Wifi көзөмөлүндөгү LED тилкелери бар төмөн полимер адам: 8 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бул интерактивдүү дубал көркөм бөлүгү болжол менен 39 "бийик жана 24" туурасы. Мен Лазерди Клемсон Университетинин Студенттик Makerspace мейкиндигинде кыйдым, андан кийин бардык үч бурчтуктарды колго боёп, анын арт жагына жарыктарды орноттум. Бул нускоочу бул так чыгарманы кантип жасаганымды басып өтөт, анын концепциясы башка бирөөнү өзүнүн уникалдуу көркөм чыгармасын жасоого шыктандырат деп үмүттөнөм. Бул ESP8266 микроконтроллерин колдонот, даректүү WS2812B LED тилкелүү чырактары жана кадимки RGB LED чырак чырактары.

Бөлүктөр жана материалдар

• 1/4 "жыгач - 40" менен 28 "(биздин лазердик кескичтин максималдуу өлчөмдөрү)
• 1/8 "тунук эмес акрил - TAPPlastics (мен Lighting White, 69%колдоном)
• Батарея пакети - TalentCell 12V/5V батарея пакети (мен 12V/6000mAh пакетин колдондум)
• RGB LED тилкеси - 6 фут иш (Стандарттык 4 зым, 5050 версиясы, анда RGB жарыгы бардыгы бир модулда)
• Көптөгөн жарыктарды PWM башкаруу үчүн TIP122 транзистору
• WS2812B LED тилкеси - 2 фут иш (мен версиясын метрине 144 светодиод менен колдонгом)
• ESP8266 NodeMCU микроконтроллери
• Катуу өзөк 22 өлчөгүч туташтыргыч зым (link1 - link2 - link3 - link4)
• 300гө жакын резистор
• Боёк щеткалары
• Бояуу - Мен көбүнчө Craft Premium боёгун колдоном. Чоо -жайын сүрөттөө кадамында

Куралдар

• Лазердик кескичке жетүү (мен Clemsonдо колдонгом)
• Кандооч
• Ысык желим тапанча (бул абдан маанилүү)
• Сым кескичтер/стриптизаторлор
• Adobe Illustrator
• Сабыр

1 -кадам: Illustratorдо дизайн

Булак сүрөтү Уильям Тилдин иллюстрациясы, сураныч, анын портфолиосуна анын башка улуу чыгармаларын издеңиз: https://www.behance.net/tealeo93 (Менин оюмча, бул - мен GoogleImages, Pinterest, GraphicDesignJunction, Behance)

Мен гуглдан "Low-Poly Iron Man" же "Geometric Iron Man Wallpaper" үчүн изделген сүрөттү таптым. Мен сүрөттү жүктөп алып, Adobe Illustratorдо ачтым.

Андан кийин, Illustratorдогу калем куралын колдонуп, сүрөттөгү ар бир сызыкты чийип салдым. Мен муну лазер кескичтин ичиндеги бардык сызыктарды вектордук кесүү катары сүрөттүн үстүнөн растр кылуунун ордуна, аз кубаттуулукта орнотуу үчүн жасадым. Бул бир нече саатка созулду (мектепте 3 класстык мезгил)

Сүрөт толугу менен сүрөттөлгөндөн кийин, мен ошол сызыктардын бардыгын топтодум, анан колдорго, көкүрөккө жана көздөргө фигураларды тарттым. Мен мунун баарын бир топко бөлүп, аларды оңой эле айырмалай алам деп толтуруу түсүн көк кылып койдум. Мен аларды акрил кесүү үчүн өзүнчө файлга көчүрдүм.

Акрил бөлүгү үчүн мен акрил бөлүгүмдүн эффективдүүлүгүн жогорулаткым келди, ошондуктан мен аны https://svgnest.com/ веб -сайтына жүктөп, акрил кесилген бөлүктөрү бар файлды жүктөп, бөлүктөрдү "уялоого" уруксат бердим. Бул калдыктарды азайтуу үчүн баракта бөлүктөрүңүздүн эң эффективдүү жайгашуусун аныктоо үчүн кээ бир кайталоолорду жана салкын алгоритмдерди колдонот. Бул IronManAcrylic.ai файлындагы конфигурацияны чыгарат.

2 -кадам: Лазердик кесүү

Жыгачты кесүүдөн мурун мен аны праймер менен боёп, анан жылмакай кылып тегиздөө үчүн майдаладым. Мен боёк кийинчерээк тегиз болуп чыгышы үчүн ушундай кылдым.

