LED Spiked Collar: 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Har du någonsin tänkt att "spetsiga krage bara är så vanliga och tråkiga"? Ja jag med. Det är därför jag bestämde mig för att pigga upp lite genom att skapa en upplyst animerad krage, perfekt för användning på Burning Man, eller på bröllop eller på tisdagar.

Denna kan valfritt anslutas till en rörelsesensor för att få bärarens rörelser att påverka ljusen. För varför inte?

Reservdelar

Kretskort på OSHPARK (Gerber -filer i senare steg)

• 1 x kretskort med LED -choker -drivrutin
• 23 x kretskort med LED -chokersektion

Digi-Key

• 1 x ATtiny85 mikrokontroller (ATTINY85-20SU-ND)
• 1 x JST 2-stifts hanrubrik (455-1704-ND)
• 2 x 1x5 0,100 "hona (S6103-ND)
• 24 x 1206 0,1µF kondensator (1276-1165-1-ND)
• 4 x 1206 1kΩ motstånd (RHM1.00KCJCT-ND)
• 1 x 1206 470Ω motstånd (P470FCT-ND)
• 1 x 1206 blå LED (732-4989-1-ND)

Adafruit

• 69 x WS2812B 5050 RGB LED
• 1 x litiumjon 3,7V uppladdningsbart batteri (5 timmars laddning eller 12 timmars laddning)
• 1 x litiumjonbatteriladdare
• 1 x JST-PH batteriförlängningskabel

Amazon

• 1 x lädergitarrrem
• 1 rulle 7/32 "bred självhäftande koppartejp
• 1 rör Loctite trådlås blå 242
• 1 paket lädersnäppor
• 1 x Arduino UNO -bräda

ebay

• 95 x kragspikar (7 mm diameter med 8 mm M3 -skruvar, från denna säljare)
• (valfritt) 1 x "CJMCU" ADXL345 accelerometerkort (från denna säljare)

Övrig

• Självhäftande vinyl (12,67 "x 2" minsta storlek)

Verktygslista

• Spårmejsel
• Läderstans
• Snäppinställningsverktyg i läder (ingår i lädersnapsuppsättning i dellistan)
• Sax eller klipp som kan klippa tunt läder (eller laserskärare)
• Lödkolv med fin spets
• Löda
• Arduino Uno och anslutningskabel (för programmering av choker -drivrutinen)
• Spetsig pincett
• X-acto verktygskniv
• Maskeringstejp
• Vaxat papper
• Tandpetare

Steg 1: Montering av styrkortets kretskort

Jag skapade de två typerna av kretskort i de nu pensionerade Autodesk-kretsarna. Den första är choker driver board. Du behöver en av dessa för att driva alla de andra brädorna. Den har en ATtiny85 (Arduino-kompatibel) mikrokontroller på den som styr lysdioderna på chokern och läser rörelse från (valfritt) accelerometerkort.

För att göra allt litet valde jag att använda ytmonterade delar för detta projekt. Dessa kan vara knepiga att lödda, så om du inte har erfarenhet rekommenderar jag att du letar efter en Instructable on SMT -lödning, eller kolla YouTube för videor om ämnet.

Löd först motstånden (R1, R2, R3, R4, R5) och kondensatorn (C1) till kortet. Orienteringen spelar ingen roll, och detta ger övning i lödning av ytmonterade komponenter. Var noga med att använda 1kΩ motstånd för R1, R2, R3 och R4. Använd ett 470Ω motstånd för R5. Använd en.1µF kondensator för C1.

Lödningstips

Jag tänker inte gå in för mycket på hur man gör detta, men här är några tips. Min teknik är att tillsätta en liten mängd lödmedel till en av dynorna, ta bort lödkolven och låt lodet svalna. Placera försiktigt delen på rätt plats med en pincett med ena sidan vilande på det lödet som du precis lagt till. Lägg ett litet tryck på toppen av delen med pincettens spets och värm upp lödet igen med järnet. Komponenten kommer att falla ner i det flytande lödet. Ta bort strykjärnet och vänta ett par sekunder tills lödet svalnat. Komponenten ska nu hållas fast på rätt plats. Om det inte är det, värm upp lödet igen, placera komponenten försiktigt på rätt plats och ta bort järnet så att lödet stelnar. Vid denna tidpunkt är det relativt enkelt att lödda den andra sidan av komponenten eftersom den redan hålls på plats.

