Chapeau LED tétraédrique (Style Deichkind) V1 : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Connaissez-vous le groupe de musique allemand Deichkind ? Eh bien, je suis un grand fan d'eux et j'ai assisté à plusieurs concerts. Dans le cadre de leurs spectacles sur scène, ce groupe porte des chapeaux tétraédriques, pleins de LED. Déjà au premier concert il y a plus de 10 ans je savais que j'avais besoin d'un tel chapeau ! Malheureusement je n'avais pas les connaissances nécessaires pour en faire un. Mais il y a environ six mois, j'ai découvert Arduinos, et ainsi ça a commencé…

Le chapeau est en plexiglas noir, opaque et transparent. J'ai recherché des images utiles des casques sur le Web et j'ai essayé de les rendre aussi proches que possible de l'original.

Malheureusement, j'ai fait moins de photos en construisant le chapeau. Donc, cette instruction contient plus de dessins:)

Pour l'alimentation, j'ai utilisé un powerbank de 10 000 mAh. Les LED sont WS2812b pour obtenir toutes les couleurs imaginables. Il est contrôlé par Arduino Nano avec le module HC06 et l'application Android. Divers programmes peuvent être lus via l'application. Tout est possible ici. Je fournirai mon code arduino ainsi que l'apk android dans les prochaines semaines. Mais il est encore non commenté et en partie chaotique, car certaines parties ont simplement été copiées à partir du Web. Dès qu'il sera dans un état raisonnable, je le téléchargerai ici pour votre libre disposition.

Fournitures

Matériel: Les liens renvoient vers les sites/produits que j'ai utilisés, ne soyez pas surpris: la plupart des sites sont en allemand:) Vous n'avez pas besoin de prendre exactement les produits des sites liés. Ceci est seulement une aide pour montrer le produit nécessaire.

• Plexiglas noir opaque (3 triangles équilatéraux, longueur de bord 42 cm, épaisseur 2 mm)
• Plexiglas transparent (2 triangles équilatéraux, longueur de bord de 42 cm, épaisseur de 0,5 à 1 mm) ou une feuille transparente solide
• Bande LED WS2812B IP30 (non étanche), 30 LED par mètre, au total 156 LED
• Arduino Nano
• Module Bluetooth HC06
• Powerbank, double sortie USB recommandée (plus les dimensions sont petites, mieux c'est)
• Condensateur 500-1000mF
• Résistance 330 Ohm
• Câble USB USB-A vers mini-USB (alimentant l'Arduino Nano)
• Câble USB USB-A vers n'importe quoi (sera coupé, alimentant les LED)
• Fils de connexion
• Colle forte pour plastiques
• Mousse pour le rendre plus confortable à porter.

Vous aurez également besoin d'outils de base, de ruban adhésif, de colle pour plastique, d'un cutter, de ciseaux et d'un fer à souder.

Les pièces en plexiglas sont fraisées. Si vous n'avez pas accès à une fraiseuse, pensez à utiliser le service des magasins de plexiglas. Ils fraiseront le matériau dans la forme que vous souhaitez et le livreront à la porte de votre maison. Cependant, d'après mon expérience, ces services sont beaucoup plus chers que si vous achetiez un rectangle et le coupiez vous-même. Vous pouvez utiliser mon dessin pour commander les plaques en forme finie.

Alternativement, vous pouvez essayer de percer les trous avec une simple perceuse à main.

Étape 1: Mise en forme du plexiglas

Le casque se compose de trois triangles en plexiglas noir, dont deux doivent être pourvus de trous pour voir à travers et de découpes pour les LED. J'ai acheté pour cela une plaque en plexiglas aux dimensions 850x370x2mm. Je l'ai découpée au cutter dans les trois triangles équilatéraux. Faire de même avec le plexiglas/feuille transparent, de même taille.

Chacun des triangles noirs que j'ai travaillés sur la fraiseuse. J'ai donc fixé le triangle avec du ruban adhésif double face sur la table de la machine. Les bords des trois triangles ont été fraisés pour obtenir un bord net. Pour deux des triangles, j'ai fraisé les trous oblongs pour les LED (trous oblongs car la LED est un carré de 5x5 mm) avec une fraise de 5 mm et les poches circulaires pour voir à travers. Étant donné que les plaques ne sont fixées à la table de la machine qu'avec du ruban adhésif, vous devez faire attention à ne pas fraiser la table. Descendez couche par couche.

