LED-Regenschirm mit Arduino

14 Schritt:Schritt 1: Ersatzteile Schritt 2: nachträgliche Einfälle - Gefahr erkannt, Gefahr gebannt Schritt 3: Design-Überlegungen Schritt 4: MockUp Schritt 5: Erstellen Sie die LED-Matrix - Vorbereitung der Fügeteile Schritt 6: Erstellen der LED Matrix - Cathode Anhänger Schritt 7: Erstellen Sie die LED-Matrix - Anode Ringe Schritt 8: Erstellen Sie die LED-Matrix - Abgeschlossene Matrix Schritt 9: Erstellen Sie die LED-Matrix - Stiftleisten und Widerstände Schritt 10: Druckschalter für Programmwechsel Schritt 11: Versuchsaufbau Schritt 12: Testen der LED-Matrix Schritt 13: Montage der LEDs in der Regenschirm Schritt 14: Programmierung

LED-Regenschirm mit Arduino

LED-Regenschirm mit Arduino

Die LED-Regenschirm mit Arduino kombiniert einen Regenschirm, eine 8x10 LED-Matrix und ein Arduino Mikrocontroller, um eine steuerbare, programmierbare LED-Erfahrung in der Privatsphäre der eigenen Dach zu schaffen. Dieses Projekt wurde von der Elektro-Regenschirm von sockmaster und eine Reihe von LED-Matrix instructables auf dieser Website, insbesondere dieser sehr komplett eins nach barney_1 inspiriert.

Machen Sie sich bereit, um My Umbrella Pimp!



Zangen, Seitenschneider, Seitenschneider und Abisolierzange, Lötkolben und Lötzinn, Multimeter - - Jeder, der Durchführung dieser Vorhaben sollten den Zugang zu Standard-Lötwerkzeuge haben und erleben, die Arbeit mit dem Arduino. Das Arduino-Setup ist nicht schwer, und ein Programm, darunter mehrere verschiedene Animationen der LEDs ist in diesem instructible enthalten.

Video ist auf dem Weg! Beispielcode (siehe letzter Schritt) ist ebenfalls auf dem Weg, auch. Der Code, den ich habe nicht die Vorteile der Druckknopfschalter und ich an, dass die Arbeit jetzt.

Schritt 1: Ersatzteile

  1. Es gibt sehr wenige Teile für dieses Projekt und sie meist generische sind. - Sie können leicht aus einer beliebigen Anzahl von Online-Händlern erhältlich Adafruit Industries , DigiKey , Jameco und All Electronics , unter vielen anderen. Substitute wie scheint vernünftig.

    Elektronik
    1 x Micro - Arduino Diecimilia
    Regenschirm 1 x
    1 x MIC2981 - 8-Kanal-Hochspannungs-Hochstrom-Source-Treiber-Array - 576-1158-ND
    1 x Protoshield für Arduino mit winzigen Steckbrett - Adafruit Industries

    80 x LED - viele Optionen möglich
    8 x Widerstände - hängt von der Wahl der LED-und Source-Spannung

    Draht
    Viel Draht wird für diesen Vorhabens notwendig sind. Jede Rippe der Schirm hat eine schwarze Draht (für die Kathoden der LEDs) und jeder Kreis der LEDs rund um den Schirm benötigt eine volle Länge des roten Draht (für die Anoden der LEDs). Einige ist auch notwendig, um die Enden der Ketten zurück zu dem Arduino zurückzukehren.

    24 Fuß schwarzen Draht für Kathodenketten (folgen Rippen zurück zur Mitte)
    70 Fuß rote Kabel für Anodenringen (Ringe um Sonnenschirm)

    Sonstiges
    Standard Stiftleisten -
    Schrumpfschlauch 1/16 "- etwa sieben Meter Schlauch benötigt wird,
    Tactile switch - Aus-Mom

    Geduld
    ... Und Löten Fähigkeiten. Die Matrix von LEDs muss sorgfältig konstruiert sein, und die Anoden und Kathoden voneinander isoliert mit Schrumpfschlauch. Dies kann eine Weile dauern.

