圣誕節(jié)又來(lái)了，無(wú)論是一年中最喜歡的假期還是冷汗帶走，裝飾品都在增加。今年，為什么不在您的裝飾品中加入一些DIY技術(shù)以使其脫穎而出呢？

在此項(xiàng)目中，我們將從頭開(kāi)始構(gòu)建防風(fēng)雨，運(yùn)動(dòng)激活的8 x 8 LED矩陣……價(jià)格不到20美元。盡管可以在房子周?chē)娜魏蔚胤绞褂茫脑O(shè)計(jì)都適合放在標(biāo)準(zhǔn)圣誕門(mén)花環(huán)的中央。而且由于它是電池供電的，所以也可以在房子外的任何地方！

零件清單

對(duì)于此項(xiàng)目，您將需要：

Arduino。

我使用Nano的原因是它的體積很小，但是您幾乎可以使用任何與Arduino兼容的微控制器。

64個(gè)xred LED。

8 x 220歐姆電阻。

PIR運(yùn)動(dòng)傳感器。

許多Arduino入門(mén)套件都附帶了這些。我從亞馬遜以10美元的價(jià)格購(gòu)買(mǎi)了多包包裝。

一塊原型板。

這里使用的是9 x 7厘米，盡管可以使用任何大小的電池。

7-12v電池。出于經(jīng)濟(jì)原因，這里使用了一個(gè)簡(jiǎn)單的電池組，但是移動(dòng)銀行充電器可能持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。

各種短導(dǎo)線。

特百惠盒或類(lèi)似的防風(fēng)雨外殼。

確保將

圣誕花環(huán)。足夠大以容納所有組件了。

任何人都可以，只要確保外殼盒可以放入其中即可。

li》

焊接鐵和焊料。

雖然不是嚴(yán)格必要的，因?yàn)槟梢詫⒔M件直接焊接到Nano上，但我還發(fā)現(xiàn)了一塊小面包板在測(cè)試時(shí)非常有用。 Ahot膠槍還有助于將所有零件組裝在一起。

該項(xiàng)目需要大量的焊接，作為初學(xué)者，這似乎令人生畏。我個(gè)人還是焊接的初學(xué)者，發(fā)現(xiàn)它并不像看起來(lái)那樣具有挑戰(zhàn)性或耗時(shí)。如果您還不熟悉焊接，這里有一些很好的技巧可以幫助您。

如果您真的不熱衷于焊接，可以使用LED燈條或現(xiàn)成的項(xiàng)目來(lái)完成此項(xiàng)目。入門(mén)套件中可能包含的LED矩陣。如果您決定走那條路線，則必須進(jìn)行一些代碼調(diào)整。

設(shè)置Arduino

我們將從Arduino的電路圖以及將要連接的電線開(kāi)始

在矩陣內(nèi)部

現(xiàn)在制作我們的8 x 8 LED矩陣。首先創(chuàng)建矩陣的一行和一列是一個(gè)好主意，以確保它恰好位于原型板上的位置。

在上面的照片中，所有的LED均已放置，使得陽(yáng)極（較長(zhǎng)的正極腳）朝向原型板的頂部。這很重要，因?yàn)槲覀儗⑼ㄟ^(guò)將共同的陽(yáng)極連接在一起來(lái)創(chuàng)建共同的陽(yáng)極列，以及共同的陰極行（較短的負(fù)極）。立即解決此問(wèn)題將在以后省去頭痛！

我們將建立一個(gè)公共的行陰極矩陣，該圖顯示了它們?nèi)绾芜B接。

乍一看可能有些令人生畏，但這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的配置。在每一行中，所有陰極從右到左連接，然后連接到我們的Arduino引腳之一。之后，我們對(duì)陽(yáng)極的每一列都執(zhí)行相同的操作。這樣，根據(jù)我們加電的那一列以及接地的那一行，我們可以打開(kāi)陣列中的任何單個(gè)LED。

讓焊接開(kāi)始

開(kāi)始通過(guò)放置第一排LED。確保所有陽(yáng)極都朝向頂部，并將其翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)。我發(fā)現(xiàn)在每個(gè)角落添加另一個(gè)LED，并使用一根彈性繩將另一塊Protoboard固定在頂部有助于將所有東西固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