Si vous n'avez pas de fraiseuse, vous pouvez également essayer une perceuse à la main. Mais soyez très précis avec le positionnement des trous des LED, car les LED sur la bande ont exactement la distance de 3, 33cm. Peut-être que j'utiliserais un foret 0,5 mm plus épais que la LED de votre bande dans la diagonale.

Si vous avez commandé les assiettes déjà coupées, félicitations:) Alors cette étape est nulle. L'argent simplifie beaucoup;)

Étape 2: Montez les bandes LED et soudez-les

J'ai disposé les LED dans une rangée de bas en haut d'un motif en S, en commençant par la pointe avant du chapeau. Pour cela j'ai découpé 24 bandes:

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

Vous pouvez couper les bandes LED en un seul morceau sans les détruire. Utilisez des ciseaux pour couper aux endroits désignés. Assurez-vous de couper de manière à ce que la pastille de soudure entière soit exposée sur les deux parties (car elles sont déjà si petites au départ).

Lorsque vous avez fraisé les plaques, les LED sur la bande doivent maintenant s'insérer parfaitement dans les trous prévus et déjà s'y coller un peu. Rangée inférieure des bandes avec 12 LED, au-dessus avec 11, etc. Si vous avez percé les trous à la main, vous pouvez maintenant voir exactement comment vous avez travaillé. Vous devrez peut-être apporter quelques corrections. Pour garder les LED dans la plaque et en place, je les collerais avec du ruban adhésif. Juste assez pour qu'ils ne tombent pas. (Ne vous inquiétez pas, ils seront collés plus tard.)

Faites cela avec les deux triangles pleins de trous.

Maintenant la partie soudure:

Au niveau des découpes des bandes LED se trouvent 3 contacts où vous devez les souder à nouveau. GND, 5V+ (ou Vcc ou similaire selon la version) et Din/Dout. Connectez maintenant les bandes en S; GND avec GND, 5V+ avec 5V+ et Dout avec Din comme indiqué sur le dessin. Attention: Data out (Dout) doit être connecté à Data in (Din) !

Cela prendra du temps, car les contacts étaient assez petits et vous avez 132 joints à souder:) Amusez-vous bien !

Lorsque vous avez terminé, vérifiez-les ! Vous ne voulez pas les souder à nouveau lorsqu'ils se sont cassés et que votre casque est déjà terminé. Croyez-moi.

Étape 3: Assembler le tétraèdre

Nous avons maintenant besoin des deux triangles avec les LED montées allumées et des deux triangles transparents. Pour les triangles transparents, vous pouvez utiliser une autre plaque de plexiglas ou une feuille épaisse. J'ai utilisé une feuille, car elle est plus légère qu'un panneau en plexiglas.

Prenez une sous-couche (carton), posez les triangles LED dessus avec les LED au sol, puis mettez de la colle liquide dessus. Gardez l'attention pour le faire à une distance régulière. Ensuite, posez les triangles transparents dessus et collez-les ensemble. Assurez-vous qu'il n'y a pas de bulles entre les plaques. Si la colle liquide coule vers la LED - parfait ! Parce qu'alors la LED est collée et fixée et ne tombera pas.

Astuce: toutes les colles ne correspondent pas à tous les types de plastiques. Faites un échantillon de colle avec des morceaux de papier d'aluminium / plexiglas.

Selon votre colle, il faut maintenant un certain temps pour sécher. Dans mon cas, j'ai recouvert les triangles collés avec du carton, je les ai lestés et les ai laissés sécher une nuit.

Ensuite, vous avez un triangle noir plan sans LED ni couvercle transparent, et deux triangles noirs avec des trous et des LED, recouverts du plan transparent. Maintenant, vous avez besoin de ruban adhésif pour peintres et d'une colle forte pour les plastiques. Mettez les trois triangles ensemble comme un tétraèdre. Faites attention à vos fils soudés, pliez-les un peu vers le haut. Pour maintenir chaque triangle en place, utilisez le ruban de peintre ! Lorsque le tétraèdre scotché est prêt, ajoutez la colle plastique sur les bords, à l'extérieur et au mieux à l'intérieur. Laissez-le sécher.

