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用树莓派和乒乓球制作节日灯

时间:2023-03-19 01:20:33 科技观察

我喜欢圣诞装饰品和灯饰,所以很长一段时间以来我一直想做一个可编程的LED项目。最近,我制作了一个由LED灯、乒乓球和RaspberryPiZero组成的灯阵列。这个项目比较简单,有教学价值,所以觉得很值得分享。整个灯笼是我设计的,但其中一些也受到了YouTube的启发。您可以在我的Git存储库中找到源代码和构建说明。购物清单RaspberryPiZeroRaspberryPi保护套电源线5V2A展示架255乒乓球热熔胶枪和热熔胶棒烙铁焊锡丝22AWG0.35mm实心线10米WS2812(B)LED灯条(每米30个像素点)万用表线钳剥线钳树莓派灯效设计这个设计是根据我的展架尺寸来定的。我在全球速卖通上买了一个每米30像素的条带,它可以很容易地切成0.5米的长度,每个条带有15个LED。乒乓球的直径是40mm,所以我测量并画了40mm的线,中间每隔40mm放了LED灯条,一共是17条线。所以我的灯阵列是15x17。您可以根据实际情况调整大小。为了给灯带和RaspberryPi供电,我在电路板底部设置了数据线和电源线。我的LED灯不需要很多功率,所以我使用RaspberryPiZero的5V输出GPIO为它们供电。当我以50%的亮度运行时,这亮度足以在白天和晚上透过我的窗户看到。对于布线,我从电路板底部开始以锯齿形布线,这使得焊接非常容易,因为每一行的末尾不必回到每一行的开头。我的行看起来像这样(为清楚起见进行了简化,实际上是17行):<----------------\|/----------------/|\------------<#这里连接树莓派,用树莓派做显示器。当设计和布线工作完成后,就可以开始制作显示屏了。我测量并在板上画了线。我的灯条背面有胶带,所以我只需要取下背衬并将其粘在显示板上即可。我检查了每个灯带的位置和数据线的方向,确保灯带可以按照树莓派的说明串联起来。连接所有条带后,我剪下三根等长的电线,并在每个条带的末端连接电源线、数据线和地线。在每条线的末端连接每个灯带。接好线后,我检查了每个灯带之间的电源线和地线的连接,确保导通。我还检查了坏桥,所以我验证了电源线和地线之间的连接。我还运行了一些测试以确保所有灯都亮着(链接测试参见测试代码)。完成上述工作后,我开始在乒乓球上剪孔,用剪刀在乒乓球底部穿孔,剪一个小孔让LED灯穿过。手工不是很好,每个球都不一样,但是效果确实不错。我使用的LED每米有30个像素,因此每个LED之间有大约30毫米的空间。乒乓球有40毫米宽,但我不会开始单独焊接每个LED!我认为这是非常重要的。首先,我不太擅长焊接(如我的图片所示),无论如何,我想“好吧,它们是乒乓球。我可以将它们压在一起!”我是这样操作的:在LED灯上滴上热熔胶,然后在LED上放一个乒乓球,长按五秒左右粘一个乒乓球。粘贴下一个乒乓球的时候,我只需要挤压上一个乒乓球,让所有的乒乓球都整齐。我对它的外观很满意。它还有一个很好的好处,可以掩盖我糟糕的焊接工作;)它很紧密,但40毫米的乒乓球正好适合30毫米的空间。我继续焊接其余的乒乓球。虽然过程中压碎了几个乒乓球,但最终还是顺利完成了制作。255个LED和255个乒乓球排列成一个阵列。测试代码需要测试代码来确保一切正常,为此我使用了这个Adafruit指南,它以红色、绿色和蓝色点亮每个LED,然后依次循环。我在测试时使用它来确保我连接正确并且焊接良好。在此之后,我在电子表格中设计了一个网格,将每个像素映射到一个网格位置。由于我的像素编号呈锯齿状,因此很难跟踪每个LED(例如,A1为256,B1为226)。重新映射网格位置使我更容易构建图像。完成所有准备工作后,我在纸上和电子表格中设计图像,然后编码。所以我开始添加一些动画(使用循环并将像素更改为一种颜色,然后再更改为另一种颜色)。最后的结果还是很顺利的。LED圣诞礼物。用光绘的驯鹿。LED雪花。一个用了一年的树莓派灯笼。我不确定这是否已经完全完成。自从把它放在窗口中以来,我几乎每天晚上都在添加一些新的图形和动画。我已经在考虑过年要做什么了。它不会像圣诞装饰品那样在圣诞节后出现在储藏室里。我只需要在它上面展示其他图案,就可以让它成为一盏全年都充满趣味的灯!我的一个朋友推荐了PixelMario,这听起来是个好主意!我的代码仍然需要完善。例如,我做了一些滚动文本,但是我为文本的每个位置重新绘制时花费了很多时间。我想我可以用一个循环或一个图片库来做一些事情,这将有助于更轻松地滚动字母并使添加文本更容易,而不是在每一步打开和关闭每个像素。来一张记录我制作全过程的照片:LED乒乓墙。可以在这里观看它的视频:XMasLightShow。我对这个灯笼的最终效果非常满意。未来,我也会尝试更多使用LED灯的项目。我也鼓励大家自己制作一个这样的灯笼,它会比你想象的容易。