Мен контурду жыгачтан кескенде, Clemson Makerspace мейкиндигиндеги 60W Epilog Fusion M2 40 боюнча 100% кубаттуулуктун 6% ылдамдыгын (менимче) колдондум. Бул көбү үчүн иштеди, бирок жыгач бурчта кыйшайып калды, ошондуктан лазерди ошол бурчка кайра фокустап, кайра ошол бөлүгүн иштетишим керек болчу.

Мен ошондой эле бардык ички үч бурчтуктар үчүн сызыктарды тартканым үчүн, мен жогоруда видеодо көрсөтүлгөндөй, ошол сызыктардын баарын тез кесүү үчүн вектордук кесүүнү колдоно алдым. Бул файлды растрга түшүрүүдөн алда канча тезирээк болду. Мен 70% ылдамдыкты жана 50% күчтү колдондум деп ойлойм - бирок сиз жөн гана эксперимент кылышыңыз керек.

Мен 1/8 дюймдук акрилди биринчи жолу 100% кубаттуулукта жана 8% ылдамдыкта кесип салдым, ал бир аз өтө күчтүү болчу жана корголбогон акрилде күйүк издерин калтырды, ошондуктан мен муну 14% ылдамдыкта кылдым жана ал тумар сыяктуу иштеди.

3 -кадам: Сүрөт тартуу

Ошентип. Көп. Сүрөт тартуу. Мен болжол менен 20 саат бою сүрөт тарттым.

Эгерде сиз ушунчалык үч бурчтуктары бар проект жасоону ойлонуп жатсаңыз, аны өзүңүз боёбоңуз. Сүрөттү темирге же жыгачка басып чыгаруу үчүн төлөңүз, андан кийин аны кесип алыңыз же башка нерсеге бастырып, ошол нерсени катуу нерсеге чаптаңыз. Сүрөттү жакшы көрбөсөңүз, аны өзүңүз боёбоңуз.

Мен муну боёп жатканда кесимдеги ар бир үч бурчтукту сүрөттөө үчүн FrogTape сүрөтчүлөрүнүн лентасын колдондум. Бул мага ар бир үч бурчтукту эч кандай лента чектери жок кол менен толтурууга жасаган алгачкы аракеттеримден алда канча ырааттуу жыйынтыктарды берди.

FrogTape ак же көк боекторго караганда алда канча так сызыктарды берет. Сиздин убактыңыз жана акылыңыз толугу менен кошумча $ 2/ролл тасмага татыктуу. Эгерде сиз теринин жука болушун кааласаңыз, анда так бычакты колдонуп, лентанын үстүнкү катмарын кичинекей тилкелерге бөлүп койсоңуз болот, андыктан бир үч бурчтуктун контурун түзгөнүңүздө ал кошуна үч бурчтуктарды жаппайт.

Мен арзанмын жана сүрөт тартуу боюнча көп тажрыйбам жок, ошондуктан Майклс же Хобби Лоббиден 2 унция боёк колдондум. Мен Craft Smart Premium линиясы абдан жакшы жабылганын жана 95% кызыл көлөкөлөрүмдү жасоо үчүн ак же кара аралаштырылган CraftSmart Premium Metallic Festivali Кызыл боек менен аяктадым. Yellow жөн эле Craft Smart премиум сары болчу, аны бир аз жылтыратуу үчүн бир аз алтын ыргытылган.

Эгерде сиз арзаныраак боек жөнүндө билсеңиз, анда комментарийлерде мага билдириңиз !! Мен көбүнчө төмөндөгү ак түстөрдүн эч бири көрүнбөшү үчүн эки кат боёк жасашым керек болчу, мен муну болтурбай турган жакшы боёкко ээ болгум келет.

Баары боёлгондон кийин (бирок акрил бөлүктөрүнө жабыштыруудан мурун), мен боёкту коргоо үчүн жалтырак тунук пальто спрейин колдонуп, аны жалтырак кылдым.

4 -кадам: Акрил бөлүктөрү жана акрил жарыктары

Акрил бөлүктөрүн тиркөө бир аз кыйынчылыкты туудурду, анткени менин жумушчу столум/столум жана жыгач бөлүгү экөө тең бир аз кыйшайып калган, андыктан менин эпоксидим орнотулганга чейин жалпак бойдон калат деп кепилдик бере алган жокмун. Чечим катары, мен жыгачты чаптап жаткан акрил бөлүгүнүн жанындагы столго бастым жана адегенде акрил бөлүгүн кармап туруу үчүн ысык клей колдондум. Ысык ысык клей акрилдин маңдайынан көрүнүп турат, ошондуктан мен акрил бөлүктөрүн биротоло кармап туруу үчүн тиш чукугуч менен сүйкөлгөн эпоксидин Gorilla Glue колдондум. Мен кичинекей кычкачтар менен кайтып барып, оригиналдуу ысык клейлерди алдым.

