Abecedna ploča koja kontrolira aplikaciju Nadahnuta čudnim stvarima: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Sve je počelo prije nekoliko tjedana kada sam pokušavao smisliti što mojoj devetogodišnjoj nećakinji pokloniti za Božić. Brat me napokon obavijestio da je velika obožavateljica Stranger Things. Odmah sam znao što želim dobiti od nje, nešto što visi na zidu s božićnim svjetlima i slovima za koje može izgovoriti nasumične rečenice. Zar ne biste znali, apsolutno nitko ne pravi tako nešto … Pronašao sam bezbroj primjera zidova s oslikanim slovima i uvijek upaljenim božićnim svjetlima. Pronašao sam mnogo minijaturnih verzija iste. Našao sam samo nekoliko projekata koji koriste mikrokontrolere (Arduinos) i adresirane LED diode za zapravo ispisivanje fraza, ali činilo se da se svi oslanjaju na tvrdo kodirane fraze u softveru mikro. Ništa slično onome što sam imao u glavi. Tako je rođen projekt rudLights Alphabet Board.

Abecedna ploča rudLights ili skraćeno rudLights također koristi Arduino i adresabilne LED diode za prikaz rečenica na nizu "božićnih lampica". Međutim, također koristi jeftini Bluetooth prijemnik i prilagođenu Android aplikaciju koju korisnica, moja nećakinja, može koristiti za prikaz bilo koje rečenice koju želi poslati sa svog tableta (u ovom slučaju Amazon Fire).

Čitajte dalje za upečatljive detalje o tome kako sam napravio ovu stvar, dok sada radim drugu za svoj dom. Nisam dobio puno fotografija ili dokumentacije dok sam pravio original, a sada mi je nekako i u mojoj dnevnoj sobi. Slijedite ga ako ga želite izgraditi za sebe. Do kraja ovog Instructable -a neophodni kôd bit će dostupan pod najdozvoljenijom licencom koju mogu napraviti, čini se vjerojatno GPLv3.

Korak 1: Potrebni dijelovi

Popis dijelova za rudLights prilično je jasan. Morao sam kupiti LED diode, trebalo mi je 26, ali pri ruci sam imao samo pet. Srećom, na Amazonu sam našao 100 pakiranja PCB -a WS2812B za samo petnaest dolara. Najteže je bilo pronaći nešto za ružnu pozadinu iz emisije. Moj sin i ja napokon smo pronašli nešto u JoAnn -ovom odjeljku za scrapbooking papir koji prilično dobro funkcionira. Evo popisa stvari koje sam koristio i čemu služe. Kad bude moguće, povezat ću se do mjesta gdje mogu kupiti. Neću koristiti nikakve partnerske veze, iako su to Amazon Smile veze kad god je to moguće.

Potrebne stvari

• 26+ adresabilnih LED dioda (poznatih i kao NeoPixels) - 100 za 15 USD na Amazonu (ne znam zašto su pod glazbenim instrumentima).
• Arduino Pro Mini - otkucaji na Amazonu ili legalni iz SparkFuna Nema razloga da ne možete koristiti Arduino Uno u punoj veličini ako imate prostora.
• HC-05 Bluetooth modul-8 USD na Amazonu Pretpostavljam da bi i HC-06 modul radio, ali nema obećanja.
• 5VDC 2A A/C adapter za napajanje - 7,49 USD u Amazonu
• Okvir za dokumente - okvir 8,5 x 11 inča, pronašao sam jedan kod JoAnna za oko 10 USD. Možete koristiti okvir bilo koje veličine koji želite, ja sam odabrao jedan iste veličine kao papir koji jede moj pisač.
• Ružna tapeta - Zapravo papir za spomenare veličine 12x12 "pod nazivom" Tan Swirly Flowers "pronašao sam u trgovini JoAnn Fabric & Craft Store. Zapravo sam kupio četiri pa sam mogao zeznuti par puta. Ovdje pogledajte njegovu" ljepotu "(kliknite" Da, ja sam trgovac "za stvarni prikaz stranice) YMMV
• Dva lista veluma - također iz JoAnn's -a, koji se koriste kao difuzori za sprječavanje sljepoće prilikom promatranja LED dioda.
• Vlaknasta ploča 1/8 ", list veličine 8,5x11" - 24x48 "košta 5 USD u Home Depotu

