Kolar Berduri LED: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Pernah berfikir, "kerah berduri begitu polos dan membosankan"? Ya saya juga. Itulah sebabnya saya memutuskan untuk sedikit memperbaikinya dengan membuat kolar berduri animasi ringan, sesuai untuk digunakan di Burning Man, atau di majlis perkahwinan, atau pada hari Selasa.

Yang satu ini boleh disambungkan ke sensor gerakan untuk membuat pergerakan pemakai mempengaruhi lampu. Kerana, mengapa tidak?

Senarai bahagian

Papan litar pada OSHPARK (fail Gerber pada langkah kemudian)

• 1 x papan litar bercetak pemandu choker LED
• 23 x papan LED litar bercetak bahagian choker

Kunci Digi

• 1 x mikrokontroler ATtiny85 (ATTINY85-20SU-ND)
• Header lelaki 1 pin JST 2 pin (455-1704-ND)
• Header wanita 2 x 1x5 0.100 "(S6103-ND)
• Kapasitor 24 x 1206 0.1µF (1276-1165-1-ND)
• Perintang 4 x 1206 1kΩ (RHM1.00KCJCT-ND)
• 1 x 1206 470Ω perintang (P470FCT-ND)
• 1 x 1206 LED biru (732-4989-1-ND)

Adafruit

• 69 x WS2812B 5050 RGB LED
• 1 x bateri lithium-ion 3.7V yang boleh dicas semula (cas 5 jam atau 12 jam)
• 1 x pengecas bateri lithium-ion
• 1 x kabel sambungan bateri JST-PH

Amazon

• 1 x tali gitar kulit
• 1 gulung pita pelekat lebar 7/32"
• 1 tiub Loctite Threadlocker Blue 242
• 1 bungkusan kulit
• 1 x papan Arduino UNO

ebay

• Paku kolar 95 x (diameter 7mm dengan skru 8mm M3, dari penjual ini)
• (pilihan) 1 x papan pemecut ADXL345 "CJMCU" (dari penjual ini)

Yang lain

• Vinil pelekat (ukuran minimum 12.67 "x 2")

Senarai alat

• Pemutar skru kepala rata
• Pukulan kulit
• Alat pengaturan snap kulit (termasuk dalam set snap kulit dalam senarai bahagian)
• Gunting atau gunting yang mampu memotong kulit nipis (atau pemotong laser)
• Pateri dengan hujung halus
• Pateri
• Arduino Uno dan wire hookup (untuk memprogram papan pemandu choker)
• Pinset runcing
• Pisau utiliti X-acto
• Pita pelekat
• Kertas lilin
• Tusuk Gigi

Langkah 1: Memasang Papan Litar Pengawal

Saya membuat dua jenis papan litar di Litar Autodesk yang kini sudah bersara. Yang pertama adalah papan pemandu choker. Anda memerlukan salah satu dari ini untuk menggerakkan semua papan yang lain. Ia mempunyai mikrokontroler ATtiny85 (serasi Arduino) di atasnya yang mengawal LED pada choker dan membaca gerakan dari papan pecutan (pilihan).

Untuk menjadikan semuanya kecil, saya memilih untuk menggunakan bahagian pelekap permukaan untuk projek ini. Ini mungkin sukar untuk disolder, jadi jika anda tidak mempunyai pengalaman, saya sarankan untuk mencari Instructable on SMT solder, atau periksa YouTube untuk video mengenai subjek tersebut.

Pateri perintang (R1, R2, R3, R4, R5) dan kapasitor (C1) ke papan terlebih dahulu. Orientasi tidak menjadi masalah, dan ini memberi latihan dalam pematerian komponen pelekap permukaan. Pastikan menggunakan perintang 1kΩ untuk R1, R2, R3 dan R4. Gunakan perintang 470Ω untuk R5. Gunakan kapasitor.1µF untuk C1.