Мен ар бир акрил бөлүгү үчүн өзүнчө жарык модулун жасадым. Адегенде 1/4 дюймдук кара көбүктөн жасалган пластинканы керектүү өлчөмдөн бир аз чоңураак кылып кесип, анын үстүнө акрил бөлүгүнүн контурун чийдим. Андан кийин мен ошол бөлүктүн LED тилкелерин көбүнчө акрил жабылган кылып кесип, скотч менен чаптадым. аймак.

Бул кадамды прототипдөөчү такта жана кээ бир бурамалуу терминалдар менен жасасак жакшы болмок, бирок мен аны зымдап баштоого даяр болгондо колумда жок болчу. Чечим катары, мен кээ бир ургаачы пин тилкелерин 4 киришке бөлдүм - Ground, 5V in, data in, data out. Мен аялдын баш тилкесин көбүк тактайына ысык чаптап, бардык чырактарды бириктире баштадым.

Бул ширеткичтер канчалык кичинекей болгондуктан, чынында кыйын болчу. Бактыга жараша, менде бардык күч жана жер төшөктөр үчүн эки мүмкүнчүлүк бар болчу, анткени ар бир тилкени эки четине чейин электр менен камсыз кылууга болот. Мен маалымат зымы жылан үлгүсүндө агып турушу үчүн тилкелерди койдум. Мен температурасы жөнгө салынуучу ширетүүчү темирди колдоном жана температуранын жашыл түстүн диапазонунун жогорку жагында болушун жакшы көрөрүмдү байкадым - мага ысык жагат, анткени мен көп жылдар бою колдонгон темир арзан болчу жана эч кандай температура көзөмөлү жок болчу. жана ысык чуркады.

Баары ширетилгенден кийин, мен жарыкты жабуу жана кан агууну азайтуу үчүн көбүк тактайынын тилкелерин кесүү үчүн так тако (жаңы пышак менен) колдондум. Мен кара түстүн ордуна акты колдондум, анткени менде анын узунураак тилкелери бар болчу жана бул чындыгында жакшы нерсе болчу, анткени ал LED тилкелеринин бул бөлүмү тестирлөө учурунда күйгүзүлгөнүн оң жагынан көрүүгө мүмкүндүк берди.

5 -кадам: Электрониканын калган бөлүгү

Мен ар дайым долбоорлорумду биринчи кезекте электр энергиясын, андан кийин контроллерди, андан кийин башка такта элементтерин жана перифериялык жабдууларды салып, өткөрүүгө аракет кылам. Мен батарейканын пакетин ысык желимдедим, андан кийин DC джек кабелин өткөрдүм, ошондуктан кубаттоо киргизүү долбоордун четинен оңой кубатталуу үчүн оңой жетет. Батарея пакети бөлүнгөн кабель менен келген жана көрсөтмөлөрдө батарейканы колдонуу учурунда кубаттоо жакшы экени айтылган.

Мен арзан микро-USB кабелин каннибализацияладым жана микро USB учун DC баррель уячасына алмаштырдым, ошондо мен 5В кирүүнү колдоно алам. Мен 5Vны нан табактын бир чыңалуу темир жолуна жана ESP8266 Вин пинине, андан кийин жер темир жолуна жана ESP8266 жерге туташтыргычка салдым (бардык негиздер контроллердин ичинде зым менен бириктирилиши керек, андыктан кайсынысы маанилүү эмес))

Стандарттык RGB LED тилкелери контроллерден PWM сигналы менен башкарылат. Бирок, микроконтроллер контроллерге жараша бир пинге 20мА-50мА ток жеткире алат. Тилкедеги ар бир LED ушунчалык көп энергияны талап кылат, андыктан биз тилкелерди башкаруу үчүн кандайдыр бир транзисторду колдонушубуз керек. Google издөөдө пайда болгон бир нече жерлер 5 амперди же 40 Вт кубаттуулукту алмаштыра турган TIP122 транзисторун сунушташты - бул биздин колдонмо үчүн жетиштүү. Алар чындап эле нан тактасына ылайыкташтырылган эмес, бирок эгер сиз ар бир зымды 90 ° буруп койсоңуз, анда ал нан тактасынын уячаларына туура келет. Мен башында кичинекей муздаткычты ар бирине жабыштырууну пландап жүргөм, бирок кээ бир текшерүүдөн кийин алар керектүү деңгээлде ысык эмес экенин аныктадым. Мен ар бир транзистордун кирүүсүн PWM чыгаруу үчүн арналган ESP8266 пинге туташтырдым

Мен RGB LED тилкелеринде "сууга чыдамдуу" резина каптоо болгон, натыйжада жыгачка мен каалагандай чапталган бойдон калбайт. Чечим катары мен көбүк тактайынын кичинекей бөлүктөрүн кесип, көбүктү жыгачка чаптап, андан кийин аларга LED лентасын чаптадым.

