25x8 LED Hut, für Partys und andere nützliche Dinge - Gunook - 2020 - How ToDo Well

25x8 LED Hut, für Partys und andere nützliche Dinge - Gunook - 2020 - How ToDo Well

Inhaltsverzeichnis:

Anonim

Bevor ich diesen Hut baute, baute ich einen kleineren 5x8-Hut mit einigen LEDs, die von einem LED-Würfel übrig geblieben waren. Das Ziel dieses Hutes war es, die Pixeldichte stark zu erhöhen und Dinge wie Wörter oder einfache Bilder darstellen zu können. Also bestellten mein Freund und ich eines verrückten Tages die Teile und machten uns auf den Weg, zwei dieser Hüte herzustellen.
Für den erfahrenen Lötkolben sollte der Aufbau des Hutes nicht länger als ein Wochenende dauern; Mein Freund, der Anfänger, wird ungefähr eine Woche brauchen, wenn er täglich eine gute Menge Zeit investiert.

Zubehör:

Schritt 1: Design und Teile

Design:
Der Hut enthält insgesamt 200 LEDs, 4 Schieberegister, 4 Knöpfe, 4 AAA-Batterien und einen Arduino mini pro.
Zusammen mit viel Draht. Das Kabel länger zu machen, als es sein muss, ist ein MUSS, wenn das Kabel kurz ist und Sie zurückgehen müssen, um etwas zu reparieren, das das Auflösen nahezu unmöglich macht. Machen Sie jeden Draht so lang, dass er aus dem Hut herausragt, mindestens bis zum Rand, damit nach dem Einbau aller Teile gelötet werden kann.
Die Höhe beträgt 8, da ein Schieberegister, das mit PNP-Transistoren verbunden ist, die 8 Kathodenschichten des Hutes steuert. Eine weitere gute Zahl ist 10, da Dekadenzähler 10 Zeilen für Sie ausgeben. Für die beste Dichte von LEDs wären 16 hohe LEDs oder zwei Schieberegister fantastisch, erfordern jedoch viel mehr Aufwand und Ressourcen.
Bei der Auswahl der Anzahl der LEDs ist es viel einfacher, ein Vielfaches von 8 festzulegen, damit alle auf die gleiche Weise behandelt werden können. Es gibt eine Reihe an meinem Hut, die vom Arduino direkt ein- und ausgeschaltet werden muss, und es ist eine Mühe, sich damit zu befassen.
Bevor ich diesen Build versuche, gehe ich von einem grundlegenden Hintergrund beim Löten aus. Wenn Sie noch nie gelötet haben, wird dieses Projekt hart und schmerzhaft lang sein.
Teile:
+ Mircocontroller: Arduino Pro Mini, alles kann verwendet werden, aber ich mag den Pro Mini aufgrund seiner Größe und Benutzerfreundlichkeit. Außerdem finden Sie es günstig bei ebay.
+ Programmierer: Sie benötigen ein FTDI-Kabel, ein Breakout-Board oder einen ähnlichen USB-Programmierer, um den Aruino Pro zu programmieren. Wenn Sie sich für ein Arduino Uno entscheiden, benötigen Sie keinen Programmierer. Wenn Sie ein Arduino haben, kann es bei Bedarf als Programmierer verwendet werden, aber der Kauf eines FTDI-Kabels ist viel einfacher und schneller.
+ LEDs: Ebay … Suchen und finden Sie Ihre Wahl von Farbe und Größe. Ich habe 3mm blau verwendet, die nicht diffus sind. Ich würde empfehlen, die Diffuse zu kaufen, da sie einen viel besseren Job machen, als Sie zu blenden, wenn Sie direkt auf den Hut schauen. Obwohl ich billig und nicht verbreitet bin, sehe ich trotzdem gut aus.
+ Power: Ich habe einen 4-Batterie-AAA-Halter von Radio Shack gekauft. Ich finde es toll, dass ein Schalter eingebaut ist und nur 3 US-Dollar kostet. Ein 9V würde funktionieren, aber nicht so lange dauern und muss an einen Regler angeschlossen werden, um verwendet zu werden. AA liefert mehr Amperestunden. Wenn es Ihnen also gefällt und Sie nichts dagegen haben, wählen Sie sie aus. Sie brauchen wirklich nur 3V, um den Hut laufen zu lassen, so dass nur 2 AA oder AAA gut funktionieren würden.
+ Schieberegister: Ich hatte eine große Menge kundenspezifischer 74HC595-Breakout-Boards aus SeeedStudio, die sich hervorragend für SMD-Komponenten eignen. Es ist nicht nötig, dies zu tun, solange Sie mit einem Lötkolben-DIP handlich sind und einige Protoboards großartig funktionieren würden.
+ Transistoren: PN2222 eignen sich hervorragend für LED-Projekte, kaufen Sie ein Los bei eBay und haben Sie Spaß.
+ Widerstände: Ich habe 402 Ohm Widerstände verwendet, weil sie für Newark billig waren. Alles zwischen 200 Ohm und 500 Ohm wird funktionieren. Je höher die Ohm, desto länger hält die Batterie. Außerdem benötigen Sie einige 10K-Ohm-Widerstände für die Tasten.
+ Kondensator: Es ist immer gut, einen Kondensator zu verwenden, besonders in der Nähe Ihres Mikrocontrollers und wichtiger integrierter Schaltkreise. Ich habe 10pF verwendet. Sie können eine gemischte Packung bei Radio Shack kaufen und eine davon verwenden. Kondensatoren helfen dabei, die schnellen Schwankungen des Stroms auszugleichen, die von Mircrocontrollern auf dem System ausgehen.
+ Knöpfe: Kaufen Sie sie, retten Sie einige, es ist egal, wo Sie sie bekommen. Standard-Dip-Druckknöpfe sind alles, was Sie brauchen.
+ Draht: Ein sauberes und einfaches Projekt ist ein glückliches. Das Flachbandkabel sieht viel besser aus und ist übersichtlicher als die Verwendung einzelner Drähte.