Schritt 2: nachträgliche Einfälle - Gefahr erkannt, Gefahr gebannt

  1. Regenschirm
    Verwenden Sie nicht Ihren besten Regenschirm! Oder sogar beste Regenschirm jemand anderes. Der Schirm ist mit dem Projekt verpflichtet und, während man die LED-Matrix heraus nehmen, werden Sie nicht wollen, bis Sie fertig sind.

    Platzierung
    Obwohl die LEDs bieten eine personalisierbare Erfahrung unter dem Dach, sind sie nicht besonders von außen sichtbar / über dem Schirm. Überlegen Sie, ob Sie die LEDs auf der Außenseite des Dach möchten. Sie würden weit mehr sichtbar sein und die Installation wäre viel einfacher. Sie müssten, um Löcher im Stoff stecken, um die Drähte in die Arduino füttern nach unten. Stil in diesem Fall übertrumpft Abdichtung.

    LEDs
    Wählen Sie eine schöne Farbe, bevor Sie eine Menge Zeit in die Herstellung dieser Sache. LEDs sind auf eBay offenbar billiger als über Kataloge, so entdecken Sie Ihre Möglichkeiten.

    Draht
    Kleinere Messgerät oder Multi Litze ist wahrscheinlich besser als xxx AWG Volldraht. Ich habe Volldraht und es macht Klappen der Dach fast unmöglich. Auch würde ich nicht verwenden, roter Draht für den Anodenringen. Ich würde eine dunklere Farbe, die weniger sichtbar ist, ausgewählt haben.

Schritt 3: Design-Überlegungen

  1. LED-Regenschirm mit Arduino
    Arduino
    Ich entschied mich für das Arduino nicht anders Atmel AVR Microcontroller benutzen dieses Projekt zugänglich zu machen. Mit dem Arduino, gibt es keine Notwendigkeit, um ein eigenes Brett und Programmierung Design und Anpassung ist mit der Arduino-Plattform viel einfacher. Der einzige Nachteil des Arduino ist, dass es groß und passt nicht gut in einem Regenschirm. Die Vorteile, aber die Kosten überwiegen.

    Dieses Projekt wird auf der Arduino Diecimilia basiert aber (glaube ich) die Pin-Belegungen sind die gleichen auf neuere Versionen. Auf jeden Fall, wenn Sie diese Projekt zu übernehmen, stellen Sie sicher, dass Sie eine klare Vorstellung von den Staaten und Pins des Arduino Modell Sie verwenden müssen. Dadurch werden alle Änderungen zwischen dem, was hier beschrieben und was Sie leicht zu implementieren tun müssen, zu machen.

    MIC2981
    Der MIC2981-Chip von Micrel können Kraft 8 Ketten von LEDs. Das bedeutet, dass die 8 kreisförmigen Reihen / Ringe von zehn LEDs geht um den Schirm haben ihre Anoden an den MIC2981 (ein Pin Versorgung jede Zeile / Ring) und die LEDs in den Ketten entlang der Rippen (die Spalten) haben ihre Kathoden verbunden verbunden auf der Arduino ein Stift. Dies erlaubt die Möglichkeit, dass die 10 LEDs in einer Reihe / Ring sind gleichzeitig auf mit genügend Strom gleichmäßig leuchten sie.

    Dieser Chip ist derzeit noch nicht in diesem Projekt verwendet. Ich habe Pläne, um sie an die Macht zu nutzen und zu erhellen die LED-Ringe.

    Proto-Schild für den Arduino aus Adafruit Industries
    Ich habe diese Protoshield mit einem winzigen Steckbrett, so dass ich den Arduino aus dem Dach für andere Projekte zu lösen. Das kleine Steckbrett hat gerade genug Platz für die Anschlüsse für das Projekt benötigt.

