LED領(lǐng)帶的制作教程

步驟1：零件和工具

零件

Circuit Playground Express

15x Flora Neopixels

磁線

膠粘鉤環(huán)帶

500mAH帶JST連接器的鋰電池

Candy Cane tie

迷你滑動開關(guān)，SPDT

熱縮管

在采購零件時，購買附加裝置是明智之舉。我總共有20個NeoPixels，其中一個從一開始就被打破了，一個我毀了。 Candy Cane領(lǐng)帶非常便宜，我買了第二個，以防我破壞了第一個。

工具

熱膠槍

焊接車站

剪線鉗

小刀

萬用表

電腦

打火機或熱風(fēng)槍

線程和針

第2步：準(zhǔn)備領(lǐng)帶

主要目標(biāo)是訪問內(nèi)部連接核心并劃分指示LED應(yīng)放置位置的線條。

步驟1：將扎帶系在一起

當(dāng)電子元件就位時，很難系上扎帶。因此，打結(jié)領(lǐng)帶，使其看起來很好，打結(jié)相當(dāng)牢固，不會解開。然后小心地拉動系帶的小端以打開孔以使綁帶越過頭部。這是領(lǐng)帶將被處理的位置。

有各種不同的領(lǐng)帶結(jié)。我只知道我小時候?qū)W過的那個，溫莎。使用哪個結(jié)無關(guān)緊要。

步驟2：打開領(lǐng)帶背面

撕開領(lǐng)帶環(huán)一側(cè)的接縫和徽標(biāo)然后向下領(lǐng)帶的中心。小心，因為它必須在最后重新縫合。

步驟3：繪制LED應(yīng)放置的位置

要使LED出現(xiàn)在白色條紋部分中領(lǐng)帶，更容易找到領(lǐng)帶核心背面的每個白色條紋部分的中心線，然后將其映射到領(lǐng)帶核心的前面。檢查并仔細(xì)檢查中心線是否為1），2）是否與條紋平行。如果稍微關(guān)閉，可以微調(diào)LED位置。但最好是讓它盡可能接近現(xiàn)在而不是更晚。

通過在線上放置LED并將條紋織物放在上面來測試線條的中心度。根據(jù)需要進行調(diào)整。

步驟3：附加NeoPixels

基本上，我們正在制作自己的LED燈條。我們只需將LED安裝到連接芯上，然后將它們相互連接。

步驟1：將NeoPixels粘附到連接芯上

在背面放一點熱膠將NeoPixel放在中心線上。對于具有3個NeoPixels的部分，垂直對齊中心NeoPixel并首先將它們粘合在一起。這樣可以更容易地將左右NeoPixel相對于中心定位，特別是考慮到領(lǐng)帶的寬度從上到下增加。

確保將所有NeoPixel定位在同一方向，從左下角到右上角。如果這不正確，條帶將無法工作。

關(guān)于熱膠的說明。完成項目就足夠了。至于它是否會持續(xù)多年，只需要看一下。

第3步：將NeoPixels焊接到彼此

因為我決定將NeoPixels焊接在一起而不是使用導(dǎo)電線，NeoPixel焊盤上的孔對我們起作用。只需在焊盤上找到一個焊接線的好地方。不要試圖用焊料填充孔，但如果發(fā)生這種情況，就可以了。

磁鐵線在銅芯周圍有一層薄薄的絕緣層。用刀子擦掉絕緣材料，將它們焊接在一起。最好刮掉電線的整個圓周。

步驟4：測試連接性

使用萬用表測試連接性：

積極的聯(lián)系。從頭到尾應(yīng)該有連接。確保焊盤上的測試連接而不是電線。

接地連接。使用接地墊執(zhí)行相同的測試。

每條數(shù)據(jù)線。從一個數(shù)據(jù)板到下一個，驗證是否存在連接。

步驟4：附加Circuit Playground Express

Circuit Playground Express（CPX）是該系統(tǒng)的核心。 Adafruit有很多關(guān)于這個控制器的教程。稍后在這個講義中，我將重點介紹一些MCU功能。

步驟1：將CPX焊接到底部尖端NeoPixel

切割適當(dāng)長度的電磁線用于電源，地面和數(shù)據(jù)。將它們穿過連接核心結(jié)構(gòu)，使它們接觸NeoPixel電源，接地和數(shù)據(jù)焊盤。將它們焊接下來，確保焊盤上現(xiàn)有的導(dǎo)線仍能保持良好的連接性。

