Więc teraz jest sezon na oświetlenie domu (tutaj wstaw urlop) i przyglądasz się dekoracjom, które skrupulatnie / przypadkowo wznosiłeś / rzucałeś i sugerowałeś swemu znaczącemu drugiemu „Z pewnością byłoby miło mieć je w pobliżu Lipiec … byłoby baaardzo uroczysty! tylko po to, żeby spotkać się z tym lodowatym spojrzeniem, a ty zastanawiasz się, jak można poprawić wyświetlanie w przyszłym roku (chodź, pracuj ze mną tutaj). Większość z was prawdopodobnie otrzymała drukarkę 3D jako prezent i zastanawiasz się „Jaki powinien być mój pierwszy projekt”. Cóż, jestem tutaj, aby uratować twój mózg przed tą nieznośną aktywnością i dać Ci Instruktażowo wypełnioną drukarką 3D (zaproś swoich przyjaciół), żmudną produkcję części, gryzące opary lutownicze, Arduinoing (czy to słowo?) Szaleństwo, a nawet bardziej żmudne cięcie i przygotowanie drutu.

Wszystko zaczęło się kilka miesięcy temu, kiedy moja żona i ja podsumowywaliśmy nasze inwentaryzacje oświetlenia zewnętrznego, kiedy odkryliśmy, że jedna z gwiazdowych sznurów żarówek ma wypaloną lampę. Jako ekspert w tej dziedzinie natychmiast zamówiłem nową żarówkę i ją zastąpiłem. Po włączeniu zasilania i ponownym przetestowaniu obraźliwego ciągu, (que "Jaws" music) cała sekcja tego koloru ucierpiała na tym, co w dziedzinie Incandescent Holiday Lighting (IHC) określa się jako „kaskadową awarię", w której wszystkie lampy przepalają się (BO) na raz. W tym momencie, mając do czynienia z wymianą wszystkich 30 lamp (to jest trzydzieści - z dużym „T”), postanowiłem spędzić następne 3 dni na zaprojektowanie własnej wersji drukowanej 3D przy użyciu diod LED State of the Art (SOTA) i dodatkowych pięciu dni produkcji i montażu moich własnych String O 'Stars (SOS). Moja żona wyraziła wątpliwości co do skuteczności kompromisu między wymianą lamp a cyklem projektowania / wytwarzania, ale nie zniechęciło mnie to. Oto kroki, które pozwolą wam, kolego, Instruktorski entuzjasta, podążać moim triumfem (lub głupstwem, w zależności od tego, który z nas zgodzi się z HW (jego żoną).

Kieszonkowe dzieci:

Krok 1: czego potrzebujesz.

Lista części, gwiazda kontrolera:

• 1 przegródka gwiazdowa z nadrukiem 3D
• 1 kołpak gwiazdy z nadrukiem 3D
• 1 wtyczka portu programowania w piaście gwiazdy z nadrukiem 3D
• 1 kontroler Arduino (Pro Mini) na ciąg
• 1 5 lub 12 V, 2-amperowy zasilacz ścienny (tzw. „Wartownik ścienny”)
• Uszczelniacz silikonowy - opcjonalnie
• Interfejs programowania FTDI

Lista części, wszystkie gwiazdki

• 1 drukowany wieszak / uchwyt LED z nadrukiem 3D
• 9 gwiazdkowy uchwyt LED z nadrukiem 3D
• 5 pręt szprychowy 3 mm x 50 mm
• 5 szprych szprychowych 3 mm x 100 mm
• 1 10-elementowy ciąg programowalnych diod LED WS2811, IP68, 5 lub 12 V (w zależności od zasilacza)
• 3-żyłowy kabel taśmowy
• 5 minutowa żywica epoksydowa

Zasilacz 5 V musi dostarczać wystarczającą ilość prądu, aby sterować liczbą gwiazd w łańcuchu. Korzystając z podstawowego programu dostarczonego tutaj (który ogranicza jasność diody LED do 50%), napędzałem 19 gwiazd za pomocą 2-amperowego zasilacza „ściennego”.

Istnieją dwa rodzaje koncentratorów gwiaździstych; jeden jest płaski z otworami na szprychy gwiaździste, a jeden ma komorę na Arduino Pro Mini oprócz otworów.

Jeśli używany jest inny rodzaj płyty Adrduino, należy zastosować zewnętrzną obudowę / zaprojektować / wyprodukować, a dla wszystkich gwiazd można zastosować prostą wersję płaską. W przeciwnym razie, używając Pro Mini, pierwsza gwiazda będzie musiała być wersją przedziałową, do której odwołuje się w tym Instruktażu. Posiada otwarcie portu dla wymaganego interfejsu programowania FTDI. Pozostałe gwiazdy zostaną wykonane w prostej wersji z hubem. Zapas prętów dla szprych gwiazd został zakupiony w moim lokalnym sklepie z artykułami domowymi. Służy do zawieszania sufitów podwieszanych.

