电容式触摸独角兽号角的制作教程

简介

传说同意独角兽角具有神奇的治愈和净化特性。独角兽很自然地做到这一点-角碰到池塘里的稀水或伤口溃烂后，角的魔力就开始发挥作用。自然有多酷？

对于角色扮演独角兽来说，调用号角的魔力并不那么直观。这种号角通过另一种魔术解决了这个问题：电容式触摸。

用美丽的铜线装饰号角，让净化过程从简单的触摸开始。喇叭一直在闪烁着变色的彩虹，当有人触摸铜脉时，彩虹会消失，喇叭的尖端会发出明亮的白色，净化附近的所有东西。像魔术一样！

所需的零件

1 x Gemma M0

Gemma M0微控制器

缺货

1 x Neopixel环

12 Neopixel环

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1 x 电池

LiPoly 350mah电池

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1 x 电池充电器

USB充电器

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1 x JST连接器

电池充电器连接器

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1 x 白色LED

漫射白色3mm LED

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也需要

1 x51Ω电阻器（或类似电阻）

铜箔胶带以您想要的宽度

热缩管

您还需要一个独角兽号角-您可以3d打印一个或用worbla，树脂或任何其他半透明材料制成自己的号角。 Marlinspike Auger贝壳也可以做成独角兽角。

本指南包括一个可打印的独角兽号角文件以及一个可打印的安装板，因此您可以卸下号角以打开/关闭它并给电池充电。

工具

3d打印机（可选）

烙铁及配件

美工刀

用于安装的针和线

接线图

该项目无法与“经典” Gemma配合使用，因为我们使用了Gemma M0内置的电容式触摸！/span》

接线

宝石3V新像素环5V

宝石A0新像素环IN

宝石G新像素环GLED G（阴极）

Gemma A251欧姆电阻LED +（阳极）

Gemma A1铜带

电池充电器

要添加充电功能，请拼接第二个JST连接器与电池的电线成一直线，然后插入USB充电器。

为什么将NeoPixels焊接到3V焊盘而不是Vout焊盘？

Gemma M0的Vout焊盘可以从电池直接给我们提供3.7V的电压，从USB提供5V的电压，而NeoPixels最亮在这些较高的电压下。 但是，我们已经设计了此项目以始终插上电池，即使在关闭Gemma的情况下，连接到Vout垫的任何东西也会慢慢耗尽电池。接线到3V将解决此问题！

由于我们只有12个像素，因此3V引脚将为我们提供足够的电源。如果您要为整个设备供电，请不要使用此技巧。 NeoPixels！ Gemma的3V稳压器不能很好地处理较大的子线。

软件

一个好主意是立即将所有软件都安装好并加载到板上，以使以后的连接测试更加容易。

要运行代码，您需要：

Arduino IDE（1.8或更高版本）

Adafruit Board对Gemma M0的支持

Arduino库：FastLED，Adafruit_FreeTouch，Adafruit_NeoPixel

1。 Arduino IDE

如果您未使用最新版本的Arduino IDE（1.8.5或更高版本），那么这是升级的好时机。如果这是您第一次使用Arduino，请转至本指南进行安装。它是免费的，而且设置起来非常简单。

2。开发板支持

您需要告诉Arduino IDE您正在使用哪个开发板。这只需要几分钟的设置，而您只需要做一次。

这里是设置Gemma M0的分步教程

3。库

可以使用Arduino库管理器安装所有三个库-使用Sketch→Include Library→Manage Libraries…并搜索库的全部或部分名称，然后单击“安装”。

查找：

FastLED

Adafruit_FreeTouch

Adafruit_NeoPixel

Adafruit_NeoPixel对于此项目不是绝对必需的，但是如果您遇到FastLED的问题，则可以方便地进行安装。使用Adafruit_NeoPixel，对基础知识进行故障排除会变得容易一些。

上传代码

使用USB电缆将微控制器插入计算机。在Arduino IDE中，转到工具》板，然后选择板的名称。然后转到工具》端口，并在那里也选择板。 （如果未在此处显示，请确保您的微控制器已通过USB插入计算机）

下载：Project Zip 或 UnicornHorn_CapacitiveTouch.ino | 在Github上查看

复制代码

#include “Adafruit_FreeTouch.h”

