可单独寻址LED呼啦圈的制作

材料清单：

透明管

如果您正在制作单个箍，则只需要3米（从NL）：De Hoepelwinkel

如果你打算制作大量的篮球，你可以批量购买：Omega（获得最大的一个：TYPP-3458-100 OD：3/4“，19mm; ID：5/8”，15.9mm）

管接头（按钮，铆钉，管接头件） ）

对于单箍：De Hoepelwinkel

对于许多箍：

连接件（连接件的外径（OD）必须与内部相同）管子的直径（ID）订购来自Fancy-tapes

铆钉（在当地的供应商店买到）

按钮（在当地的供应商店买到）

电池可充电镍氢AAA电池，8件。容量越大越好。 （例如：电池）

充电器 Ni-MH涓流充电最少4个电池，最多8个电池：充电器

LED灯条数字条，使每个LED可以单独控制。从Aliexpress订购，因为它便宜得多，到目前为止它们都很棒！获得5m 30 IP30选项。 （您不需要防水涂层，因为条带会在管中。此外，它会占用太多空间。此外，您不需要每米60个LED，因为您的电池耗电速度是原来的两倍。） ：这是WS2812B，但正如我所提到的，你也可以选择WS2813。

ATtiny85芯片》 ATtiny85

基础 ATtiny85芯片：基础（可选）

连接器：插头和插孔总线

滑动开关（例如此）

PCB 硬纸

电阻器 300 - 500Ω（我使用430Ω）

电容器 Elco100μF

电容器 100 nF

保险丝 5v 5A

焊线：我使用硬线（电线）用坚固的核心）来连接电池。这样可以更容易处理，使电池更加到位，并且更容易将整个物体推过管子。我使用柔性线（软芯线）连接PCB和插孔总线，因为插孔总线需要能够从管中出来并轻松地推回到管中。坚持使用红线表示5V，黑色或白表示GND，其他颜色表示数据。当你坚持惯例时，它就不那么容易混淆了。我使用3芯线进行LED线连接，因为它很容易并且将线保持在一起。这是可选的。

收缩套管：尽可能放热缩。获得各种热缩是很方便的。

工具清单：

烙铁

锡焊锡

第三（可选但非常有用）

万用表

钻头

Dremel（带铣头，锯片和打磨头）

铆钉钳子

Arduino Uno（和连接电缆）

Arduino IDE（安装在您的计算机上）

电容10μF（使用Arduino上传时需要这个）代码到ATtiny85）

跳线

面包板

电池座4个（可选）

电池充电器（可选）

第1步：入门

在这个项目中，挑战是获得所有呼啦圈管中的电子元件直径只有16mm！我们需要将电池放入，芯片中控制LED，LED灯条，其他一些电子部件以及能够在电池耗尽时给电池充电的东西。我使用Fritzing来可视化整个设置。我觉得把它作为一个参考点很有用，特别是当你到处都有很多电线时，它很容易落在图像上。

让我们以较小的步骤分解项目。这里的每个项目都在下面作为单独的步骤进行了更详细的解释。

首先，您可以使用控制LED灯条的代码。只需将代码上传到Arduino并连接一块LED灯条即可。您可以通过编辑代码来更改灯光模式。如果您喜欢这些模式，可以将代码传输到AtTiny芯片。

然后你要制作PCB。焊接芯片，电容器，电阻器，保险丝和一长条伺服电线。确保测试你的PCB！

接下来我们要制作呼啦圈。将管切割成所需长度，并为开关切出一个孔。

现在我们要焊接电池。布置箍，将8个电池均匀地放在箍上，以便分散砝码。现在您知道所需电线的长度，您可以将电池焊接在一起。

将所有东西放入管中。将电池和LED灯条连接到PCB。将电池粘贴到LED灯条上以保持一切就位，并将所有东西拉过环。

充电器。您正在使用插孔连接为呼拉圈中的电池充电。将插头焊接到充电器上。将千斤顶总线焊接到电池上。

关闭呼啦圈。通过焊接导线并将开关推入为开关创建的孔中来添加开关。然后将连接件放在呼啦圈中。在一侧放入一个铆钉，另一侧放入一个按钮。

可选：握把。你可以在呼啦圈的内侧添加一些像gaffer tape这样的东西来创造一些额外的抓地力。

就是这样！你有呼啦圈了！

第2步：LED灯条+代码

LED灯条

如上所述，我想要一个可单独寻址的 LED呼啦圈，我需要一个可单独寻址的LED灯条。这是一个WS2812或WS2813 LED灯条。 Adafruit称这些类型的LED条 neopixels 。这些类型的LED灯带以5伏特运行。 WS2813是WS2812 LED灯条的较新版本。不同之处在于，如果LED在WS2813条带中断，则其余的条带仍然可以工作。使用WS2812条带时，如果LED中断LED，则后面的所有LED将不再工作。 WS2812每侧有3个连接（5v，GND，数据输入或数据输出），而WS2813有一个额外的连接，可确保数据信号仍然传递到下一个像素。

