可單獨尋址LED呼啦圈的制作

材料清單：

透明管

如果您正在制作單個箍，則只需要3米（從NL）：De Hoepelwinkel

如果你打算制作大量的籃球，你可以批量購買：Omega（獲得最大的一個：TYPP-3458-100 OD：3/4“，19mm; ID：5/8”，15.9mm）

管接頭（按鈕，鉚釘，管接頭件） ）

對于單箍：De Hoepelwinkel

對于許多箍：

連接件（連接件的外徑（OD）必須與內(nèi)部相同）管子的直徑（ID）訂購來自Fancy-tapes

鉚釘（在當(dāng)?shù)氐墓?yīng)商店買到）

按鈕（在當(dāng)?shù)氐墓?yīng)商店買到）

電池可充電鎳氫AAA電池，8件。容量越大越好。 （例如：電池）

充電器 Ni-MH涓流充電最少4個電池，最多8個電池：充電器

LED燈條數(shù)字條，使每個LED可以單獨控制。從Aliexpress訂購，因為它便宜得多，到目前為止它們都很棒！獲得5m 30 IP30選項。 （您不需要防水涂層，因為條帶會在管中。此外，它會占用太多空間。此外，您不需要每米60個LED，因為您的電池耗電速度是原來的兩倍。） ：這是WS2812B，但正如我所提到的，你也可以選擇WS2813。

ATtiny85芯片》 ATtiny85

基礎(chǔ) ATtiny85芯片：基礎(chǔ)（可選）

連接器：插頭和插孔總線

滑動開關(guān)（例如此）

PCB 硬紙

電阻器 300 - 500Ω（我使用430Ω）

電容器 Elco100μF

電容器 100 nF

保險絲 5v 5A

焊線：我使用硬線（電線）用堅固的核心）來連接電池。這樣可以更容易處理，使電池更加到位，并且更容易將整個物體推過管子。我使用柔性線（軟芯線）連接PCB和插孔總線，因為插孔總線需要能夠從管中出來并輕松地推回到管中。堅持使用紅線表示5V，黑色或白表示GND，其他顏色表示數(shù)據(jù)。當(dāng)你堅持慣例時，它就不那么容易混淆了。我使用3芯線進(jìn)行LED線連接，因為它很容易并且將線保持在一起。這是可選的。

收縮套管：盡可能放熱縮。獲得各種熱縮是很方便的。

工具清單：

烙鐵

錫焊錫

第三（可選但非常有用）

萬用表

鉆頭

Dremel（帶銑頭，鋸片和打磨頭）

鉚釘鉗子

Arduino Uno（和連接電纜）

Arduino IDE（安裝在您的計算機(jī)上）

電容10μF（使用Arduino上傳時需要這個）代碼到ATtiny85）

跳線

面包板

電池座4個（可選）

電池充電器（可選）

第1步：入門

在這個項目中，挑戰(zhàn)是獲得所有呼啦圈管中的電子元件直徑只有16mm！我們需要將電池放入，芯片中控制LED，LED燈條，其他一些電子部件以及能夠在電池耗盡時給電池充電的東西。我使用Fritzing來可視化整個設(shè)置。我覺得把它作為一個參考點很有用，特別是當(dāng)你到處都有很多電線時，它很容易落在圖像上。

讓我們以較小的步驟分解項目。這里的每個項目都在下面作為單獨的步驟進(jìn)行了更詳細(xì)的解釋。

首先，您可以使用控制LED燈條的代碼。只需將代碼上傳到Arduino并連接一塊LED燈條即可。您可以通過編輯代碼來更改燈光模式。如果您喜歡這些模式，可以將代碼傳輸?shù)紸tTiny芯片。