#include “FastLED.h”

#define CAPTOUCH_PIN A1

#define NEOPIXEL_PIN 1

#define LED_PIN 0

#define NUM_LEDS 12

#define LED_TYPE WS2812

#define COLOR_ORDER GRB

CRGB leds［NUM_LEDS］;

int BRIGHTNESS=150;

int touch = 500; // Change this variable to something between your capacitive touch serial readouts for on and off

long oldState = 0;

int gHue=0;

Adafruit_FreeTouch qt_1 = Adafruit_FreeTouch（CAPTOUCH_PIN， OVERSAMPLE_4， RESISTOR_50K， FREQ_MODE_NONE）;

//Adafruit_FreeTouch qt_2 = Adafruit_FreeTouch（A2， OVERSAMPLE_4， RESISTOR_50K， FREQ_MODE_NONE）;

void setup（） {

Serial.begin（115200）;

if （！ qt_1.begin（））

Serial.println（“Failed to begin qt on pin A1”）;

pinMode（LED_PIN， OUTPUT）; //initialize the LED pin

FastLED.addLeds（leds， NUM_LEDS）; // Set up neopixels with FastLED

FastLED.setBrightness（BRIGHTNESS）;

FastLED.setMaxPowerInVoltsAndMilliamps（3，350）; //Constrain FastLED‘s power usage

}

void loop（） {

Serial.print（qt_1.measure（））;

Serial.write（’ ‘）;

checkpress（）;

delay（20）;

}

void checkpress（） {

// Get current button state.

long newState = qt_1.measure（）;

Serial.println（qt_1.measure（））;

if （newState 》 touch && oldState 《 touch） {

// Short delay to debounce button.

delay（20）;

// Check if button is still low after debounce.

long newState = qt_1.measure（）; }

if （newState 》 touch ） {

dark（）;

digitalWrite（LED_PIN， HIGH）;

delay（20）;

}

else {

rainbow（）;

digitalWrite（LED_PIN， LOW）;

delay（20）;

}

// Set the last button state to the old state.

oldState = newState;

// do some periodic updates

EVERY_N_MILLISECONDS（ 20 ） { gHue++; } // slowly cycle the “base color” through the rainbow

}

void rainbow（）

{

// FastLED’s built-in rainbow generator

fill_rainbow（ leds， NUM_LEDS， gHue， 7）;

FastLED.show（）;

delay（20）;

}

void dark（）

{

for（int i = 0; i 《 NUM_LEDS; i++） {

leds［i］ = CRGB：：Black;

FastLED.show（）;

delay（20）;

}

}

#include “Adafruit_FreeTouch.h”

#include “FastLED.h”

#define CAPTOUCH_PIN A1

#define NEOPIXEL_PIN 1

#define LED_PIN 0

#define NUM_LEDS 12

#define LED_TYPE WS2812

#define COLOR_ORDER GRB

CRGB leds［NUM_LEDS］;

int BRIGHTNESS=150;

int touch = 500; // Change this variable to something between your capacitive touch serial readouts for on and off

long oldState = 0;

int gHue=0;

Adafruit_FreeTouch qt_1 = Adafruit_FreeTouch（CAPTOUCH_PIN， OVERSAMPLE_4， RESISTOR_50K， FREQ_MODE_NONE）;

//Adafruit_FreeTouch qt_2 = Adafruit_FreeTouch（A2， OVERSAMPLE_4， RESISTOR_50K， FREQ_MODE_NONE）;

void setup（） {

Serial.begin（115200）;

if （！ qt_1.begin（））

Serial.println（“Failed to begin qt on pin A1”）;

pinMode（LED_PIN， OUTPUT）; //initialize the LED pin

FastLED.addLeds（leds， NUM_LEDS）; // Set up neopixels with FastLED

FastLED.setBrightness（BRIGHTNESS）;

FastLED.setMaxPowerInVoltsAndMilliamps（3，350）; //Constrain FastLED‘s power usage

}

void loop（） {

Serial.print（qt_1.measure（））;

Serial.write（’ ‘）;

checkpress（）;

delay（20）;

}

void checkpress（） {

// Get current button state.

