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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Sve je počelo prije nekoliko sedmica kada sam pokušavao smisliti što pokloniti svojoj devetogodišnjoj nećakinji za Božić. Brat me konačno obavijestio da je velika obožavateljica Stranger Things. Odmah sam znao šta želim da joj dam, nešto što visi na zidu sa božićnim svetlima i slovima koje ona može da ispiše nasumičnim rečenicama. Zar ne biste znali, apsolutno niko ne pravi tako nešto … Pronašao sam bezbroj primjera zidova sa oslikanim slovima i uvijek upaljenim božićnim svjetlima. Pronašao sam mnoge minijaturne verzije istih. 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 teško kodirane fraze u softveru mikro uređaja. 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 pravim drugu za svoj dom. Nisam dobio puno fotografija ili dokumentacije dok sam pravio original, a sada želim i jednu u svojoj dnevnoj sobi. Pratite nas ako želite da ga napravite za sebe. Do kraja ovog Instructable -a potreban kôd bit će dostupan pod najdozvoljenijom licencom koju mogu napraviti, čini se vjerojatno GPLv3.

Korak 1: Potrebni dijelovi

Lista dijelova za rudLights je prilično jednostavna. 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 smo konačno pronašli nešto u JoAnn -ovom odjeljku za scrapbooking papir koji prilično dobro funkcionira. Evo spiska stvari koje sam koristio i čemu služe. Kad god je moguće povezat ću se 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 muzičkim instrumentima).
• Arduino Pro Mini - otkucaji na Amazonu ili legalni iz SparkFuna Nema razloga da ne koristite 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 na Amazonu
• Okvir za dokumente - okvir 8,5 x 11 inča, našao sam ga kod JoAnna za oko 10 USD. Možete koristiti okvir bilo koje veličine, ja sam odabrao jedan iste veličine kao papir koji jede moj štampač.
• Ružna tapeta - Zapravo papir za spomenare veličine 12x12 "pod nazivom" Tan Swirly Flowers "koji sam pronašao u JoAnn Fabric & Craft Storeu. Zapravo sam kupio četiri da bih mogao zeznuti par puta. Evo" ljepote "ovdje (kliknite" Da, ja sam trgovac na malo "da biste zaista pogledali stranicu) YMMV
• Dva lista veluma - takođe iz JoAnn's -a, koji se koriste kao difuzori za sprečavanje slepila prilikom posmatranja LED dioda.
• Vlaknasta ploča 1/8 ", ploča 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 kosmička snaga. Pakovanja od 11 dolara na Amazonu
• Navojena žica od 20-22 g u 3 boje - Napajanje, Uzemljenje i Podaci duž niti LED dioda.
• Mala prototipna štampana ploča - koristio sam je za izgradnju centralne distribucije energije.
• Termoskupljajuće 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, presa za bušenje, kuglica za 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 koja odgovara vašem okviru i četkama (četkama) - 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 potrebu za gornjim produžnim štapom.
• 2,1 mm utičnica za napajanje - 6 USD za 5 pakovanja na Amazonu. Također možete jednostavno odvojiti konektor s napajanja i lemiti ga direktno 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 da odštampam kao fotografiju za korištenje u okviru. Koliko god se trudio, nisam mogao pronaći sliku koju sam tražio. To je ono što je potaknulo potragu koja nam je donijela ružni papir za spomenare. Rekao sam sinu da nacrta abecedu sa nizom sijalica, a on je izrezao papir veličine 12x12 "na 8,5x11" tako da stane u štampač. Zatim sam jednostavno odštampao abecednu sliku direktno na ružnom papiru i kiddo je isekao sve sijalice X-Acto nožem.

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

Koristeći uobičajeni komad papira za štampač, ili još bolje, staklo sa okvira za slike, rasporedite dio papira dimenzija 12x12 "da napravite list veličine 8,5x11" na koji ćete ispisati sliku po abecedi. Papir koji sam koristio ima neku boju oko rubova kako bi izgledao istrošen, pretpostavljam. Kao takav, na kraju sam postavio dio s sredine papira. Tada sam samo upotrijebio pomoćni nož za rezanje. Režite se na žrtvenoj površini, osim ako niste sretni vlasnik rezača papira. Nakon što sam izrezao papir pomoću papira za štampač 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 tapetu i obrezao oko 1/16 "sa dvije strane nožem za hobi.

