RGB LED Maker Tree: Hatua 15 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Makerspace yetu ya ndani ilidhamini mti kuonyeshwa kwenye Mtaa kuu kwa mwezi wa Desemba (2018). Wakati wa kikao chetu cha kujadiliana, tulipata wazo la kuweka kiwango cha ujinga cha LED kwenye mti badala ya mapambo ya jadi. Kama watengenezaji ambao wanapenda kufanya vitu kidogo juu, tuliamua haraka kuwa mti ambao unaweza kucheza michoro hautakuwa wa kufurahisha tu, lakini pia utazalisha buzz.

Nilitafiti suluhisho zilizopo ambazo zilitumia vidhibiti vya LED vilivyojitolea na kuamua kuwa chanzo cha karibu hakitafanya. Nilipata mafunzo bora na Adafruit juu ya kutumia vidhibiti vyao vya "FadeCandy" vya LED. Bodi ndogo nadhifu imefanya idadi kadhaa ya kuonekana kwa Mtu anayeungua na ina mifano mingi mizuri ya kufanya kazi. Mti huo una nyuzi 24 za aina za RGB za LED zinazodhibitiwa zinazodhibitiwa kwa kutumia bodi za FadeCandy na zinazotumiwa na usambazaji wa umeme wa 5V 60A. Raspberry Pi hutumikia michoro kwenye bodi za FadeCandy kupitia nyaya ndogo za USB, ambazo zinaunganisha na nyuzi za LED za kibinafsi. Vipande vimepangwa kwa radial kuunda sura ya koni / mti kama inavyoonekana hapo juu.

Jambo nadhifu juu ya usanidi huu ni kwamba haizuiliki kwa matumizi moja. Vipande vya LED vinaweza kupangwa tena kuunda maumbo mengi, pamoja na gridi ya zamani ya kawaida. Tunatumahi kutumia tena usanidi huu kufanya maonyesho / mchezo wa maingiliano kwa Mini MakerFaire yetu ijayo katika chemchemi.

Hatua ya 1: Orodha ya Sehemu

• 2x - 5V WS2811 nyuzi za LED (nyuzi 20 x saizi 50 = saizi 1000)
• 5x - 3 Pin Viunganishi visivyo na maji (pakiti 5)
• Vipande vya Kuweka RGB vya 24x - 12MM
• 3x - Adafruit FadeCandy watawala wa LED
• 6x - Vitalu vya Usambazaji wa Umeme
• 1x - 5V 60A (300W) Usambazaji wa umeme
• 1x- RJ-45 Piga Soketi Chini (pakiti 10)
• 2x - 22 waya ya nguvu ya AWG (65 ft)
• 1x - Anderson Kontakt Kit
• 1x - 12 wamiliki wa fuse foleni
• 3x - 2x8 Makazi ya Kiunganishi cha Crimp
• 1x - 0.1 "Pini za Crimp za Kike (pakiti 100)
• 6x - visanduku vya umeme visivyo na maji
• 3x - 20A Fuse
• 1x - Kebo ya umeme ya kompyuta
• 1x - Raspberry Pi 3
• 1x - Kadi ya MicroSD
• Futi 24 - CAT5 / CAT6 cable
• Futi 15 - waya 12 wa AWG (nyekundu na nyeusi)
• 6x - RJ-45 crimp inaisha
• 2x - 4x8 karatasi 3/4 "plywood
• 2x - 4 'chuma cha pembe
• 200x - mahusiano ya Zip
• ~ 144x - Viunganisho vya viungo visivyo na maji (hiari lakini kuokoa muda mwingi)
• Solder
• Kunywa pombe
• Caulking

Hatua ya 2: Muhtasari wa Mfumo wa Umeme

Kama inavyoonekana kwenye mchoro hapo juu, mfumo wa umeme wa mti unaweza kugawanywa katika sehemu kuu: sanduku la kudhibiti, masanduku ya makutano ya nguvu, masanduku ya makutano ya data na nyuzi za LED. Sanduku la kudhibiti lina ugavi wa umeme wa 5V 60A na Raspberry Pi. Masanduku ya Jumuiya ya Takwimu yana watawala wa FadeCandy LED. Masanduku ya makutano ya Nguvu yana baa za basi kusambaza nguvu (5V & GND) kwa nyuzi za LED. Kila jozi ya masanduku ya makutano (data moja + nguvu moja) hudhibiti nyuzi nane za LED. Kwa kuwa kuna nyuzi 24 za LED zinazotumiwa katika mradi huu, kuna seti tatu za masanduku ya makutano (jumla sita).

