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(dòng)開(kāi)關(guān)，SPDT

熱縮管

在采購(gòu)零件時(shí)，購(gòu)買(mǎi)附加裝置是明智之舉。我總共有20個(gè)NeoPixels，其中一個(gè)從一開(kāi)始就被打破了，一個(gè)我毀了。 Candy Cane領(lǐng)帶非常便宜，我買(mǎi)了第二個(gè)，以防我破壞了第一個(gè)。

工具

熱膠槍

焊接車(chē)站

剪線鉗

小刀

萬(wàn)用表

電腦

打火機(jī)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(wèn)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(shí)，很難系上扎帶。因此，打結(jié)領(lǐng)帶，使其看起來(lái)很好，打結(jié)相當(dāng)牢固，不會(huì)解開(kāi)。然后小心地拉動(dòng)系帶的小端以打開(kāi)孔以使綁帶越過(guò)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(shí)候?qū)W過(guò)的那個(gè)，溫莎。使用哪個(gè)結(jié)無(wú)關(guān)緊要。

步驟2：打開(kāi)領(lǐng)帶背面

撕開(kāi)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?yàn)樗仨氃谧詈笾匦驴p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(gè)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(guò)在線上放置LED并將條紋織物放在上面來(lái)測(cè)試線條的中心度。根據(jù)需要進(jìn)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(diǎn)熱膠將NeoPixel放在中心線上。對(duì)于具有3個(gè)NeoPixels的部分，垂直對(duì)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(duì)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(wú)法工作。

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

第3步：將NeoPixels焊接到彼此

因?yàn)槲覜Q定將NeoPixels焊接在一起而不是使用導(dǎo)電線，NeoPixel焊盤(pán)上的孔對(duì)我們起作用。只需在焊盤(pán)上找到一個(gè)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?chē)幸粚颖”〉慕^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(gè)圓周。

步驟4：測(cè)試連接性

使用萬(wàn)用表測(cè)試連接性：

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

接地連接。使用接地墊執(zhí)行相同的測(cè)試。

每條數(shù)據(jù)線。從一個(gè)數(shù)據(jù)板到下一個(gè)，驗(yàn)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(gè)控制器的教程。稍后在這個(gè)講義中，我將重點(diǎn)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(zhǎng)度的電磁線用于電源，地面和數(shù)據(jù)。將它們穿過(guò)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(pán)。將它們焊接下來(lái)，確保焊盤(pán)上現(xiàn)有的導(dǎo)線仍能保持良好的連接性。

接下來(lái)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(pán)，將地線連接到任何接地焊盤(pán)，并將數(shù)據(jù)線連接到A0以外的任何I/O焊盤(pán)。我編寫(xiě)的代碼使用A3。

測(cè)試連接性。

步驟2：固定CPX

使用線程和針，選擇任意四個(gè)等距墊并將它們縫到領(lǐng)帶核心上。

步驟5：為CPX供電

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

步驟1：切斷開(kāi)關(guān)上的第3個(gè)引腳

不需要其中一個(gè)非中心引腳。切斷它與開(kāi)關(guān)的主體齊平。

步驟2：將開(kāi)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(dòng)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(huì)相互接觸或焊料接觸金屬體。

確認(rèn)沒(méi)有使用萬(wàn)用表連接。將管道滑過(guò)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(yàn)證電池是否工作

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

步驟4：安裝電池

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

步驟6：設(shè)置電路游樂(lè)場(chǎng)快車(chē)

我不會(huì)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(wèn)題的提示。

CPX凍結(jié)

可能由于運(yùn)行時(shí)內(nèi)存問(wèn)題，CPX會(huì)經(jīng)常凍結(jié)。快速解決方法是擦除并重新閃爍。在這些說(shuō)明中搜索“Old Way”。基本上，它是按下幾個(gè)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(duì)CPX的更改可能導(dǎo)致問(wèn)題

我發(fā)現(xiàn)有時(shí)在將文件保存到CPX后，python運(yùn)行時(shí)將處于錯(cuò)誤狀態(tài)。修復(fù)程序是通過(guò)按重置按鈕重新啟動(dòng)python運(yùn)行時(shí)。只按一次。按兩次將開(kāi)始重新刷新過(guò)程。

直接保存到CPX上是危險(xiǎn)的

由于CPX必須重新閃存的可能性，因此存在松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)他們所有的代碼。丟失了兩次代碼之后，我想出了一個(gè)簡(jiǎn)單的工作流程。我會(huì)將我的代碼保存到本地硬盤(pán)。當(dāng)它準(zhǔn)備在CPX上進(jìn)行測(cè)試時(shí)，我只需通過(guò)運(yùn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的部署腳本來(lái)復(fù)制它。