long newState = qt_1.measure（）;

Serial.println（qt_1.measure（））;

if （newState 》 touch && oldState 《 touch） {

// Short delay to debounce button.

delay（20）;

// Check if button is still low after debounce.

long newState = qt_1.measure（）; }

if （newState 》 touch ） {

dark（）;

digitalWrite（LED_PIN， HIGH）;

delay（20）;

}

else {

rainbow（）;

digitalWrite（LED_PIN， LOW）;

delay（20）;

}

// Set the last button state to the old state.

oldState = newState;

// do some periodic updates

EVERY_N_MILLISECONDS（ 20 ） { gHue++; } // slowly cycle the “base color” through the rainbow

}

void rainbow（）

{

// FastLED’s built-in rainbow generator

fill_rainbow（ leds， NUM_LEDS， gHue， 7）;

FastLED.show（）;

delay（20）;

}

void dark（）

{

for（int i = 0; i 《 NUM_LEDS; i++） {

leds［i］ = CRGB：：Black;

FastLED.show（）;

delay（20）;

}

}

3d打印喇叭

我根据Noe Ruiz的精彩教程在Fusion360中创建了此设计。我正在使用双挤出机Sigma BCN3D进行打印：

修改

在视频之后，会创建一个喇叭，喇叭的尺寸太小而无法容纳新像素环。首先确定草图的宽度为42毫米，而不是38毫米，以确保它适合。

我还在USB充电器底座附近添加了一个4mm x 13mm的孔，并在底部添加了用于

由于开/关开关位于Gemma上，而且可能难以触及，因此我创建了一个滑入式安装板，可以将其缝制到头饰或头巾。这样，可以轻松卸下喇叭，以进行充电或打开和关闭。

horn.stl

spiral.stl

Platform.stl

对于非双挤出机打印机，这是一个角和螺旋线合并在一起的.stl文件。

horn_with_spiral.stl

此号角使用双挤出机印刷了两个色善良。我在黑暗中发光的ABS中打印了号角，在紫色ABS中将螺旋打印了，变热时变成了粉红色。魔术！

要打印独角兽号角，3D打印机必须能够打印至少150mm高的高度，并且号角的底部大约为42x48mm，这应该适合大多数床。

p》

切片器设置

下载并将以下.fff文件导入到Simplify3D中。这些设置适用于具有3mm ABS的双挤出机。喇叭将在左侧挤出机上打印，螺旋线在右侧打印。

角轮廓：DualExtruder3mmABS.fff

平台轮廓：Platform_Settings.fff

Horn打印设置

0％填充

不需要支撑

没有木筏

裙子/边缘很有帮助

平台打印设置

20％填充

使用短裙

用木筏

裙子/帽檐会有所帮助

电子组装

剪一条红色和黑色的线，比喇叭的长度稍长。

获取纽扣电池并测试您的LED。确保您知道哪个是阳极腿（电源），哪个是阴极（地）。

99％的时间中，更长的腿是阳极，但偶尔会出现“ trickster” LED两条相同大小的腿滑过。

将电阻器的一只脚缠绕到LED的阳极引脚，并将其焊接到位。将红色导线焊接到另一个电阻器支脚，然后将黑色导线焊接到LED的阴极支脚。

再次用纽扣电池测试以确保LED是还在工作。如果一切看起来不错，请在连接上涂抹一些热收缩物以覆盖它们，并确保它们不会短路。

抓住您的neopixel戒指。将红色导线焊接至5V，将黑色导线焊接至G，将白色导线焊接至IN。

注意：最简单的方法是将导线从Neopixel一侧滑入，然后在焊点的背面进行焊接

将导线拉到环的内部，并修剪到大约2英寸。

将来自Neopixel环的黑线与来自LED和焊料的黑线绞在一起都插入到Gemma M0的G引脚上。