Osnove

• Otpornici razdjelnika napona - 1k7 i 3k3 (ili 1k i 2k, ili čak 2k2 i 3k3) za pomak razine između 5V Arduino TX pina i RX pina 3.3V BT modula.
• 220-470 Ohm otpornik - Ide na podatkovnoj liniji između Arduina i prve LED diode WS2812B.
• 4 16V 1000µF kondenzatora - Fenomenalna kozmička snaga. Pakovanja od 11 dolara u Amazonu
• Navojena žica od 20-22 g u 3 boje - Napajanje, Uzemljenje i Podaci duž niti LED -a.
• Mali prototipni PCB - koristio sam ga za izradu centralne stvari za distribuciju energije.
• Toplinski skupljajuće cijevi različitih dijelova - Za prikrivanje otpornika lemljenih u spojne kabele. Pet dolara u Harbour Freight -u.

Alati

• Rezači i skidači žice
• Lemilica i lemljenje
• Oglasna ploča i žica za spajanje
• Oštri nož za hobi (X-Acto)
• Daska za rezanje
• Pomoćni nož
• Ravna ili kvadratna
• Ukosnica, šilo, središnji udarac ili druga oštra stvar
• Bušilica od 5/16 "i nešto za okretanje (motor za bušenje, preša za bušenje, tuč jaja …)
• Turpija ili brusni papir
• Ljepilo za drvo (ili bijelo ljepilo)
• Pištolj i štapići za vruće ljepilo

Opcionalno

• Raspberry Pi Zero W-Koristit ću ovo na vlastitoj abecednoj ploči rudLights umjesto HC-05 jer nemam više HC-05 Bluetooth modula. Za to će vam trebati i SD kartica.
• 1/2 "x 3/4" x 48 "borov štap - koristi se za izradu produžetka na stražnjoj strani okvira za dokumente.
• Boja u skladu s vašim okvirom i četkom (i) - koristi se za prikrivanje gornjeg nastavka iza okvira. Koristila sam crnu akrilnu zanatsku boju i četku od pjene.
• Shadow box - Umjesto okvira za dokumente, uklanja se potreba za gornjim nastavkom za proširenje.
• 2,1 mm utičnica za napajanje - 6 USD za paket od 5 komada na Amazonu. Također možete jednostavno odsjeći konektor s napajanja i lemiti ga izravno na projekt.
• 3.3V Arduino i napajanje ako želite smanjiti snagu. LED diode WS2812B trebale bi raditi na 3.3v. Time bi se uklonila potreba za razdjelnikom napona. Opet, bez obećanja.

Korak 2: Estetski dio

Mislio sam da bih mogao pronaći snimak ekrana ili nešto iz emisije koju bih odštampao kao fotografiju za korištenje u okviru. Koliko god se trudio, nisam mogao pronaći baš onu sliku koju sam tražio. To je ono što je potaknulo potragu koja nam je donijela ružni scrapbooking papir. Zamolio sam sina da sastavi abecedu s nizom žarulja, a papir 12x12 "izrezao je na 8,5x11" kako bi stao u pisač. Zatim sam jednostavno ispisao sliku abecede izravno na ružni papir i dječicom izrezao sve žarulje X-Acto nožem.

Ako želite ići istim putem, slobodno spremite gornju sliku, preuzmite umjetničko djelo s mog poslužitelja ili je možete preuzeti iz spremišta GitHub.

Koristeći uobičajeni komad papira za pisač, ili još bolje, staklo s okvira za slike, rasporedite dio papira 12x12 "kako biste napravili list veličine 8,5x11" na koji ćete ispisati sliku abecede. Papir koji sam koristio ima neku boju oko rubova kako bi izgledao istrošen, pretpostavljam. Kao takav, završio sam s izlaganjem dijela iz sredine papira. Tada sam samo upotrijebio pomoćni nož za rezanje. Obavezno režite na žrtvenoj površini, osim ako niste sretni vlasnik rezača papira. Nakon što sam izrezao papir pomoću papira za pisač kao vodič, otkrio sam da je moj okvir samo malo manji od 8,5x11 inča … Da bih ga "popravio", samo sam položio staklo na svoju ružnu pozadinu i obrezao oko 1/16 "s dvije strane nožem za hobi.