Gå sedan vidare till lysdioden (D1) och 8-polig ATtiny85 (U1). Orienteringen är viktig för båda dessa, så var försiktig. (Obs! Det enda syftet med lysdioden är som en indikator för att låta oss veta att programmet på ATtiny85 fungerar som det ska. Om du föredrar att inte ha denna indikator kan du hoppa över att installera D1 och R5.) Katoden (grön sida på lysdioden som jag använde) bör vara närmaste R5. Var noga med att placera stift 1 på ATTiny85 (U1) mot strömkontakten (U2). Denna nål är markerad med en prick på tavlan.

Löd slutligen de genomgående hålskomponenterna, inklusive de två 2-poliga JST-batterikontakten och de två 1x5 honhuvudena för accelerometern (som fungerar som programmeringsrubriker)

Monteringshålen

De tre stora, kopparpläterade monteringshålen används för att ansluta jord (övre hålet), LED-seriell data ut (mitthål) och 3,7V ström (bottenhål).

Steg 2: Programmering av kretskortet

Jag använde ett Arduino UNO -kort för att fungera som en programmeringsenhet för styrenheten genom att följa denna instruerbara. I den visar den följande kartläggning från Arduino -stift till ATtiny -stift för programmering:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5
• Arduino Pin 12 → ATtiny Pin 6
• Arduino Pin 13 → ATtiny Pin 7

Anslutningspunkterna anges i bilden ovan. Observera att en av anslutningspunkterna är det stora cirkulära monteringshålet mellan de två uppsättningarna med 0,100 rubriker. Jag höll helt enkelt den enda änden av programmeringstråden (Arduino pin 12) i kontakt med detta hål under programmeringen. Visserligen är detta en oelegent metod, men det fungerar.

(När jag ursprungligen konstruerade det här kortet kunde jag inte ta reda på hur jag skulle köra ut denna signal till 0,100 -huvudena utan att störa accelerometerkortets funktion. Detta är datasignalen för lysdioderna i WS2812B. Efter att ha funderat över detta problem, Jag insåg att denna signal kunde anslutas till rubriken som motsvarar acceleratorns inverterade chip -stift utan att orsaka problem, eftersom LED -data aldrig skrivs samtidigt som accelerometern läses. Jag utformade en andra revision av regulatorn tavla som fixar detta och ett par andra saker som jag önskar att jag hade gjort annorlunda första gången.

Batteriet ska inte anslutas vid programmering av kortet. Faktum är att du inte behöver det för det här steget alls.

Programkällkoden för chokern hittar du här. Den använder en modifierad version av Adafruit_NeoPixel -biblioteket som möjliggör dynamisk ljusstyrkeskalning av lysdioderna för att begränsa den totala strömdragningen från dem. Jag gjorde den här ändringen av två skäl:

1. En uppsättning med 69 WS2812B lysdioder kräver upp till 3 A ström om den körs med full ljusstyrka. Detta överstiger batteriets förmåga och är alldeles för ljust för praktisk användning som en bärbar choker, om du vill att någon ska kunna stå och titta på dig i mer än en sekund eller två.
2. Jag ville se till att kragen fortsatte att fungera på en enda batteriladdning i minst 12 timmar.

Efter framgångsrik programmering av kortet bör den blå lysdioden börja blinka på och av.

Steg 3: LED -korten

Det andra kretskortet är LED -chokersektionen.

Jag använde 23 av dessa för att bygga denna choker. Var och en av dessa kort har tre WS2812B (Neopixel) lysdioder.

Återigen är dessa ytmonterade delar, så försiktighet måste iakttas vid lödning. För varje kort, löd först 0.1µF kondensatorn på samma sätt som på styrkortet. Var noga med att placera kondensatorn så att varken den eller lodet som ansluter den kommer att störa placeringen av den övre spetsen. Med andra ord, undvik det övre cirkulära monteringshålet så mycket som möjligt.

