可单独寻址LED呼啦圈的制作

材料清单:
透明管
如果您正在制作单个箍,则只需要3米(从nl):de hoepelwinkel
如果你打算制作大量的篮球,你可以批量购买:omega(获得最大的一个:typp-3458-100 od:3/4“,19mm; id:5/8”,15.9mm)
管接头(按钮,铆钉,管接头件) )
对于单箍:de hoepelwinkel
对于许多箍:
连接件(连接件的外径(od)必须与内部相同)管子的直径(id)订购来自fancy-tapes
铆钉(在当地的供应商店买到)
按钮(在当地的供应商店买到)
电池可充电镍氢aaa电池,8件。容量越大越好。 (例如:电池)
充电器 ni-mh涓流充电最少4个电池,最多8个电池:充电器
led灯条数字条,使每个led可以单独控制。从aliexpress订购,因为它便宜得多,到目前为止它们都很棒!获得5m 30 ip30选项。 (您不需要防水涂层,因为条带会在管中。此外,它会占用太多空间。此外,您不需要每米60个led,因为您的电池耗电速度是原来的两倍。) :这是ws2812b,但正如我所提到的,你也可以选择ws2813。
attiny85芯片》 attiny85
基础 attiny85芯片:基础(可选)
连接器:插头和插孔总线
滑动开关(例如此)
pcb 硬纸
电阻器 300 - 500ω(我使用430ω)
电容器 elco100μf
电容器 100 nf
保险丝 5v 5a
焊线:我使用硬线(电线)用坚固的核心)来连接电池。这样可以更容易处理,使电池更加到位,并且更容易将整个物体推过管子。我使用柔性线(软芯线)连接pcb和插孔总线,因为插孔总线需要能够从管中出来并轻松地推回到管中。坚持使用红线表示5v,黑色或白表示gnd,其他颜色表示数据。当你坚持惯例时,它就不那么容易混淆了。我使用3芯线进行led线连接,因为它很容易并且将线保持在一起。这是可选的。
收缩套管:尽可能放热缩。获得各种热缩是很方便的。
工具清单:
烙铁
锡焊锡
第三(可选但非常有用)
万用表
钻头
dremel(带铣头,锯片和打磨头)
铆钉钳子
arduino uno(和连接电缆)
arduino ide(安装在您的计算机上)
电容10μf(使用arduino上传时需要这个)代码到attiny85)
跳线
面包板
电池座4个(可选)
电池充电器(可选)
第1步:入门
在这个项目中,挑战是获得所有呼啦圈管中的电子元件直径只有16mm!我们需要将电池放入,芯片中控制led,led灯条,其他一些电子部件以及能够在电池耗尽时给电池充电的东西。我使用fritzing来可视化整个设置。我觉得把它作为一个参考点很有用,特别是当你到处都有很多电线时,它很容易落在图像上。
让我们以较小的步骤分解项目。这里的每个项目都在下面作为单独的步骤进行了更详细的解释。
首先,您可以使用控制led灯条的代码。只需将代码上传到arduino并连接一块led灯条即可。您可以通过编辑代码来更改灯光模式。如果您喜欢这些模式,可以将代码传输到attiny芯片。
然后你要制作pcb。焊接芯片,电容器,电阻器,保险丝和一长条伺服电线。确保测试你的pcb!
接下来我们要制作呼啦圈。将管切割成所需长度,并为开关切出一个孔。
现在我们要焊接电池。布置箍,将8个电池均匀地放在箍上,以便分散砝码。现在您知道所需电线的长度,您可以将电池焊接在一起。
将所有东西放入管中。将电池和led灯条连接到pcb。将电池粘贴到led灯条上以保持一切就位,并将所有东西拉过环。
充电器。您正在使用插孔连接为呼拉圈中的电池充电。将插头焊接到充电器上。将千斤顶总线焊接到电池上。
关闭呼啦圈。通过焊接导线并将开关推入为开关创建的孔中来添加开关。然后将连接件放在呼啦圈中。在一侧放入一个铆钉,另一侧放入一个按钮。
可选:握把。你可以在呼啦圈的内侧添加一些像gaffer tape这样的东西来创造一些额外的抓地力。
就是这样!你有呼啦圈了!