Petua pematerian

Saya tidak akan terlalu terperinci mengenai cara melakukannya, tetapi berikut adalah beberapa petua. Teknik saya adalah dengan menambahkan sedikit pateri ke salah satu alas, tanggalkan besi pematerian dan biarkan pateri sejuk. Letakkan bahagian dengan betul di tempat yang betul dengan pinset dengan satu sisi terletak pada pateri yang baru anda tambahkan. Letakkan sedikit tekanan di bahagian atas bahagian dengan hujung pinset dan panaskan semula solder dengan seterika. Komponen akan jatuh ke dalam pateri cecair. Keluarkan seterika dan tunggu beberapa saat sehingga pateri sejuk. Komponen itu sekarang harus dipegang dengan kuat di tempat yang betul. Sekiranya tidak, panaskan semula pateri sekali lagi, letakkan komponen dengan hati-hati ke tempat yang betul, dan keluarkan seterika untuk membolehkan pateri mengeras. Pada ketika ini, menyolder bahagian lain dari komponen agak mudah kerana ia sudah terpasang di tempatnya.

Seterusnya, beralih ke LED (D1) dan 8-pin ATtiny85 (U1). Orientasi penting untuk kedua-duanya, jadi berhati-hati. (Catatan: Satu-satunya tujuan LED adalah sebagai indikator untuk memberi tahu kami bahawa program di ATtiny85 berjalan dengan baik. Sekiranya anda memilih untuk tidak mempunyai penunjuk ini, anda boleh melangkau pemasangan D1 dan R5.) Katod (sisi hijau pada LED yang saya gunakan) mestilah R5 terdekat. Pastikan meletakkan pin 1 ATTiny85 (U1) ke arah penyambung kuasa (U2). Pin ini ditandai dengan titik di papan.

Akhir sekali, pateri komponen lubang melalui, termasuk dua penyambung bateri JST 2-pin dan dua header wanita 1x5 untuk akselerometer (yang berganda sebagai tajuk pengaturcaraan)

Lubang pelekap

Tiga lubang pemasangan berlapis tembaga besar digunakan untuk menghubungkan tanah (lubang atas), data bersiri LED keluar (lubang tengah) dan daya 3.7V (lubang bawah).

Langkah 2: Memprogram Papan Litar Pengawal

Saya menggunakan papan Arduino UNO untuk bertindak sebagai alat pengaturcaraan untuk pengawal dengan mengikuti Instructable ini. Di dalamnya, ini menunjukkan pemetaan berikut dari pin Arduino ke pin ATtiny untuk pengaturcaraan:

• Arduino + 5V → ATtiny Pin 8
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5
• Arduino Pin 12 → ATtiny Pin 6
• Arduino Pin 13 → ATtiny Pin 7

Titik sambungan ditunjukkan dalam gambar di atas. Perhatikan bahawa salah satu titik sambungannya adalah lubang pelekap bulat yang besar di antara dua set header 0.100 . Saya hanya memegang hujung kabel wayar (pin Arduino 12) yang bersentuhan dengan lubang ini semasa memprogram. Diakui, ini adalah kaedah inelegent, tetapi ia berkesan.

(Semasa saya mula-mula merancang papan ini, saya tidak dapat mengetahui bagaimana menjalankan isyarat ini ke tajuk 0.100 tanpa mengganggu fungsi papan akselerometer. Ini adalah isyarat data untuk LED WS2812B. Setelah memikirkan kembali masalah ini, Saya menyedari bahawa isyarat ini dapat disambungkan ke header yang sesuai dengan pin pilih chip pecutan terbalik tanpa menyebabkan masalah, kerana data LED tidak pernah ditulis pada masa yang sama dengan pecutan dibaca. Saya merancang semakan kedua pengawal papan yang memperbaikinya dan beberapa perkara lain yang saya harap dapat saya lakukan dengan cara yang berbeza pada kali pertama. Saya berhasrat untuk mengemukakan perbezaan dalam reka bentuk untuk menampung perubahan ini ketika saya mula membina versi kedua.)

Bateri tidak boleh disambungkan semasa memprogram papan. Sebenarnya, anda sama sekali tidak memerlukannya.