Schritt 4: MockUp

  1. LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    Um sicherzustellen, dass ich verstanden, wie die LED-Anordnung hergestellt werden sollte, machte ich einen 3x3 Array zu sehen, wenn das Löten und Programmierung funktionieren würde. Sie machten! Also beschloss ich, voran mit dem Projekt gehen. Wenn Sie sicher, dass du die LED-Arrays zu verstehen sind, diesen Schritt überspringen. Ansonsten investieren ein paar LEDs, etwas Draht, Schrumpffolie, und eine Stunde oder so bei der Herstellung der 3x3-Array und Testen Sie es aus. Die Einzelheiten der Herstellung der Anordnung werden in den folgenden Schritten, sondern sind auf die Attrappe.

    Um die 3x3 LED-Matrix zu erstellen, folgen und die Schritte machen die LED-Matrix, die die volle Matrix beschreiben ändern.

    Der folgende Beispielcode für das Mockup nicht die Vorteile der MIC2981 (ich es geschrieben habe, bevor ich ein :-). Jede LED wird wiederum beleuchtet. Das funktioniert für ein 3x3-Array, aber nicht gut skalieren. [Eigentlich skaliert es einigermaßen gut auf die volle Matrix, aber die LEDs sind ein bisschen dunkel.]

Schritt 5: Erstellen Sie die LED-Matrix - Vorbereitung der Fügeteile

  1. LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    LEDs
    Bereiten Sie die LEDs durch Biegen deren Zuleitungen. Folgendes richtet die LEDs mit ihren flachen Flanken in die gleiche Richtung. Die Wahl ist willkürlich, aber die Standardisierung eine Orientierung verringert die Gefahr von Fehlern.

    Halten Sie die LED-mit der flachen Seite (Kathodenseite) wandte sich an der rechten Seite. Biegen Sie die Kathode in Ihre Richtung. Dies weist die Kathoden mit Masse, will der Richtung Strom :-) fließen. Schaffen die Biegung etwa 1-2 mm unterhalb der Unterseite der LED. Damit wird die LED zu stehen stolz auf den Draht.

    Die Anode wird nach links gebogen werden, nachdem die Kathoden eingelötet. Dies wird Verwirrung zu vermeiden beim Löten. Die beiden Leitungen sollten einen rechten Winkel mit der Kathode in Richtung Sie und der Anode zeigte auf der linken Seite zu bilden.

    Wärme Shring Schläuche
    Schneiden Sie zwei 1/2 "lange Stücke von 1/16" Schrumpfschlauch für jede LED. Das ist einhundertsechzig Stücke und erfordert ungefähr sieben Fuß nur für diese. Schneiden zusätzlich achtzehn (18) Stücke für die Überschriften.

    Draht
    Schneiden Sie die schwarzen Kabel in gleicher Anzahl wie die Rippen auf dem Dach. Machen Sie ihnen genug mehr als die Rippen, so dass es genug Draht, um die Header, die an den Arduino Verbindung erstellen.

    Es gibt 8 Ringe von LEDs, die um das Dach zu gehen (dies ist die Anzahl der Ausgangsstifte an der MIC2981) so jede Kathode Kette oder Spalte von 8 LEDs bestehen. Verlegen Sie die Kabel aus und markieren Sie die Stellen für die LEDs entlang der Rippen. Abstand an diesem Punkt stellt den Abstand zwischen den konzentrischen Ringen.

    Isolieren Sie ein kleines Stück der Isolierung (etwa 3 mm) an jedem Punkt. Durch die Isolierung mit Abisolierzange etwa ein Viertel von einem Zoll auseinander geschnitten an zwei Stellen. Dann zerquetschen die Isolierung mit einer Zange und schneiden Sie die Isolierung mit einem Messer oder ziehen Sie sie mit den Fingern. In jedem offenen Raum, eine kleine Menge von Lot. Dies ist in Vorbereitung zum Löten der LED-Kathode an diesen Stellen.

Schritt 6: Erstellen der LED Matrix - Cathode Anhänger

  1. LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    Der erste Schritt bei der Herstellung der LED-Matrix ist, die Ketten für die LED Kathoden zu konstruieren. Im letzten Schritt haben Sie zehn geschnitten (oder die Anzahl der Rippen auf dem Dach) und schwarzen Drähten abgestreift die Isolierung an den Stellen, wo die LEDs gelötet werden. In diesem Schritt werden Sie die Kathoden der LEDs zu löten.