第2步:led灯条+代码
led灯条
如上所述,我想要一个可单独寻址的 led呼啦圈,我需要一个可单独寻址的led灯条。这是一个ws2812或ws2813 led灯条。 adafruit称这些类型的led条 neopixels 。这些类型的led灯带以5伏特运行。 ws2813是ws2812 led灯条的较新版本。不同之处在于,如果led在ws2813条带中断,则其余的条带仍然可以工作。使用ws2812条带时,如果led中断led,则后面的所有led将不再工作。 ws2812每侧有3个连接(5v,gnd,数据输入或数据输出),而ws2813有一个额外的连接,可确保数据信号仍然传递到下一个像素。
(注意:另一种主要类型的led灯条是smd 5050,通常在12v上运行。但是,对于这种类型的led灯条,条带中的所有led都会同时发出相同的颜色。所以它完全是on时所有led都处于某种颜色或完全关闭。)
led控制器
我希望能够自己创建和定义呼啦圈的led模式。这意味着我将编写代码并将代码放在芯片上,我将焊接到pcb上。但是,如果您想跳过几个步骤,您还可以决定在线订购控制器。它配有一个遥控器,可在预先编程的led模式之间进行切换。您甚至可以调整速度和亮度,或者只需将整个环设置为一种颜色。幸运的是,这个控制器适合我们的呼啦圈管!如果你想要这个选项,你可以跳到第4步。
在我的情况下,我们需要一个可编程控制器告诉led做什么。最简单的方法是使用arduino。不幸的是,arduino不适合我们的呼啦圈管(甚至arduino nano),因此我们将使用attiny85芯片。但是现在我们将使用arduino uno来测试我们的代码,因为上传新的更改和调试更容易。
将代码上传到arduino uno并在led灯条上进行测试。
(我添加了这些步骤的截屏视频。)
在arduino ide中打开hulahoop.ino文件。
下载adafruit neopixel库
在arduino ide中从sketch - 》 include library - 》 add .zip库导入库,然后选择下载的解压缩adafruit库。
编译草图
连接arduino uno并根据图像连接led灯条。
上传草图
工具 - 》板 - 》 arduino/genuino uno
工具 - 》端口 - 》端口(arduino/genuino uno)
工具 - 》程序员 - 》 avrisp mkll(默认)
点击上传
检查您是否喜欢灯光模式。如果没有,请修改代码。在此设置中检查您的模式。当您在attiny芯片上传代码时,比更改模式更容易。但请注意,有时代码可能在arduino上运行而不在attiny上运行,例如因为它的内存较少。因此,如果没有在芯片上进行测试,请确保不要进行太多更改。
将代码传输到attiny85芯片
(我也添加了这些步骤的截屏视频。)
打开示例草图“arduinoisp”并上传到arduino uno。(注意:如果您已经将arduino连接到attiny,那么在上传此草图时请务必取出reset和gnd之间的电容。)
将attiny85连接到您的arduino uno,如图所示。必须在arduino uno的reset和gnd之间放置一个10μf电容,同时使用arduino将代码上传到attiny芯片。注意,左侧顶部的芯片上有一个小圆形凹痕。用它来制作确保你以正确的方式放置它。
在arduino ide中添加attiny作为电路板(如果已经安装了attiny,请跳过此步骤):
在arduino软件中打开首选项对话框。
在对话框底部附近找到“其他主板管理器url”字段。