接下來翻轉(zhuǎn)連接芯并將CPX置于所需位置。將電源線連接到VOUT焊盤，將地線連接到任何接地焊盤，并將數(shù)據(jù)線連接到A0以外的任何I/O焊盤。我編寫的代碼使用A3。

測試連接性。

步驟2：固定CPX

使用線程和針，選擇任意四個等距墊并將它們縫到領(lǐng)帶核心上。

步驟5：為CPX供電

CPX沒有開/關(guān)開關(guān)。這意味著電池插入的那一刻，領(lǐng)帶就會打開。這也意味著關(guān)閉它的唯一方法是拔掉電池，這是一個很大的麻煩。一個簡單的解決方案是在電池上打開/關(guān)閉開關(guān)。

步驟1：切斷開關(guān)上的第3個引腳

不需要其中一個非中心引腳。切斷它與開關(guān)的主體齊平。

步驟2：將開關(guān)串聯(lián)焊接電池導(dǎo)線

將電池接地線切斷中間的某處。在每根接地線上滑動一塊熱縮管。將一根地線焊接到其中一根引腳，另一根地線焊接到另一根引腳。確保它們不會相互接觸或焊料接觸金屬體。

確認(rèn)沒有使用萬用表連接。將管道滑過焊接連接并收縮。在因彎曲疲勞而可能失效的任何部件上添加一些電氣膠帶。

步驟3：驗證電池是否工作

此時，電池可以插入CPX 。如果一切順利，開關(guān)應(yīng)該能夠打開和關(guān)閉CPX。

步驟4：安裝電池

在背面放一點膠粘鉤環(huán)帶電池的一側(cè)和領(lǐng)帶核心。如果領(lǐng)帶沒有被粗暴處理，這將保持原位。

步驟6：設(shè)置電路游樂場快車

我不會去詳細(xì)介紹如何設(shè)置CPX。 Adafruit做到了，然后做了一些。我將提供一些我經(jīng)常遇到的問題的提示。

CPX凍結(jié)

可能由于運行時內(nèi)存問題，CPX會經(jīng)常凍結(jié)?？焖俳鉀Q方法是擦除并重新閃爍。在這些說明中搜索“Old Way”?；旧希前聪聨讉€按鈕，拖放拖放，然后拖放重新閃爍。

警告：這將刪除所有內(nèi)容。 CPX上的所有代碼都將丟失。

保存對CPX的更改可能導(dǎo)致問題

我發(fā)現(xiàn)有時在將文件保存到CPX后，python運行時將處于錯誤狀態(tài)。修復(fù)程序是通過按重置按鈕重新啟動python運行時。只按一次。按兩次將開始重新刷新過程。

直接保存到CPX上是危險的

由于CPX必須重新閃存的可能性，因此存在松動的風(fēng)險他們所有的代碼。丟失了兩次代碼之后，我想出了一個簡單的工作流程。我會將我的代碼保存到本地硬盤。當(dāng)它準(zhǔn)備在CPX上進行測試時，我只需通過運行一個簡單的部署腳本來復(fù)制它。

第7步：編寫Circuit Playground Express

此時，CPX和NeoPixels非常完整。不需要用它們進行其他機械或電氣工作。其余的都是軟件。

代碼可以在我的github帳戶中找到。核心python代碼應(yīng)該無需對所有操作系統(tǒng)進行任何更改即可運行。不要安裝外部Adafruit CircuitPython庫。它們未被使用。

以下是代碼中發(fā)生的事情的高級摘要。

什么輸入有什么用？

按鈕A：循環(huán)播放LED動畫

按鈕B：循環(huán)播放歌曲

電容式觸摸板A1：更改LED動畫的顏色

電容式觸摸板A6：更改LED動畫的速度

3動畫存在但只有2個有效

code.py

import pixelsoff

#import vumeter

import stairs

import twinkle

。..

led_animations = ［

pixelsoff.PixelsOff（pixels），

# vumeter.VuMeter（pixels， 100， 400）

stairs.Stairs（pixels），

twinkle.Twinkle（pixels）

］

我移植了Ampli-Tie VU儀表樣式代碼。它使用CPX麥克風(fēng)拾取聲音，并根據(jù)聲音幅度點亮NeoPixels。但是，我想要更多動畫。由于運行時內(nèi)存限制，我不得不選擇我想要的動畫。所以默認(rèn)情況下，另外兩個，Stairs和Twinkle，無需更改代碼即可運行。要運行VU表動畫，必須注釋掉其中一個或兩個動畫并取消注釋VU表。