* Kuna hitilafu kwenye mchoro ulioonyeshwa hapo juu, CAT6 Cable 0 (Strands 0-7) inapaswa kuwa (Strands 0-3) na CAT6 Cable 1 (Strand 7-15) inapaswa kuwa (Strands 4-7).

Hatua ya 3: Ambatisha Viunganishi visivyo na maji

Kama mti ulivyokusudiwa kutumiwa nje, utunzaji wa ziada ulichukuliwa ili kuhakikisha kuwa viunganisho vyote havina maji. Kwa wale wanaotaka kufanya mradi sawa wa ndani, viunganisho visivyo na maji vinaweza kupuuzwa kwa kupendelea viunganishi 3 vya JST ambavyo vinakuja na nyuzi za LED. Kazi nyingi kwenye mradi huu ziliingia kwa kuziunganisha viunganisho visivyo na maji kwa nyuzi.

Kwa usanidi wetu, tulikata kontakt iliyopo ya JST kwenye mkanda wa LED na tukaunganisha kontakt 3 isiyo na maji mahali pake. Uangalizi unapaswa kuchukuliwa ili kuongeza kontakt kwa upande wa "pembejeo" ya strand ya LED, unganisho la data kwenye nyuzi za LED ni za mwelekeo. Tuligundua kuwa kila LED ilikuwa na mshale mdogo unaoonyesha mwelekeo wa data. Hapo awali tuliunganisha kila waya tatu kwenye upande wa strand ya LED tukitumia mbinu inayojumuisha solder, kupungua kwa joto na kutuliza. Hatimaye tulibadilisha kutumia viunganisho hivi vya maji visivyo na maji, ambayo ilionekana kuwa kuokoa muda mwingi.

Upande wa nguvu / data (yaani, upande ambao nyuzi za LED zinaunganisha), tulitumia waya wa 22 AWG kwa nguvu / ardhi na kebo ya CAT6 kwa data / ardhi. Kila kebo ya CAT6 ina jozi nne zilizopotoka, kwa hivyo tunaweza kuunganisha nyuzi nne za LED kwenye kebo moja ya CAT6. Mchoro hapo juu unaonyesha jinsi pini 3 ya taa ya LED inavunja waya 4 (5V, GND, Takwimu). Kuunganisha waya nne na waya tatu ilionekana kuwa jambo la kuchanganyikiwa wakati wa kukusanya mradi huu. Kuchukua muhimu ni kwamba sababu mbili (Data + Nguvu) zimejumuishwa kwenye kiunganishi kisicho na maji.

Kila kebo ya CAT6 ilikomeshwa na kiunganishi cha RJ-45 ambacho kiliingia kwenye nyumba ya kike ya RJ-45 iliyounganishwa na bodi ya FadeCandy. Waya za CAT6 zingeweza kuuzwa moja kwa moja kwa bodi za FadeCandy, lakini tulichagua kuongeza viungio ili kuruhusu ukarabati rahisi ikiwa inahitajika. Tulifanya waya zetu zote kuwa na urefu wa inchi 48 ili kujipa kubadilika wakati tunakusanya mti huo.

Hatua ya 4: Ambatisha Viunganishi kwenye Bodi za FadeCandy

Bodi za FadeCandy tulizonunua hazikuja na vichwa vilivyoambatanishwa, badala yake kulikuwa na safu mbili za vias zilizopangwa kwa 0.1. Hatimaye tuliamua kuwa FadeCandys wataunganisha kwenye nyaya za CAT6 kwa kutumia soketi za kawaida za RJ-45 "punch-down". tukio ambalo tulihitaji kuchukua nafasi ya FadeCandy (zinaonekana tulifanya!), pia tumeongeza pini 0.1 kwa kila bodi ya FadeCandy. Tuliunganisha pini za kike za kubembeleza kwa kila waya nane zilizounganishwa na tundu la RJ-45 chini ili kuungana na vichwa vya kichwa "0.1. Kwa kuongezea kubana pini kwa kila waya, niliongeza pia solder kidogo kuzuia pini. Kwa kweli, niligundua tu "ujanja" huu wa kuuza baada ya pini za nusu nilizopiga kushindwa kwangu, somo lilijifunza.