現(xiàn)在通過(guò)將每個(gè)LED的陰極（短）腳向左彎曲，使它們彼此重疊。從左側(cè)開(kāi)始向右操作最簡(jiǎn)單。如果您使用一塊較大的原型板，則可以先將它們焊接到板上，然后使用焊盤(pán)將它們連接在一起。注意不要將任何陰極連接到板上的任何其他線或陽(yáng)極上！

對(duì)所有八行重復(fù)此過(guò)程，完成后，您應(yīng)該會(huì)看到類(lèi)似以下內(nèi)容的東西：

跳躍陽(yáng)極！

陽(yáng)極的列是多一點(diǎn)點(diǎn)。在上圖中，陽(yáng)極每次穿過(guò)一排陰極時(shí)就會(huì)彎曲。這是因?yàn)樗鼈兏緹o(wú)法觸摸行。我們必須將陽(yáng)極彎曲到陰極行上方，并將它們彼此連接。您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)用筆彎曲腿有很大幫助。

對(duì)每一排陽(yáng)極執(zhí)行此操作，并在每個(gè)頂部連接一個(gè)電阻陽(yáng)極。您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)將電阻器放置在原型板的下一個(gè)孔中并使用焊料將其連接起來(lái)更為容易。您現(xiàn)在應(yīng)該有這樣的內(nèi)容：

恭喜！ LED矩陣已完成。在此階段，請(qǐng)徹底檢查焊接，以確保沒(méi)有間斷，并且所有列均未接觸到行。如果它看起來(lái)不漂亮，請(qǐng)不要擔(dān)心，我們只需要它起作用即可！您現(xiàn)在可以通過(guò)在列的任意一端附加5v，并在行的任意一端接地來(lái)分別檢查每個(gè)LED。

如上圖所示，將連接線連接到每一列和每一行，然后將其連接到您的Arduino。

讓我們開(kāi)始編碼

打開(kāi)Arduino IDE，選擇您的開(kāi)發(fā)板，然后港口。如果您不熟悉Arduino，請(qǐng)查閱此入門(mén)指南。

將此代碼輸入編輯器。如果您不熟悉它，則它是非常密集的代碼，但是可以在此處使用完整注釋的代碼來(lái)幫助理解它的工作原理。

const int row［8］ = {

2，3，4，5，6，7，8，9

};

const int col［8］ ={

10，11，12，14，15，16，17，18

};

int pirPin = 19;

int pirState = LOW;

int val = 0;

bool pirTrigger = false;

const int pirLockTime = 12000;

int pirCountdown = pirLockTime;

int pixels［8］［8］;

const int refreshSpeed = 500;

int countDown = refreshSpeed;

int currentCharIndex = 0;

typedef bool CHAR_MAP_NAME［8］［8］;

const CHAR_MAP_NAME blank = {

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

};

const CHAR_MAP_NAME threedownthreein = {

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 1 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

{0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0}，

};

const int noOfFrames = 5;

const CHAR_MAP_NAME *charMap［noOfFrames］ ={

&blank，

&threedownthreein，

&blank，

&blank，

&threedownthreein

};

void setup（）{

for （int i=0;i《8;i++）{

pinMode（row［i］， OUTPUT）;

pinMode（col［i］，OUTPUT）;

//motion sensor

pinMode（pirPin， INPUT）;

digitalWrite（col［i］， LOW）;

}

}

void screenSetup（）{

const CHAR_MAP_NAME *thisMap = charMap［currentCharIndex］;

for （int x = 0; x 《 8; x++）

{

for （int y = 0; y 《 8; y++） { bool on = （*thisMap）［x］［y］; if（on） { pixels［x］［y］ = HIGH; } else { pixels［x］［y］ = LOW; } } } currentCharIndex++; if（currentCharIndex》=noOfFrames）{

currentCharIndex = 0;

}

}

void refreshScreen（）{

for （int currentRow = 0; currentRow 《 8; currentRow++）{

digitalWrite（row［currentRow］， LOW）;

for （int currentCol = 0; currentCol 《 8; currentCol++）{

int thisPixel = pixels［currentRow］［currentCol］;

digitalWrite（col［currentCol］， thisPixel）;

if （thisPixel == HIGH） {

digitalWrite（col［currentCol］， LOW）;

}

}

digitalWrite（row［currentRow］， HIGH）;

}

}

void loop（）{

val = digitalRead（pirPin）;

if （val == HIGH）{

pirTrigger = true;