Kod sumber program untuk choker boleh didapati di sini. Ia menggunakan versi pustaka Adafruit_NeoPixel yang diubahsuai yang memungkinkan penskalaan kecerahan dinamik LED untuk menghadkan keseluruhan arus semasa dari mereka. Saya membuat pengubahsuaian ini kerana dua sebab:

1. Pelbagai LED 69 WS2812B memerlukan sehingga 3 Amps arus jika didorong pada kecerahan penuh. Ini melebihi kemampuan bateri, dan terlalu terang untuk kegunaan praktikal sebagai choker yang boleh dipakai, jika anda mahukan seseorang dapat berdiri melihat anda lebih dari satu atau dua saat.
2. Saya ingin memastikan bahawa kolar akan terus berfungsi dengan cas bateri tunggal sekurang-kurangnya 12 jam.

Setelah berjaya memprogram papan, LED biru akan mula berkelip dan mati.

Langkah 3: Papan LED

Papan litar kedua adalah bahagian LED choker.

Saya menggunakan 23 daripadanya untuk membina choker ini. Setiap papan ini mempunyai tiga LED WS2812B (Neopixel).

Sekali lagi, ini adalah bahagian pelekap permukaan, jadi perawatan perlu dilakukan semasa pematerian. Untuk setiap papan, pasangkan dahulu kapasitor 0.1µF dengan cara yang sama seperti pada papan pengawal. Pastikan meletakkan kapasitor sehingga ia atau pateri yang menghubungkannya tidak mengganggu penempatan lonjakan atas. Dengan kata lain, elakkan lubang pemasangan pekeliling atas sebanyak mungkin.

Selesaikan tiga LED WS2812B bermula dengan yang paling dekat dengan kapasitor (atas) dan turun ke bawah. Selepas setiap LED dipateri, saya mengujinya dengan menyambungkannya ke papan pengawal berkuasa. Ini terbukti berguna untuk mencari sambungan dan bahagian pateri yang buruk. Ini dilakukan dengan memasangkan tanah ke lubang pemasangan atas (oleh kapasitor), isyarat data dari papan pengawal berkuasa ke lubang pemasangan bahagian atas, dan kuasa (3.3V - 5V) ke lubang bawah. LED diprogram secara berurutan, bermula dengan yang di bahagian atas. Dengan menyolder LED satu demi satu, mudah untuk mencari sambungan yang buruk. Sekiranya anda menyolder semuanya sekaligus dan kemudian menguji papan, sukar untuk mencari punca LED yang tidak menyala.

Ada yang berjaya? Hebat! Sekarang lakukan 22 kali lagi.

Langkah 4: Membentuk Kulit

Untuk projek ini, saya mahukan kulit selebar 2 (51mm). Saya menggunakan tali gitar yang murah sebagai kulit sumber. Ia cukup lebar dan cukup panjang untuk pekerjaan. Gunakan bahagian kulit yang berkilat untuk bahagian luar kolar. pelekat vinil akan melekat lebih baik, dan ia kelihatan sangat bagus.

Untuk membentuk kulit, sekurang-kurangnya ada dua pilihan:

1. Lakukan dengan tangan
2. Gunakan pemotong laser

Dengan tangan:

Tandakan kulit dengan pembaris dan pen. Lebarnya 2 ". Panjangnya bergantung pada ukuran leher. Untuk yang saya bina di sini, saya menggunakan 15 2/3". Panjang ini selesa di leher dengan pertindihan yang cukup untuk menyokong cengkaman. Potong kulit menggunakan gunting atau timah yang kuat. Bulatkan sudut.

Ukur kedudukan papan litar LED dengan berhati-hati di kolar. Sekiranya anda ingin memadankan jarak mendatar LED dengan jarak menegak pada papan litar, anda memerlukan jarak pusat-ke-pusat 0.53 "Anda boleh menggunakan salah satu papan litar LED sebagai templat untuk menandakan kedudukan lubang dan memotong lubang dengan pukulan kulit. Pastikan anda menggunakan pukulan ukuran yang tepat untuk skru lonjakan M3. Akan ada 24 lajur lubang. Lajur paling kanan hanya memerlukan tiga lubang, kerana di sinilah papan pengawal bergerak, yang mana hanya mempunyai tiga lubang. Anda boleh melangkau lubang bawah tengah untuk yang satu ini. Jarak dari tepi kiri dan kanan kolar ke tiang lubang terdekat ialah 1.7"