Schritt 2: Aufbau des Hutes

Es ist lang, es ist hart und sollte beim ersten Mal richtig gemacht werden.
Markieren Sie zunächst die Löcher, die in den Hut gesteckt werden sollen. Verwenden Sie eine Art Raster und Lineal, um die Punkte gleichmäßig zu verteilen.
Stecken Sie mit einem Reißnagel zwei Löcher in den gleichen Abstand wie die Basis der LED-Stifte.
Sobald diese 400 Löcher gesteckt sind, können Sie mit dem Löten beginnen. Beginnen Sie unten, am nächsten an der Oberseite des Hutes (Arbeiten mit dem Kopf nach oben ist am nächsten und unten ist weiter entfernt), und biegen Sie die Kathode nach links und die Anode nach oben. Halten Sie die LED gedrückt, während Sie dies für eine verkaufte Kurve tun. Sobald es gut ist, stecken Sie die nächste LED darüber und biegen Sie die Kathode wieder nach links und die Anode nach oben. Stellen Sie sicher, dass Sie die LEDs jedes Mal richtig einsetzen. Die lange und die kurze Seite sollten immer gleich gesetzt werden. Jetzt können Sie Ihr erstes Lötmittel herstellen. Schneiden Sie den Stift, wenn er zu lang ist, bevor Sie die untere LED oben anlöten, damit sie nicht überlappen.
Wiederholen Sie dies nun, bis Sie ganz oben auf dem Hut sind. Eine Spalte fertig!
Die nächste Spalte befindet sich rechts von dieser. Wenn Sie also die Kathode der neuen LED biegen, befindet sie sich auf der Kathode der vorherigen Spalte. Je nachdem, wo Sie sich auf dem Kreis befinden, biegen Sie den Kathodenstift so, dass er die Anode nicht berührt. Jetzt können Sie die Kathode vorher an die Kathode anlöten.Gehen Sie von hier nach oben und löten Sie die Anode und dann die Kathode jeder LED.
Schalte den Fernseher lieber ein und wiederhole … Bis alles erledigt ist!