6 -кадам: Программалоого жалпы сереп

Бул долбоор ар кандай китепканаларды колдонот, андыктан аны Blynk аттуу телефон колдонмосунан башкарса болот, Amazon Echo күйгүзүп/өчүрөт жана кодду wifi аркылуу жаңыртса болот. Колдонулган кээ бир китепканалар төмөндө

Блинк -

Blynk - бул ESP8266 микроконтроллери менен ыңгайлаштырылган телефон колдонмосунун ортосунда жөнөкөй башкарууга мүмкүндүк берген кызмат. Телефон колдонмосу баскычтар, слайдерлер, RGB түс тандагычтары жана башка көптөгөн нерселер менен тиркеме түзүүгө мүмкүндүк берет. Ар бир "виджет" белгилүү бир функцияны иштеткен сайын Blynk колдонмосунан алынуучу маанини өзгөртөт.

OTA (Абада) Update- ESP8266 менен камтылган демейки китепкана

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

Amazon Echo -ну алдап, сиздин долбоор Wemo жарык өчүрүүчүсү деп ойлойт. Код Alexa "күйгүзүү" сигналын жана өчүрүү сигналы үчүн өзүнчө функцияны жөнөткөндө иштей турган функцияны аныктоого мүмкүндүк берет. Сиз бир нече түзмөктү (10го чейин) туурай аласыз, бул дагы ийкемдүүлүккө мүмкүнчүлүк берет. Менин кодум Эхо "Темир адам" жана "Түнкү жарык" аттуу эки түзмөктү табышы үчүн орнотулган. Алар экөө тең бул долбоор жана бул контроллер, бирок эгер мен "Түнкү жарыкты" күйгүзсөм, ал күңүрт ак жарыктар менен иштейт, мында "Темир адам" күйгүзүлгөндө тышкы LED тилкелери кызылга, акрил бөлүктөрү ак түскө өзгөрөт..

Visual Studioдо vMicro аркылуу Arduino түзөтүү

Мен Visual Studioну бир нече айдан бери жумушта колдонуп келем жана ал курган бардык автотолтуруу шаймандарын жакшы көрөм, андыктан кээ бир издөөлөрдөн кийин кадимки Arduino IDEнин ордуна Visual Studio колдоно алаарымды таптым. Бир компьютердик vMicro лицензиясы студенттер үчүн 15 доллар турат, бул менин оюмча, эгер сиз Arduino кодун программалоого бир нече сааттан ашык убакыт корото турган болсоңуз, бул толугу менен баалуу.

FastLED vs Neopixel

Мен FastLEDди долбоорлорумда колдоном, анткени мен интернетте буга чейин жасалган көптөгөн функцияларды таптым жана ушул учурда мен аны колдонуп көптөгөн долбоорлорду түздүм, ошондуктан менде кайра колдонууга көптөгөн коддор бар. Мен ишенем, эгер сиз жетиштүү иштесеңиз, Neopixel китепканасы жакшы иштейт. Мен өзүмдүн бардык жеке функцияларымды GitHubга башка адамдар колдонушу үчүн киргизүүнү пландап жатам, мен азырынча ага жете элекмин.

7 -кадам: Программалоо боюнча кеңештер

Жалпы структура

Мен жумушумда көзөмөлдөөчү инженермин жана биз көбүнчө PLC программалоо деп аталган программалоо стилин колдонобуз. Бул түрү Arduinoго окшош, анткени ал бир нече миллисекундта тынымсыз иштейт жана коддогу ар кандай "мамлекеттердин" ортосунда секирип, киргизүү/чыгаруу менен алектенет. Мисалы, код конвейер менен байланышкан кадамга тийиши мүмкүн, эгерде конвейерде лоток болсо, ал 45 -абалга өтөт, ал эми лоток жок болсо 100 -абалына өтөт. Бул программалоо стили менин кодумду шыктандырды, бирок Мен мамлекеттик номердин ордуна сапты окуу үчүн кээ бир өзгөртүүлөрдү киргиздим.

