利用树莓派和乒乓球制作一个假日彩灯

December 20, 2022

这个树莓派教程用于制作一个可编程的 LED 灯光显示器，非常适合各种技能水平的人。

我喜欢圣诞装饰品和灯饰，因此很长一段时间以来我一直想做一个可编程的 LED 项目。最近，我制作了一个由 LED 灯、乒乓球和树莓派 Zero 组成的灯阵列。这个项目相对简单并且具有教学价值，因此我认为它非常值得分享。

整个彩灯由我设计，但其中一些灵感也来自 YouTube。你可以在我的 Git 存储库中找到源代码和制作说明。

购物清单

树莓派 Zero
树莓派保护壳
5V 2A 的电源线
展架
255 个乒乓球
热熔胶枪和若干热熔胶棒
烙铁
焊锡丝
22 AWG 0.35mm 实芯线
10 米 WS2812(B) LED 灯带（每米 30 像素）
万用表
钢丝钳
剥线钳

设计树莓派的灯光效果

这个设计是根据我展框的大小决定的。我在全球速卖通买到了每米 30 像素的灯带，它可以轻松地切成 0.5 米的长度，每条有 15 个 LED 灯。乒乓球的直径是 40 毫米，所以我测量并隔开 40 毫米划了线，LED 灯条放在每隔 40 毫米的中间部分，这就产生了 17 条线。因此我的灯光阵列是 15×17。你可以根据实际情况来调整尺寸。

为了给灯带和树莓派供电，我在电路板底部设置了数据线和电源线。我的 LED 灯不需要很多电，所以我使用树莓派 Zero 的 5V 输出 GPIO 为它们供电。当我以 50% 的亮度运行时，这个亮度已经足以在白天和晚上透过我的窗户看到。

布线

我从电路板的底部以之字形开始布线，这使得焊接非常容易，因为每行的末尾不必返回到每行的开头。

我的线路大致像这样（为清楚起见，这里进行了简化，实际上它一共有 17 行）：

<---------------\
                |
/---------------/
|
\---------------< # 这里连接树莓派

使用树莓派制作显示屏

当设计和布线的工作完成后就可以开始制作显示屏了。

我在展板上测量并绘制了线路。我的灯带背面有胶带，所以我只需要取下背衬并将其贴在展板上。我检查了每个灯带的位置和数据线的方向，以确保灯带可以按照树莓派的指令正确串联起来。

连接好所有灯带后，我剪下三段长度相同的电线，并将每个灯带末端的电源线、数据线和接地线连接到其上方。

Connect each light strip at the end of each line.

在线路连接完成后，我检查了每条灯带之间的电源线和地线之间的连接，以确保其连通性。我还检查了是否存在错误的桥接，所以我验证了电源线和地线之间的连接。我还进行了一些测试以确保所有灯都正常点亮（链路测试参阅测试代码）。

完成上述工作后，我开始在乒乓球上剪洞，用剪刀刺入乒乓球的底部，然后剪一个小洞让 LED 灯穿进去。手工不太行，每个球都不太一样，但效果真的很好。我使用的每米 30 个像素的 LED 灯，所以每个 LED 之间有大约 30 毫米的空隙。一个乒乓球是 40 毫米宽，但我不打算开始单独焊接每一个 LED！我想，这是很重要的。首先，我并不擅长焊接（正如我的照片所显示的），而且无论如何，我想“好吧，它们是乒乓球。我可以把它们压在一起！”

我是这样做的：

在 LED 灯上滴上热熔胶，然后在 LED 上放了一个乒乓球并按住大约五秒钟，就粘好了一个乒乓球。粘贴下一个乒乓球时我只需要挤着上一个乒乓球，就能让所有乒乓球都变得整齐了。我对它的外观很满意。它还有一个很好的好处，就是掩盖了我糟糕的焊接工作；)

It’s a tight fit, but the 40mm ping pong balls fit in a 30mm space just fine.