熔岩特效灯(Part2)

在第一部分，我设法将 LED 阵列串联起来，垂直排列到网格上，并连接到我的 mac ，播放sketch。将它缠绕在中间的 PVC 圆筒上，将花瓶倒扣在木板上。

我决定根据 PVC 管的长度均匀排布，以确保将 LED 灯带放在正确的位置。我用 3M 双面胶将它们粘在圆筒上。没有采用热熔胶，是因为 LED 升温可能会导致热熔胶脱落。

给电源和数据线开一个口，从花瓶边缘下方穿过。


如图，这是一个很好的位置。我可以对 sketch 进行原型设计，排列点阵并最终安装到正确的方向。下一步就是要测试漫反射材料。

在第二部分中，我将主要讨论该项目的物理结构。

漫反射层

漫反射层主要是为了将一组 LED 发出的光线通过漫反射原理进行混合，让它从外面看起来更加均有。最简单省事的方法是用一张纸。


它确实可以隐藏了每个 LED ，但却不实用。最后，我选择两种不同的磨砂丙烯酸材料去测试。

使用第一种材料，顶排的 LED 灯的清晰度效果一般。放两张效果也一般。第二种材料就好多了，放两张的话，效果非常好。任何图案都能很好地有效混合在一起，色彩渐变的效果非常的自然。

在黑暗中进行测试，发射出非常好的，柔和的光影，很像篝火的效果。

在 GIF 图中，火焰底部白色的部分肉眼看十分的漂亮。

成品化

项目逐渐形成的过程中，我开始考虑一些事情。
1、底座的样子。
2、平台的选择。

我希望灯能够放在房子里的任意一个角落，而不是一直通过 USB 连接电脑。这意味着我需要选择小型的独立的计算平台与我的设计相匹配，需要能运行 Fadecandy 服务器并运算为LED供电的 Processing sketch。

现在，选择了 Fadecandy 开发板来控制灯光，平台的选择也很合理 （OSX，Windows，Raspberry Pi和Linux），不包括 Arduino 。实际上，选择 Fadecandy 开发板的原因之一是大多数 Arduino 开发板不能进行串行计算。因此这个小型平台只能是树莓派了。它支持 Python ，所以我可以进行更复杂的编程。

在第一部分中：1500 NeoPixel LED Curtain with Raspberry Pi and Fadecand ，可以看出：
“Python 和 C 在树莓派上都表现相当不错。专业程序员用它能够构建一个独立的系统，而不依赖于网络主机来驱动画面。”

这也是我现在要做的事情，做一个完全独立的灯，修改原型，在前面添加一个按钮，可能还需要一个旋转的按钮来调整当前播放模式中的参数等……
现在开始着手解决这个问题。

树莓派3B+，一个完整的四核 Linux 计算机。打开它，并将它插入到显示器，使用鼠标和键盘，将操作系统 Raspbian 安装到一张 SD 卡上。

经过几个晚上的奋斗后，现在树莓派已经可以完全独立运行我的熔岩灯原型。

如图，你还可以在此处看到按钮和连接到 GPIO 引脚的绿色状态 LED 。

在第三个部分的文章中，我会介绍软件方面。

款式选择

我想保持材料本身的质感。如图，灯罩白色网格。这款比较容易散热，看起来比较整洁。

此外，材料底部有可以固定的地方，双面看起来也很漂亮。底座的尺寸必需确保树莓派能够平放，并且它给了额外的空间去放置 USB 和电源连接。

我计划只用树莓派来运行。通过 wifi 连接，不考虑以太网。电源可以用USB-A 或两个接口，同时可以连接 Fadecandy 开发板和一个麦克风。

开始构建

我用了一个金属网罩和一块木头给树莓派制作一个完美的底座，并且木制底座跟花瓶也比较搭。

只露出一些接地的线头。

非常的适合，效果不错哦！
把树莓派安装在支架上，这个支架还给电线和Fadecandy开发板留出空间。

此后，还要处理按钮和灯光，这一块我将在软件部分详细介绍。我需要一个按钮来切换正在运行的 sketch ，另一个按钮启动或关闭树莓派。树莓派是一个完整的 Linux 计算机，如果它们突然掉电，Linux 文件系统可能会被破坏，所以你不能任意的拔插头。你必须确保万无一失的情况下关闭它。

我还想要一个状态指示灯，这样可以一目了然地知道指示灯是否打开，或者是否能够安全的关闭等等。所有这些按钮和指示灯都连接到树莓派上的 GPIO 引脚，但需要接线并预留位置。


切割和打磨底盘，切割按钮孔也非常容易。前面的按钮用于切换 sketch ，后面的按钮用于启动和关闭。

在木盘顶部切了一个凹槽，让花瓶嵌入进去，而不会滑落。


将 PVC 圆筒安装到木板的上。

在网子中钻孔，方便安装螺丝。

PVC 管安装成功。

整理线头。在木头上钻一个洞，然后将LED的电源和数据线连接到树莓派和Fadecandy开发板。

清理干净。

整齐的收纳在一起。

我花了很多时间让 Fadecandy 开发板安装在树莓派下面并隐藏起来。树莓派会产生许多热量，因此我买了两个小的散热片放在主 CPU 芯片组上。

在制作 sketch 时，我找到一个小型 USB 麦克风，即插即用。这意味着使用名为 Minim 的 Processing 库，我可以通过监控环境中的声音来改变篝火草图中的粒子颜色。我打算启用这个功能，在软件部分会涉及到这一块。

我只需要麦克风和 USB 的接口。
把它拆开后，我发现它有一个小的逻辑板，我用热熔胶将它放在树莓派下面的 Fadecandy 开发板旁边。如图所示。

紧贴瓶壁的 LED 。

整体效果

有时候也会因为故障需要拆卸，也说不好是哪里出了错。我想简单地将上层与下层断开和再连接的方式组装，方便拆卸。我决定使用 XT-60 连接器，因为它们都很可靠，非常给力。

XT-60 很实用！
如图，你还可以看到我添加电容器到输入电源的连接，以防止 LED 烧坏。

通电后。你可以通过网格看到绿色状态的 LED 灯和树莓派的灯。

剩下的部分打孔用螺丝固定，以确保顶部木制平台就位。这就是构建和安装。接下来的第三个部分主要是软件和添加新功能介绍。

我将详细介绍我在 Raspbian 设置期间所做的调整，以及关于按钮部分的 Python 编程。

详细内容请听下回分解。