Astuce: si vous voulez le rendre plus stable, prenez du ruban adhésif transparent et collez les bords collés avec. La bande est presque invisible si vous avez travaillé avec précision.

Alors vous avez votre Tetrahedral-LED-Hat. Il est temps de l'allumer !

Étape 4: La partie microcontrôleur

Pour contrôler les lumières, j'ai pris un Arduino Nano et pour la communication avec l'application Android, j'ai décidé d'utiliser le module Bluetooth HC06. Il existe deux manières d'alimenter le système, voir les images ci-jointes.

Option d'alimentation A (recommandée): pour cette option, vous avez besoin d'une banque d'alimentation avec deux sorties USB, qui peuvent fonctionner simultanément. Pour alimenter l'arduino, utilisez simplement un câble USB-A vers mini-USB. Les LED seront alimentées avec le deuxième fil USB. Prenez un fil USB dont vous n'avez plus besoin et coupez-le. Dénudez-le à la fin, vous verrez quatre fils: un peu plus fort noir et rouge, et deux petits fils colorés (principalement vert et blanc). Nous avons besoin du noir et du rouge, ce sont la masse et le V+. Connectez le V+ rouge avec le 5V+ de la bande LED à la pointe avant du chapeau (sur les deux triangles). Connectez la masse noire au GND de la bande LED à la pointe avant du chapeau (sur les deux triangles) ET connectez-le au GND de l'Arduino.

Cette option est recommandée car elle permet à l'Arduino de contrôler et aux lumières d'avoir des alimentations séparées. Ce n'est pas le cas avec l'option B, qui peut entraîner la réinitialisation de l'Arduino lorsque toutes les LED sont allumées en même temps et que la tension chute.

Option d'alimentation B (non recommandée):

Cela ne devrait être votre choix que lorsque vous ne voulez pas utiliser un powerbank à deux sorties, car vous avez toujours un powerbank mais il n'a qu'une sortie et vous êtes trop avare pour en acheter un nouveau avec deux sorties;) Procédez comme décrit dans l'option A, mais connectez le fil rouge du fil USB non seulement avec la bande LED, mais aussi avec la broche Vin de l'Arduino. Lorsque vous allumez toutes les LED à la fois, la tension chute peut-être trop loin et l'arduino être réinitialisé. Il ne sera pas endommagé, mais ce n'est pas le meilleur comportement pour vos objets. Important: Il est très important de NE PAS connecter de câble USB dans cette configuration, car votre carte Arduino est déjà alimentée !

Données:

Pour indiquer aux LED comment elles doivent se comporter, l'Arduino doit envoyer des données à la première broche Din de la bande LED située à l'avant du chapeau. Il est important d'utiliser une broche PWM de l'Arduino Nano. Les broches PWM sur Arduino Nano sont les broches no. 3, 5, 6, 9, 10, 11. Dans l'image ci-jointe, vous pouvez voir que j'ai utilisé la broche no. 6 pour la transmission de données.

Au total, il y a trois fils, allant à la pointe avant du chapeau: GND et V+ pour les LED, et le troisième correspond aux données envoyées depuis l'Arduino. Vous pouvez poser trois fils séparés, ou le faire comme moi et utiliser le reste du fil USB coupé. Il comprend déjà quatre fils (l'un d'eux pourrait être ignoré).

J'ai soudé tous les composants ensemble au lieu d'utiliser des cavaliers branchés, car la soudure est plus stable.

Si vous avez une imprimante 3D, vous pouvez imprimer un petit boîtier pour vos composants que vous pouvez coller dans le chapeau. J'ai utilisé une petite boîte que j'avais déjà à la maison avec de bonnes dimensions pour les composants électriques. Si vous n'avez pas de boîte ou d'imprimante… utilisez simplement Gaffatape:) Sans blague ! Il suffit d'enrouler suffisamment de Gaffa autour de vos composants électriques et de le coller à l'intérieur de votre chapeau sur le triangle arrière. Inconvénient: si une soudure se casse… amusez-vous à déballer, trouver et résoudre le problème;)

Codage:

Comme déjà mentionné, je fournirai mon code source de l'arduino dans les prochaines semaines. Pour le moment, il est trop chaotique de le montrer à quelqu'un:) Vous pouvez maintenant commencer à coder votre application et votre code Arduino pour la communication de l'application ainsi que pour les jeux de lumière.