然后你要制作PCB。焊接芯片，電容器，電阻器，保險絲和一長條伺服電線。確保測試你的PCB！

接下來我們要制作呼啦圈。將管切割成所需長度，并為開關(guān)切出一個孔。

現(xiàn)在我們要焊接電池。布置箍，將8個電池均勻地放在箍上，以便分散砝碼?，F(xiàn)在您知道所需電線的長度，您可以將電池焊接在一起。

將所有東西放入管中。將電池和LED燈條連接到PCB。將電池粘貼到LED燈條上以保持一切就位，并將所有東西拉過環(huán)。

充電器。您正在使用插孔連接為呼拉圈中的電池充電。將插頭焊接到充電器上。將千斤頂總線焊接到電池上。

關(guān)閉呼啦圈。通過焊接導(dǎo)線并將開關(guān)推入為開關(guān)創(chuàng)建的孔中來添加開關(guān)。然后將連接件放在呼啦圈中。在一側(cè)放入一個鉚釘，另一側(cè)放入一個按鈕。

可選：握把。你可以在呼啦圈的內(nèi)側(cè)添加一些像gaffer tape這樣的東西來創(chuàng)造一些額外的抓地力。

就是這樣！你有呼啦圈了！

第2步：LED燈條+代碼

LED燈條

如上所述，我想要一個可單獨尋址的 LED呼啦圈，我需要一個可單獨尋址的LED燈條。這是一個WS2812或WS2813 LED燈條。 Adafruit稱這些類型的LED條 neopixels 。這些類型的LED燈帶以5伏特運行。 WS2813是WS2812 LED燈條的較新版本。不同之處在于，如果LED在WS2813條帶中斷，則其余的條帶仍然可以工作。使用WS2812條帶時，如果LED中斷LED，則后面的所有LED將不再工作。 WS2812每側(cè)有3個連接（5v，GND，數(shù)據(jù)輸入或數(shù)據(jù)輸出），而WS2813有一個額外的連接，可確保數(shù)據(jù)信號仍然傳遞到下一個像素。

（注意：另一種主要類型的LED燈條是SMD 5050，通常在12V上運行。但是，對于這種類型的LED燈條，條帶中的所有LED都會同時發(fā)出相同的顏色。所以它完全是ON時所有LED都處于某種顏色或完全關(guān)閉。）

LED控制器

我希望能夠自己創(chuàng)建和定義呼啦圈的LED模式。這意味著我將編寫代碼并將代碼放在芯片上，我將焊接到PCB上。但是，如果您想跳過幾個步驟，您還可以決定在線訂購控制器。它配有一個遙控器，可在預(yù)先編程的LED模式之間進(jìn)行切換。您甚至可以調(diào)整速度和亮度，或者只需將整個環(huán)設(shè)置為一種顏色。幸運的是，這個控制器適合我們的呼啦圈管！如果你想要這個選項，你可以跳到第4步。

在我的情況下，我們需要一個可編程控制器告訴LED做什么。最簡單的方法是使用Arduino。不幸的是，Arduino不適合我們的呼啦圈管（甚至Arduino Nano），因此我們將使用ATtiny85芯片。但是現(xiàn)在我們將使用Arduino Uno來測試我們的代碼，因為上傳新的更改和調(diào)試更容易。

將代碼上傳到Arduino Uno并在LED燈條上進(jìn)行測試。

（我添加了這些步驟的截屏視頻。）

在Arduino IDE中打開hulahoop.ino文件。

下載Adafruit Neopixel庫

在Arduino IDE中從Sketch - 》 Include Library - 》 Add .ZIP庫導(dǎo)入庫，然后選擇下載的解壓縮Adafruit庫。

編譯草圖

連接Arduino Uno并根據(jù)圖像連接LED燈條。

上傳草圖

工具 - 》板 - 》 Arduino/Genuino Uno

工具 - 》端口 - 》端口（Arduino/Genuino Uno）

工具 - 》程序員 - 》 AVRISP mkll（默認(rèn)）

點擊上傳

檢查您是否喜歡燈光模式。如果沒有，請修改代碼。在此設(shè)置中檢查您的模式。當(dāng)您在ATtiny芯片上傳代碼時，比更改模式更容易。但請注意，有時代碼可能在Arduino上運行而不在ATtiny上運行，例如因為它的內(nèi)存較少。因此，如果沒有在芯片上進(jìn)行測試，請確保不要進(jìn)行太多更改。

