Tetrahedral LED -hatt (Deichkind Style) V1: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:40

Känner du det tyska musikbandet Deichkind? Tja, jag är ett stort fan av dem och har varit på flera konserter. Som en del av deras scenvisningar bär detta band tetraedriska hattar, fulla av lysdioder. Redan vid den första konserten för mer än 10 år sedan visste jag att jag behöver en sådan hatt! Tyvärr hade jag inte den kunskap som krävs för att göra en sådan. Men för ungefär ett halvt år sedan upptäckte jag Arduinos, och så började det …

Mössan är tillverkad av svart, ogenomskinligt och liksom transparent plexiglas. Jag sökte efter användbara bilder på hjälmarna på webben och försökte göra det så nära originalet som möjligt.

Tyvärr gjorde jag färre bilder när jag byggde hatten. Så denna instruktion innehåller fler ritningar:)

För strömförsörjningen använde jag en 10.000mAh powerbank. Lysdioderna är WS2812b för att få alla tänkbara färger. Den styrs av Arduino Nano med HC06 -modul och Android -app. Olika program kan spelas via appen. Allt är möjligt här. Jag kommer att tillhandahålla min arduino -kod samt android -apk inom de närmaste veckorna. Men det är fortfarande okommenterat och delvis kaotiskt, eftersom delar av det helt enkelt kopierades från webben. Så snart det har ett rimligt tillstånd kommer jag att ladda upp det här för ditt gratis förfogande.

Tillbehör

Hårdvara: Länkarna går till de webbplatser/produkter jag använde, bli inte förvånad: de flesta av sajterna är tyska:) Du behöver inte ta exakt produkterna från de länkade webbplatserna. Detta är bara en hjälp för att visa den nödvändiga produkten.

• Svart, ogenomskinligt plexiglas (3x liksidiga trianglar, 42 cm kantlängd, 2 mm tjocklek)
• Transparent plexiglas (2x liksidiga trianglar, 42 cm kantlängd, 0,5-1 mm tjocklek) eller en stark transparent folie
• WS2812B LED -rand IP30 (ej vattentät), 30 LED per meter, totalt 156 lysdioder
• Arduino Nano
• HC06 Bluetooth -modul
• Powerbank, dubbel USB -utgång rekommenderas (ju mindre dimensioner, desto bättre)
• Kondensator 500-1000mF
• Motstånd 330 Ohm
• USB-kabel USB-A till mini-USB (driver Arduino Nano)
• USB-kabel USB-A till vad som helst (kommer att klippas, strömförsörjning av lysdioderna)
• Anslutningskablar
• Kraftigt lim för plast
• Skum för att göra den mer bekväm att bära.

Du behöver också några grundläggande verktyg, tejp, lim för plast, skärkniv, sax och lödkolv.

Plexiglasdelarna är frästa. Om du inte har tillgång till en fräs, överväg att använda plexiglasbutiker. De kommer att fräsa materialet i den form du vill ha och levererar det till din dörr. Enligt min erfarenhet är dessa tjänster dock mycket dyrare än om du köper en rektangel och skär den själv. Du kan använda min ritning för att beställa plattorna i färdig form.

Alternativt kan du försöka borra hålen med en enkel handborrmaskin.

Steg 1: Få plexiglas i form

Hjälmen består av tre svarta plexiglas trianglar, varav två måste vara försedda med hål för att se igenom och utskärningar för lysdioderna. Jag köpte en plexiglasplatta med måtten 850x370x2mm för den. Jag skar den med skärkniven i de tre liksidiga trianglarna. Gör samma sak med det transparenta plexiglaset/folien, samma storlek.

