搜索
❏ 站外平台:

利用树莓派和乒乓球制作一个假日彩灯

作者: Brian Mccafferty 译者: LCTT Songling Gu

| 2022-12-20 10:04   评论: 4    

这个树莓派教程用于制作一个可编程的 LED 灯光显示器,非常适合各种技能水平的人。

我喜欢圣诞装饰品和灯饰,因此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、乒乓球和树莓派 Zero 组成的灯阵列。这个项目相对简单并且具有教学价值,因此我认为它非常值得分享。

整个彩灯由我设计,但其中一些灵感也来自 YouTube。你可以在我的 Git 存储库 中找到源代码和制作说明。

购物清单

  • 树莓派 Zero
  • 树莓派保护壳
  • 5V 2A 的电源线
  • 展架
  • 255 个乒乓球
  • 热熔胶枪和若干热熔胶棒
  • 烙铁
  • 焊锡丝
  • 22 AWG 0.35mm 实芯线
  • 10 米 WS2812(B) LED 灯带(每米 30 像素)
  • 万用表
  • 钢丝钳
  • 剥线钳

设计树莓派的灯光效果

这个设计是根据我展框的大小决定的。我在全球速卖通买到了每米 30 像素的灯带,它可以轻松地切成 0.5 米的长度,每条有 15 个 LED 灯。乒乓球的直径是 40 毫米,所以我测量并隔开 40 毫米划了线,LED 灯条放在每隔 40 毫米的中间部分,这就产生了 17 条线。因此我的灯光阵列是 15×17。你可以根据实际情况来调整尺寸。

为了给灯带和树莓派供电,我在电路板底部设置了数据线和电源线。我的 LED 灯不需要很多电,所以我使用树莓派 Zero 的 5V 输出 GPIO 为它们供电。当我以 50% 的亮度运行时,这个亮度已经足以在白天和晚上透过我的窗户看到。

布线

我从电路板的底部以之字形开始布线,这使得焊接非常容易,因为每行的末尾不必返回到每行的开头。

我的线路大致像这样(为清楚起见,这里进行了简化,实际上它一共有 17 行):

<---------------\
                |
/---------------/
|
\---------------< # 这里连接树莓派

使用树莓派制作显示屏

当设计和布线的工作完成后就可以开始制作显示屏了。

我在展板上测量并绘制了线路。我的灯带背面有胶带,所以我只需要取下背衬并将其贴在展板上。我检查了每个灯带的位置和数据线的方向,以确保灯带可以按照树莓派的指令正确串联起来。

连接好所有灯带后,我剪下三段长度相同的电线,并将每个灯带末端的电源线、数据线和接地线连接到其上方。

Connect each light strip at the end of each line.

在线路连接完成后,我检查了每条灯带之间的电源线和地线之间的连接,以确保其连通性。我还检查了是否存在错误的桥接,所以我验证了电源线和地线之间的连接。我还进行了一些测试以确保所有灯都正常点亮(链路测试参阅 测试代码)。

完成上述工作后,我开始在乒乓球上剪洞,用剪刀刺入乒乓球的底部,然后剪一个小洞让 LED 灯穿进去。手工不太行,每个球都不太一样,但效果真的很好。我使用的每米 30 个像素的 LED 灯,所以每个 LED 之间有大约 30 毫米的空隙。一个乒乓球是 40 毫米宽,但我不打算开始单独焊接每一个 LED!我想,这是很重要的。首先,我并不擅长焊接(正如我的照片所显示的),而且无论如何,我想“好吧,它们是乒乓球。我可以把它们压在一起!”

我是这样做的:

在 LED 灯上滴上热熔胶,然后在 LED 上放了一个乒乓球并按住大约五秒钟,就粘好了一个乒乓球。粘贴下一个乒乓球时我只需要挤着上一个乒乓球,就能让所有乒乓球都变得整齐了。我对它的外观很满意。它还有一个很好的好处,就是掩盖了我糟糕的焊接工作;)

It's a tight fit, but the 40mm ping pong balls fit in a 30mm space just fine.

我继续为余下的乒乓球进行焊接。尽管这个过程中有几个乒乓球被压碎了,但最终还是顺利完成了制作。

255 LEDs and 255 ping pong balls in an array.

测试代码

测试代码需要确保所有部件都能正常工作,为此我使用了这个 Adafruit 指南,它以红、绿和蓝点亮每个 LED,然后依次进行循环。我在测试时使用它来确保我连接无误并且焊接正常。

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之字形排列,因此很难跟踪每个 LED(例如 A1 为 256,B1 为 226)。重新映射网格位置能使得我在构建图像时更容易。

在所有准备工作完成之后,我就可以在纸上和电子表格中设计图像,然后编码。于是我开始添加一些动画(使用循环并将像素变为一种颜色,然后变为另一种颜色)。

最终的结果还算顺利。

A Christmas gift in LED.

Reindeer painted with light.

An LED snowflake.

能玩一年的树莓派彩灯

我不确定这是否已经完全完成了。自从把它摆放到橱窗里,几乎每个晚上我都会添加一些新的图像和动画。我已经在考虑除夕夜的时候要做成什么样了。它不会像圣诞装饰品一起在圣诞节后被放进储藏室。我只需要在上面显示其它图案,就能使它成为一个能玩一年的彩灯!我的一个朋友推荐了像素版马里奥,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,但当我为文本的每个位置重新绘制时却花了很多时间。我想我可以用循环做一些事情,或者图像库可以帮助更轻松地滚动字母,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。

这里有一张照片记录了我制作的全过程:LED 乒乓墙

可以在此处观看它的运行视频:XMas 灯光展示

这个彩灯最终的效果我非常满意。以后我也会尝试更多利用 LED 彩灯完成的项目。我也鼓励大家亲自动手制作一个这样的彩灯,它会比你想象中更简单。


via: https://opensource.com/article/22/11/raspberry-pi-holiday-light-display

作者:Brian McCafferty 选题:lkxed 译者:Return7g 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出



最新评论

来自美国的 Mobile Safari|iOS 15.7 用户 2022-12-26 22:28 回复
是乒乓球自发光还是树莓派自发光?
来自美国的 Mobile Safari|iOS 15.7 用户 2022-12-26 22:28 1 回复
是乒乓球自发光还是树莓派自发光?
来自美国的 Mobile Safari|iOS 15.7 用户 2022-12-26 22:28 回复
是乒乓球自发光还是树莓派自发光?
来自美国的 Mobile Safari|iOS 15.7 用户 2022-12-26 22:28 1 回复
是乒乓球自发光还是树莓派自发光?
LCTT 译者
Songling Gu 🌟🌟
共计翻译: 4.0 篇 | 共计贡献: 138
贡献时间:2022-07-31 -> 2022-12-16
访问我的 LCTT 主页 | 在 GitHub 上关注我


返回顶部

分享到微信

打开微信,点击顶部的“╋”,
使用“扫一扫”将网页分享至微信。