3-żyłowy kabel taśmowy wystartował jako 4-żyłowy kabel służący do podłączania programowalnych diod LED. Diody LED są dostępne w 50 długościach elementów. Dzięki temu… zobaczmy… jak x się zbliża… nieść jeden… uh… 5! Tak 5, 10 pikselowych diod LED / gwiazd!

Krok 2: Przygotowanie

Najpierw wydrukuj wszystkie części i wyciąć wszystkie szprychy, aby określić liczbę gwiazd na żądanym ciągu. Określenie liczby każdej części jest świetnym ćwiczeniem dla tych gospodarstw domowych, które zawierają 3. równiarki (choć mogą tak nie myśleć).

Uwaga: Użyłem filamentu PLA, aby wydrukować części, aby określić, ile będą wytrzymywać pogodę. Jeśli nie masz ochoty na takie eksperymenty, ABS może być lepszą alternatywą.

Drukowałem części przy użyciu grubości warstwy 0,3 mm, 3 warstw górnych / dolnych, 3 ścian i 30% wypełnienia.

Cięcie metalowych prętów szprychowych może być nudne, ale najlepiej wykonać je za pomocą obrotowego narzędzia z tarczą tnącą, słuchając śpiewu Idina Menzel „Let It Go” w pętli. Kiedy skończysz, będziesz silniejszy dzięki temu i bohaterowi co cztery lata za zdolność do synchronizacji wargi utworu w całości. (Udowodnione z doświadczenia.) Prosty przyrząd do cięcia prętów można wykonać poprzez wycięcie kilku rowków w kawałku drewna o wymiarach 1 "x 2". Użyj gwoździa wykańczającego, aby ustawić długość (mam dibs na to, aby uzyskać instrukcje).

Wytnij kilka kawałków kabla taśmowego równą liczbie gwiazdek w łańcuchu minus 1 (x = # gwiazd; x -1) (oooo, algebra!). Długość każdej sztuki zależy od maksymalnej odległości między gwiazdami. Wybrałem 16 cali, ponieważ nie ma to absolutnie nic wspólnego z sekwencją Fibonacciego.

Krok 3: Montaż gwiazdy kontrolnej

Złóż gwiazdową przedziałkę Pro Mini (nie mogłem wymyślić fajnej nazwy gwiazdy zawierającej kontroler … Zabrano Gwiazdę Śmierci).

Pomiń ten krok, jeśli zdecydujesz się na zewnętrzny procesor.

W razie potrzeby przylutuj szpilki programujące (te z zagięciem 90 stopni) na miejscu. Większość, jeśli nie wszystkie, Pro Minis mają dostęp do programowania połączeń TX, RX, VCC i GND zduplikowanych na końcu płyty; koniec najbliższy regulatorowi. Z jakiegoś niewytłumaczalnego powodu niektóre płyty mają odwróconą sekwencję pinów programowania. Zanotuj układ na Pro Mini, którego używasz i dołącz odpowiednio interfejs FTDI podczas przesyłania oprogramowania.

Ze względu na ograniczenia przestrzenne lepiej przylutować przewody połączeniowe do Pro Mini. W każdym przypadku przewody od zasilacza będą musiały zostać rozdzielone, napięcie 5 V i masa będą przekazywane zarówno do sterownika, jak i do diod LED (patrz schemat). Dane wyjściowe ze sterownika (w tym przypadku D11) są podłączone do złącza DIN pierwszej diody LED. Zwróć uwagę, że jeśli używany jest zasilacz 12 V, będzie on podłączony do pinu RAW / VIN Pro Mini. Podłącz do styku VCC tylko wtedy, gdy używasz zasilania 5 V lub ciesz się zapachem regulatorów napięcia topnienia.

Zamontuj Pro Mini za pomocą dwustronnej taśmy piankowej z kołkami programującymi skierowanymi w stronę otworu na piaście gwiazdy.

Przymocuj pokrywę przedziału piasty do piasty za pomocą śrub M3, prowadząc przewody danych zasilacza / diody LED przez otwór w obręczy pokrywy.

Po montażu i testowaniu oraz przed umieszczeniem w otoczeniu zewnętrznym uszczelnić odsłonięte otwory piasty odpowiednim uszczelniaczem silikonowym.