Dengan laser:

Sekiranya anda mempunyai akses ke pemotong laser, seperti Epilog, ini adalah cara yang jauh lebih mudah untuk digunakan. Gunakan fail choker.dxf yang dilampirkan untuk membuat pemotongan pada pemotong laser. Fail. DXF mempunyai jalur pemotongan kulit di bahagian atas, jalur pemotongan vinil (digunakan kemudian) di tengah, dan gambaran di mana papan litar dipasang di bahagian bawah. Dengan andaian bahawa anda ingin membuat ukuran yang sama persis (15 2/3 panjang) seperti yang saya lakukan, anda boleh menggunakan jalur pemotongan kulit di bahagian atas untuk memotong garis besar dan lubang pemasangan papan litar. Sekiranya anda memerlukan yang lain panjang kolar, anda perlu mengubah suai fail dengan betul.

Langkah 5: Membentuk Vinil

Tujuan vinil adalah berfungsi sebagai sejenis papan induk yang fleksibel untuk menghubungkan semua papan litar individu bersama-sama. Pita tembaga dilekatkan pada bahagian belakang (melekit) vinil untuk memberikan isyarat kuasa, tanah, dan data saling menghubungkan.

Sama seperti untuk membentuk kulit, sekurang-kurangnya ada dua pilihan untuk membentuk vinil:

1. Lakukan dengan tangan
2. Gunakan pemotong vinil

Dengan tangan:

Panjang vinil 2 "dengan lebar 12 2/3". Ukur dan tandakan segi empat tepat dengan teliti dan potong menggunakan gunting. Jangan kupas vinil dari sokongan. Sejajarkan salah satu papan litar LED pada tepi kanan dan kiri dan gunakannya untuk menandakan sudut bulat. Bulatkan empat penjuru vinil dengan gunting. Letakkan vinil (masih melekat pada kertas penyokongnya) di atas kulit dan letakkan di atas lubang. Pita di tempat dengan pita pelekat, atau beberapa pita lain yang mudah ditanggalkan. balikkan kulitnya, dan gunakan pen untuk menandakan setiap lokasi lubang ke sisi kertas vinil. Keluarkan pita dari vinil dan gunakan pukulan kulit pada setiap tanda lubang untuk memotong lubang untuk skru lonjakan.

Oleh pemotong:

Sekiranya anda mempunyai akses ke pemotong vinil, ini adalah cara yang jauh lebih mudah untuk digunakan. Gunakan fail choker.dxf. Jalur pemotongan vinil adalah bahagian tengah. Sekiranya anda memilih untuk mempunyai sebilangan papan LED yang berbeza, atau jarak yang berbeza, anda perlu mengubah jalan pemotongan dengan tepat.

Langkah 6: Menambah Pita Tembaga

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, pita tembaga bertindak sebagai jejak papan elektrik untuk papan litar fleksibel ini. Ini memberikan kuasa, tanah, dan isyarat saling menghubungkan data antara papan litar bercetak individu.

Cari permukaan kerja yang baik, dan kupas kertas vinilnya dengan berhati-hati. Sekiranya anda menggunakan mesin pemotong vinil untuk memotong vinil, gunakan pinset runcing atau alat lain untuk mengeluarkan vinil yang tidak diperlukan dari lubang dengan berhati-hati. Semasa saya membuat ini, sebahagian besar lubang vinil tetap melekat pada penyokong kertas, tetapi saya harus mengeluarkan selusin lubang dengan pinset.

Pita vinil, melekit ke atas, ke permukaan kerja dengan pita pelekat. Gunakan tumpang tindih minimum pita pelekat pada vinil. Ini akan memudahkan anda membuang kemudian. Sisi dengan tiang tiga lubang harus berada di sebelah kiri sekarang.

Ukur dan potong panjang pita tembaga untuk melintasi barisan lubang atas. Ini akan menjadi sambungan tanah elektrik untuk papan litar. Sekiranya pita mempunyai penyokong kertas, lepaskan. Letakkan pita tembaga, melekatkan sisi ke bawah, di atas vinil sehingga tepi pita atas sejajar dengan tepi atas lubang. Tidak masalah jika lubang tidak ditutup sepenuhnya, tetapi cuba sedekat mungkin tanpa menutup bahagian atas lubang.