Hatua ya 5: Ingiza LED kwenye Vipande vya Spacer

Baada ya kusoma machapisho machache ya baraza na kutazama video kutoka kwa watu wengine ambao wamefanya "miti" kama hiyo, matumizi ya spacers za plastiki zilionekana kuwa kitu cha mara kwa mara. Vipande hivyo huruhusu nafasi ya LED kubadilishwa ili kutoshea mahitaji ya kibinafsi na inaruhusu nyuzi za LED kuwa zenye mvutano kati ya pete za juu na chini za mti. Ukubwa wa LED lazima ifanane na saizi ya mashimo ya spacer (kwa upande wetu 12mm), kama kwamba kila LED ya kibinafsi inafaa kuingia ndani ya mashimo kwenye spacers. Tuliamua kuwa na taa zetu za LED zig-zag, kama kwamba nyuzi 24 za taa zinaunda nguzo 48 kuzunguka mti.

Tulifanya makosa wakati huu ambayo ilitulazimisha kutoa "mashimo" ya ziada ya taa za taa. Tulikata vipande vipande nusu ili tuwe na urefu wa spacers 48. Tulichogundua ni kwamba kila spacer ya miguu nane ilikuwa na mashimo 96 (moja kila inchi) na kuikata nusu kwenye shimo ilimaanisha kuwa tulikuwa na mashimo manne kwa kila mkanda wa LED. Sikiza makosa yetu na hesabu kwa hii kabla ya wakati! Sisi mwishowe laser tulikata "viendelezi" kuongeza mashimo yaliyokosekana.

Faili ya vector iliyotumiwa kukata laser mabano ya ugani imeambatanishwa hapa chini ("TreeLightBracket.eps")

Hatua ya 6: Unganisha Sanduku za Mkutano wa Nguvu

Sanduku tatu za usambazaji wa umeme kila nyumba jozi ya baa za basi. Baa ya kwanza inasambaza 5V na nyingine inasambaza GND. Wakati mti wetu ulionyeshwa nje, tuliamua kutumia visanduku vya umeme visivyo na maji kuweka baa za basi. Tuliunganisha kila baa mahali kwa kutumia gundi moto na tukaongeza chakavu cha folda ya manila kati ya kila baa na kesi kuzuia kaptula. Kila sanduku la makutano ya nguvu linaunganisha na nyuzi nane za LED kupitia waya 22 ya AWG iliyoelezwa hapo awali. Kila sanduku linaunganisha na umeme kuu kwa kutumia waya 12 ya AWG na ina kiunganishi cha "Anderson" ili kuruhusu usafirishaji rahisi.

Hatua ya 7: Unganisha Sanduku za Mkutano wa Takwimu

Kutumia masanduku sawa na sanduku za usambazaji wa nguvu, tuliunda masanduku matatu ya "data" ya usambazaji ambayo yana bodi moja ya FadeCandy katika kila moja. Kamba ndogo za USB kutoka kwa Raspberry Pi huunganisha kwenye bodi za FadeCandy zilizo ndani ya sanduku hili na nyaya za CAT6 huunganisha kwenye soketi za kike za RJ-45 pia. Kwa kuwa bodi za FadeCandy hazina mashimo makubwa ya kufunga, sisi hufunga kila bodi kwa chakavu cha plywood. Plywood hii pia ilifanya kazi kama kizio kuweka bodi kutoka kwa mzunguko mfupi dhidi ya sanduku la umeme.

Hatua ya 8: Ugavi wa Umeme wa waya

Monster wa 5V 60A wa usambazaji wa umeme tulioamuru hutoa nguvu kwa mradi wote. Kila moja ya sanduku tatu za makutano ya nguvu inaunganisha kwenye usambazaji huu kuu na waya 12 wa AWG. Kila sanduku la makutano lina jozi yake ya viunganisho vya Anderson na fyuzi ya 20A iliyowekwa ndani kutenganisha kaptula yoyote. Raspberry Pi inapata nguvu kutoka kwa usambazaji huu pia, ambayo nilikamilisha kwa kukata kebo ya USB juu na kuunganisha waya / umeme wa ardhini kwenye vituo vya usambazaji wa umeme. Kwa kuwa waya hizi zilikuwa ndogo sana pia niliongeza vifungo kadhaa vya zip ili kuongeza unafuu wa shida kwenye unganisho hili. Ugavi haukuja na kuziba duka la AC, kwa hivyo nilikata kebo ya kawaida ya kompyuta / ufuatiliaji na nikaiunganisha kwenye vituo vya chini. Kuwa mwangalifu zaidi kwenye hatua na angalia mara tatu kazi yako! Nimeona mradi huu wa Adafruit unasaidia sana kuelewa jinsi nguvu imeunganishwa.