Krok 4: Złóż ramki gwiazd

Aby zmontować gwiazdę, potrzebujesz piasty, uchwytu LED z wieszakiem, dziewięciu uchwytów LED, 5 prętów szprychowych 50 mm i 5 prętów szprychowych 100 mm. Wymieszaj żywicę epoksydową i nałóż na każdy z otworów w piaście i każdym uchwycie LED. Włóż pręt szprychowy do każdego otworu piasty, na przemian pręty szprychowe 50 i 100 mm. Włóż uchwyt LED z wieszakiem na jedną z dłuższych szprych szprych (zwróć uwagę na orientację gwiazdy podczas montażu gwiazdy z przegrodami) i uchwyt LED na każdą z pozostałych szprych szprych. Obróć każdy z uchwytów w taki sposób, aby szczelina * każdego z nich była zwrócona w tym samym kierunku. W przypadku gwiazdy kontenera Pro Mini zwróć się w stronę szczelinowych boków od pokrywy komory.

* Dioda IP68 ma 4 zadziory 90 stopni od siebie, które pasują do szczelin po jednej stronie uchwytu LED. W ten sposób posiadacze będą określani jako posiadający „szczelinową stronę” i „tylną stronę”.

Krok 5: Przylutuj paski LED

Opcjonalnie usuń czwarty przewód z kabla taśmowego (niebieski w moim przypadku). Oddziel pozostałe przewody taśmowe na końcach i odsuń około 3/16 cala z każdego przewodu na obu końcach. Cynuj każdy z lutem. Zrób to samo z końcówkami 10-elementowej taśmy LED.Wstępnie umieść rurki termokurczliwe na przewodach i przylutuj każdy koniec przewodu kabla taśmowego do odpowiadającego końca wyjścia przewodu LED. (Tak, to nie jest świetna technika lutowania, ale nie montujemy Falcon Heavys tutaj.) Wsuń rurkę nad złącza lutownicze i podgrzej. Obkurcz kolejną część rurki na tych połączeniach Powtórz ten proces, łącząc każdą sekcję 10 diod LED za pomocą kabli taśmowych.

Końcówki wejściowe i wyjściowe ciągu diod LED można zidentyfikować, obserwując, gdzie na kapsule LED są podłączone przewody. Jeśli mrużysz oczy naprawdę mocno, oznaczenia na wejściu mogą być widoczne.

Krok 6: Zmontuj diody LED w ramki Star

Włóż diody LED w uchwyty gwiazd, zaczynając od pierwszej diody LED w STAR0 (PIX0). Włóż go w tylną stronę uchwytu wieszaka, naciskając kolce korpusu LED przez szczeliny uchwytu. Oglądając tylną stronę zespołu ramy gwiazdowej, wsuń diody LED w kolejności do uchwytów w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Przepłucz i powtórz dla każdej sekcji pikseli 10 LED i jej ramki gwiaździstej. Powoduje to ciąg z zasilaczem / kontrolerem po lewej stronie z gwiazdami ułożonymi po prawej stronie.

Krok 7: Programowanie ciągu gwiazd

Dostarczony szkic StarProgram jest oparty na bibliotece Adafruit NeoPixel i zawiera kilka przykładowych sekwencji do kierowania gwiazdami. Program kontroluje również bieżące zapotrzebowanie na zasilacz, ograniczając maksymalną jasność pikseli. Paleta kolorów jest ograniczona do sześciu wstępnie zdefiniowanych kolorów.

Arduino Pro Mini nie ma interfejsu USB do programowania i dlatego wymaga użycia modułu adaptera USB FTDI. Złóż FTDI na kabel USB i podłącz kabel do jednego z portów USB komputera. Załaduj Arduino IDE i zidentyfikuj kartę, procesor i port w menu narzędzi. Podłącz FTDI do Pro Mini przez port programowania w obudowie komponentu gwiazdy. Wydaje się to być dość prostym procesem, z wyjątkiem tego, że (jeśli udało ci się zgromadzić tak daleko i widać wyraźnie), nie ma miejsca na moduł FTDI. Jeśli wymagane jest programowanie przez otwór na port, konieczne będzie „przedłużenie” zmontowane przy użyciu męskich i żeńskich złącz typu Dupont. Po nawiązaniu połączenia z Pro Mini, prześlij szkic „StarProgram”. Jeśli port USB może dostarczyć wystarczającą ilość prądu, a wszystkie możliwe do polecenia „gwiazdy” wyrównały się, diody LED powinny rozpocząć wyświetlanie.

„Kiedy jest wystarczająco ciemno, widać gwiazdy” - Ralph Waldo Emerson