將代碼傳輸?shù)紸Ttiny85芯片

（我也添加了這些步驟的截屏視頻。）

打開示例草圖“ArduinoISP”并上傳到Arduino Uno。（注意：如果您已經(jīng)將Arduino連接到ATtiny，那么在上傳此草圖時請務(wù)必取出RESET和GND之間的電容。）

將ATtiny85連接到您的Arduino Uno，如圖所示。必須在Arduino Uno的RESET和GND之間放置一個10μF電容，同時使用Arduino將代碼上傳到ATtiny芯片。注意，左側(cè)頂部的芯片上有一個小圓形凹痕。用它來制作確保你以正確的方式放置它。

在Arduino IDE中添加ATtiny作為電路板（如果已經(jīng)安裝了ATtiny，請?zhí)^此步驟）：

在Arduino軟件中打開首選項對話框。

在對話框底部附近找到“其他主板管理器URL”字段。

將以下URL粘貼到該字段中（使用一個逗號分開它來自你已添加的任何網(wǎng)址：https：//raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json

點擊確定按鈕保存更新的首選項。

在“工具》板”菜單中打開板卡管理器。

鍵入‘a(chǎn)ttiny’并單擊安裝。

將hulahoop.ino草圖上傳到ATTiny85。

將草圖中的PIN碼更改為PWM ATtiny引腳，例如0.（PWM表示脈沖寬度調(diào)制，這意味著此引腳可以發(fā)送帶有編碼信息的數(shù)字信號。發(fā)送的數(shù)據(jù)信號該引腳保存一條消息，即條帶中每個像素的R，G，B的數(shù)量。并非所有引腳都是PWM。這對于Arduino和ATtiny芯片都是如此。你可以谷歌‘pinout attiny85’找到一個顯示芯片類型的引腳編號的圖像。）

工具 - 》電路板 - 》 ATtiny25/45/85

工具 - 》處理器 - 》 ATtiny85

工具 - 》時鐘 - 》內(nèi)部8 MHz

工具 - 》程序員 - 》 Arduino as ISP

首先，做工具 - 》燒傷上傳草圖前的bootloader。如果跳過此步驟，芯片有時可能無法正常工作或顯示不正確的行為。不幸的是，我真的不知道為什么。我認(rèn)為必須考慮到芯片使用的內(nèi)部時鐘與Arduino不同。如果時鐘未復(fù)位，則時序可能會關(guān)閉，從而導(dǎo)致奇怪的LED模式。

檢查代碼是否在ATtiny芯片上工作。將ATtiny芯片連接到LED燈條，如圖所示。連接電源（±5v）。我使用帶4節(jié)可充電電池的電池座（ 4 x 1.2v = 4.8v ）?？沙潆婋姵氐碾妷郝缘陀诜浅潆婋姵亍Ｈ绻褂闷胀ǖ姆浅潆婋姵剡M(jìn)行測試，則應(yīng)僅使用3（ 3 x 1.5v = 6v ）。當(dāng)然，在呼啦圈中你會使用可充電電池，因為你無法更換電池中的電池。

步驟3：PCB

接下來我們將制作我們放置芯片的PCB。此外，PCB還有一些電容器，一個電阻器，一個保險絲，與電池的連接以及與LED燈條的連接。我們會盡量減少它。它越小，在管中操作就越容易。您可以使用手鋸或Dremel從硬紙PCB上切出合適的尺寸。我切出一塊15x5的孔。如果您不知道如何焊接，我建議您在線觀看一些教程。別擔(dān)心，試一試?。?/p>

注意：如果您決定在線訂購LED燈條控制器，則可以跳過此步驟！

注2：可以制作更小的PCB。您可以設(shè)計PCB并在線訂購，以便連接已經(jīng)嵌入PCB中，您只需要焊接組件。但是，我更喜歡使用硬紙PCB切口，因為如果你意識到自己在某個地方犯了錯誤，就更容易進(jìn)行調(diào)整，甚至只是做一個新的。更小PCB的另一個選擇是使用微芯片ATtiny，但這些很難焊接，因為它們很小。我更喜歡將普通的ATtiny與基座結(jié)合使用，因為您可以將基座焊接到PCB，但仍然取出芯片以更新代碼。