Var och en av de svarta trianglarna arbetade jag på fräsmaskinen. Därför fixade jag triangeln med dubbelsidig tejp på maskinbordet. Kanterna på alla tre trianglarna frästes av för att få en ren kant. För två av trianglarna fräste jag de slitsade hålen för lysdioderna (slitsade hål eftersom lysdioden är en kvadrat med 5x5 mm) med en 5 mm fräs och de cirkulära fickorna för att se igenom. Eftersom plattorna bara är fästa på maskinbordet med tejp bör du vara försiktig så att du inte fräser in i bordet. Arbeta dig ner lager för lager.

Om du inte har en fräsmaskin kan du alternativt prova en borrmaskin för hand. Men var mycket exakt med placeringen av hålen på lysdioderna, eftersom lysdioderna på remsan har exakt avståndet 3, 33cm. Kanske skulle jag använda en borr som är 0,5 mm tjockare än lysdioden på din remsa i diagonalen.

Om du har beställt tallrikarna färdiga, grattis:) Då är detta steg ogiltigt. Pengar förenklar mycket;)

Steg 2: Montera LED-ränderna och löd dem

Jag ordnade lysdioderna i rad från botten till toppen i ett S-mönster, med början på hattens främre spets. För detta klippte jag 24 remsor:

• 2x 12 lysdioder
• 2x 11 lysdioder
• 2x 10 lysdioder
• …
• 2x 1 LED

Du kan skära LED -remsorna i enstaka bitar utan att förstöra dem. Använd sax för att klippa på de angivna platserna. Se till att klippa så att hela lödkudden är utsatt för båda delarna (eftersom de redan är så små till att börja med).

När du har fräst plattorna ska lysdioderna på remsan nu passa snyggt in i de medföljande hålen och redan fastna lite i dem. Nedre raden av remsorna med 12 lysdioder, över det med 11, etc. Om du har borrat hålen för hand kan du nu se hur du har arbetat. Du kan behöva göra några korrigeringar. För att hålla lysdioderna i plattan och på plats skulle jag tejpa dem med lite tejp. Bara tillräckligt för att de inte ska falla ut. (Oroa dig inte, de kommer att limmas senare.)

Gör det med båda trianglarna fulla av hål.

Nu löddelen:

Vid snittet på LED -remsorna finns 3 kontakter där du måste löda ihop dem igen. GND, 5V+ (eller Vcc eller liknande beroende på version) och Din/Dout. Anslut nu ränderna i ett S-mönster; GND med GND, 5V+ med 5V+ och Dout med Din som visas på ritningen. Observera: Data out (Dout) måste anslutas till Data in (Din)!

Detta kommer att ta tid, för kontakterna var ganska små och du har 132 lödfogar:) Ha kul!

När du är klar - dubbelkolla dem! Du vill inte lödda dem igen när de gick sönder och din hjälm är redan klar. Lita på mig.

Steg 3: Montera Tetrahedral

Nu behöver vi de två trianglarna med de monterade lysdioderna på och de två transparenta trianglarna. För de genomskinliga trianglarna kan du använda en annan plexiglasplatta eller en tjock folie. Jag använde en folie, eftersom den är lättare än en plexiglaspanel.

Ta ett underlag (kartong), lägg LED-trianglarna på det med lysdioderna på marken och lägg sedan lite flytande lim på det. Var uppmärksam på att göra det på ett regelbundet avstånd. Lägg sedan de transparenta trianglarna på den och limma ihop dem. Se till att du inte har några bubblor mellan plattorna. Om det flytande limet rinner till lysdioden - perfekt! För då är lysdioden limmad och fixerad och kommer inte att falla ut.

Tips: inte alla lim matchar alla typer av plaster. Gör ett provlim med några sopbitar av folien / plexiglaset.

Beroende på ditt lim tar det lite tid att torka. I mitt fall täckte jag de limmade trianglarna med kartong, vägde det och lät det torka en natt.