Löd de tre lysdioderna WS2812B som börjar med den närmaste kondensatorn (upptill) och arbetar nedåt. Efter att varje lysdiod hade lödts testade jag den genom att ansluta den till det drivna styrkortet. Detta visade sig vara användbart för att hitta dåliga lödanslutningar och delar. Detta görs genom att mata jord till det övre monteringshålet (med kondensatorn), datasignalen från det styrda styrkortet till det mellersta monteringshålet och ström (3.3V - 5V) till det nedre hålet. Lysdioderna programmeras i ordning och börjar med den högst upp. Genom att löda lysdioderna en i taget är det lätt att hitta dåliga anslutningar. Om du löd dem alla på en gång och sedan testar kortet kan det vara svårt att hitta orsaken till icke-belysande lysdioder.

Har den funkat? Bra! Gör det nu 22 gånger till.

Steg 4: Forma lädret

För detta projekt ville jag ha 2 (51 mm) brett läder. Jag använde ett billigt gitarrband som källskinn. Det är tillräckligt brett och tillräckligt länge för jobbet. Använd skinnets blanka sida på utsidan av kragen. självhäftande vinyl kommer att fästa bättre, och det ser riktigt bra ut.

För att forma lädret finns det minst två val:

1. Gör det för hand
2. Använd en laserskärare

För hand:

Markera lädret med linjal och penna. Den ska vara 2 "bred. Längden beror på nackstorlek. För den jag byggde här använde jag 15 2/3". Denna längd var bekväm runt halsen med tillräckligt med överlappningar för att stödja snäpparna. Klipp ut lädret med en robust sax eller plåtskär. Runda hörnen.

Mät försiktigt positionerna för LED -kretskorten över kragen. Om du vill anpassa LED-lampornas horisontella avstånd till det vertikala avståndet på kretskorten behöver du 0,53 "mellanrum-till-mitt-avstånd. Du kan använda ett av LED-kretskorten som en mall för att markera hålpositionerna och klippa av hål med läderstans. Se till att du använder rätt stans för M3-spikskruvarna. Det blir 24 hålkolumner. Kolumnen längst till höger behöver bara ha tre hål, eftersom det är här styrkortet går, vilket har bara tre hål. Du kan hoppa över det mellersta bottenhålet för detta. Avståndet från krageens vänstra och högra kant till närmaste hålkolumn är 1,7"

Med laser:

Om du har tillgång till en laserskärare, som en Epilog, är detta den mycket enklare vägen att gå. Använd den bifogade filen choker.dxf för att göra snitt på en laserskärare.. DXF -filen har skinnskärningsbanan längst upp, vinylskärbanan (används senare) i mitten och en illustration av var kretskorten fästs längst ner. Förutsatt att du vill göra en exakt samma storlek (15 2/3 lång) som jag gjorde, kan du använda skinnskärbanan längst upp för att skära konturen och kretskortets monteringshål. Om du behöver en annan krage längd, måste du ändra filen på lämpligt sätt.

Steg 5: Forma vinylen

Syftet med vinylen är att fungera som ett slags flexibelt moderkort för att ansluta alla enskilda kretskort. Koppartejp fästs på vinylens bakre (klibbiga) sida för att ge kraft, jord och data sammankopplingssignaler.

Precis som för att forma lädret finns det minst två val för att forma vinylen:

1. Gör det för hand
2. Använd en vinylskärare

För hand:

Vinylen är 2 "bred och 12 2/3" lång. Mät och markera denna rektangel noggrant och klipp ut med sax. Skala inte bort vinylen från underlaget ännu. Rikta in en av LED -kretskorten mot höger och vänster kant och markera de rundade hörnen med dem. Runda vinylens fyra hörn med sax. Placera vinylen (fortfarande fäst på sitt papper) över lädret och centrera den över hålen. Tejp på plats med maskeringstejp eller någon annan lätt avtagbar tejp. vänd lädret och använd en penna för att markera vart och ett av hålen på vinylens papperssida. Ta bort tejpen från vinylen och använd läderstansen vid var och en av hålmärkena för att skära hål för spikskruvarna.

Av cutter:

Om du har tillgång till en vinylskärare är detta det mycket enklare sättet att gå. Använd filen choker.dxf. Skärbanan för vinyl är den mellersta sektionen. Om du har valt att ha ett annat antal LED -brädor eller ett annat avstånd måste du ändra skärbanan på lämpligt sätt.

