Appstyrd alfabetstavla Inspirerad av främlingar: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Allt började för några veckor sedan när jag försökte ta reda på vad jag skulle skaffa min nioåriga systerdotter till jul. Min bror meddelade mig slutligen att hon är ett stort fan av Stranger Things. Jag visste direkt vad jag ville få henne, något som hänger på väggen med julbelysning och bokstäver som hon kan göra stavning av slumpmässiga meningar. Skulle du inte veta det, absolut ingen gör något sådant … Jag hittade otaliga instanser av väggar med målade bokstäver och alltid lysande julbelysning. Jag hittade många miniatyrversioner av samma. Jag hittade bara ett par projekt med hjälp av mikrokontroller (Arduinos) och adresserbara lysdioder för att faktiskt stava ut fraser, men de verkade alla förlita sig på hårdkodade fraser i mikroprogramvaran. Inget riktigt som det jag hade i huvudet. Så rudLights Alphabet Board -projektet föddes.

RudLights Alphabet Board, eller rudLights för kort, använder också en Arduino och adresserbara lysdioder för att visa meningar på en rad "julbelysning". Men den använder också en billig Bluetooth -mottagare och en anpassad Android -app som användaren, min systerdotter, kan använda för att visa vilken mening hon vill skicka den från sin surfplatta (en Amazon Fire i det här fallet).

Läs vidare för de gripande detaljerna om hur jag gjorde den här saken när jag nu gör en andra för mitt eget hem. Jag fick inte många foton eller dokumentation när jag gjorde originalet, plus att jag nu vill ha en i mitt eget vardagsrum. Följ med om du vill bygga en själv. I slutet av denna instruktionsbok kommer den nödvändiga koden att vara tillgänglig under den mest tillåtande licensen jag kan göra den, förmodligen GPLv3 verkar det.

Steg 1: Nödvändiga delar

Dellistan för rudLights är ganska enkel. Jag var tvungen att köpa lysdioder, jag behövde 26 men hade bara fem till hands. Lyckligtvis hittade jag ett 100 -pack med WS2812B -kretskort på Amazon för endast femton dollar. Det svåraste att hämta var något att passera för den fula tapeten från showen. Min son och jag hittade äntligen något i scrapbookingpappersdelen av JoAnn som fungerar ganska bra. Här är listan över saker jag använde och vad den är till för. När det är möjligt länkar jag till var jag kan köpa. Jag kommer inte att använda några affiliate -länkar, även om det är Amazon Smile -länkar när det är möjligt.

Nödvändiga saker

• 26+ adresserbara lysdioder (aka NeoPixels) - 100 för $ 15 på Amazon (jag vet inte varför de är under Musikinstrument).
• Arduino Pro Mini - knockoffs på Amazon eller legit från SparkFun Det finns ingen anledning att du inte kan använda en Arduino Uno i full storlek om du har plats.
• HC-05 Bluetooth-modul-$ 8 på Amazon Jag skulle föreställa mig att en HC-06-modul skulle fungera också, men inga löften.
• 5VDC 2A A/C nätadapter - $ 7,49 på Amazon
• Dokumentram - 8,5 x 11 tum ram, jag hittade en hos JoAnn för cirka $ 10. Du kan använda vilken ram du vill, jag valde en i samma storlek som papperet min skrivare äter.
• Ugly wallpaper - Egentligen ett 12x12 "scrapbookingpapper som heter" Tan Swirly Flowers "jag hittade på JoAnn Fabric & Craft Store. Jag köpte faktiskt fyra så att jag kunde skruva upp ett par gånger. Se dess" skönhet "här (klicka på" Yes I'm en återförsäljare "för att faktiskt se sidan) YMMV
• Två vellumark - Även från JoAnn's, används som diffusorer för att förhindra blindhet när man observerar lysdioderna.
• 1/8 "fiberplatta, 8,5x11" - 24x48 "ark kostar $ 5 på Home Depot

Det grundläggande

• Spänningsdelningsmotstånd - 1k7 och 3k3 (eller 1k och 2k, eller till och med 2k2 och 3k3) för nivåförskjutning mellan 5v Arduino TX -stift och 3.3v BT -modulens RX -stift.
• 220-470 Ohm motstånd - Går på datalinjen mellan Arduino och den första WS2812B LED.
• 4 16V 1000µF kondensatorer - Fenomenal kosmisk effekt. $ 11 pack o 'caps på Amazon
• 20-22 g trådad tråd i tre färger - Power, Ground och Data längs LED -strängen.
• Små prototyper PCB - Jag använde en för att bygga en central strömfördelnings -sak.
• Olika delar värmekrympslang - För att täcka upp motstånden som är lödda i anslutningskablarna. Fem dollar på Harbor Freight.