    Holen Sie sich eine kleine Blobs von Lot an der Spitze des Eisens. Positionieren Sie die LED, so dass der Draht läuft zwischen den beiden Leitungen der LED und Anwendung der heißen Eisen, die Kathode zu löten. Das Lot auf dem Eisen und dem Draht sollte fließen, um eine Verbindung herzustellen. Sie werden Sie mit dem Finger zu verbrennen und sie werden Ihnen taze. Nach dem Löten, schneiden Sie die Anode, so dass es so kurz wie möglich ist.

    Um Kurzschluss vorzubeugen, wird jede Lötverbindung mit einem Stück Schrumpfschlauch abgedeckt. Der Schlauch muss aufgebracht werden, nachdem eine Verbindung hergestellt wird, und bevor die nächste LED angebracht (eine Verwechslung? Sie werden schnell verstehen :-) so schieben ein Stück auf jetzt. Wärme, um an Ort und Stelle zu schrumpfen.

    Wiederholen für die verbleibenden LEDs in der Kette und die verbleibenden Ketten.

    Hinweis: In dieser instructable werden die Ketten von LEDs, die die Rippen des Schirms zu folgen, um als Spalten bezeichnet und jede endet auf einem Pin des Arduino. Die LED-Kathoden sind an diese (schwarz) Drähte angelötet. Die Ringe der LEDs, die rund um den Schirm kreisen werden als Zeilen bezeichnet und jeder beginnt an einem der MIC2981 Ausgangsstifte. Die LED-Anoden werden auf diese (rot) Drähte angelötet.

Schritt 7: Erstellen Sie die LED-Matrix - Anode Ringe

  1. LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    LED-Regenschirm mit Arduino

    Dieser Schritt ist die längste und frustrierend. Rücke Sie arbeiten über mehrere Tage oder so lange wie Sie können über den Esstisch zu nehmen.

    Die LED-Matrix durch Löten mit den Anoden der LEDs auf den Kathoden Ketten an die kreisförmigen Reihen / Ringe des roten Drähte abgeschlossen. Die Mess in dieser Phase ist etwas komplizierter als die für die Kathodenketten weil jeder Ring einen anderen Radius und die LED-Abstand ist für jede Ring.

    Berechnen Sie die richtige Länge durch Anordnen wobei jeder Ring auf dem Dach fällt und den Abstand zwischen den Rippen des Schirms. Sie werden auch verwendet diese Messung, um den Abstand auf dem Ring zu bestimmen. Multiplizieren Sie diesen Abstand von der Anzahl der Rippen und dann die Berechnung der Länge der Rücksendung. Jeder Ring muss eine Rückkehr in die Arduino haben. Der äußerste Ring hat den längsten Rückkehr, und die Renditen bekommen immer kürzer als die Ringe kleiner. Schneiden Sie acht (8) Stücke von roten Draht von geeigneter Länge.

    Wie im vorherigen Schritt, markieren Sie die Kabel an den richtigen Abständen, zermalmen und die Isolierung zu entfernen, und legte ein wenig Lötzinn in jede Öffnung. Die Kathodenketten sitzen oben auf der roten Leitungen (weshalb die Biegung in der LED-Führung ist etwas niedriger). Löten Sie nach wie vor und legte Schrumpfschlauch über jeder Verbindung, bevor Sie mit dem nächsten Chain.

    Heißkleber die Drähte an diesen Übergängen, um die LED-Leitungen von Stress und Bruch zu sichern. Dies ist äußerst wichtig, da die Bearbeitung der Matrix in das Dach bringt eine beträchtlich Menge an Druck auf die Gelenke.

    Am Ende dieser Stufe sollten Sie eine kreisförmige Anordnung von LEDs mit zwei Sätzen von Drähten (ein schwarz, ein rot) zurück, um die Mitte des Kreises. Im nächsten Schritt werden Sie Stiftleisten machen, diese Drähte an die Arduino und Fahrer anzubringen.