從電子方案開始總是一個好主意，如圖所示。如果您不熟悉符號，我會在圖像中添加標(biāo)簽。芯片，電容器和電阻器將焊接到PCB上。首先，將您的組件布置在PCB硬紙上。盡量讓它們占用盡可能少的空間。將要連接的組件彼此靠近放置。您可以重新排列它們，直到您知道可以建立所有連接并且您對布局感到滿意為止。在PCB上布置了所有組件并計劃了連接的位置后，您可以開始焊接所有組件。你可以讓針腳伸出一點點。如果您仍然想要進(jìn)行更改，那么您可以拆卸組件并以不同方式彎曲引腳。一旦所有元件都焊接完畢并且您對布局感到滿意，您就可以使用切割器將引腳切割得很短（這也可以最大限度地降低PCB的高度）。最后，您可以焊接所有連接。

注意：100μF電容具有正負(fù)極，而100 nF電容則沒有。通常當(dāng)一個元件有一個正負(fù)極時，正負(fù)值比負(fù)極稍微延遲。確保將100μF電容正確放置在PCB上！

現(xiàn)在您已經(jīng)擁有了基礎(chǔ)PCB，您可以為以后準(zhǔn)備連接（意味著LED燈條和電源）。將足夠長的伺服電線（帶3芯的電線）連接到PCB，稍后我們將連接LED燈條。我在步驟1中添加的設(shè)置的參考圖像顯示伺服線需要從管的開口直到PCB。確保伺服電線足夠長，因為它比以后更長時間更容易變短。您也可以連接保險絲。保險絲的一側(cè)連接到PCB上的5V，保險絲的另一側(cè)將連接到開關(guān)?，F(xiàn)在你可以只需焊接一根電線，它就足夠長，可以穿過電子管中的孔。

測試你的PCB！只要你能測試一下什么，做到。我制作的第一個呼啦圈我根本沒有測試過。因此，當(dāng)我完成所有電子設(shè)備都在箍上時，我打開它并且它不起作用。如果您測試每個步驟，那么可以更容易地推斷出問題所在。例如，您可以使用鱷魚夾測試PCB，將伺服線連接到一塊LED燈條上。您可以使用帶有4節(jié)可充電電池（或3節(jié)不可充電電池）的電池座，并使用鱷魚夾將其連接到PCB上的5V和GND。如果您的LED燈條開始點亮并顯示您的燈光圖案，您就知道所有焊接連接都很好。

步驟4：呼啦圈管

我想制作一個36英寸的箍，這是一個91.44直徑的箍。這意味著我需要一個2.87米的管長。我用了一根繩子來測量管子的長度，然后在我要切割它的管子上做了標(biāo)記。管子還需要一個開關(guān)所在的孔。我更喜歡在切割管子之前先打孔，以防萬一我弄亂了這個洞，然后我只需要從管子上取下一小塊而不是切掉一塊新的。

要確定開關(guān)孔的位置，請參閱開頭提供的參考設(shè)置圖像。開關(guān)前會有一個插孔總線和一個按鈕。在我的情況下，開關(guān)最終位于離管開始約9.5厘米處。使用帶銑頭的dremel在箍上打一個孔，大小與開關(guān)一樣大。繼續(xù)用開關(guān)檢查孔，因為孔越緊越好。如果你可以用一點壓力按下開關(guān)，那就完美了。

當(dāng)孔完成后，用帶有鋸頭的dremel在標(biāo)記的位置切割管子。您也可以使用普通鋸。您可能希望使用帶有打磨頭或普通砂紙的dremel來平滑箍的末端。