Verktyg

• Trådskärare och avskalare
• Lödkolv och löd
• Brödbräda och anslutningstråd
• Vass hobbykniv (X-Acto)
• Skärbräda
• Verktygskniv
• Straightedge eller square
• Pinne, syl, mittpunch eller annan vass pokey -grej
• 5/16 "borr och något att snurra på (en borrmotor, borrpress, äggslagare …)
• Fil eller sandpapper
• Trälim (eller vitt lim)
• Het limpistol och pinnar

Frivillig

• Raspberry Pi Zero W-Jag kommer att använda det här på min egen rudLights Alphabet Board istället för HC-05 eftersom jag har slut på HC-05 Bluetooth-moduler. Du behöver också ett SD -kort för det.
• 1/2 "x 3/4" x 48 "tallpinne - Används för att bygga en förlängning på baksidan av dokumentramen.
• Måla för att matcha din ram och pensel (ar) - Används för att dölja ovanstående förlängning bakom ramen. Jag använde svart akrylfärg och en skumborste.
• Skugglåda - I stället för dokumentramen tar du bort behovet av ovanstående förlängningspinne.
• 2,1 mm strömuttag - $ 6 för ett 5 -pack på Amazon. Du kan också bara koppla bort kontakten från strömförsörjningen och löda den direkt till projektet.
• 3.3V Arduino och strömförsörjning om du vill gå på lägre effekt. WS2812B -lysdioderna ska fungera vid 3.3v. Detta skulle ta bort behovet av en spänningsdelare. Återigen, inga löften.

Steg 2: Den estetiska delen

Jag trodde att jag kunde hitta en screengrab eller något av showen att ha skrivit ut som ett foto att använda i ramen. Försök som möjligt att jag inte kunde hitta den bild jag letade efter. Det var det som föranledde sökningen som gav oss det fula scrapbookingpappret. Jag fick min son att rita upp ett alfabet med en rad glödlampor, och han klippte ned 12x12 "papper till 8,5x11" så att det skulle passa i skrivaren. Sedan skrev jag helt enkelt ut alfabetbilden direkt på det fula papperet och fick barnen att klippa ut alla glödlampor med en X-Acto-kniv.

Om du vill gå samma väg kan du spara bilden ovan, ladda ner konstverket från min server, eller så kan du hämta den från GitHub -förvaret.

Använd ett vanligt skrivarpapper, eller ännu bättre, glaset från din bildram, lägg ut en sektion av 12x12 "papper för att skapa ett 8,5 x 11" ark där du kan skriva ut alfabetbilden. Det papper jag använde har lite färg runt kanterna för att det ska se slitet ut antar jag. Som sådan hamnade jag på att lägga ut ett avsnitt ur mitten av papperet. Jag använde sedan bara en verktygskniv för att göra snitt. Se till att klippa på en offeryta, såvida du inte är den lyckliga ägaren till en pappersskärare. Efter att jag klippt papperet med ett skrivarpapper som en guide upptäckte jag att min ram bara är lite mindre än 8,5 x 11 tum … För att "fixa" det la jag bara glaset på min fula tapet och klippte ca 1/16 "av två sidor med en hobbykniv.

Nu är det dags att skriva ut din rudLights -sträng på den fula tapeten. Du vill se till att du säger till din skrivare att skriva ut i liggande orientering, med marginaler inställda på minimum. Bilden har färgade glödlampor, men eftersom de ändå kommer att klippas ut kan du skriva ut den i svartvitt utan problem. Jag föreslår starkt att du skriver ut det på vanligt papper minst en gång för att se till att inställningarna gör att det blir som du vill. Nu kan du ladda din skräddarsydda tapet i din skrivare och skriva ut det som ska användas i projektet. Klipp inte ut glödlamporna ännu, men vi gör det i slutet av nästa steg.

Fortsätt och rama in den nytryckta tapeten och se till att allt verkligen är upplagt som det ska vara.

Steg 3: Förbereda styrelsen

1/8 fiberboard (hårdplatta, masonit, vad du än vill kalla det) är två fot på fyra fot som det kommer från butiken. Det är klart att vi måste minska det i storlek något. Den fina delen med att arbeta med detta slag av kartong är att det är ungefär som tjockt papper och kan klippas ganska enkelt med en verktygskniv. Mät bara glaset från din ram och markera samma mått på brädet med en penna. Sedan kan du använda din räta eller kvadrat som ett staket för kniven. Ta flera pass med kniven, ta dig tid, det är ingen brådska. Om du inte måste avsluta detta till jul och du inte ens visste att du behövde göra det förrän den 16 december … Ändå, dina fingrar är värda mer än projektet, så var försiktig!