Schritt 8: Erstellen Sie die LED-Matrix - Abgeschlossene Matrix

  1. LED-Regenschirm mit Arduino
    An diesem Punkt sollten Sie eine LED-Matrix abgeschlossen. Die an die schwarzen Kabel gelötet Kathoden, die Anoden mit dem roten. Es sollte die Form eines Dach haben. Ihre Finger sind wahrscheinlich verbrannt. Ihre Familie denkt, dass Sie verrückt sind.

    Das Mock-up-Version ist unten dargestellt. Die Vollversion ist im besten Fall schwerfällig, und ich hörte nicht auf zu fotografieren. Betrachten Sie Fotos von dem Dach mit der Matrix eingebaut, um das fertige LED-Matrix angezeigt.

Schritt 9: Erstellen Sie die LED-Matrix - Stiftleisten und Widerstände

  1. LED-Regenschirm mit Arduino
    Bevor Sie die roten und schwarzen Kabel auf Länge schneiden, festzustellen, wo und wie du gehst, um die Arduino auf dem Dach zu befestigen. Es sollte in den offenen Raum an der Spitze passen. Sobald bestimmt, schneiden Sie die Drähte an Länge und löten sie an die Überschriften.

    Schieben Stücke Schrumpfschlauch auf den acht roten Drähte, löten sie an einem 8-Pin-Header und den Schrumpfschlauch. Achten Sie darauf, die Anschlüsse in einer logischen Art und Weise zu machen. Ich halte die kleinste Innenring auf Zeile 1 so angebracht wird, um auf die Kopfzeile und auf der MIC2981 die entsprechende Pin Pin 1 sein. Wenn Sie einen Fehler machen, können Sie entweder nachlöten können die Drähte oder in richtigen Code. Keinen Fehler machen. [I gebündelten die Anodendrähte zusammen und war zu faul, zu sortieren, die logische Reihenfolge. Es erweist sich als ebenso einfach in Code steuern. Siehe Hinweise in der Programmierung an.]

    Ebenso machen Header für die Kathode Ketten. Dieses Mal jedoch, die Pin-Stellen auf dem Arduino zu diktieren, dass Sie zwei Header zu machen. Sie haben auch einen einzigen Widerstand im Einklang zu löten. Der Widerstand ist abhängig von der LED und Spannung - fragen Sie einen Online-LED-Widerstandsrechner für den richtigen Wert. Jeder Header sollte fünf (5) Stifte. Achten Sie darauf, die Anschlüsse in einer logischen Art und Weise zu machen.

    Heißkleber die Anschlüsse, da diese Durchbiegung und Stress zu unterziehen.

    Das Bild unten ist der Mock-up.

Schritt 10: Druckschalter für Programmwechsel

  1. LED-Regenschirm mit Arduino
    Der Druckschalter wird verwendet, um zwischen den Programmen wechseln. Es löst einen Interrupt auf dem Arduino, die die Programmnummer rückt. Das Arduino Diecimilia (und andere; prüfen, die Ihrer Version) haben zwei externe Interrupts, die auf digitalen Pins 2 und 3 mit dem attachInterrupt (Interrupt-Funktion, Modus) Funktion aktiviert werden kann. Reserve digitalen Stift 3 für den Druckknopfschalter. Dies lässt digitalen Pins 0, 1 und 2 und 4, 5, 6, 7, 8 als Blöcke für die Anodenkontakte.

    Der Interrupt wird eingestellt, um auszulösen, wenn Pin 3 niedrig wird. Es ist daher zu hoch gehalten, bis die Taste gedrückt wird, bei dem der Stift niedrig sein. Dies erfordert eine 10K Pull-up-Widerstand, um den Stift hoch zu halten. Siehe die Steckbrett Bild und lesen Sie über Pull-up und Pull-down-Widerstände.

Schritt 11: Versuchsaufbau

  1. LED-Regenschirm mit Arduino
    Dieses Projekt verwendet die Protoshield von Adafruit Industries mit einem winzigen Steckbrett (obwohl jedes Setup, das in dem Dach passt funktionieren sollte). Das kleine Steckbrett hat siebzehn (17) Zeilen und dieses Projekt verwendet sie alle! Der angegebene Steckbrett beinhaltet nicht die MIC2981. Ich habe keine. Doch. Der Schirm funktioniert gut genug ohne sie, dass ich beschlossen, diese instructable, bevor man einen zu schreiben.