Hatua ya 9: Sanidi Raspberry Pi

Ninaweka kadi ya MicroSD na mfumo wa uendeshaji wa Raspbian na kuanzisha seva ya FadeCandy kwa kutumia maagizo yanayopatikana hapa:

learn.adafruit.com/1500-neopixel-led-curta…

learn.adafruit.com/1500-neopixel-led-curta…

Niligundua kuwa hazina ya OpenPixelControl ilikuwa na seti kubwa ya mifano ya kuingiliana na seva ya FadeCandy. Mwishowe niliishia kuandika maandishi ya Python ili kuweka michoro kwenye mti wakati Pi ilipowasha. Inapakia video kwenye azimio letu la lengo, hatua kwa sura kupitia video na kutuma safu ya kudhibiti ya FadeCandy kwa kila fremu. Faili ya usanidi wa FadeCandy inaruhusu bodi nyingi kuingiliwa kana kwamba ni bodi moja na hufanya interface safi sana. Hati ya chatu inayodhibiti mti ni kuanzisha kupakia faili kutoka folda maalum. Kwa hivyo, kurekebisha michoro ni rahisi kama kuongeza / kuondoa faili za video kutoka kwa folda hiyo.

Katika mchakato wa kujaribu mti, niliweza kuharibu kadi ya MicroSD. Ninaelezea hii ni kuondoa nguvu kutoka kwa Pi bila kufanya kuzima sahihi. Ili kuepusha matukio yajayo niliongeza kitufe cha kushinikiza na kuisanidi ili kuwezesha Pi kwa nguvu. Nilifanya pia nakala kadhaa za kadi ya mwisho ya MicroSD, ikiwa tu.

Kabla ya kupokea sehemu zote za mti halisi, niligundua ghala la kitovu cha OpenPixelControl git na nikagundua simulator nadhifu ya LED ndani. Kwa kweli nilitumia programu hii kujaribu sehemu kubwa ya hati ya uhuishaji iliyotajwa hapo juu. Simulator inachukua faili ya usanidi ambayo inaonyesha kuwekwa kwa kila LED katika nafasi (fikiria X, Y, Z) na inatumia kiwambo sawa na programu ya seva ya FadeCandy.

Hatua ya 10: Tengeneza michoro

Hati ya Python iliyounganishwa hapo awali inaweza kucheza muundo wowote wa video kwenye mti, maadamu azimio ni 96x50. Azimio la mti ni 48x25, hata hivyo chombo nilichokuwa nikitumia kubadilisha video kuwa azimio la chini (Daraja la mkono) kilikuwa na kikomo cha chini cha pikseli ya saizi 32. Kwa sababu hii, niliongezea maradufu azimio halisi la mti na kisha nikachukua sampuli kila pikseli nyingine katika hati yangu ya Python.

Mchakato niliotumia kwa michoro nyingi ilikuwa kupata au kutengeneza GIF, kisha kuipunguza (kwa kutumia brake la mkono) hadi uwiano wa kipengele ulikuwa 1.92: 1. Ningebadilisha azimio la pato kuwa lengo 96x50 na kuanza uongofu. Faili zingine za-g.webp

Kutumia kiolesura cha OpenPixelControl, unaweza pia kutengeneza mifumo kwa mpango. Wakati wa upimaji wa awali nilitumia hati ya chatu "raver_plaid.py" kidogo kabisa.

Mifano kwa michoro iliyotumiwa kwa mti wetu imeambatanishwa hapa chini "makerTreeAnimations.zip".

Hatua ya 11: Mtihani wa Mfumo wa Umeme

Pamoja na vifaa vyote vikuu vya umeme / programu vilivyounganishwa, ilikuwa wakati wa kujaribu kila kitu nje. Niliunda fremu rahisi ya mbao ili kukomesha nyuzi za LED, ambazo zilionekana kuwa muhimu sana katika kubainisha ikiwa nyuzi yoyote ilikuwa nje ya mpangilio (ambayo kulikuwa na kadhaa). Video zilizo hapo juu zinaonyesha onyesho la makopo kutoka OpenPixelControl na video yangu ya video ya Python script inayoendesha uhuishaji wa Mario.