将以下url粘贴到该字段中(使用一个逗号分开它来自你已添加的任何网址:https://raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json
点击确定按钮保存更新的首选项。
在“工具》板”菜单中打开板卡管理器。
键入‘attiny’并单击安装。
将hulahoop.ino草图上传到attiny85。
将草图中的pin码更改为pwm attiny引脚,例如0.(pwm表示脉冲宽度调制,这意味着此引脚可以发送带有编码信息的数字信号。发送的数据信号该引脚保存一条消息,即条带中每个像素的r,g,b的数量。并非所有引脚都是pwm。这对于arduino和attiny芯片都是如此。你可以谷歌‘pinout attiny85’找到一个显示芯片类型的引脚编号的图像。)
工具 - 》电路板 - 》 attiny25/45/85
工具 - 》处理器 - 》 attiny85
工具 - 》时钟 - 》内部8 mhz
工具 - 》程序员 - 》 arduino as isp
首先,做工具 - 》烧伤上传草图前的bootloader。如果跳过此步骤,芯片有时可能无法正常工作或显示不正确的行为。不幸的是,我真的不知道为什么。我认为必须考虑到芯片使用的内部时钟与arduino不同。如果时钟未复位,则时序可能会关闭,从而导致奇怪的led模式。
检查代码是否在attiny芯片上工作。将attiny芯片连接到led灯条,如图所示。连接电源(±5v)。我使用带4节可充电电池的电池座( 4 x 1.2v = 4.8v )。可充电电池的电压略低于非充电电池。如果您使用普通的非充电电池进行测试,则应仅使用3( 3 x 1.5v = 6v )。当然,在呼啦圈中你会使用可充电电池,因为你无法更换电池中的电池。
步骤3:pcb
接下来我们将制作我们放置芯片的pcb。此外,pcb还有一些电容器,一个电阻器,一个保险丝,与电池的连接以及与led灯条的连接。我们会尽量减少它。它越小,在管中操作就越容易。您可以使用手锯或dremel从硬纸pcb上切出合适的尺寸。我切出一块15x5的孔。如果您不知道如何焊接,我建议您在线观看一些教程。别担心,试一试!!
注意:如果您决定在线订购led灯条控制器,则可以跳过此步骤!
注2:可以制作更小的pcb。您可以设计pcb并在线订购,以便连接已经嵌入pcb中,您只需要焊接组件。但是,我更喜欢使用硬纸pcb切口,因为如果你意识到自己在某个地方犯了错误,就更容易进行调整,甚至只是做一个新的。更小pcb的另一个选择是使用微芯片attiny,但这些很难焊接,因为它们很小。我更喜欢将普通的attiny与基座结合使用,因为您可以将基座焊接到pcb,但仍然取出芯片以更新代码。
从电子方案开始总是一个好主意,如图所示。如果您不熟悉符号,我会在图像中添加标签。芯片,电容器和电阻器将焊接到pcb上。首先,将您的组件布置在pcb硬纸上。尽量让它们占用尽可能少的空间。将要连接的组件彼此靠近放置。您可以重新排列它们,直到您知道可以建立所有连接并且您对布局感到满意为止。在pcb上布置了所有组件并计划了连接的位置后,您可以开始焊接所有组件。你可以让针脚伸出一点点。如果您仍然想要进行更改,那么您可以拆卸组件并以不同方式弯曲引脚。一旦所有元件都焊接完毕并且您对布局感到满意,您就可以使用切割器将引脚切割得很短(这也可以最大限度地降低pcb的高度)。最后,您可以焊接所有连接。
注意:100μf电容具有正负极,而100 nf电容则没有。通常当一个元件有一个正负极时,正负值比负极稍微延迟。确保将100μf电容正确放置在pcb上!