Sada je vrijeme da svoj rudLights ispišete na ružnu pozadinu. Pobrinite se da pisaču kažete da štampa u vodoravnoj orijentaciji, s marginama postavljenim na minimum. Slika ima sijalice u boji, ali budući da će svejedno biti izrezane, možete je odštampati crno -bijelo bez problema. Toplo preporučujem da ga barem jednom odštampate 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. Nemojte još uvijek izrezati žarulje, to ćemo učiniti na kraju sljedećeg koraka.

Samo naprijed i uokvirite novo štampanu pozadinu i pobrinite se da je sve doista poređano onako kako bi trebalo biti.

Korak 3: Priprema ploče

Vlaknaste ploče od 1/8 (lesonit, masonit, kako god da ga nazovete) 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 sa svog okvira i označite to isto mjerenje olovkom na ploči. Zatim možete upotrijebiti ravnalo ili kvadrat kao ograda za nož. Uzmite nekoliko prolaza nožem, žurite, nema žurbe. Osim ako ovo morate završiti do Božića, a niste ni znali da morate stići do otprilike 16. decembra … 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 provjerite uklapajte u okvir i isječite/izbrusite rubove po potrebi kako bi se glatko uklopili s odgovarajućom količinom tijesno. Opet, uzmite si vremena i prilagodite ga prvi put. Prilično je teško vratiti drveni proizvod na komad koji je isječen premalo.

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 otkrijete da se vaši ponašaju na isti način, svakako označite koji je kraj na oba dijela, bit će važno kada dođe vrijeme da rasporedite i izbušite rupe za svjetlo.

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

Vreme je za pravljenje čipsa. Upotrijebite bilo koji uređaj za centrifugiranje koji imate i bušilicu od 5/16 "da biste stavili 26 rupa u ploču. Moja dječja bušilica ne bi sasvim udarila u središnju rupu … pa sam morala upotrijebiti drugu spine. U pravu ste, moj mali jajaščić neće držati bušilicu od 5/16 ", ali će sasvim dobro 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 rezanje 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 pravilno položeni. Ovo je također dobar trenutak da ih sve testirate pojedinačno prije lemljenja cijele gomile kako biste saznali da postoji jedna nesigurna. Priložio sam jednostavnu Arduino skicu koja samo izbacuje nasumične boje u govoru WS2812. Možete upotrijebiti servo kabel ili vrpčani kabel ili bilo koju drugu kratkospojnu žicu koja bi vam mogla biti na raspolaganju za povezivanje testnog kabela. Samo utaknite 3-polni bit zaglavlja pina u kabel i možete ga držati na "in" podlogama na LED pločama. Svaka LED dioda bi trebala 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 23 od svake 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 dužinu. U centru ima par koji su izgleda duži od ostalih, pa pripazite na to.

Nakon što su vam žice prerezane, odvojite malo sa svakog kraja, tek toliko da lemite na podloge PCB -a. Nećemo još povezivati H na I ili Q na R. Ukrasite krajeve žica i kosite jastučiće na LED diodama. Zatim se pripremite za dosadan proces prstiju prstima i lemite žice na štampane ploče. Ponovite ono što vam se čini jedanaest hiljada 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 sigurno ništa ne boli.) Konačno ćete napraviti prespojnu žicu iz A -ovih podataka u podlozi koja će ići do Arduina. Samo uzmite običan kratkospojnik i presjecite ga u sredini, pa lemite R1, otpornik od 220 do 470 Ohma, umetnite i prekrijte termoskupljanjem. Lemite jedan kraj na DIN jastučić na prvoj LED, a drugi kraj ide na Arduino pin 6 (ne mora biti 6, 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 dasku. Koristio sam tri ili četiri štapića ljepila kako bih bio siguran da će sve ostati tamo gdje sam ga stavio, uključujući i nakupljanje malo 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 ništa dobro. Onaj sa Pro Mini je onaj koji je otišao mojoj nećakinji za koji nisam dobio dovoljno slika za izgradnju. To je takođe onaj koji je prikazan na priloženoj šemi. Razdjelnik napona koji Arduino 5v TX spušta na HC-05 3.3v RX upravo je ugrađen u kabel koji povezuje ova dva. 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 koristiće Raspberry Pi Zero W umjesto HC-05. Arduino ima ploču za distribuciju energije koju sam spojio na protoboard. To je samo nekoliko redova zaglavlja i još jedan 1000µF kondenzator zalemljen do kabela za napajanje. Nemam više takvih utičnica za kablove za napajanje za verziju Pi, pa sam upravo nabavio takvu vrstu s vijčanim terminalima na kraju i uvukao sve kablove za napajanje u to. Vjerovatno ću na kraju izgraditi nešto malo urednije, a svakako ću na kraju dodati i poklopac od 1000µF.