När du har klippt ut brädet, bryt kanterna med din fil eller sandpapper så att det inte blir skarpt. Allvarligt talat, de här grejerna ger de otäckaste papperssnitten … Testa sedan att passa in det i ramen och fila/slipa kanterna efter behov för att passa smidigt med precis rätt mängd tätt. Återigen, ta din tid och passa den rätt första gången. Det är ganska svårt att sätta tillbaka träprodukten på en bit som har skurits för liten.

Beroende på tillverkningskvaliteten på ramen du fick kanske du vill prova att bara vända brädan och se om den passar åt andra hållet. Min ram var faktiskt inte fyrkantig så det här tricket fungerade med minimal arkivering. Om du tycker att din beter sig på samma sätt, se till att markera vilken ände som är uppe på båda bitarna, det spelar roll när det är dags att lägga ut och borra de lätta hålen.

Nu vill du ta tapeten du skrev ut i det sista steget och lägga den ovanpå din fiberboardbit och kvadrera upp allt. Den ska vara ungefär lika stor. När den är uppradad, använd din skarpa pokey-sak för att genomborra genom mitten (-ish) på varje glödlampa och sätt en divot i fiberplattan. Det divot kommer att vara märket vid vilket du borrar 5/16 hål i brädet för lysdioderna att lysa igenom. Om du redan har klippt glödlamporna ur tapeten kan du approximera borrplatserna eller använda ett av skrotprovet Jag har tyckt att det är lite lättare att borra platser på detta material genom att rita en liten cirkel runt varje divot med en penna.

Dags att göra lite chips. Använd vilken borrspinnande enhet du än har och en 5/16 "borr för att sätta 26 hål i brädet. Min borrpress skulle inte riktigt träffa mitthålet … så jag var tvungen att använda en annan spinny-enhet. Du har rätt, min lilla äggslagare kommer inte att hålla en 5/16 "borr, men det kommer att chuck upp en 9/32" bara bra;-) De nya hålen kommer att vara krispiga så ta din fil eller sandpapper och släta bort kanterna också. Lysdioden ska bara passa genom hålet så att kretskortet ligger platt på baksidan av brädet.

Om du inte redan hade klippt ut glödlamporna är det dags nu. Bryt ut X-Acto-kniven och ett skärbräda och åk till stan. Min son säger att det gick ganska bra att skära en X -form i varje glödlampa och sedan trimma ut de resulterande triangulära bitarna.

Steg 4: Lägg några gnistor i den

Det är dags att starta LED -slutet av detta projekt. Ta av 26 av WS2812B: erna och ställ upp dem på tavlan. Du vill se till att alla ligger platt korrekt. Det här är också en bra tid att testa dem alla individuellt innan du lödar ett helt gäng för att ta reda på att det finns en jättekul där inne. Jag har bifogat en enkel Arduino-skiss som bara spottar ut slumpmässiga färger i WS2812-tal. Du kan använda en servokabel eller bandkabel eller vilka bygelkablar du kan ha för att piska upp en testkabel. Stick bara in en 3-stifts stifthuvud i kabeln så kan du hålla den på "in" -dynorna på lysdiodernas kretskort. Varje lysdiod ska lysa upp och så länge du bara testar en i taget kan Arduinos strömförsörjning enkelt klara uppgiften.

När du är säker på att alla lysdioder fungerar som de ska kan du börja göra trådar. Jag använde precis en gammal 20 gauge strandad anslutningstråd som jag fick när Radio Shack fortfarande fanns. Du måste göra 23 vardera av rött, svart och grönt, eller vilka färger du vill använda för ström, mark och data. Jag har ingen dimension att ange längden på ledningarna. Jag höll bara ett trådstycke mellan ett par lysdioder och började klippa gänget till ungefär den längden. Det finns ett par i mitten som verkar vara lite längre än de andra, så håll utkik efter det.

När dina trådar har klippts, gå vidare och ta bort lite från varje ände, precis tillräckligt för att lödas på PCB -plattorna. Vi kommer inte att ansluta H till I eller Q till R än. Tina ändarna på trådarna och tina kuddarna på lysdioderna. Förbered dig sedan för en tråkig process med singlade fingertoppar och löd trådarna på kretskorten. Upprepa det som verkar vara elva tusen gånger, även om det till slut är mer som 155.