Sada je vrijeme za ispis vaše rudLights niti na ružnu pozadinu. Morat ćete provjeriti jeste li pisaču rekli da ispisuje u vodoravnoj orijentaciji, s marginama postavljenim na minimum. Slika ima žarulje u boji, ali budući da će svejedno biti izrezane, možete je ispisati crno -bijelo bez problema. Toplo preporučujem da ga barem jednom ispišete na normalnom papiru kako biste bili sigurni da će postavke izaći onako kako želite. Sada možete umetnuti prilagođenu izrezanu pozadinu u svoj pisač i ispisati komad koji će se koristiti u projektu. Ne lučite još žarulje, to ćemo učiniti na kraju sljedećeg koraka.

Samo naprijed i uokvirite novotiskanu pozadinu i pobrinite se da je sve doista poredano onako kako bi trebalo biti.

Korak 3: Priprema ploče

Vlaknaste ploče od 1/8 (lesonit, masonit, kako god to htjeli nazvati) su dvije stope četiri stope kako dolazi iz trgovine. Jasno je da ih moramo donekle smanjiti. Lijep dio rada s ovom vrstom daska je kao da je poput debelog papira i može se prilično lako izrezati pomoćnim nožem. Samo izmjerite staklo s okvira i označite to isto mjerenje olovkom na ploči. Zatim možete koristiti ravnalo ili kvadrat kao ograda za nož. Uzmite nekoliko prolaza nožem, odložite, nema žurbe. Osim ako ovo morate završiti do Božića, a niste ni znali da to trebate učiniti do 16. prosinca … Ipak, vaši prsti vrijede više od projekta, stoga budite oprezni!

Kad izrežete ploču, slomite rubove turpijom ili brusnim papirom kako ne bi bila oštra. Ozbiljno, ove stvari daju najgadnije rezove za papir … Zatim ih testirajte da ih uklopite u okvir i po potrebi prebrusite/izbrusite rubove kako bi se glatko uklopili s odgovarajućom količinom zategnutog. Opet, odvojite vrijeme i uklopite ga prvi put. Prilično je teško vratiti drveni proizvod na komad koji je premalo izrezan.

Ovisno o kvaliteti izrade okvira koji ste dobili, možda ćete pokušati samo okrenuti ploču i vidjeti odgovara li na drugi način. Moj okvir zapravo nije bio četvrtast pa je ovaj trik uspio s minimalnim ulaganjem. Ako smatrate da se vaši ponašaju na isti način, svakako označite koji je kraj na oba dijela, bit će važno kada dođe vrijeme za polaganje i bušenje rupa za svjetlo.

Sada želite uzeti pozadinu koju ste ispisali u posljednjem koraku i postaviti je na komad vlaknaste ploče i sve to izravnati. Trebalo bi biti točno iste veličine. Nakon što se postroji, oštrim šiljastim predmetom probodite središte (-iše) svake žarulje i stavite uvoj u vlaknastu ploču. Taj zavoj bit će oznaka pri kojoj izbušite rupe od 5/16 na ploči kako bi LED diode zasjale. Ako ste već izrezali žarulje iz pozadine, možete približiti mjesta bušenja ili upotrijebiti jedno od ispitivanja otpada Bilo mi je malo lakše izbušiti očne jabučice na ovom materijalu crtajući olovkom mali krug oko svakog otvora.

Vrijeme je za izradu čipsa. Upotrijebite bilo koji uređaj za predenje svrdla i bušilicu od 5/16 "da biste stavili 26 rupa u ploču. Moja dječja bušilica ne bi sasvim udarila u središnju rupu … pa sam morao upotrijebiti drugi uređaj za predenje. U pravu ste, moj mali jajaščić neće držati bušilicu od 5/16 ", ali dobro će stegnuti 9/32";-) Nove rupe će biti hrskave pa uzmite turpiju ili brusni papir i izravnajte im rubove. LED bi trebao samo proći kroz otvor tako da PCB leži ravno na stražnjoj strani ploče.