将红色像素线从neopixel环焊接到Gemma的3V引脚，然后将白线焊接到引脚D1。/p》

最后，焊接剩余的红色线从LED到Gemma上的D0引脚。

将电池插入Gemma并成为确保已打开。如果您还没有这样做，请上传代码。测试以确保您的新像素点亮。

用手指触摸板A1。新像素应该熄灭，LED应当点亮。是的！

如果触摸板过于敏感或似乎什么也没做，则可能需要校准码。我们将在下一部分中进行介绍。

电池充电器

一次切割和焊接一根电线！不要一次切穿两者。如果处理不当，LiPoly电池会着火！

将JST连接器修剪到大约2英寸。小心地将将红色导线连接到LiPoly电池上，将其热缩并从JST连接器上插入红色导线。

用黑色导线重复操作。现在您已将两个插头连接到电池：一个用于Gemma，一个用于充电器。

最终大会

切一段比您需要更长的铜带。修剪使其成形并绕喇叭形缠绕。我发现将其缠绕在螺旋上方是最好的方法-这样，当我戴上喇叭时，不用看就可以用手指轻松找到它。

用钝器压紧并压平铜带的工具。它不想整齐地旋转，所以花一些时间使其看起来不错。在尖端使用一小滴强力胶，以确保它不会被卡住。

在磁带末端留一条长尾巴，以连接到您的Gemma。

在喇叭的顶端滴一些强力胶，然后滑动LED使其保持不动。

滑动电池，然后neopixel响到号角。将充电器放置在适当的位置，使JST连接器朝下，朝向喇叭的底部。

然后，将铜带粘贴到Gemma的A1垫上。您可以通过以下方式进行操作：将胶带滑过孔并进行焊接，或者，如果太麻烦，则将一根短线焊接到焊盘和胶带上以进行连接。

用一点热胶固定充电器。

将Gemma塞入喇叭的底部，注意使电容式触摸板尽可能远离任何其他电子设备。

在这一点上，我的号角已经乱成一团。电容式触摸要么太灵敏，要么不够灵敏。或者，Gemma上的所有其他垫板都会将其关闭，但垫板A1却什么也没做。

我花了很多时间来校准软件，测试，屏蔽和重新配置铜带。此处的校准非常棘手。拔下USB电缆后，喇叭的反应完全不同-没有USB端口的接地，铜带的灵敏度就会变差。

别放弃！请查阅本指南中的校准页面以获取一些提示。

到制作一个头带，从额头到颈项测量一下头围，然后切一块硬质织物或乙烯基材料，使其大小大致与之相同。

缝一个漂亮的闪亮织物

将3d打印平台缝在头带的中心使用安装孔。

用珠宝，花朵，贝壳，珠子或其他任何喜欢的装饰装饰头带。

校准

组装完所有部件后，您可能会发现号角过于敏感：几英寸之内即可到达，并且LED尖端亮起。否则可能不够灵敏，没有任何接触会使喇叭的尖端发光。幸运的是，这很容易在代码中进行调整。

将Gemma插入计算机，并确保已在“工具”》“端口”》“ Adafruit Gemma M0”下选择了它。

打开串行监视器并移动您的双手远离Gemma。您应该看到数字滚动。这是您的基准编号，请写下来。

现在触摸铜带。这是您的有效号码。也要写下来。

在代码中找到以下行：

下载：文件

复制代码

int touch = 500; // Change this variable to something between your capacitive touch serial readouts for on and off int touch = 500; // Change this variable to something between your capacitive touch serial readouts for on and off

“ touch”变量用于设置灵敏度。将数字更改为基线数和活动数之间的中点附近的值。再次上传代码，然后进行测试以查看其性能是否更好。

添加铜带会极大地更改活动编号。添加的胶带越多，变化越大，因此在喇叭完全组装好以达到最佳效果时重新校准。

灵敏度在不同情况下也会发生变化。如果将Gemma插入计算机，则结果与未插入计算机时会有所不同。由于未插入Gemma时无法获得读数，因此需要进行一些尝试和错误操作才能正确校准喇叭。

如果灵敏度在您的头上，而不是在头上，在头饰上或不在头饰上，灵敏度也会发生变化。或者，如果风在吹。可能有点令人沮丧！因此，请确保您要在喇叭的最终位置（在您的头上）进行测试。

如果其他所有方法都失败了，请接地。深呼吸三下，扭动脚趾，然后将脉轮连接到通用地面。电力贯穿我们所有人，沮丧会改变您的结果。

然后呼吸，像您一样神奇的闪闪发光的独角兽来腾跃。

责任编辑：wv