När du har fått alla tre raderna lödda, lägger du en lång datakabel från H till I, sedan en annan från Q till R. Då kommer varje rad att få ström- och jordledningar direkt från strömfördelningskortet/pluggen/saken, så A, I och R har alla sina egna strömkablar. Se bilden och schematisk och det kommer att vara vettigt. Du kommer också att sätta en av 1000μF -locken i andra änden av varje linje, vid H, Q och Z, för att behålla en effektreserv för varje tråd. (Jag kan inte lova att det är nödvändigt, men det skadar säkert ingenting.) Slutligen gör du bygeln från A: s data in pad som går till Arduino. Ta bara en normal bygel och skär den i mitten, sedan löd R1, 220 till 470 Ohm motståndet, inline och täck med värmekrympning. Löd ena änden till DIN -dynan på den första lysdioden, och den andra änden går till Arduinos stift 6 (det behöver inte vara 6, det kan verkligen vara vilken stift som helst).

När du har alla dina lysdioder lödda ihop och strömkablarna anslutna i ena änden av varje rad och kondensatorer i den andra är det dags att fortsätta och heta limma ner allt på brädet. Ta dig tid, lim inte fingrarna på brädet. Jag använde som tre eller fyra limpinnar för att se till att allt stannar där jag lägger det, inklusive att bygga upp lite runt kondensatorerna och kraftledningar för att göra dragavlastningar.

Du ser två tydligt olika brädor uppe på fotona. Den ena har Arduino Pro Mini och HC-05 Bluetooth-modulen, den andra har väl inget ännu. Den med Pro Mini är den som gick till min systerdotter som jag inte fick tillräckligt med byggbilder på. Det är också den som avbildas i den bifogade schemat. Spänningsdelaren som tappar Arduinos 5v TX till HC-05: s 3.3v RX är precis inbyggd i kabeln som ansluter de två. Du kan bara klippa den tråden och lödet R2, 1k7 -motståndet, inline. Löd sedan R3, 3k3-motståndet, från HC-05-änden av R2 till en tråd som går till marken. Eller så kan du bygga det på ett protoboard om du hellre vill.

Det andra kortet i bilderna är mitt och kommer att använda en Raspberry Pi Zero W istället för HC-05. Arduino har en kraftfördelningskort jag knackade ihop på ett protoboard. Det är bara ett par rader med sidhuvuden och ytterligare en kondensator på 1000 µF lödd upp till strömuttagskablarna. Jag är helt slut på strömkabeluttag så för Pi -versionen så jag fick precis den typen med skruvplintar på änden och skruvade in alla strömkablar i det. Jag kommer förmodligen att bygga upp något lite snyggare, och jag kommer säkert att lägga till 1000µF -locket också.

Steg 5: Give It Some Smarts - Arduino Way

Nu är den del vi alla har väntat på, så att den faktiskt gör något. Lyckligtvis för dig har jag redan tillbringat några sena nätter med att skriva koden för detta projekt. Allt du behöver göra är att ladda ner zip -filen, extrahera den till din dator någonstans, öppna den i Arduino IDE och ladda upp den till din Arduino. Lyckligtvis för mig är jag nattlig, sena nätter är inte en stor sak (klockan är fyra när jag skriver detta).

Arduino -slutet av detta är faktiskt sex filer i en mapp som heter "rudLightsArduino." Zip -filen som innehåller dem bifogas detta steg. Alternativt kan du hämta det från GitHub -förvaret. Men du bestämmer dig för att skaffa filerna, när de finns på din dator öppnar du rudLightsArduino.ino i Arduino IDE. Det borde också ladda de fem andra filerna som flikar i IDE. Om du anslöt din WS2812B LED -datapinne till en annan Arduino -pin än pin 6 vill du hitta raden "#define LED_PIN 6" och ändra 6: n till den pin du använde.

Sedan kan du växla till fliken märkt "daVars.h" och hitta delen för de hårdkodade strängarna som visas på tavlan. Dessa är raderna som börjar med "const char string_X PROGMEM blah blah" nära toppen av filen. Ändra dessa efter önskemål, se bara till att de är alla CAP: er och att de inte innehåller några specialtecken (som punkt, komma, etc …) Mellanslag är bra.

Du kan lägga till fler rader genom att kopiera en befintlig rad, klistra in den under de andra och ändra numret i "string_X " -delen. Bara öka antalet varje gång. Du kan teoretiskt spara så många rader som passar in i Arduinos flash -lagring. Magin i PROGMEM -delen innebär att dessa strängar inte alla förvaras i RAM, de läses direkt ur flashminnet istället. Jag kommer inte att gå in på mer detaljer, men du kan lära dig mer på Arduino -referenssidan. När du lägger till eller tar bort rader där måste du också redigera ett par andra delar. Hitta nästa avsnitt med "ref -tabellen för ovanstående strängar" och lägg till/ta bort "string_X" efter behov mellan {curly hängslen}. Slutligen hittar du raden "int string_count = X" och ändrar numret till mängden strängar från tabellen ovan. Detta nummer är det faktiska antalet, dvs inte från noll. Om det finns sju "const char string_X" rader sätter du en 7 här.