Potong sekeping pita tembaga dengan panjang yang sama dan pasangkannya di barisan bawah lubang, dengan tepi pita bawah berbaris dengan tepi bawah lubang. Sekali lagi, cuba jangan menutup lubang sepenuhnya. Ini adalah sambungan kuasa untuk papan litar.

Potong satu kepingan pita tembaga pendek untuk menyambungkan baki lubang di lajur kiri terus ke seberang lubang di sebelah kanannya. Pita harus cukup panjang untuk menutup kedua-dua lubang, tanpa melakukannya sepenuhnya. Letakkan yang ini di tempatnya. Ini adalah isyarat data dari papan pengawal ke papan LED pertama.

Selebihnya kepingan pita tembaga masing-masing diletakkan secara menyerong dari lubang ketiga dari atas pada satu lajur ke lubang kedua dari atas di lajur di sebelah kanan. Ini menghubungkan data keluar dari satu papan LED ke data masuk papan seterusnya. Untuk setiap ini, potong sekeping pita tembaga pendek yang cukup panjang sehingga hampir (tetapi tidak cukup) menutup kedua-dua lubang dan meletakkannya dengan hati-hati. Ulangi ini 22 kali.

Apabila selesai, harus ada satu lubang tanpa pita tembaga. Ia adalah lubang ketiga dari bahagian atas di bahagian paling kanan. Ini disengajakan.

Langkah 7: Menyelesaikan Pita Tembaga

Anda memerlukan permukaan kerja yang boleh dipotong sedikit dengan pisau utiliti X-acto untuk bahagian ini. Rekatkan bahagian kertas lilin yang lebih besar daripada vinil ke permukaan ini (sebelah lilin ke atas). Keluarkan pita pelindung yang digunakan pada langkah sebelumnya dengan berhati-hati dari vinil. Balikkan vinil ke atas dan letakkan di atas kertas lilin, dengan melekit ke bawah. Perekat pada vinil harus menempel pada kertas lilin dengan cukup baik sehingga tidak akan bergerak sepanjang bahagian ini, tetapi masih boleh ditanggalkan kemudian.

Anda mesti melihat pita tembaga melalui semua lubang (kecuali satu). Bermula dengan barisan bawah lubang, buat dua potongan untuk tembaga dengan pisau utiliti di setiap lubang. Potongan pertama terletak di sebelah kiri dari atas ke bawah. Yang kedua adalah sebelah kanan dari atas ke bawah (lihat gambar). Pastikan hanya memotong tembaga di lubang vinil. Jangan memotong vinil itu sendiri. Bengkokkan tembaga yang dipotong ke atas menggunakan hujung pisau utiliti dan lipatnya di atas vinil di atas tepi atas lubang untuk membentuk tab.

Apabila papan litar kemudian dipasang, tab ini akan membuat hubungan elektrik dengan tembaga yang mengelilingi lubang pemasangan papan litar.

Ulangi proses ini dengan semua lubang, potong dan lipat mengikut arah yang ditunjukkan pada rajah.

Langkah 8: Pasang Kulit, Vinil dan Skru

Kupas vinil dari kertas lilin dan sapukan pada bahagian kulit yang berkilat. Berhati-hati untuk membariskan lubang. Benarkan skru pike 8mm M3 ke seluruh 95 lubang dari bahagian belakang kulit. Anda mungkin perlu menyokong vinil dengan jari atau beberapa alat semasa memasukkan skru untuk memastikan skru masuk melalui lubang dan tidak memisahkan vinil dari permukaan atas kulit. Anda harus melihat tab tembaga kecil di sebelah setiap skru di bahagian atas (sisi vinil).

Langkah 9: Tambahkan Snaps

Empat lubang penahan akan kira-kira 0.4 dari tepi atas dan sisi pada setiap sudut kulit. Ini mungkin perlu disesuaikan agar sesuai dengan individu. Tandakan lokasi kedua lubang di satu hujung. Pilih ukuran pukulan yang sesuai untuk jepit anda dan tekan kedua lubang tersebut dengan pukulan kulit. Bertindih pada kolar seperti yang akan dipakai, dan gunakan lubang yang baru anda tekan untuk menandakan lokasi lubang untuk hujung yang lain. Tebuk lubang tersebut.