第7步：編寫(xiě)Circuit Playground Express

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

代碼可以在我的github帳戶(hù)中找到。核心python代碼應(yīng)該無(wú)需對(duì)所有操作系統(tǒng)進(jìn)行任何更改即可運(yùn)行。不要安裝外部Adafruit CircuitPython庫(kù)。它們未被使用。

以下是代碼中發(fā)生的事情的高級(jí)摘要。

什么輸入有什么用？

按鈕A：循環(huán)播放LED動(dòng)畫(huà)

按鈕B：循環(huán)播放歌曲

電容式觸摸板A1：更改LED動(dòng)畫(huà)的顏色

電容式觸摸板A6：更改LED動(dòng)畫(huà)的速度

3動(dòng)畫(huà)存在但只有2個(gè)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(diǎn)亮NeoPixels。但是，我想要更多動(dòng)畫(huà)。由于運(yùn)行時(shí)內(nèi)存限制，我不得不選擇我想要的動(dòng)畫(huà)。所以默認(rèn)情況下，另外兩個(gè)，Stairs和Twinkle，無(wú)需更改代碼即可運(yùn)行。要運(yùn)行VU表動(dòng)畫(huà)，必須注釋掉其中一個(gè)或兩個(gè)動(dòng)畫(huà)并取消注釋VU表。

音樂(lè)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(lè)。 CPX支持WAV和音調(diào)。在文件大小和運(yùn)行時(shí)內(nèi)存方面，WAV文件太大了。使用python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)保持音調(diào)及其持續(xù)時(shí)間也被證明使用了太多的運(yùn)行時(shí)內(nèi)存。因此，我修改了Holi-Tie代碼以讀取壓縮的二進(jìn)制文件，該文件僅包含壓縮二進(jìn)制格式的必要歌曲數(shù)據(jù)。我寫(xiě)了一個(gè)腳本，它讀取一個(gè)python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的歌曲并將其寫(xiě)成二進(jìn)制格式。將歌曲編碼為文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)使得歌曲既小又動(dòng)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(qǐng)參閱歌曲中的README.md。

按鈕A動(dòng)畫(huà)NeoPixels，B播放音樂(lè)，但不同時(shí)

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(lè)管理系統(tǒng)，我也無(wú)法在運(yùn)行時(shí)內(nèi)存2動(dòng)畫(huà)，同時(shí)播放其中1個(gè)動(dòng)畫(huà)并同時(shí)播放所有歌曲。因?yàn)槲乙呀?jīng)選擇不在運(yùn)行時(shí)內(nèi)存中使用VU表，所以我不想將動(dòng)畫(huà)的數(shù)量減少到只有1.所以我編寫(xiě)了代碼，以便動(dòng)畫(huà)播放或播放音樂(lè)但不是都。另一種選擇是減少NeoPixels的數(shù)量，但這會(huì)消除一些動(dòng)畫(huà)的酷感。

Python Code Funkiness

雖然我是一名經(jīng)驗(yàn)豐富的軟件開(kāi)發(fā)人員，但我從未編寫(xiě)過(guò)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(shí)踐后，我很快發(fā)現(xiàn)我使用了太多的運(yùn)行時(shí)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(jìn)一步減少運(yùn)行時(shí)內(nèi)存問(wèn)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(xiàng)目早期，我遵循了Adafruit的建議，并將所有Adafruit CircuitPython庫(kù)存儲(chǔ)在flash上。然而，這為我的項(xiàng)目留下了很小的空間。為了能夠?qū)⑽业拇a放到CPX上，我開(kāi)始編譯模塊并將它們放到MCU上。事實(shí)證明，Holi-Tie不需要任何外部庫(kù)。 UF2中的現(xiàn)有庫(kù)足以滿(mǎn)足此項(xiàng)目的需要。運(yùn)行* .mpy文件更有效，所以我保留了部署已編譯模塊的過(guò)程。

如上面的編譯腳本所示，我正在使用Windows機(jī)器，但使用Unix實(shí)用程序，如bash和python3。我用Cygwin來(lái)完成這個(gè)。這個(gè)腳本可以很容易地轉(zhuǎn)換為DOS批處理和Windows本機(jī)Python3實(shí)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(wèn)CPX。更換電池或更改代碼時(shí)需要它。