Nu kompilera och ladda upp koden till din Arduino. Du måste koppla bort HC-05 för att göra det eftersom Bluetooth-modulen använder samma TX/RX-linjer som dator-> Arduino-programmeringsenheten. När koden har laddats upp kopplar du ur 'duino från datorn och återansluter din BT -modul.

Nu kan du äntligen montera bunten som går i ramen. Glas först, sedan den fula tapeten med lamporna släckta. Därefter kommer de två vellumskivorna som en diffusor. Jag slutade med att lägga till ytterligare ett lager diffusion genom att sticka in ett ark vanligt skrivarpapper också. Äntligen kan du sätta fiberplattan full av godsaker i ramen och se till att den är riktad korrekt mot tapetarket.

Vad som kommer härnäst beror på vad du använde för en ram, och hur saker faktiskt staplas upp i nämnda ram. Du kan se på fotot av den färdiga att jag var tvungen att bygga en förlängning på ramen för att innehålla den extra höjden på allt. Denna förlängning var bara 1/2 med 3/4 tallremsa, gerad i hörnen och limmad på baksidan av ramen med trälim. Jag använde sedan några små triangelformade bitar av fiberboard för att kila in i spåret inuti ramen som höll i den ursprungliga baksidan. Till dem limmade jag några tallbitar av furu för att bygga ut dem på bakkanten av ramförlängningen. Jag borrade sedan några pilothål och skruvade ramens ursprungliga baksida till avstånden. Slutligen pilotborrade och skruvade jag en längd av återstående anslutningstråd till ramförlängningen för att fungera som en hängare. Om du använde en skugglåda eller en tjockare ram kanske du inte behöver gå igenom allt det här roliga tillägget.

Äntligen, vänd på den och sätt i nätadaptern och se hur ljuset börjar. När min systerdotter först pluggade in hennes blinkade det "God jul". Din kommer att stava vilken sträng du än lägger i "const char string_0 " eller "RUDLIGHTS ALPHABET BOARD" om du inte ändrade koden än.

Om du hoppade över HC-05 Bluetooth-moduldelen av detta, grattis, du är klar! Jag hoppas att du får mycket körsträcka från din kommunikation med Upside Down:-)

Om du gick för Bluetooth -modulen, gå vidare till nästa steg för vad jag tror är den häftiga delen och varför jag påbörjade detta projekt istället för att bara köpa min systerdotter en annan docka.

Steg 6: Appen (!)

Japp, du läste rätt. Det finns en medföljande Android -app för rudLights som låter dig visa, och till och med spara, anpassade meddelanden på ditt kort. Förra julen gav vi min systerdotter en Amazon Fire -surfplatta. Så en av nyckelpunkterna med detta projekt var att få ett sätt för henne att använda den surfplattan för att interagera med rudLights Alphabet Board. Jag hamnade på Thunkable vilket gav ett trevligt, enkelt sätt att bygga en app för en kille som aldrig har gjort en Android -app tidigare. Jag lyckades sätta ihop något som gjorde allt jag behövde på bara några dagar. Du behöver dock inte göra det, du kan bara ladda ner appen från antingen min server eller GitHub -förvaret. Från vilken plats som helst kan du också ladda ner appens projekt.aia -fil som du kan använda på Thunkable för att skapa din egen version av rudLights -appen. Lägg till eller ta bort allt, märka om, ändra bilder, vad har du. Den är tillgänglig under GPLv3 precis som Arduino -slutet.

Du kan besöka rudLights webbsida för detaljer om installation och konfigurering av appen, samt hur du använder den när den är installerad.

Steg 7: Slutet?

Tja, där har du det, rudLights Alphabet Board. Eftersom min Pi-drivna version fortfarande programmeras har jag inte lagt till något steg eller supportdokument för det ännu. Jag kommer att uppdatera denna instruerbara så snart jag har något som fungerar. Om du har några frågor eller kommentarer, om något är oklart, slå mig bara i kommentarerna nedan eller skicka ett meddelande via min profilsida. Jag svarar gärna.

Tack för att du läser, njut!

Redigerad 20180113 - Ändrad länk till HC -05 Bluetooth -modul då den ursprungligen länkade varan är slut