Pasang kancing mengikut arahan. Berhati-hatilah agar gambar terkena arah yang betul. Berikut adalah video berguna yang menerangkan proses tetapan snap umum. Setelah selesai, anda boleh mencuba kolar.

Langkah 10: Menyambungkan Papan Litar

Dengan sisi vinil ke atas, susun choker sehingga tiang tiga skru berada di sebelah kanan. Pasang papan pengawal ke lajur skru tiga lubang. Pasang papan litar pada skru dengan komponen menghadap ke atas. Tangan mengetatkan tiga paku ke skru. Letakkan salah satu papan LED di ruang skru seterusnya. Bahagian sisi papan LED dengan kapasitor harus berada di bahagian atas. Tambahkan empat paku pada skru ini dan ketatkan tangan ke bawah.

Uji kolar dengan memasang bateri. Sekiranya semuanya berjalan lancar, anda harus melihat LED pada papan LED menyala dan mula mengitar warna. Sekiranya tidak berlaku, periksa sambungannya dan cuba ketatkan paku skru. Hati-hati jangan sampai menyentuh logam (seperti pemutar skru) melintasi paku, kerana boleh menyebabkan litar pintas dan merosakkan bateri atau papan.

(Untuk versi kedua papan litar, saya mengubah keadaan supaya lonjakan bukan bahagian litar untuk mengelakkan kemungkinan berlaku litar pintas.)

Sentuhan kulit tidak memendekkan paku dan skru. Sekiranya pemakainya sangat lembap (katakanlah, dari menari), peluh tidak akan banyak mempengaruhi fungsi kerah. Paling banyak, ini sedikit sebanyak dapat mengurangkan cas bateri.

Anda boleh meletakkan setiap papan LED pada tempat ini untuk mencuba keseluruhan kerah, atau teruskan ke langkah seterusnya membuat papan disambungkan secara separa kekal dengan menambahkan Loctite ke skru.

Apabila anda sudah selesai, keluarkan papan litar dari kolar dan keluarkan bateri dari papan pengawal. Masukkan Loctite ke dalam pinggan kecil atau penutup botol dan dapatkan tusuk gigi yang berguna. Tambahkan papan litar kembali satu demi satu, bermula dengan papan pengawal. Letakkan setiap papan di tempat pada skru. Satu skru pada satu masa, celupkan tusuk gigi di Loctite dan sapukan pada benang di hujung setiap skru untuk papan ini. Jangan terlalu banyak memakai dan berhati-hati untuk tidak meletakkan loctite pada papan litar atau pita tembaga di dasar skru. Seterusnya, letakkan kacang lonjakan di tempat dan ketatkan tangan. Pegang lonjakan dengan satu tangan, gunakan pemutar skru pada skru untuk mengetatkan lonjakan sepenuhnya di tempatnya.

Setelah menyambungkan sepenuhnya setiap papan, uji sambungan dengan memasukkan bateri, dan perhatikan LED. Ketatkan dan atur seperlunya untuk memastikan sambungannya kukuh. Cabut bateri. Ulangi untuk setiap papan litar, pastikan orientasi masing-masing sepanjang jalan (kapasitor berada di bahagian atas).

Setelah semuanya berada di tempat, biarkan kerah duduk cukup lama untuk Loctite sembuh (lihat bungkusan).

Ini adalah masa yang tepat untuk memastikan bahawa bateri terisi penuh, dengan memasukkannya ke pengecas bateri.

Anda sekarang sudah siap memakai kolar dan memukul bandar. Gunakan kabel sambungan bateri JST-PH antara kolar dan bateri untuk membolehkan bateri diletakkan di dalam poket atau di tempat lain pada orang anda.

Dan sekarang, menuju ke langkah terakhir.

Langkah 11: Kedai Runcit

Pakai kolar anda ke kedai runcit untuk membeli-belah. Ya, ini adalah langkah wajib. Sekiranya anda membuatnya, saya menjangkakan gambar runcit di komen.