}

else if （val == LOW && pirCountdown 《=0） { pirTrigger=false; pirCountdown = pirLockTime; } if（pirTrigger==true && pirCountdown 》 0）

{

refreshScreen（）;

countDown--;

pirCountdown--;

if（countDown 《= 0）

{

countDown = refreshSpeed;

screenSetup（）;

}

}

}

要理解的重要部分是：

refreshSpeed 變量。此變量確定每個(gè)屏幕之間的時(shí)間刷新方式。數(shù)字越大意味著等待時(shí)間越長(zhǎng)。

常量 CHAR_MAP_NAME s。在此處放置要顯示的每個(gè)字符映射表（或框架，如果更容易想到它們的話）。

noOfFrames 變量。這決定了一個(gè)完整播放中顯示多少幀。請(qǐng)注意，它可以與字符映射表的數(shù)量不同。例如，如果要顯示“ A CAT”，則只需要定義四個(gè)不同的框架：空白， A ， C 和 T 。

現(xiàn)在，當(dāng)運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)時(shí)，LED屏幕應(yīng)使LED向下閃爍3次，并從左上角閃爍3次。如果顯示不正確，請(qǐng)?jiān)俅螜z查接線，以確保一切均在正確的位置！當(dāng)您添加自己的圖像或消息時(shí)，它可能會(huì)過(guò)早切斷或播放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。嘗試更改 pirLockTime 變量，直到它播放所需的時(shí)間。

將每幀添加到LED顯示屏的過(guò)程可能有點(diǎn)繁瑣，因此我們創(chuàng)建了此電子表格，以便為您的LED矩陣創(chuàng)建文本和圖像（創(chuàng)建Google表格的副本，以便您對(duì)其進(jìn)行編輯）變得更加容易。

使用電子表格，您可以將創(chuàng)建的內(nèi)容直接復(fù)制到代碼。

使它勇于挑戰(zhàn)

現(xiàn)在，我們有了一個(gè)有效的LED矩陣，我們需要一種方法來(lái)使其在冬天的天氣中生存下來(lái)。雖然此方法可能無(wú)法經(jīng)受熱帶風(fēng)暴或在游泳池中浸泡，但應(yīng)足以保護(hù)所有電子設(shè)備免受元件侵害。

我使用了直徑為15厘米的圓形特百惠盒子和6厘米深，因?yàn)樗耆m合我的組件。在蓋子上切一個(gè)比您的LED矩陣稍大的窗戶(hù)，并在上面貼上一層透明的塑料膜，確保沒(méi)有液體進(jìn)入的空間。用某些包裝堅(jiān)固的塑料效果最好，但這就是我的全部。您也可以為原型板安裝一些安裝座，盡管兩個(gè)工作都可以使用堅(jiān)固的防水膠帶輕松完成。

接下來(lái)，在Protoboard的下面做一個(gè)小孔然后小心緩慢地加寬窗口，直到您的PIR傳感器只能通過(guò)。您希望它盡可能貼合。

安裝PIR傳感器，并用膠帶或熱膠填充您可以看到的任何間隙。/p》

清理所有可能使包裝盒無(wú)法正常關(guān)閉的膠帶或膠水，然后將所有組件和電池一起添加到包裝盒中。在這里，使用了一個(gè)簡(jiǎn)單的AA電池組，直接插入Nano的VCC引腳。將幾小瓶軟木塞添加到外殼的外部，以幫助將模型懸掛在花環(huán)的中央。

然后我們完成了

一旦盒子被密封，將其與您的圣誕花環(huán)一起懸掛，并等待您的訪客對(duì)您低于20美元的高科技個(gè)人歡迎商品做出反應(yīng)！您甚至可以更進(jìn)一步，還可以為房子周?chē)钠渌胤絼?chuàng)建很棒的DIY裝飾！

在此項(xiàng)目中，我們建立了一個(gè)獨(dú)立的LED矩陣從零開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，即運(yùn)動(dòng)激活的系統(tǒng)，即使在最?lèi)毫拥奶鞖庀拢部梢栽谑彝馍妗Ｔ谄渌?xiàng)目的假期結(jié)束后，此構(gòu)建將很有用，并且可以使用相同的技術(shù)為其他項(xiàng)目創(chuàng)建便宜的防風(fēng)雨外殼。

責(zé)任編輯：wv