Pour l'application Android, j'ai utilisé l'appinventor 2 en ligne du MIT. Pour être honnête, je n'aime pas programmer avec des blocs de construction, mais pour une petite application comme celle-ci, c'était le moyen le plus rapide.

Pour le code Arduino, je suggère la bibliothèque FastLED.h. Il est livré avec de nombreuses fonctions utiles, il existe de nombreux exemples sur le Web et la documentation correspondante est excellente.

Important: lorsque vous avez choisi l'option B comme non recommandée pour la mise sous tension, vous devez toujours débrancher l'alimentation du Powerbank lorsque vous connectez l'Arduino à votre ordinateur pour y écrire des données.

Il est très important de NE PAS connecter un câble USB dans la configuration B en même temps avec le powerbank, car votre carte Arduino est déjà alimentée !

Étape 5: Assemblage final

Banque d'alimentation:

J'ai moi-même acheté le powerbank exclusivement pour ce chapeau. Par conséquent, je l'ai collé dans le casque avec de la colle super plastique. Si vous ne voulez pas avoir le powerbank dans votre chapeau pour le reste de votre vie, vous pouvez le coller avec du gaffatape à l'arrière du chapeau. Je recommande le pourboire parce que votre tête ne colle pas aussi loin et qu'elle est à l'écart. Veillez à ce que toutes les sorties et entrées soient toujours accessibles !

Arduino:

Si vous l'avez déjà assemblé dans une petite boîte comme je l'ai fait, collez-le ou collez-le simplement à l'arrière du chapeau. Pas juste au milieu, car il devrait y avoir votre tête plus tard. Si vous n'avez pas de boîte, collez-la simplement quelque part près d'un bord.

Fils:

Pour fixer les fils à leur place, j'ai juste utilisé du Gaffatape noir. À mon avis, le moyen le plus simple.

Rembourrage en mousse:

Pour rendre le port plus confortable, j'ai décidé d'ajouter de la mousse sur les triangles LED. J'ai pris des ciseaux pour percer des trous dans la mousse et la mettre en forme. Ensuite, il est juste fixé par du ruban adhésif double face (également découpé en forme).

(Le ruban blanc à l'arrière:)

Lorsque j'ai porté le chapeau pour la première fois, j'ai remarqué que le dos du chapeau était glissant et que l'adhérence n'était pas très bonne. Je n'avais pas envie d'y mettre de la mousse aussi, car alors le casque serait trop petit pour ma tête énorme;) J'ai donc décidé de mettre du scotch à l'arrière du chapeau. Cela fonctionne parfaitement !

Étape 6: FINISSEZ

Connectez votre chapeau avec l'application Android et

amusez-vous bien lors de votre prochaine fête

Étape 7: Extensions possibles (pas encore implémentées)

Je l'ai nommé V1 car j'ai encore quelques idées sur ce qu'il faut faire avec ce chapeau pour la version no. 2.

La prochaine chose que je veux est de rendre le son du chapeau sensible, ce qui serait une énorme amélioration. Il y a deux façons possibles que je veux essayer:

• Avec un module amplificateur de microphone MAX9814 avec gain automatique
• En plus du MAX9814 je veux essayer un égaliseur de bande MSGEQ7 pour … bien pour transformer les chapeaux LED en un égaliseur de son:)

Un chapeau sensible au son comme celui-ci aurait non seulement du sens car il serait encore plus efficace en soirée, mais ce serait aussi tout simplement le top de tous !:)

De plus, il serait important que le code Arduino et l'application Android soient codés de manière plus stable, je rencontre toujours des problèmes avec certains des programmes d'éclairage. Je n'ai jamais appris à coder et je l'ai enseigné moi-même. Et le résultat ressemble exactement à ça ^^

Si vous avez des idées pour améliorer le chapeau (mettre en œuvre votre propre son, ou même une machine à café (le café n'est jamais une mauvaise idée)), écrivez-le dans les commentaires et discutons. J'attends vos idées et suggestions avec impatience.

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