Tetrahedral LED Hat (Deichkind Style) V1: 7 Steps (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Kjenner du det tyske musikkbandet Deichkind? Vel, jeg er en stor fan av dem og har vært på flere konserter. Som en del av scenen viser dette bandet iført tetraederhatter, fulle av lysdioder. Allerede på den første konserten for mer enn 10 år siden visste jeg at jeg trenger en slik hatt! Dessverre hadde jeg ikke den nødvendige kunnskapen for å lage en slik. Men for omtrent et halvt år siden oppdaget jeg Arduinos, og så begynte det …

Hatten er laget av svart, ugjennomsiktig og i tillegg gjennomsiktig plexiglass. Jeg søkte etter nyttige bilder av hjelmer på nettet og prøvde å gjøre det så nær originalen som mulig.

Dessverre laget jeg færre bilder mens jeg bygde hatten. Så denne instruksjonen inneholder flere tegninger:)

Til strømforsyningen brukte jeg en 10.000mAh powerbank. Lysdiodene er WS2812b for å få alle tenkelige farger. Den styres av Arduino Nano med HC06 -modul og android -app. Ulike programmer kan spilles av via appen. Alt er mulig her. Jeg vil levere min arduino -kode så vel som Android -apk i løpet av de neste ukene. Men det er fortsatt ukommentert og delvis kaotisk, fordi deler av det ganske enkelt ble kopiert fra nettet. Så snart den har en rimelig tilstand, vil jeg laste den opp her for din gratis disposisjon.

Rekvisita

Maskinvare: Koblingene går til nettstedene/produktene jeg brukte, ikke bli overrasket: de fleste nettstedene er tyske:) Du trenger ikke å ta nøyaktig produktene fra de koblede nettstedene. Dette er bare en hjelp til å vise det nødvendige produktet.

• Svart, ugjennomsiktig plexiglass (3x likesidede trekanter, 42 cm kantlengde, 2 mm tykkelse)
• Gjennomsiktig plexiglass (2x likesidede trekanter, 42 cm kantlengde, 0,5-1 mm tykkelse) eller en sterk gjennomsiktig folie
• WS2812B LED stripe IP30 (ikke vanntett), 30 LED per meter, totalt 156 LED
• Arduino Nano
• HC06 Bluetooth -modul
• Powerbank, dobbel USB -utgang anbefalt (jo mindre dimensjoner, jo bedre)
• Kondensator 500-1000mF
• Motstand 330 Ohm
• USB-kabel USB-A til mini-USB (driver Arduino Nano)
• USB-kabel USB-A til hva som helst (blir kuttet, driver LEDene)
• Tilkoblingskabler
• Sterkt lim for plast
• Skum for å gjøre den mer behagelig å ha på.

Du trenger også noen grunnleggende verktøy, tape, lim til plast, kniv, saks og loddejern.

Plexiglassdelene er frest. Hvis du ikke har tilgang til en fresemaskin, bør du vurdere å bruke tjenesten til plexiglassbutikker. De vil frese materialet i den formen du vil ha og vil levere det til døren din. Etter min erfaring er disse tjenestene imidlertid mye dyrere enn om du kjøper et rektangel og skjærer det selv. Du kan bruke min tegning for å bestille platene i ferdig form.

Alternativt kan du prøve å bore hullene med en enkel håndboremaskin.

Trinn 1: Få plexiglasset i form

Hjelmen består av tre svarte trekanter i plexiglass, hvorav to må være utstyrt med hull for å se gjennom og utskjæringer for lysdiodene. Jeg kjøpte en plexiglassplate med dimensjonene 850x370x2mm for den. Jeg skar den med kutterkniven i de tre likesidede trekanter. Gjør det samme med den transparente plexiglasset/folien, samme størrelse.