音樂管理器和離線編碼

frosty_the_snowman.py

import musical_notes as mn

# Frosty the Snowman

# Walter E. Rollins

song = ［

（mn.G4， mn.HLF），

（mn.E4， mn.DTQ），

（mn.F4， mn.ETH），

（mn.G4， mn.QTR），

（mn.C5， mn.HLF），

。..

convert_to_binary.py

songs = ［

（jingle_bells.song， “jingle_bells.bin”），

（frosty_the_snowman.song， “frosty_the_snowman.bin”）

］

for song in songs：

data=song［0］

file=song［1］

with open（file， “wb”） as bin_file：

for entry in data：

print（“writing： ” + str（entry））

note=entry［0］

dur=entry［1］

bin_file.write（struct.pack（“

我想要節(jié)日音樂。 CPX支持WAV和音調(diào)。在文件大小和運行時內(nèi)存方面，WAV文件太大了。使用python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來保持音調(diào)及其持續(xù)時間也被證明使用了太多的運行時內(nèi)存。因此，我修改了Holi-Tie代碼以讀取壓縮的二進制文件，該文件僅包含壓縮二進制格式的必要歌曲數(shù)據(jù)。我寫了一個腳本，它讀取一個python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的歌曲并將其寫成二進制格式。將歌曲編碼為文件中的二進制數(shù)據(jù)使得歌曲既小又動態(tài)。歌曲播放完畢后，內(nèi)存將被釋放。

添加更多歌曲是微不足道的。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱歌曲中的README.md。

按鈕A動畫NeoPixels，B播放音樂，但不同時

code.py

def button_a_pressed（）：

if music.is_playing（）： # Stop music if playing

music.stop（）

next_led_animation（）

def button_b_pressed（）：

if active_led_animation ！= 0： # Run no-op animation

next_led_animation（0）

if music.is_playing（）： # Toggle music on or off

music.stop（）

else：

music.play（）

即使使用內(nèi)存效率更高的音樂管理系統(tǒng)，我也無法在運行時內(nèi)存2動畫，同時播放其中1個動畫并同時播放所有歌曲。因為我已經(jīng)選擇不在運行時內(nèi)存中使用VU表，所以我不想將動畫的數(shù)量減少到只有1.所以我編寫了代碼，以便動畫播放或播放音樂但不是都。另一種選擇是減少NeoPixels的數(shù)量，但這會消除一些動畫的酷感。

Python Code Funkiness

雖然我是一名經(jīng)驗豐富的軟件開發(fā)人員，但我從未編寫過Python。在我掌握了它并盯著應(yīng)用封裝和模塊化等良好的編碼實踐后，我很快發(fā)現(xiàn)我使用了太多的運行時內(nèi)存。所以有一些非DRY代碼。我還必須使用一些MicroPython技術(shù)，如const（），以進一步減少運行時內(nèi)存問題。

編譯模塊

編譯

#！/bin/bash

compiler=~/development/circuitpython/mpy-cross-3.x-windows.exe

cd songs

python3 。/convert_to_binary.py

cd 。.

for f in *.py; do

if ［［ $f ！= code.py ］］; then

echo ”compiling： $f“

$compiler $f

fi

done

在項目早期，我遵循了Adafruit的建議，并將所有Adafruit CircuitPython庫存儲在flash上。然而，這為我的項目留下了很小的空間。為了能夠?qū)⑽业拇a放到CPX上，我開始編譯模塊并將它們放到MCU上。事實證明，Holi-Tie不需要任何外部庫。 UF2中的現(xiàn)有庫足以滿足此項目的需要。運行* .mpy文件更有效，所以我保留了部署已編譯模塊的過程。

如上面的編譯腳本所示，我正在使用Windows機器，但使用Unix實用程序，如bash和python3。我用Cygwin來完成這個。這個腳本可以很容易地轉(zhuǎn)換為DOS批處理和Windows本機Python3實現(xiàn)。

第8步：搞定關(guān)系

最后一步是將領(lǐng)帶芯放回原位，重新組裝領(lǐng)帶，并將其重新縫合。一定要能夠訪問CPX。更換電池或更改代碼時需要它。