include

• //#definiraj FASTLED_ESP8266_RAW_PIN_ORDER
• //#definiraj FASTLED_ESP8266_NODEMCU_PIN_ORDER
• //#definiraj FASTLED_ESP8266_D1_PIN_ORDER

Međutim, isprobao sam sve tri i nikad mi se nisu spojile sve igle. Trenutno koristim zadnji redak i upravo sam prihvatio da kada kažem FastLED -u da koristi pin D2 on zapravo koristi pin D4 na mom kontroleru.

Iako su moja svjetla samo jeftino kinesko isticanje Neopixela, i dalje kažem FastLED -u da ih tretira kao Neopiksele u postavljanju

• FastLED.addLeds (LED diode, NUM_LEDS);
• FastLED.setCorrection (TypicalLEDStrip);
• //FastLED.setMaxPowerInVoltsAndMilliamps(5, maxMilliamps); // Korisno za projekte na baterije
• FastLED.setBrightness (globalBright);

Korak 8: Završni proizvod

Ta-da!

Slobodno komentirajte ili mi pošaljite pitanja putem e -pošte - volim ove stvari i volio bih pomoći drugim ljudima u izradi super projekata. Na mojoj web stranici potražite neke druge projekte koje sam radio i neke svoje fotografije: www.jacobathompson.com