Ako već niste izrezali lukovice, sada je trenutak. Izlomite nož X-Acto i dasku za rezanje i idite u grad. Moj sin kaže da je izrezivanje oblika X u svaku žarulju, a zatim izrezivanje rezultirajućih trokutastih komada radilo prilično dobro.

Korak 4: Stavite malo sjaja u njega

Vrijeme je za početak LED projekta ovog projekta. Odvojite 26 od WS2812B i postavite ih na ploču. Želite biti sigurni da su svi ispravno položeni. Ovo je također dobar trenutak da ih sve testirate pojedinačno prije lemljenja cijele hrpe kako biste saznali da postoji jedna nesigurna. Priložio sam jednostavnu Arduino skicu koja samo izbacuje nasumične boje u govoru WS2812. Za povezivanje ispitnog kabela možete koristiti servo kabel ili vrpčani kabel ili bilo koju drugu kratkospojnu žicu. Samo utaknite 3-polni bit zaglavlja pina u kabel i to možete držati na "in" podlogama na LED pločama. Svaka LED dioda trebala bi zasvijetliti i sve dok testirate samo jednu po jednu, napajanje Arduina može se lako nositi sa zadatkom.

Kad budete sigurni da su sve LED diode u dobrom stanju, možete početi s izradom žica. Upravo sam upotrijebio neku staru žicu za spajanje od 20 kalibra koju sam dobio dok je Radio Shack još bio u blizini. Morat ćete napraviti po 23 od crvene, crne i zelene ili bilo koje boje koje želite koristiti za napajanje, tlo i podatke. Nemam dimenziju za duljinu žica. Samo sam držao komad žice između nekoliko LED dioda i počeo rezati hrpu otprilike na tu duljinu. U središtu je par koji su izgleda dulji od ostalih, pa pripazite na to.

Nakon što su vam žice prerezane, odvojite se malo sa svakog kraja, tek toliko da lemite na jastučiće PCB -a. Nećemo još spajati H na I ili Q na R. Začinite krajeve žica i kosite jastučiće na LED -ima. Zatim se pripremite za dosadan proces prstiju prstima i lemite žice na tiskane ploče. Ponovite ono što vam se čini jedanaest tisuća puta, iako je na kraju više kao 155.

Nakon što sva tri reda zalemite, stavit ćete dugačku podatkovnu žicu od H do I, zatim drugu od Q do R. Tada će svaki red dobiti žice za napajanje i uzemljenje izravno s razdjelnika/utikača/stvari, tako da svi A, I i R imaju vlastite žice za napajanje. Pogledajte sliku i shemu i sve će imati smisla. Također ćete staviti jedan od poklopca od 1000μF na drugi kraj svake linije, na H, Q i Z, kako biste zadržali rezervu snage za svaki pramen. (Ne mogu obećati da je potrebno, ali zasigurno ništa ne boli.) Konačno ćete napraviti prespojnu žicu iz A -ovih podataka u podlozi koja će ići na Arduino. Dovoljno je uzeti običan kratkospojnik i izrezati ga na sredini, zatim lemiti R1, otpornik od 220 do 470 Ohma, umetnuti i prekriti termoskupljanjem. Lemite jedan kraj na DIN jastučić na prvoj LED, a drugi kraj ide na Arduino pin 6 (ne mora biti 6, to može biti bilo koji pin).

Kad sve vaše LED diode zalemite zajedno, a žice za napajanje pričvršćene na jednom kraju svakog reda, a kondenzatori na drugom, vrijeme je da krenete naprijed i vruće zalijepite sve na ploču. Ne žurite, nemojte lijepiti prste za ploču. Koristio sam tri ili četiri štapića ljepila kako bih bio siguran da će sve ostati tamo gdje sam ga stavio, uključujući i da se malo nakupio oko kondenzatora i žica za napajanje kako bih napravio rasterećenja.