Hver av de svarte trekanter jeg jobbet på fresemaskinen. Derfor fikset jeg trekanten med dobbeltsidig teip på maskinbordet. Kantene på alle tre trekanter ble frest av for å få en ren kant. For to av trekantene freset jeg hullene til lysdiodene (hull i hullet fordi lysdioden er en firkant med 5x5 mm) med en 5 mm fres og de sirkulære lommene for å se gjennom. Fordi platene bare er festet til maskinbordet med tape, bør du være forsiktig så du ikke freser inn i bordet. Jobb deg nedover lag for lag.

Hvis du ikke har en fresemaskin, kan du alternativt prøve en boremaskin for hånd. Men vær veldig nøyaktig med plasseringen av hullene på lysdiodene, fordi lysdiodene på stripen har nøyaktig avstanden 3, 33cm. Kanskje jeg ville brukt et bor som er 0,5 mm tykkere enn lysdioden på stripen din i diagonalen.

Hvis du har bestilt platene ferdigskårne, gratulerer:) Da er dette trinnet ugyldig. Penger forenkler mye;)

Trinn 2: Monter LED-stripene og lodd dem

Jeg arrangerte lysdiodene på rad fra bunn til topp i et S-mønster, som begynte på fronten av hatten. Til dette kuttet jeg 24 strimler:

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

Du kan kutte LED -stripene i enkeltstykker uten å ødelegge dem. Bruk saks til å klippe på de angitte stedene. Sørg for å kutte slik at hele loddeputen er eksponert på begge deler (fordi de allerede er så små til å begynne med).

Når du har frest platene, bør lysdiodene på stripen nå passe pent inn i hullene som følger med og allerede sitte litt i dem. Nederste rad på stripene med 12 lysdioder, over det med 11 osv. Hvis du har boret hullene for hånd, kan du nå se hvordan du har jobbet. Du må kanskje gjøre noen korreksjoner. For å holde lysdiodene i platen og på plass ville jeg tape dem med litt tape. Bare nok til at de ikke faller ut. (Ikke bekymre deg, de limes senere.)

Gjør det med begge trekanter fulle av hull.

Nå lodding:

Ved snittene på LED -stripene er det 3 kontakter der du må lodde dem sammen igjen. GND, 5V+ (eller Vcc eller lignende avhengig av versjon) og Din/Dout. Koble nå stripene i et S-mønster; GND med GND, 5V+ med 5V+ og Dout med Din som vist på tegningen. OBS: Data out (Dout) må være koblet til Data in (Din)!

Dette vil ta litt tid, for kontaktene var ganske små og du har 132 loddeskjøter:) Ha det gøy!

Når du er ferdig - dobbeltsjekk dem! Du vil ikke lodde dem igjen når de gikk i stykker og hjelmen din allerede er ferdig. Stol på meg.

Trinn 3: Monter Tetrahedral

Nå trenger vi de to trekanter med de monterte lysdiodene på og de to gjennomsiktige trekanter. For de gjennomsiktige trekanter kan du bruke en annen plexiglassplate, eller en tykk folie. Jeg brukte en folie, fordi den er lettere enn et plexiglasspanel.

Ta et underlag (kartong), legg LED-trekantene på det med lysdiodene til bakken, og legg deretter litt flytende lim på det. Hold oppmerksomheten for å gjøre det i vanlig avstand. Legg deretter de gjennomsiktige trekanter på den og lim dem sammen. Pass på at du ikke har bobler mellom platene. Hvis det flytende limet strømmer til LED -en - perfekt! For da er LED -en limt og festet og vil ikke falle ut.

Tips: ikke alle lim matcher alle typer plast. Lag et prøvelim med noen søppelbiter av folien / plexiglasset.

Avhengig av limet ditt, tar det litt tid å tørke. I mitt tilfelle dekket jeg de limte trekanter med kartong, veide den og lot den tørke en natt.

Etterpå har du en plan svart trekant uten lysdioder eller gjennomsiktig deksel, og to svarte trekanter med hull og lysdioder i den, dekket med det transparente planet. Nå trenger du litt malertape og et sterkt lim for plast. Sett de tre trekanter sammen som en tetraeder. Vær oppmerksom på dine loddede ledninger, bøy dem litt opp. For å holde hver trekant på plass, bruk malertape! Når den teipede tetraedralen er klar, legger du til plastlimet på kantene, utvendig så godt som mulig inni. La det tørke.