步驟5：電池

LED燈條和ATtiny芯片均工作在4.5V - 5.5V?？沙潆婋姵馗鳛?.2V，因此我們將其中4個串聯(lián)起來以獲得4.8V電壓。我們使用的是AAA電池，因為雖然AA電池本身適合呼啦圈管，但我們還需要一點空間用于電線。 （你將無法通過箍連接所有AA電池。相信我，我試過）。為了延長箍的接通時間，我們使用另一組4個可充電電池并將它們平行放置。將它們平行放置可以保持電壓，但是電流強(qiáng)度加倍！實際上總共使用8個電池是相當(dāng)不錯的，因為這樣可以讓我們在箍上很好地分散重量。此外，箍的總重量達(dá)到約500克，這是完美的。如果您對電池“串聯(lián)”或“并聯(lián)”感到有點困惑，那么請參考設(shè)置圖像。圖像顯示了電池的連接以及如何將它們分布在環(huán)上。

在開始焊接電池之前，請確保它們都已充滿電。我使用壁式插座充電器進(jìn)行初始充電。首先，當(dāng)電池充滿時，更容易測試您的設(shè)置。但是，在您的電路中，電池需要充電。在你焊接它們之后，要讓它們同樣充電會更加困難。這主要是因為我們將使用涓流充電器（或慢速充電器）。還有快速充電器，可以非?？焖俚貫殡姵爻潆?，并確保電池充電均勻！但這是一個更復(fù)雜的電路而且更危險，因此我們會堅持使用慢速充電器，并事先為電池充電。焊接電池時請小心。雖然錫不會很容易粘在電池上，但試著要快速，這樣你就不要讓它們過熱。 （我看到一個難以理解的問題，如何通過稍微填寫它們來更容易地使焊接電池更容易。我自己沒有嘗試過。）

所以現(xiàn)在布置呼啦圈并放置電池以便所有其中8個均勻地分布在環(huán)箍上。現(xiàn)在測量電池之間的電線應(yīng)該有多長。請記住，您將彎曲電線的末端，以便能夠?qū)⑵浜附拥诫姵厣稀?/p>

您正在串聯(lián)焊接4個電池，因此將一個電池的正極焊接到下一個電池的負(fù)極端。如果電池正面朝向PCB，我覺得最簡單。最小化5V電源與芯片和LED燈條之間的距離也更好。這樣遠(yuǎn)端就是GND。當(dāng)您將電池焊接在一起時，您可以使用萬用表測量兩個電池組是否產(chǎn)生大約5V的電壓。

當(dāng)你將兩個電池組串聯(lián)起來時，你會讓它們彼此平行。連接電池組的自由負(fù)端，使它們分成1根電線。這根電線必須通過整個環(huán)。然后將該線分開，使一端到達(dá)PCB，另一端到達(dá)充電器。充電器將通過插頭連接，插孔總線將放置在環(huán)箍開口中（參見箍設(shè)置圖像）。

現(xiàn)在還連接自由正端，使它們合并成一根電線。這根電線將進(jìn)入開關(guān)的中間極。開關(guān)有2種模式：ON OFF/CHARGING。對于這兩種模式，您需要連接電池，這就是這種正極電池線連接到開關(guān)中極的原因。

您可以再次檢查2包焊接電池是否仍然產(chǎn)生約5V。

步驟6：將所有內(nèi)容放入管中

現(xiàn)在您要將所有組件放入管中： LED燈條，電池和PCB。

首先，將電池粘貼到LED燈條上。這樣可以更輕松地處理電線和電池，并將所有物品放入呼啦圈管中。它還可以確保在您操作時電池中的電池不會移動太多。

然后將伺服電線焊接到LED燈條上。您希望LED燈條覆蓋整個燈管（無間隙）。因此，通過將組件放在管子旁邊并測量從管道開口到PCB位置的距離來測量伺服電線的長度。 LED燈條不能彎曲180°，因此伺服線必須彎曲。在測量電線的長度時，請記住這一點。最后將負(fù)極線從電池焊接到PCB。您還將有一根負(fù)極導(dǎo)線從導(dǎo)管中伸出，稍后將焊接到插孔連接。

現(xiàn)在你可以把整個東西拉過管子。確保LED指向外。還要確保電池的正極導(dǎo)線和PCB（保險絲）的正極導(dǎo)線穿過開關(guān)孔。負(fù)極導(dǎo)線也應(yīng)該伸出，但是然后從導(dǎo)管開口而不是開關(guān)孔伸出。