Efteråt har du en plan svart triangel utan lysdioder eller transparent lock, och två svarta trianglar med hål och lysdioder i den, täckta med det transparenta planet. Nu behöver du lite målartejp och ett starkt lim för plast. Sätt ihop de tre trianglarna som en tetraeder. Var uppmärksam på dina lödtrådar, böj dem lite. För att hålla varje triangel på plats, använd målartejpen! När den tejpade tetraedralen är klar lägger du till plastlimet på kanterna, en insida så bra som möjligt. Låt det torka.

Tips: Om du vill göra det mer stabilt, ta transparent tejp och tejpa de limmade kanterna med det. Tejpen är nästan osynlig om du arbetade exakt.

Då har du din Tetrahedral-LED-hatt. Dags att tända det!

Steg 4: Microcontroler -delen

För att styra lamporna tog jag en Arduino Nano och för kommunikation med Android -appen bestämde jag mig för att använda Bluetooth -modulen HC06. Det finns två sätt att förse systemet med ström, se bifogade bilder.

Strömalternativ A (rekommenderas): För det här alternativet behöver du en powerbank med två USB -utgångar, som kan fungera samtidigt. För att slå på arduino, använd bara en USB-A till mini-USB-kabel. Lysdioderna kommer att drivas med den andra USB -kabeln. Ta en USB -kabel som du inte behöver längre och klipp av den. Ta bort den i slutet, du kommer att se fyra trådar: Lite starkare svarta och röda och två lite tunnare färgade (mestadels gröna och vita) trådar. Vi behöver de svarta och röda, dessa är slipade och V+. Anslut den röda V+ med 5V+ på LED -randen vid hattens främre spets (på båda trianglarna). Anslut den svarta marken till LED -stripens GND vid hattens främre spets (på båda trianglarna) OCH anslut den till Arduino GND.

Detta alternativ rekommenderas eftersom det tillåter Arduino för styrning och lamporna har separata strömförsörjningar. Detta är inte fallet med alternativ B, vilket kan göra att Arduino återställs när alla lysdioder slås på samtidigt och spänningen sjunker.

Strömalternativ B (rekommenderas inte):

Detta bör bara vara ditt val när du inte vill använda en powerbank med två utgångar, eftersom du fortfarande har en powerbank men den bara har en utgång och du är snål att köpa en ny med två utgångar;) Fortsätt enligt beskrivningen i alternativ A, men anslut den röda ledningen från USB -kabeln inte bara med LED -randen, utan också med Vin -stiftet på Arduino. När du tänder alla lysdioder samtidigt, kanske spänningen sjunker för långt, och arduino kommer att återställs. Det kommer inte att skadas, men det är inte det bästa beteendet för dina föremål. Viktigt: Det är mycket viktigt att INTE ansluta en USB -kabel i den här inställningen, eftersom ditt Arduino -kort redan är strömförsörjt!

Data:

För att berätta för lysdioderna hur de ska bete sig, måste Arduino skicka lite data till den första Din -stiftet på LED -remsan i hattens främre spets. Det är viktigt att använda en PWM -stift på Arduino Nano. PWM -stift på Arduino Nano är stiftnr. 3, 5, 6, 9, 10, 11. På den bifogade bilden kan du se att jag använde stift nr. 6 för dataöverföring.

Totalt finns det tre ledningar som går till hattens främre spets: GND och V+ för lysdioderna, och den tredje är data som skickas från Arduino. Du kan lägga tre separata trådar, eller göra som jag och använda resten av den avskurna USB -kabeln. Den innehåller redan fyra ledningar (en av den kan ignoreras).

Jag lödde ihop alla komponenter istället för att använda pluggade bygelkablar, eftersom lödningen är mer stabil.

Om du har en 3D-skrivare kan du skriva ut ett litet fodral för dina komponenter som du kan limma i hatten. Jag använde en liten låda jag redan hade hemma med bra dimensioner för de elektriska komponenterna. Om du inte har en låda eller en skrivare … använd bara Gaffatape:) Skämtar inte! Vik bara nog med Gaffa runt dina elektriska komponenter och tejpa in den i hatten på den bakre triangeln.