Tips: Hvis du vil gjøre det mer stabilt, kan du ta transparent tape og tape de limte kantene med det. Tapen er nesten usynlig hvis du jobbet nøyaktig.

Så har du din Tetrahedral-LED-hatt. På tide å lyse opp!

Trinn 4: Mikrokontrollerdelen

For å kontrollere lysene tok jeg en Arduino Nano og for kommunikasjon med android -appen bestemte jeg meg for å bruke Bluetooth -modulen HC06. Det er to måter å forsyne systemet med strøm, se vedlagte bilder.

Strømalternativ A (anbefalt): For dette alternativet trenger du en powerbank med to USB -utganger, som kan fungere samtidig. For å slå på arduinoen, bruk bare en USB-A til mini-USB-kabel. Lysdiodene får strøm med den andre USB -kabelen. Ta en USB -kabel du ikke trenger lenger, og kutt den. Fjern den på slutten, vil du se fire ledninger: Litt sterkere svart og rød, og to litt tynnere fargede (for det meste grønne og hvite) ledninger. Vi trenger svart og rødt, disse er malt og V+. Koble den røde V+ med 5V+ på LED -stripen foran på hatten (på begge trekanter). Koble den svarte bakken til GND på LED -stripen foran på hatten (på begge trekanter) OG koble den til GND på Arduino.

Dette alternativet anbefales, da det tillater Arduino for kontroll og lysene å ha separate strømforsyninger. Dette er ikke tilfelle med alternativ B, noe som kan føre til at Arduino nullstilles når alle lysdiodene slås på samtidig og spenningen synker.

Strømalternativ B (anbefales ikke):

Dette bør bare være ditt valg når du ikke vil bruke en powerbank med to utganger, fordi du fortsatt har en powerbank, men den har bare en utgang, og du er for gjerrig for å kjøpe en ny med to utganger;) Fortsett som beskrevet i alternativ A, men koble den røde ledningen fra USB -kabelen ikke bare med LED -stripen, men også med Vin -pinnen på Arduino. Når du lyser opp alle LED -ene samtidig, kan det hende at spenningen synker for langt, og arduinoen bli tilbakestilt. Det vil ikke bli skadet, men det er ikke den beste oppførselen for elementene dine. Viktig: Det er veldig viktig IKKE å koble til en USB -kabel i dette oppsettet, fordi Arduino -kortet ditt allerede er drevet!

Data:

For å fortelle lysdiodene hvordan de skal oppføre seg, må Arduino sende noen data til den første Din -pinnen på LED -stripen i fronten av hatten. Det er viktig å bruke en PWM -pinne på Arduino Nano. PWM -pinner på Arduino Nano er pin -nr. 3, 5, 6, 9, 10, 11. På vedlagte bilde kan du se at jeg brukte pin -nr. 6 for dataoverføring.

Totalt er det tre ledninger som går til fronten av hatten: GND og V+ for lysdiodene, og den tredje er dataene som sendes fra Arduino. Du kan legge tre separate ledninger, eller gjøre det som meg og bruke resten av den avskårne USB -kabelen. Den inneholder allerede fire ledninger (en av dem kan ignoreres).

Jeg loddet alle komponentene sammen i stedet for å bruke pluggede jumperkabler, fordi loddet er mer stabilt.

Hvis du har en 3D-skriver, kan du skrive ut et lite etui for komponentene dine som du kan lime i hatten. Jeg brukte en liten boks jeg allerede hadde hjemme med gode dimensjoner for de elektriske komponentene. Hvis du ikke har en eske eller en skriver … bare bruk Gaffatape:) Ikke tuller! Bare pakk nok Gaffa rundt de elektriske komponentene og teip den inne i hatten på den trekantede siden.