在將所有東西放入管中之前再次測試電路是個好主意！

第7步：充電器

如果充電器沒有插孔連接器然后切斷連接器并剝?nèi)ル娋€。你需要知道哪根線是負(fù)的，哪根是正的。您可以使用萬用表測量充電器插入時的電壓（確保剝離的電線不會相互接觸?。。?。當(dāng)電壓約為5.6V時，您知道正極充電器線上有正測量端。如果電壓約為-5.6V，則在負(fù)極充電器線上有正測量端。

擰下插頭插頭并將電線穿過插頭的塑料蓋（如果忘記了這一點，則必須拆除插頭，因為您無法將電池蓋拉過來）。現(xiàn)在將正極線焊接到插頭和負(fù)極線的中心連接處，連接到插頭的外部連接。

千斤頂總線必須能夠伸出呼啦圈管充電（否則你不能把插頭插入），但當(dāng)抱孔插孔總線應(yīng)該在按鈕后面的箍內(nèi)。因此，最簡單的方法是使用一根軟線，盡管也可以使用硬線。將一根電線焊接到正極連接（參見圖像）。插孔總線的負(fù)極連接直接來自電池和PCB。

您可以使用鱷魚夾測試充電器，將插孔總線正極線連接到電池正極線并插入充電器。充電器應(yīng)顯示紅燈，表示正在充電。

第8步：關(guān)閉箍

現(xiàn)在一切在電池管（電池，LED燈條，PCB和插孔總線）中，您要將開關(guān)連接到電路。首先，使用dremel來切斷從開關(guān)伸出的位。當(dāng)你操作時，這將是一個煩人的操作開關(guān)時不需要它。

然后連接通過開關(guān)孔伸出的3根正極線。中間開關(guān)連接應(yīng)該是連接到電池的電線，因為電池用于為電池供電或電池正在充電。在任何一種模式下，您都需要連接電池。

另一個開關(guān)連接到保險絲（進(jìn)入PCB）。最后一個開關(guān)連接到充電器線。對于這兩個連接，哪個開關(guān)連接到哪個連線并不重要。但可以肯定的是，在焊接過程中，將開關(guān)設(shè)置在您未焊接的一側(cè)。我發(fā)現(xiàn)將充電器連接到管開口側(cè)的開關(guān)很方便，因為它就是它的物理位置。

焊接3個連接后，將開關(guān)推入管孔。您可以使用電工膠帶或小鉚釘或螺釘更牢固地固定開關(guān)?，F(xiàn)在呼啦圈有兩種模式：1。開2.關(guān)（或充電器插入時充電）。

您可以測試您的開關(guān)。當(dāng)它處于ON模式時，你應(yīng)該看到你的箍上的燈光模式。當(dāng)您將其切換到關(guān)閉模式時，燈應(yīng)關(guān)閉。然后，如果您連接充電器，充電器上的指示燈應(yīng)亮起，表示電池正在充電。

最后，您可以將連接器插入呼拉圈。在千斤頂總線所在的管子一側(cè)，你要按下一個按鈕。在按鈕的外管和內(nèi)管上鉆一個孔。按鈕應(yīng)位于插孔總線前面。在管的另一側(cè)鉆出穿過外管和內(nèi)管的孔，用于鉚釘。用鉚釘鉗鉚接。

注意：您的鉚釘和按鈕是金屬的。你的LED燈條有一些暴露的銅，你可以連接到它。如果您的鉚釘或按鈕最終接觸到LED燈條的銅線，則可能會出現(xiàn)意外情況。關(guān)閉箍時請記住這一點。你需要在LED燈條的兩端放一些電工膠帶，以隔絕暴露的銅線。

現(xiàn)在，你的箍完了！在呼啦圈時，一切都應(yīng)該保持原位！

作為獎勵，你可以在管子內(nèi)側(cè)添加燈帶，以創(chuàng)造更好的抓地力。

享受！