现在您已经拥有了基础pcb,您可以为以后准备连接(意味着led灯条和电源)。将足够长的伺服电线(带3芯的电线)连接到pcb,稍后我们将连接led灯条。我在步骤1中添加的设置的参考图像显示伺服线需要从管的开口直到pcb。确保伺服电线足够长,因为它比以后更长时间更容易变短。您也可以连接保险丝。保险丝的一侧连接到pcb上的5v,保险丝的另一侧将连接到开关。现在你可以只需焊接一根电线,它就足够长,可以穿过电子管中的孔。
测试你的pcb!只要你能测试一下什么,做到。我制作的第一个呼啦圈我根本没有测试过。因此,当我完成所有电子设备都在箍上时,我打开它并且它不起作用。如果您测试每个步骤,那么可以更容易地推断出问题所在。例如,您可以使用鳄鱼夹测试pcb,将伺服线连接到一块led灯条上。您可以使用带有4节可充电电池(或3节不可充电电池)的电池座,并使用鳄鱼夹将其连接到pcb上的5v和gnd。如果您的led灯条开始点亮并显示您的灯光图案,您就知道所有焊接连接都很好。
步骤4:呼啦圈管
我想制作一个36英寸的箍,这是一个91.44直径的箍。这意味着我需要一个2.87米的管长。我用了一根绳子来测量管子的长度,然后在我要切割它的管子上做了标记。管子还需要一个开关所在的孔。我更喜欢在切割管子之前先打孔,以防万一我弄乱了这个洞,然后我只需要从管子上取下一小块而不是切掉一块新的。
要确定开关孔的位置,请参阅开头提供的参考设置图像。开关前会有一个插孔总线和一个按钮。在我的情况下,开关最终位于离管开始约9.5厘米处。使用带铣头的dremel在箍上打一个孔,大小与开关一样大。继续用开关检查孔,因为孔越紧越好。如果你可以用一点压力按下开关,那就完美了。
当孔完成后,用带有锯头的dremel在标记的位置切割管子。您也可以使用普通锯。您可能希望使用带有打磨头或普通砂纸的dremel来平滑箍的末端。
步骤5:电池
led灯条和attiny芯片均工作在4.5v - 5.5v。可充电电池各为1.2v,因此我们将其中4个串联起来以获得4.8v电压。我们使用的是aaa电池,因为虽然aa电池本身适合呼啦圈管,但我们还需要一点空间用于电线。 (你将无法通过箍连接所有aa电池。相信我,我试过)。为了延长箍的接通时间,我们使用另一组4个可充电电池并将它们平行放置。将它们平行放置可以保持电压,但是电流强度加倍!实际上总共使用8个电池是相当不错的,因为这样可以让我们在箍上很好地分散重量。此外,箍的总重量达到约500克,这是完美的。如果您对电池“串联”或“并联”感到有点困惑,那么请参考设置图像。图像显示了电池的连接以及如何将它们分布在环上。
在开始焊接电池之前,请确保它们都已充满电。我使用壁式插座充电器进行初始充电。首先,当电池充满时,更容易测试您的设置。但是,在您的电路中,电池需要充电。在你焊接它们之后,要让它们同样充电会更加困难。这主要是因为我们将使用涓流充电器(或慢速充电器)。还有快速充电器,可以非常快速地为电池充电,并确保电池充电均匀!但这是一个更复杂的电路而且更危险,因此我们会坚持使用慢速充电器,并事先为电池充电。焊接电池时请小心。虽然锡不会很容易粘在电池上,但试着要快速,这样你就不要让它们过热。 (我看到一个难以理解的问题,如何通过稍微填写它们来更容易地使焊接电池更容易。我自己没有尝试过。)
所以现在布置呼啦圈并放置电池以便所有其中8个均匀地分布在环箍上。现在测量电池之间的电线应该有多长。请记住,您将弯曲电线的末端,以便能够将其焊接到电池上。
您正在串联焊接4个电池,因此将一个电池的正极焊接到下一个电池的负极端。如果电池正面朝向pcb,我觉得最简单。最小化5v电源与芯片和led灯条之间的距离也更好。这样远端就是gnd。当您将电池焊接在一起时,您可以使用万用表测量两个电池组是否产生大约5v的电压。
当你将两个电池组串联起来时,你会让它们彼此平行。连接电池组的自由负端,使它们分成1根电线。这根电线必须通过整个环。然后将该线分开,使一端到达pcb,另一端到达充电器。充电器将通过插头连接,插孔总线将放置在环箍开口中(参见箍设置图像)。
现在还连接自由正端,使它们合并成一根电线。这根电线将进入开关的中间极。开关有2种模式:on off/charging。对于这两种模式,您需要连接电池,这就是这种正极电池线连接到开关中极的原因。
您可以再次检查2包焊接电池是否仍然产生约5v。
步骤6:将所有内容放入管中
现在您要将所有组件放入管中: led灯条,电池和pcb。
首先,将电池粘贴到led灯条上。这样可以更轻松地处理电线和电池,并将所有物品放入呼啦圈管中。它还可以确保在您操作时电池中的电池不会移动太多。
然后将伺服电线焊接到led灯条上。您希望led灯条覆盖整个灯管(无间隙)。因此,通过将组件放在管子旁边并测量从管道开口到pcb位置的距离来测量伺服电线的长度。 led灯条不能弯曲180°,因此伺服线必须弯曲。在测量电线的长度时,请记住这一点。最后将负极线从电池焊接到pcb。您还将有一根负极导线从导管中伸出,稍后将焊接到插孔连接。
现在你可以把整个东西拉过管子。确保led指向外。还要确保电池的正极导线和pcb(保险丝)的正极导线穿过开关孔。负极导线也应该伸出,但是然后从导管开口而不是开关孔伸出。
在将所有东西放入管中之前再次测试电路是个好主意!