Steg 6: Lägga till koppartape

Som nämnts tidigare fungerar koppartejpen som elektriska kortspår för detta flexibla kretskort. Den tillhandahåller kraft, jord och data sammankopplingssignaler mellan de enskilda kretskorten.

Hitta en bra arbetsyta och skala försiktigt bort vinylen från bakpappret. Om du använde en vinylskärmaskin för att skära vinylen, använd spetsig pincett eller något annat verktyg för att försiktigt ta bort onödig vinyl från hålen. När jag gjorde detta förblev det mesta av hålvinylen fäst vid pappersunderlaget, men jag var tvungen att ta bort ett tiotal hål med en pincett.

Tejpa vinylen med klibbig sida uppåt på arbetsytan med maskeringstejp. Använd minimalt med överlappning av maskeringstejpen på vinylen. Detta kommer att göra det lättare att ta bort senare. Sidan med trehålsspelaren ska vara till vänster nu.

Mät och skär en längd av koppartejpen så att den går hela vägen över den översta hålraden. Detta blir den elektriska jordanslutningen för kretskorten. Om tejpen har ett pappersunderlag, ta bort den. Placera koppartejpen, med den klibbiga sidan nedåt, på vinylen så att tejpens övre kant ligger i linje med hålens överkant. Det är bra om hålen inte är helt täckta, men försök att få det så nära som möjligt utan att helt täcka hålets ovansida.

Klipp ytterligare en bit koppartejp med samma längd och fäst den över den nedre raden av hål, med tejpens nedre kant uppradad med hålens nedre kant. Återigen, försök att inte helt täcka hålen. Detta är strömanslutningen för kretskorten.

Klipp en kort bit koppartejp för att ansluta det återstående hålet på den vänstra kolonnen rakt över till det intilliggande hålet till höger om det. Tejpen ska vara tillräckligt lång för att mestadels täcka båda hålen utan att göra det helt. Sätt den här på plats. Detta är datasignalen från styrkortet till det första LED -kortet.

De återstående koppartejpbitarna placeras var och en diagonalt från det tredje hålet från toppen på en kolumn till det andra hålet från toppen på kolonnen till höger. Dessa kedjer data-out från ett LED-kort till data-in på nästa kort. För var och en av dessa, skär en kort bit koppartejp som är tillräckligt lång för att nästan (men inte riktigt) helt täcka båda hålen och sätt försiktigt på plats. Upprepa detta 22 gånger.

När det är klart ska det finnas ett hål utan koppartejp. Det är det tredje hålet från toppen längst till höger. Detta är avsiktligt.

Steg 7: Avsluta koppartejpen

Du behöver en arbetsyta som tål lite skärning med en X-acto kniv för denna del. Tejpa en bit vaxat papper som är större än vinylen på denna yta (med vaxsidan uppåt). Ta försiktigt bort maskeringstejpen som användes i föregående steg från vinylen. Vänd på vinylen och lägg den på vaxpappret med den klibbiga sidan nedåt. Limmet på vinylen ska fästa på vaxpapperet tillräckligt bra för att det inte ska röra sig under denna del, men kan fortfarande tas bort senare.

Du bör se koppartejp genom alla hål (utom ett). Börja med den nedre raden av hål, gör två snitt till koppar med verktygskniven i varje hål. Det första snittet är nära vänster sida från toppen till botten. Den andra är en till höger från toppen till botten (se bilder). Var noga med att skära endast koppar i vinylhålen. Skär inte själva vinylen. Böj upp den avskurna kopparen med hjälp av verktygsknivens spets och vik den över vinylen ovanför hålets överkant för att bilda en flik.

När kretskorten senare sätts på plats kommer denna flik att få elektrisk kontakt med kopparen som omger kretskortets monteringshål.

Upprepa denna process med alla hål, klippa och vika i riktningarna som anges på diagrammet.