Мен глобалдык өзгөрмөнү (commandString) колдонуп, проекттин кандай жарык абалда экенин көзөмөлдөп турам. Мындан тышкары, мен "жандуу" деп аталган логикалык логинди колдонуп, анын функциядан чыгып кетээрин да аныктайм. Ошентип, сиз Blynkтеги "Классикалык режим" баскычын басканыңызда, менин кодум анимацияны жалган кылып коёт (ал учурдагы функциядан чыгып кетет) жана commandStringди "RunClassic" деп коет. Ар бир функция "CheckInput" функциясын иштетүү менен Blynk, Alexa жана OTAUpdateден киргизүүлөрдү дайыма текшерип турат.

Глобалдык өзгөрмөлөр

Мен глобалдык өзгөрмөлөрдү колдонуп, долбоорумдагы кээ бир орнотууларды көзөмөлдөп турам. Бул өзгөрмөлөр менин орнотуу кодума чейин инициализацияланган, бул аларды менин кодумдагы каалаган функцияга жеткиликтүү кылат.

• GlobalBrightness (0-255)
• globalSpeed - анимацияланган функциялардын анимация ылдамдыгы. Бул долбоордо жөн эле өчүп бараткан асан -үсөн бар
• globalDelayTime - FastLEDге ар бир светодиодго маалымат жазуу үчүн болжол менен 30 микросекунд керек, ошондуктан бул өзгөрмөнү NUM_LEDS * 30 /1000 + 1 деп койдум; анда буйрук үзгүлтүккө учурабашы үчүн FastLED.show () жасагандан кийин кечигүүнү (globalDelayTime) кошуңуз.
• _r, _g, _b - глобалдык RGB баалуулуктары. Ошентип, ар кандай түстөр схемасынын баскычтары глобалдык r/g/b баалуулуктарын жөн эле өзгөртө алат жана бардыгы бир эле функцияны аягында чакырышат

Arduino OTA жаңыртуу контроллеринин аталышы

Абаны жаңыртуу функциясын колдонуп, контроллерди кантип атоо керектигин түшүнмөйүнчө, мага тажатма сумма изделди. Сөзсүз түрдө бул сапты "ArduinoOTA.onStart (" - "чейин кодуңуздун орнотуу бөлүмүнө кошуңуз)

ArduinoOTA.setHostname ("IronMan");

Visual Studio кеңештери менен vMicro

Кээде визуалдык студия стандарттык C ++ файлдары сыяктуу терең файлдар менен кээ бир көйгөйлөрдү аныктап, кээ бир каталарды чыгарат. Ачык проектиңизде каталар пайда болгонго чейин, эч кандай колдоо файлдары жок болгонго чейин, ар кандай ката билдирүүлөрүн күйгүзүп/өчүрүп көрүңүз. Сиз ошондой эле Arduino IDEде кодду ача аласыз жана ал ошол жерде түзүлүп калабы же андан дагы пайдалуу ката кодун береби, көрө аласыз.

FastLED

Мага бул Инструкция бир нече жумадан ашык убакыттан бери иштеп келе жаткан болсо, мага билдириңиз, мен дагы эле GitHubга жеке функцияларымды кантип коюуну түшүнгөн жокмун.

FastLED ESP8266 менен шайкеш деп тизмеленген, бирок пин аныктамалары туура эмес болушу мүмкүн. FastLEDдин документтеринде #include чейин төмөнкү саптардын бирин кошуп көрүүгө болот деп айтылат

• //#FASTLED_ESP8266_RAW_PIN_ORDER аныктоо
• //#FASTLED_ESP8266_NODEMCU_PIN_ORDER аныктоо
• //#FASTLED_ESP8266_D1_PIN_ORDER аныктоо

Бирок, мен үчөөнү тең сынап көрдүм жана менин бардык казыктарым дал келген жок. Учурда мен акыркы сапты колдонуп жатам жана FastLEDге пин D2ди колдонууну айтканымда, ал контролеримде D4 пинин колдонот деп кабыл алдым.

Менин жарыктарым кытайдын неопикселдеринин арзан нокауту болсо да, мен FastLEDге аларды орнотууда неопиксел катары мамиле кылууну айтам.

• FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS);
• FastLED.setCorrection (TypicalLEDStrip);
• //FastLED.setMaxPowerInVoltsAndMilliamps(5, maxMilliamps); // Батарея менен иштеген долбоорлор үчүн пайдалуу
• FastLED.setBrightness (globalBright);

8 -кадам: Акыркы продукт

Та-да!

Мага суроолорду комментарий же электрондук почта аркылуу жөнөтүңүз - мен бул нерсени жакшы көрөм жана башка адамдарга сонун долбоорлорду түзүүгө жардам бергим келет. Менин веб -сайтымды башка долбоорлор үчүн жана менин сүрөтүмдүн айрымдарын текшериңиз: www.jacobathompson.com