第7步:充电器
如果充电器没有插孔连接器然后切断连接器并剥去电线。你需要知道哪根线是负的,哪根是正的。您可以使用万用表测量充电器插入时的电压(确保剥离的电线不会相互接触!!)。当电压约为5.6v时,您知道正极充电器线上有正测量端。如果电压约为-5.6v,则在负极充电器线上有正测量端。
拧下插头插头并将电线穿过插头的塑料盖(如果忘记了这一点,则必须拆除插头,因为您无法将电池盖拉过来)。现在将正极线焊接到插头和负极线的中心连接处,连接到插头的外部连接。
千斤顶总线必须能够伸出呼啦圈管充电(否则你不能把插头插入),但当抱孔插孔总线应该在按钮后面的箍内。因此,最简单的方法是使用一根软线,尽管也可以使用硬线。将一根电线焊接到正极连接(参见图像)。插孔总线的负极连接直接来自电池和pcb。
您可以使用鳄鱼夹测试充电器,将插孔总线正极线连接到电池正极线并插入充电器。充电器应显示红灯,表示正在充电。
第8步:关闭箍
现在一切在电池管(电池,led灯条,pcb和插孔总线)中,您要将开关连接到电路。首先,使用dremel来切断从开关伸出的位。当你操作时,这将是一个烦人的操作开关时不需要它。
然后连接通过开关孔伸出的3根正极线。中间开关连接应该是连接到电池的电线,因为电池用于为电池供电或电池正在充电。在任何一种模式下,您都需要连接电池。
另一个开关连接到保险丝(进入pcb)。最后一个开关连接到充电器线。对于这两个连接,哪个开关连接到哪个连线并不重要。但可以肯定的是,在焊接过程中,将开关设置在您未焊接的一侧。我发现将充电器连接到管开口侧的开关很方便,因为它就是它的物理位置。
焊接3个连接后,将开关推入管孔。您可以使用电工胶带或小铆钉或螺钉更牢固地固定开关。现在呼啦圈有两种模式:1。开2.关(或充电器插入时充电)。
您可以测试您的开关。当它处于on模式时,你应该看到你的箍上的灯光模式。当您将其切换到关闭模式时,灯应关闭。然后,如果您连接充电器,充电器上的指示灯应亮起,表示电池正在充电。
最后,您可以将连接器插入呼拉圈。在千斤顶总线所在的管子一侧,你要按下一个按钮。在按钮的外管和内管上钻一个孔。按钮应位于插孔总线前面。在管的另一侧钻出穿过外管和内管的孔,用于铆钉。用铆钉钳铆接。
注意:您的铆钉和按钮是金属的。你的led灯条有一些暴露的铜,你可以连接到它。如果您的铆钉或按钮最终接触到led灯条的铜线,则可能会出现意外情况。关闭箍时请记住这一点。你需要在led灯条的两端放一些电工胶带,以隔绝暴露的铜线。
现在,你的箍完了!在呼啦圈时,一切都应该保持原位!
作为奖励,你可以在管子内侧添加灯带,以创造更好的抓地力。
享受!

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