Koding:

Som allerede nevnt, vil jeg oppgi kildekoden til arduinoen i løpet av de neste ukene. For øyeblikket er det kaotisk å vise det til noen:) Du kan nå begynne å kode appen din og din Arduino -kode for appkommunikasjon og også for lysshowene.

For Android -appen brukte jeg online MIT -appinventor 2. For å være ærlig, liker jeg ikke å programmere med byggeklosser, men for en liten app som denne var dette den raskeste måten.

For Arduino -koden foreslår jeg FastLED.h -biblioteket. Den kommer med mange nyttige funksjoner, det er mange eksempler på nettet, og dokumentasjonen for det er flott.

Viktig: Når du har valgt alternativ B som ikke anbefales for oppstart, må du alltid trekke ut strømmen fra Powerbank når du kobler Arduino til datamaskinen for å skrive data om den.

Det er veldig viktig å IKKE koble til en USB -kabel i oppsett B samtidig med powerbanken, fordi Arduino -kortet allerede er drevet!

Trinn 5: Sluttmontering

Powerbank:

Selv kjøpte jeg powerbanken utelukkende til denne hatten. Derfor limte jeg den inn i hjelmen med superplastlimet. Hvis du ikke vil ha powerbanken i hatten for resten av livet, kan du tape den med gaffatape på baksiden av hatten. Jeg anbefaler tipset fordi hodet ditt ikke stikker så langt inn og det er ute av veien der oppe. Vær oppmerksom på at alle utganger og innganger fortsatt er tilgjengelige!

Arduino:

Hvis du allerede har satt det sammen i en liten eske som jeg gjorde, limer du det fast eller teiper det på baksiden av hatten. Ikke midt i midten, for det burde være hodet ditt senere. Hvis du ikke har en eske, er det bare å tape den et sted nær en kant.

Ledninger:

For å feste ledningene på stedet, brukte jeg bare svart Gaffatape. Etter min mening den enkleste måten.

Skum polstring:

For å gjøre slitasjen mer behagelig bestemte jeg meg for å legge til skum på LED -trekantene. Jeg tok en saks for å klippe hull i skummet og bringe det i form. Etterpå festes det bare med dobbeltsidig tape (også kuttet i form).

(Den hvite tapen på baksiden:)

Da jeg brukte luen for første gang, la jeg merke til at hatten var glatt og at grepet ikke var særlig godt. Jeg ville ikke legge litt skum der også, for da ville roret være for lite for mitt store hode;) Så jeg bestemte meg for å sette litt grov malertape bak på hatten. Det fungerer perfekt!

Trinn 6: SLUTT

Koble hatten din til Android -appen og

ha det gøy på din neste fest

Trinn 7: Mulige utvidelser (ennå ikke implementert)

Jeg ga den navnet V1 fordi jeg har noen flere ideer om hva jeg skal lage med denne hatten for versjon nr. 2.

Det aller neste jeg vil er å få hatten til å høres sensitiv ut, det ville være en enorm forbedring. Det er to mulige måter jeg vil prøve:

• Med en MAX9814 mikrofonforsterkermodul med automatisk forsterkning
• I tillegg til MAX9814 vil jeg prøve en MSGEQ7 Band -utjevner for … vel for å transformere hattene til en lydutjevner:)

En lydfølsom hatt som dette ville ikke bare være fornuftig fordi det ville være enda mer effektivt på fester, men det ville også bare være toppen av alt!:)

Det ville også være viktig og at Arduino -koden og Android -appen ville bli kodet mer stabil, jeg står fortsatt overfor problemer med noen av lysprogrammene. Jeg lærte aldri koding og lærte det selv. Og resultatet ser akkurat slik ut ^^

Hvis du har noen ideer om hvordan du kan forbedre hatten (implementer egen lyd, eller til og med en kaffemaskin (kaffe er aldri en feil ide)), skriv den i kommentarene og la oss diskutere. Jeg gleder meg til ideene og forslagene dine.

Andre pris i Silly Hats Speed Challenge