Na fotografijama ćete vidjeti dvije jasno različite ploče. Jedan ima Arduino Pro Mini i HC-05 Bluetooth modul, drugi nema, pa, još ništa. Onaj s Pro Mini -jem je onaj koji je otišao mojoj nećakinji za koji nisam dobio dovoljno građevinskih slika. To je također onaj koji je prikazan na priloženoj shemi. Razdjelnik napona koji Arduino 5v TX spušta na HC-05 3.3v RX upravo je ugrađen u kabel koji povezuje njih dvoje. Možete samo pričvrstiti tu žicu i lemiti R2, otpornik 1k7, na liniji. Zatim lemite R3, otpornik 3k3, s HC-05 kraja R2 na žicu koja ide na masu. Ili to možete izgraditi na protoboru ako želite.

Druga ploča na fotografijama je moja i koristit će Raspberry Pi Zero W umjesto HC-05. Arduino ima ploču za raspodjelu energije koju sam spojio na protoboard. To je samo nekoliko redova zaglavlja i još jedan 1000µF kondenzator zalemljen do kabela za utičnicu. Nemam više takvih utičnica za kabel za napajanje za verziju Pi pa sam upravo nabavio takvu vrstu s vijčanim priključcima na kraju i uvukao sve naponske vodove u to. Vjerojatno ću na kraju izgraditi nešto urednije, a svakako ću dodati i kapu od 1000µF.

Korak 5: Dajte mu malo pameti - Arduino način

Sada dio koji smo svi čekali, natjerajući ga da zapravo učini nešto. Srećom po vas, već sam proveo nekoliko kasnih noći pišući kod za ovaj projekt. Sve što trebate učiniti je preuzeti zip datoteku, ekstrahirati je negdje na računalo, otvoriti u Arduino IDE -u i prenijeti na svoj Arduino. Na moju sreću ja sam noćni, kasne noći nisu velika stvar (ovo je 4 sata ujutro dok ovo pišem).

Arduino kraj ovoga zapravo je šest datoteka u mapi pod nazivom "rudLightsArduino." Zip datoteka koja ih sadrži pridružena je ovom koraku. Alternativno, možete ga nabaviti iz spremišta GitHub. Kako god odlučili nabaviti datoteke, nakon što su na vašem računalu otvorite rudLightsArduino.ino u Arduino IDE -u. To bi također trebalo učitati pet drugih datoteka kao kartice u IDE -u. Ako ste svoj WS2812B LED podatkovni pin priključili na Arduino pin koji nije pin 6, htjet ćete pronaći redak "#define LED_PIN 6" i promijeniti 6 na pin koji ste koristili.

Zatim se možete prebaciti na karticu s oznakom "daVars.h" i pronaći dio za tvrdo kodirane nizove koji su prikazani na ploči. Ovo su retci koji počinju s "const char string_X PROGMEM bla bla" pri vrhu datoteke. Promijenite ih po želji, samo provjerite jesu li svi CAP -ovi i ne sadrže li posebne znakove (poput točke, zareza itd …) Razmaci su sasvim u redu.

Možete dodati još redaka kopiranjem postojećeg retka, zalijepiti ga ispod ostalih i promijeniti broj u dijelu "string_X ". Svaki put samo povećajte broj. Teoretski možete spremiti onoliko redaka koliko stane u Arduino flash memoriju. Čarolija dijela PROGMEM -a znači da se ti nizovi ne drže u RAM -u, već se čitaju izravno iz flash memorije. Neću ulaziti u dodatne detalje, ali možete saznati više na Arduino referentnoj stranici. Kad tamo dodate ili uklonite retke, morat ćete urediti i nekoliko drugih dijelova. Pronađite sljedeći odjeljak s "tablicom ref za gornje nizove" i po potrebi dodajte/uklonite "niz_X" između {kovrčavih zagrada}. Na kraju, pronađite redak "int string_count = X" i promijenite broj tako da bude iznos nizova iz gornje tablice. Ovaj broj je stvarni broj, tj. Ne počinje od nule. Ako postoji sedam redaka "const char string_X", ovdje stavite 7.

Sada sastavite i prenesite kôd na svoj Arduino. Morat ćete odspojiti HC-05 kako biste to učinili jer Bluetooth modul koristi iste TX/RX linije kao i računalo-> Arduino uređaj za programiranje. Nakon učitavanja koda, odspojite 'duino' s računala i ponovno spojite svoj BT modul.