Korak 5: Dajte mu malo pameti - Arduino način

Sada dio koji smo svi čekali, natjerajući ga da zaista 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 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. Međutim, odlučili ste nabaviti datoteke, nakon što su na vašem računaru otvorite rudLightsArduino.ino u Arduino IDE -u. To bi trebalo učitati i pet drugih datoteka kao kartice u IDE -u. Ako ste svoj WS2812B LED pin za prijenos podataka spojili na Arduino pin koji nije pin 6, željet 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 redovi koji počinju sa "const char string_X PROGMEM bla bla" pri vrhu datoteke. Promijenite ih po želji, samo provjerite jesu li svi CAP -ovi i ne sadrže posebne znakove (poput točke, zareza itd …) Razmaci su u redu.

Možete dodati još redova kopiranjem postojeće linije, zalijepiti je ispod ostalih i promijeniti broj u dijelu "string_X ". Svaki put povećajte broj. Teoretski možete spremiti onoliko redaka koliko stane u Arduino flash memoriju. Magija 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 "ref tablicom za gornje nizove" i dodajte/uklonite "string_X" po potrebi između {vitičastih 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, odnosno ne počinje od nule. Ako postoji sedam linija "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 računar-> Arduino uređaj za programiranje. Nakon učitavanja koda, odspojite 'duino' sa računara i ponovo povežite svoj BT modul.

Sada konačno možete sastaviti hrpu koja ide u okvir. Prvo staklo, zatim ružna tapeta sa ugašenim svjetlima. Slijede dva lista veluma kao difuzora. Na kraju sam dodao još jedan sloj difuzije tako što sam ubacio i list normalnog papira za štampač. Konačno možete staviti vlaknastu ploču punu poslastica u okvir, pazeći da je pravilno orijentirana prema tapeti.

Ono što slijedi ovisi o tome šta ste koristili za okvir i kako se stvari zapravo slažu u okvir. Na fotografiji gotovog možete vidjeti da sam morao izgraditi proširenje na okviru da sadrži 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 originalnoj podlozi. Zalijepio sam neke izdvojene komade bora kako bi ih izradio do stražnje ivice produžetka okvira. Zatim sam izbušio nekoliko pilot rupa i pričvrstio originalnu podlogu okvira do zastoja. Konačno sam pilot-izbušio i zavrnuo dužinu preostale žice za spajanje na produžetak 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, okrenite ga i priključite adapter naizmjenične struje i gledajte kako počinje svjetlosna emisija. Kad je moja nećaka prvi put uključila svoju, trepnuo je "Sretan Božić." Vaš će napisati bilo koji niz koji unesete u "const char string_0 " ili "RUDLIGHTS ALFAHETNA TABLA" 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 drugu 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 vašu ploču. Prošlog Božića poklonili smo mojoj nećaki Amazon Fire tablet. Tako je jedna od ključnih točaka ovog projekta bila pronaći način na koji će ona koristiti taj tablet za interakciju s rudLights Alphabet Board. Završio sam u Thunkableu koji je pružio lijep, jednostavan način izgradnje aplikacije za čovjeka koji nikada prije nije napravio Android aplikaciju. Uspio sam sastaviti nešto što je učinilo sve što mi je bilo potrebno u samo nekoliko dana. Ne morate to učiniti, samo možete preuzeti aplikaciju s mog servera 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 šta, ponovo označite, promijenite slike, šta 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. Kako se moja verzija sa Pi pogonom 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 nešto nije jasno, samo me kontaktirajte u komentarima ispod ili pošaljite poruku putem stranice mog profila. Rado ću vam odgovoriti.

Hvala na čitanju, uživajte!

Uređeno 20180113 - Promijenjena veza do HC -05 Bluetooth modula jer prvobitno povezana stavka nije na skladištu