Schritt 3: Die Elektronik

Der Atmega328 verfügt über praktische SPI-Pins, die eine sehr schnelle Kommunikation mit den Schieberegistern ermöglichen.
Hier sind diese Stifte:
Arduino Pin 13 ----> Clock Pin
Arduino-Pin 11 ----> Serieller Daten-Pin
Arduino Pin 10 ----> Verriegelungsstift (RCLK)
Für die Eingänge befinden sich die Tasten auf A0-A3.
Ein zusätzlicher LED-Pin befindet sich am Arduino-Pin 8, da 25 kein Vielfaches von 8 ist.
Wie bei den Schieberegistern sind die Ausgänge mit Widerständen verbunden, die dann mit den LED-Spalten verbunden werden.
Ein Schieberegister ist über Widerstände mit PNP-Transistoren verbunden und dann mit den LED-Reihen verbunden.
Leider habe ich die Dateien für die Platine verloren, die ich für die SMD-Schieberegister verwendet habe, aber es ist einfach genug, sie aus dem Datenblatt zu extrahieren.
Die Schieberegister sind verkettet, so dass der Qh'-Ausgang von einem der Dateneingang des nächsten ist. Der letzte hat die PNP-Transistoren.

Schritt 4: Debuggen

Es ist wichtig, die gesamte Elektronik zu überprüfen, bevor Sie versuchen, sie zu programmieren. Schließen Sie einen Widerstand an 5 V an und verbinden Sie jeweils eine Schicht mit Masse. Dann schauen Sie, ob alles so aufleuchtet, wie es sollte. Das Testen der Verdrahtung der Schieberegister ist ebenfalls wichtig. Testen Sie das Ein- und Ausschalten des Registers und der Transistoren, anstatt nur die Pins zu testen.
Sobald dies erledigt ist, schalten Sie den Hut mit dem Programm ein und aus. Ich werde es im nächsten Schritt näher erläutern.

Schritt 5: Programmieren

Bevor wir anfangen, habe ich in diesem Projekt nicht die Standard-Arduino-IDE verwendet. Stattdessen habe ich MariaMole verwendet. Ich mag MariaMole, weil es Arbeitsbereiche verwaltet und das Hinzufügen zusätzlicher Dateien zum Programm, wie z. B. Header-Dateien, problemlos ermöglicht. Der Code ist in C ++ mit zwei Header-Dateien und der SPI-Bibliothek, es ist vollständig möglich, in Arduino zu verwenden, aber ich empfehle MariaMole zu versuchen.
Der Code:
Der gesamte Code ist in einzelne Funktionen aufgeteilt, die unterschiedliche Animationen verarbeiten. Es gibt Dinge, die von PacMan und Space Invaders bis zum kontinuierlichen Scrollen durch "HaHa" reichen. Diese Animationen werden dann durch Funktionen in der Haupt-C ++ - Datei gesteuert, die auf dem Drücken der Benutzertaste basieren. Dies ist die Grundidee, wie der Code funktioniert. Lesen Sie weiter, um einen tieferen Einblick zu erhalten, beginnend auf SPI-Ebene.
Um auf die Schieberegister auszugeben, benutzte ich die eingebaute Funktion des Atmeg328-Chips, um über serielle Leitungen zu kommunizieren.
SPI.transfer (Byte); verschiebt das Byte genauso wie shiftOut (Byte), aber SPI macht es viel schneller.
Die Daten werden aus einem langen Satz hexadezimaler Daten gelesen. Wenn Sie keine grundlegenden bitweisen Operationen kennen, ist dies nicht sehr sinnvoll, aber im Wesentlichen liest dataToDisplay () die Bytes und schreibt sie in etwas, das in die Register verschoben werden kann.
lange hexadezimale Zahlen werden in die erste Spalte der Anzeige eingegeben und dann mit shiftClockwise () im Uhrzeigersinn verschoben. Dies kann entweder langsam erfolgen, wenn Sie Arbeiten ausgeben und dann über den Hut scrollen möchten, oder sehr schnell, um jeweils ein ganzes Bild anzuzeigen.
Die Daten können von Hand erstellt werden, indem ein Bild der Animation in Pixeln gezeichnet und dann in Binärdaten und anschließend in Hexadezimalzahlen konvertiert wird. Sie können mein Beispiel zusammen mit einer leeren Seite zum Ausdrucken sehen, wenn Sie Ihre eigenen erstellen möchten, würde ich gerne sehen, welche coolen Animationen gemacht werden können. Bei dieser geringen Auflösung ist es schwierig, ein gutes Aussehen zu erzielen.
Diese Datenzeichenfolgen werden in der Datei animation.h in vorzeichenlosen langen Variablen gespeichert. Einige Phrasen sind zu groß, um eine größere Matrix mit mehrdimensionalen Eigenschaften zu erhalten. Und die Funktionen sind auch unterschiedlich, um dies zu berücksichtigen.