    Viele unterschiedliche Konfigurationen möglich sind, so nutzen Sie diese als Leitfaden. Beachten Sie jedoch, die Position des Druckschalters. Zwei Stifte auf der Arduino können (leicht), wie Interrupts konfiguriert ist und der Druckknopfschalter ist, einen von ihnen zu verbinden.

    Das Bild unten ist ohne MIC2981-Chip. Ich werde ein Bild hochladen, wenn ich das Teil und entsprechend zu modifizieren das Steckbrett.

Schritt 12: Testen der LED-Matrix

  1. Dies ist wahrscheinlich spät im Spiel, um Tests betrachten, aber besser spät als zu spät. Vor der Installation der LED-Matrix in dem Dach (nächster Schritt), Haken, die Matrix auf den Arduino, und führen Sie den Test-Code enthalten unten. Der Code wird nur durch die einzelnen LED und testet sie. Wenn alle Verbindungen schlecht sind oder LEDs gebrochen sind, befestigen Sie nun, während alles, was erreichbar ist.

    Dies ist auch die Zeit, welcher Stift auf die Zeile oder Spalte entspricht. Wenn Sie bei der Herstellung der Stiftleisten waren vorsichtig, die Sie bereits kennen. Andernfalls werden Sie brauchen, um es herauszufinden, durch die Verlangsamung der Animation und Bestimmen, welcher Stift steuert, welche Zeile oder Spalte. Sie definieren ein Array in Code, der die Pin-Nummern in der richtigen Reihenfolge enthält.

Schritt 13: Montage der LEDs in der Umbrella

  1. LED-Regenschirm mit Arduino
    Mit der LED-Matrix vollständig und die Stiftleisten und Widerstände in Ort, ist es Zeit, um die Montage abgeschlossen. Die LED-Matrix hat, um zwischen dem Gewebe des Schirm und den Rippen angeordnet werden. Der Stoff von einem Regenschirm über den Rippen gestreckt und in der Regel an einem Ort zu jeder Rippe genäht. Dies muss zu schneiden, bevor der gesamte LED-Matrix kann zwischen den Rippen und dem Gewebe geschoben werden. Nach der Positionierung des LED-Matrix, re-nähen, was Sie schneiden. Dadurch wird die Matrix in dem Dach zu befestigen. Nicht wieder nähen, wenn Sie denken Sie vielleicht, um die LEDs zu entfernen. Kann mir nicht vorstellen, warum.

    Dies ist ein sehr zeitaufwendiger Prozess. Wenn Sie nicht bereits heiß verklebt haben die LED-Leads, tun Sie dies jetzt. Wenn Sie nicht tun, werden Sie sicherlich ein paar LEDs während der Installation zu brechen. Ich arbeitete mit dem Dach aus einem Besenstiel zwischen zwei Stühlen (ohne Bild :-) hängt hängen. Das Dach wurde durch die Schwerkraft offen gehalten wird und der Stoff wurde nicht straff gespannt. Ich könnte zu bewegen.

    Beginnen Sie, indem Sie eine komplette Spalte unter einer der Rippen. Voran es und die nächste Spalte. Wiederholen. Es ist ein langwieriger Prozess. Wenn Sie schließlich den Standpunkt der LEDs stellen Sie sicher, um die Rippen ruhen auf dem Schrumpfschlauch haben. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit von Abrieb zu minimieren.

    Der Schirm schließt nicht schön. Ich glaube, ich sollte diese bereits erwähnt haben. Obwohl ich nicht getan noch, werde ich ein paar Schleifen um die LEDs und in die Naht des Gewebes, um sie in Position zu halten nähen. Achten Sie genau auf die Nähte der Platten und Sie werden sehen, ein bisschen Material, in das Sie nähen kann.

Schritt 14: Programmierung