Steg 8: Fäst läder, vinyl och skruvar

Skala bort vinylen från vaxpappret och applicera den på den blanka sidan av det skurna lädret. Var noga med att ställa in hålen. Trä 8 mm M3 gäddskruvarna genom alla 95 hål från läderets baksida. Du kan behöva stödja vinylen med fingrar eller något verktyg medan du sätter i skruvarna för att se till att skruven går genom hålet och inte separerar vinylen från läderets övre yta. Du bör se den lilla kopparfliken bredvid varje skruv på toppen (vinylsidan).

Steg 9: Lägg till Snaps

De fyra snäpphålen kommer att vara ungefär 0,4 tum från ovansidan och sidokanterna i varje hörn av lädret. Detta kan behöva justeras för att passa individen. Markera platsen för de två hålen i ena änden. Välj rätt stansstorlek för dina snäpp och slå de två hålen med läderstansen. Överlappa kragen som den kommer att vara när den bärs och använd hålen som du just slagit för att markera hålplatser för den andra änden. Stansa ut de hålen.

Fäst snäpparna enligt instruktionerna. Var mycket försiktig så att snäpparna vetter åt rätt håll. Här är en praktisk video som beskriver den allmänna snapinställningsprocessen. När du är klar kan du prova kragen.

Steg 10: Anslutning av kretskort

Med vinylsidan upp, ordna chokern så att treskruvspelaren är till höger. Fäst styrkortet på skruvkolumnen med tre hål. Montera kretskortet på skruvarna med komponenterna uppåt. Dra åt tre av spikarna för hand på skruvarna. Sätt en av LED -brädorna på nästa kolumn med skruvar. LED -kortets sida med kondensatorn ska vara överst. Lägg till fyra spikar till dessa skruvar och dra åt dem för hand.

Testa kragen genom att fästa batteriet. Om allt går bra bör du se lysdioderna på LED -kortet tändas och börja cykla färger. Kontrollera anslutningarna om inget händer och dra åt skruvspikarna. Var försiktig så att du inte vidrör metall (som en skruvmejsel) över spikarna, eftersom det kan orsaka kortslutning och skada batteriet eller korten.

(För den andra versionen av kretskorten ändrar jag saker så att spikarna inte är en del av kretsen för att undvika risken för kortslutning.)

Hudkontakt kortar inte spikarna och skruvarna. Om bäraren är särskilt fuktig (säg från dans), kommer svettningen att ha liten effekt på kragen. Som mest kan detta minska batteriets laddning något.

Du kan sätta var och en av LED-korten på plats vid denna tidpunkt för att prova hela kragen, eller gå vidare till nästa steg för att göra brädorna halvpermanent anslutna genom att lägga till Loctite i skruvarna.

När du är redo att avsluta tar du bort alla kretskort från kragen och tar bort batteriet från styrkortet. Lägg lite Loctite i en liten skål eller flasklock och få en tandpetare till hands. Lägg tillbaka kretskorten ett i taget, börja med styrkortet. Placera varje bräda på plats på skruvarna. En skruv i taget, doppa tandpetaren i Loctite och applicera på gängorna i slutet av varje skruv för detta bräda. Lägg inte på för mycket och var försiktig så att du inte får loctiten på kretskortet eller koppartejpen vid botten av skruven. Sätt sedan spikmuttern på plats och dra åt för hand. Håll spetsen med en hand, använd en skruvmejsel på skruven för att dra åt spiken helt.

Efter att du har anslutit varje kort helt, testa anslutningen genom att ansluta batteriet och observera lysdioderna. Dra åt och justera vid behov för att se till att anslutningarna är fasta. Koppla ur batteriet. Upprepa för var och en av kretskorten, se till att orienteringen av varje längs vägen (kondensatorn är överst).

När allt är på plats, låt kragen sitta tillräckligt länge för att Loctite ska kunna bota (se förpackningen).

Det här är en bra tid att se till att batteriet är fulladdat genom att ansluta det till batteriladdaren.

Du är nu redo att ta på kragen och träffa staden. Använd förlängningskabeln JST-PH mellan kragen och batteriet för att låta batteriet placeras i en ficka eller någon annanstans på din person.

Och nu, till det sista steget.

Steg 11: Livsmedelsbutiken

Bär kragen till mataffären för lite shopping. Ja, detta är ett obligatoriskt steg. Om du bygger en, förväntar jag mig ett livsmedelsfoto i kommentarerna.