Hatua ya 12: Jenga Sura

Tuliunganisha nyuzi zote za LED kwa sura ya mfano tunayojenga kutoka kwa PVC na neli ya pex. Tuliacha uhusiano wa zipu ili tuweze kuiweka tena ikiwa ni lazima. Huu umeonekana kuwa uamuzi mzuri kwani tuliamua kuwa PVC wima ilivunja gridi ya LED sana na ikabadilisha muundo wa CNC badala yake. Ubunifu wa mwisho kimsingi una kitanzi cha juu na kitanzi cha chini. Kitanzi cha chini kimewekwa chini ya mti na ina kipenyo kikubwa kuliko kitanzi cha juu ambacho ni (hakuna mshangao), kilichowekwa juu ya mti. Vipande vya LED vinazunguka kati ya vitanzi vya juu na vya chini kuunda koni (au "mti" ukitaka).

Vitanzi vyote vilikatwa kwa plywood ya 3/4 kwenye router ya CNC, faili ya vector kwa vitanzi imeambatanishwa hapa chini ("TreeMountingPlates.eps"). Matanzi ya juu na ya chini kila moja yana vipande viwili vya duara ambavyo huunda kamili kitanzi Muundo wa vipande viwili ulikuwa ili tuweze kushikamana kwa urahisi nusu mbili karibu na mti bila kuharibu matawi. Mkubwa wetu wa ndani wa CNC aliongezea urembo mzuri kwa kutengeneza vitanzi vya sura ya juu na chini ndani ya theluji. Kugusa rangi nyeupe na glitter zingine pia ziliongezwa ili kuongeza sura hiyo.

Hatua ya 13: Jenga Diski ya chini / Mlima wa Elektroniki

Tulikata miduara miwili ya nusu kutoka kwa kipande kingine cha plywood kipenyo sawa na kitanzi cha chini kilichoelezewa hapo awali ili kuweka umeme (sanduku la kudhibiti, masanduku ya makutano) chini ya kitanzi cha chini. Kama ilivyo kwa matanzi ya juu na ya chini ilitengenezwa kwa vipande viwili, kisha ikajiunga kando ya mstari wa katikati ili kuunda duara kamili. Diski hiyo ilipakwa rangi ya kijani kusaidia kuichanganya na kuifunga kutoka kwa mvua. Tuliweka visanduku vyote vya umeme chini ya diski hii, kama kwamba diski hiyo iliunda aina ya mwavuli kwa vifaa vya umeme. Urefu wa waya uliozidi ulifunikwa na zip imefungwa kwenye diski hii ili kudumisha muonekano safi.

Hatua ya 14: Ambatisha fremu kwa Mti

Wakati vitanzi vya fremu ya juu na ya chini vilikuwa vikavu, tuliendesha vipande kadhaa vya chuma vya pembe chini kwenye sufuria ya mti kusaidia kutuliza shina. Chuma cha pembe pia kilitoa alama za kuweka juu kwa vitanzi vya juu na chini, bila kuongeza mzigo kwa mti wa mwili. Pamoja na nyuzi zote za LED zilizounganishwa na kitanzi cha juu, tulitumia kipande cha kamba kusimamisha mkutano wa pete ya juu kutoka kwenye dari. Tuligundua kuwa ilikuwa rahisi kushusha pole pole pete kwenye mti badala ya kujaribu kuishikilia kwa mkono. Mara tu pete ya juu ilipokuwa imewekwa kwenye chuma cha pembe, tuliunganisha pete ya chini kwenye mti na zipi ilifunga kamba za LED kwa nguvu kwa kitanzi cha chini pia. Diski ya chini (kijani kibichi) ilikuwa imewekwa moja kwa moja chini ya kitanzi cha chini na vifaa vyote vya elektroniki vilivyounganishwa.

Hatua ya 15: Toa (hiari)

Sasa kaa chini na ufurahie matunda ya kazi yetu! Mti wetu utaonyeshwa North Rock kwa mwezi mzima wa Desemba (2018). Tayari natafakari jinsi tunavyoweza kufanya maonyesho kuwa maingiliano kwa MuumbaFaire wetu mchanga wakati wa chemchemi.

Una maswali yoyote? Uliza kwenye maoni!

Runner Up katika Shindano la Kuifanya liwe Mwangaza 2018