Schritt 6: Die Videos

Jetzt, wo Sie das Projekt offen durchgesehen haben und sich fragen, was Sie damit anfangen können … Auf geht's!
Dies ist eine der mathematischen Funktionen: Sinuswelle, Tangenswelle, ect.
Dieser hat den entzückenden Fisch, über dem Hut zu schwimmen
Dieser hat zwei. Die ersten Schleifen HaHa immer und immer wieder. Der nächste ist nur "Stay Classy"
Und für diese Schulsportveranstaltungen zeigen Sie Ihren Stolz mit blendenden Lichtern! (meiner meinung nach viel schöner als ein nebelhorn im ohr)
Wer möchte nicht allen um sie herum am Valentinstag signalisieren, dass sie sich interessieren?

Schritt 7: Zusätzliche Hinweise

Ich liebe den Hut, aber er hat seine Grenzen.
Erstens ist die Pixeldichte wirklich schlecht. Alles, was detailliert ist, wird überhaupt nicht richtig aussehen. Aufgrund des Abstands der vertikalen und horizontalen LEDs zur Hutform wirken die meisten Dinge auf dem Hut gestreckt. PacMan sieht beispielsweise wie ein Oval aus, wenn es in einem perfekten Kreis erstellt wird. Es müssen Anpassungen vorgenommen werden, wie das Bild aussehen soll.
Es gibt Arduino-Bibliotheken, die Zahlen ermöglichen, die beliebig groß sind, aber ich konnte sie nicht dazu bringen, in MariaMole zu arbeiten. Davon abgesehen wäre es im Code einfacher, eine größere Anzahl zu verschieben als ein mehrdimensionales Array.
Die Tasten sind im Dunkeln schwer zu erkennen … Wirklich, das ist ein größeres Problem, als ich dachte. Ich denke, ich werde eine rote LED oder etwas hinzufügen, damit die Tasten in einem dunklen Raum verwendet werden können.
Die Verwendung von Heißkleber auf Textilien ist ebenso zäh wie die Lötstellen. Der Versuch, etwas abzunehmen, sobald es heiß ist, klebt an meinem Hut, also teste es, bevor du klebst.
Ich habe es schon einmal gesagt, und ich sage es noch einmal. Diffuse LEDs sehen besser aus, kosten aber mehr. Überlegen Sie sich unbedingt, welchen Typ Sie verwenden möchten.
Auf einem LED-Schein haben einige LEDs, die bei ebay bestellt wurden, sehr kleine Kabel, was die Verwendung im Hut erschwert. Suchen Sie nach längeren Leads und guten Bewertungen von eBay-Verkäufern.
Das ist alles, woran ich denken kann. Lass mich wissen was du denkst!