Sada konačno možete sastaviti hrpu koja ide u okvir. Prvo staklo, zatim ružna tapeta s ugašenim svjetlima. Slijede dva lista veluma kao difuzora. Na kraju sam dodao još jedan sloj širenja tako što sam zalijepio list normalnog papira za pisač. Konačno možete staviti vlaknaste ploče pune dobrota u okvir, pazeći da je ispravno orijentiran prema tapeti.

Ono što slijedi ovisi o tome što ste koristili za okvir i kako se stvari zapravo slažu u okvir. Na fotografiji gotovog možete vidjeti da sam morao izgraditi proširenje na okviru kako bi sadržavao dodatnu visinu svega. Ovo proširenje bilo je samo 1/2 do 3/4 borove trake, ometene na uglovima i zalijepljeno na stražnju stranu okvira ljepilom za drvo. Zatim sam upotrijebio neke male komade vlaknastih ploča u obliku trokuta da zabijem u utor unutar okvira koji se držao na izvornoj podlozi. Za one sam zalijepio neke izdvojene komade bora kako bi ih izgradili do stražnjeg ruba produžetka okvira. Zatim sam izbušio neke pilot rupe i pričvrstio izvornu podlogu okvira do zastoja. Konačno sam pilot-izbušio i zavrnuo duljinu preostale žice za spajanje na nastavak okvira kako bi djelovao kao vješalica. Ako ste koristili kutiju za sjene ili deblji okvir, možda nećete morati prolaziti kroz svu ovu zabavu proširenja.

Najzad, preokrenite ga i priključite ispravljač i gledajte kako počinje svjetlosna emisija. Kad je moja nećakinja prvi put uključila svoju, trepnula je "Sretan Božić". Vaši će pisati bilo koji niz koji unesete u "const char string_0 " ili "RUDLIGHTS ALFHABET BOARD" ako još niste promijenili kôd.

Ako ste preskočili dio ovog modula HC-05 Bluetooth, čestitamo, gotovi ste! Nadam se da ćete u komunikaciji s Naopačke izvući veliku kilometražu:-)

Ako ste se odlučili za Bluetooth modul, krenite na sljedeći korak za, vjerujem, cool dio i zašto sam se upustio u ovaj projekt umjesto da samo kupim još jednu lutku svojoj nećakinji.

Korak 6: Aplikacija (!)

Da, dobro ste pročitali. Postoji popratna Android aplikacija za rudLights koja vam omogućuje prikaz, pa čak i spremanje prilagođenih poruka na ploči. Prošlog Božića mojoj smo nećakinji poklonili tablet Amazon Fire. Dakle, jedna od ključnih točaka ovog projekta bila je pronaći način na koji će ona koristiti taj tablet za interakciju s Abecednom pločom rudLights. Završio sam u Thunkableu koji je pružio lijep, jednostavan način izgradnje aplikacije za tipa koji nikada prije nije napravio Android aplikaciju. Uspio sam sastaviti nešto što je učinilo sve što sam trebao u samo nekoliko dana. Ne morate to učiniti, aplikaciju možete jednostavno preuzeti s mog poslužitelja ili spremišta GitHub. S bilo koje lokacije možete preuzeti i.aia datoteku projekta aplikacije koju možete koristiti na Thunkableu za izradu vlastite verzije aplikacije rudLights. Slobodno dodajte ili uklonite bilo što, ponovno označite, promijenite slike, što imate. Dostupan je pod GPLv3 baš kao i Arduino kraj stvari.

Možete posjetiti web stranicu rudLights za detalje o instaliranju i postavljanju aplikacije, kao i o tome kako je koristiti nakon instalacije.

Korak 7: Kraj?

Pa, evo ga, ploča abecede rudLights. Budući da se moja verzija s Pi-om još uvijek programira, za to još nisam dodao korak ili dokumente podrške. Ažurirat ću ovaj Instructable čim budem radio. Ako imate bilo kakvih pitanja ili komentara, ako vam je nešto nejasno, samo me kontaktirajte u komentarima ispod ili pošaljite poruku putem stranice mog profila. Rado ću odgovoriti.

Hvala na čitanju, uživajte!

Uređeno 20180113 - Promijenjena veza na HC -05 Bluetooth modul jer izvorno povezana stavka nije na skladištu