Kodning:

Som redan nämnts kommer jag att tillhandahålla min källkod för arduinoen inom de närmaste veckorna. För tillfället är det kaotiskt att visa det för någon:) Du kan nu börja koda din app och din Arduino -kod för appkommunikation och för ljusprogrammen.

För Android -appen använde jag online MIT appinventor 2. För att vara ärlig gillar jag inte att programmera med byggstenar, men för en liten app som den här var detta det snabbaste sättet.

För Arduino -koden föreslår jag FastLED.h -biblioteket. Det kommer med många användbara funktioner, det finns gott om exempel på webben och dokumentationen för det är bra.

Viktigt: När du har valt alternativ B som inte rekommenderas för att starta, måste du alltid dra ut strömmen från Powerbank när du ansluter Arduino till din dator för att skriva data om den.

Det är mycket viktigt att INTE ansluta en USB -kabel i installation B samtidigt med powerbanken, eftersom ditt Arduino -kort redan är strömförsörjt!

Steg 5: Slutmontering

Powerbank:

Själv köpte jag powerbanken uteslutande för denna hatt. Därför limmade jag fast den i hjälmen med superplastlimet. Om du inte vill ha powerbanken i hatten resten av ditt liv kan du tejpa den med gaffatape på hatten. Jag rekommenderar tipset eftersom ditt huvud inte sticker så långt och det är ur vägen där uppe. Observera att alla utgångar och ingångar fortfarande är tillgängliga!

Arduino:

Om du redan har monterat den i en liten låda som jag gjorde, bara limma eller tejpa den på baksidan av hatten. Inte mitt i mitten, för det borde vara ditt huvud senare. Om du inte har en låda, tejpa den bara någonstans nära en kant.

Trådar:

För att fixera trådarna på sin plats använde jag bara svart Gaffatape. Enligt min mening det enklaste sättet.

Skumfyllning:

För att göra klädseln bekvämare bestämde jag mig för att lägga till skum på LED -trianglarna. Jag tog sax för att klippa hål i skummet och få det i form. Efteråt fixeras det bara med dubbelhäftande tejp (även klippt i form).

(Den vita tejpen på baksidan:)

När jag bar mössan för första gången märkte jag att baksidan av hatten var hal och att greppet inte var särskilt bra. Jag ville inte lägga lite skum där också, för då skulle rodret bli för litet för mitt enorma huvud;) Så jag bestämde mig för att lägga lite grov målartejp längst bak på hatten. Det fungerar perfekt!

Steg 6: SLUTA

Anslut din hatt med Android -appen och

ha kul på din nästa fest

Steg 7: Möjliga tillägg (ännu inte implementerade)

Jag namngav den V1 eftersom jag har några fler idéer vad jag ska göra med denna hatt för version nr. 2.

Det allra nästa jag vill är att få hatten att låta känslig, det skulle vara en enorm förbättring. Det finns två möjliga sätt jag vill prova:

• Med en MAX9814 mikrofonförstärkarmodul med automatisk förstärkning
• Utöver MAX9814 vill jag prova en MSGEQ7 Band -utjämnare för … ja för att förvandla hattens lysdioder till en ljudutjämnare:)

En ljudkänslig hatt som denna skulle inte bara vara vettig eftersom den skulle vara ännu mer effektiv på fester, men den skulle också vara helt enkelt toppen av allt!:)

Det skulle också vara viktigt och att Arduino -koden och Android -appen skulle kodas mer stabilt, jag har fortfarande problem med några av ljusprogrammen. Jag lärde mig aldrig kodning och lärde det själv. Och resultatet ser exakt ut så här ^^

Om du har några idéer om hur du kan förbättra hatten (implementera eget ljud eller till och med en kaffemaskin (kaffe är aldrig en felaktig idé)) skriv det i kommentarerna och låt oss diskutera. Jag ser fram emot dina idéer och förslag.

Andra pris i Silly Hats Speed Challenge