（注意：另一种主要类型的LED灯条是SMD 5050，通常在12V上运行。但是，对于这种类型的LED灯条，条带中的所有LED都会同时发出相同的颜色。所以它完全是ON时所有LED都处于某种颜色或完全关闭。）

LED控制器

我希望能够自己创建和定义呼啦圈的LED模式。这意味着我将编写代码并将代码放在芯片上，我将焊接到PCB上。但是，如果您想跳过几个步骤，您还可以决定在线订购控制器。它配有一个遥控器，可在预先编程的LED模式之间进行切换。您甚至可以调整速度和亮度，或者只需将整个环设置为一种颜色。幸运的是，这个控制器适合我们的呼啦圈管！如果你想要这个选项，你可以跳到第4步。

在我的情况下，我们需要一个可编程控制器告诉LED做什么。最简单的方法是使用Arduino。不幸的是，Arduino不适合我们的呼啦圈管（甚至Arduino Nano），因此我们将使用ATtiny85芯片。但是现在我们将使用Arduino Uno来测试我们的代码，因为上传新的更改和调试更容易。

将代码上传到Arduino Uno并在LED灯条上进行测试。

（我添加了这些步骤的截屏视频。）

在Arduino IDE中打开hulahoop.ino文件。

下载Adafruit Neopixel库

在Arduino IDE中从Sketch - 》 Include Library - 》 Add .ZIP库导入库，然后选择下载的解压缩Adafruit库。

编译草图

连接Arduino Uno并根据图像连接LED灯条。

上传草图

工具 - 》板 - 》 Arduino/Genuino Uno

工具 - 》端口 - 》端口（Arduino/Genuino Uno）

工具 - 》程序员 - 》 AVRISP mkll（默认）

点击上传

检查您是否喜欢灯光模式。如果没有，请修改代码。在此设置中检查您的模式。当您在ATtiny芯片上传代码时，比更改模式更容易。但请注意，有时代码可能在Arduino上运行而不在ATtiny上运行，例如因为它的内存较少。因此，如果没有在芯片上进行测试，请确保不要进行太多更改。

将代码传输到ATtiny85芯片

（我也添加了这些步骤的截屏视频。）

打开示例草图“ArduinoISP”并上传到Arduino Uno。（注意：如果您已经将Arduino连接到ATtiny，那么在上传此草图时请务必取出RESET和GND之间的电容。）

将ATtiny85连接到您的Arduino Uno，如图所示。必须在Arduino Uno的RESET和GND之间放置一个10μF电容，同时使用Arduino将代码上传到ATtiny芯片。注意，左侧顶部的芯片上有一个小圆形凹痕。用它来制作确保你以正确的方式放置它。

在Arduino IDE中添加ATtiny作为电路板（如果已经安装了ATtiny，请跳过此步骤）：

在Arduino软件中打开首选项对话框。

在对话框底部附近找到“其他主板管理器URL”字段。

将以下URL粘贴到该字段中（使用一个逗号分开它来自你已添加的任何网址：https：//raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json

点击确定按钮保存更新的首选项。

在“工具》板”菜单中打开板卡管理器。

键入‘attiny’并单击安装。

将hulahoop.ino草图上传到ATTiny85。

将草图中的PIN码更改为PWM ATtiny引脚，例如0.（PWM表示脉冲宽度调制，这意味着此引脚可以发送带有编码信息的数字信号。发送的数据信号该引脚保存一条消息，即条带中每个像素的R，G，B的数量。并非所有引脚都是PWM。这对于Arduino和ATtiny芯片都是如此。你可以谷歌‘pinout attiny85’找到一个显示芯片类型的引脚编号的图像。）

工具 - 》电路板 - 》 ATtiny25/45/85

工具 - 》处理器 - 》 ATtiny85

工具 - 》时钟 - 》内部8 MHz

工具 - 》程序员 - 》 Arduino as ISP

首先，做工具 - 》烧伤上传草图前的bootloader。如果跳过此步骤，芯片有时可能无法正常工作或显示不正确的行为。不幸的是，我真的不知道为什么。我认为必须考虑到芯片使用的内部时钟与Arduino不同。如果时钟未复位，则时序可能会关闭，从而导致奇怪的LED模式。

检查代码是否在ATtiny芯片上工作。将ATtiny芯片连接到LED灯条，如图所示。连接电源（±5v）。我使用带4节可充电电池的电池座（ 4 x 1.2v = 4.8v ）。可充电电池的电压略低于非充电电池。如果您使用普通的非充电电池进行测试，则应仅使用3（ 3 x 1.5v = 6v ）。当然，在呼啦圈中你会使用可充电电池，因为你无法更换电池中的电池。

步骤3：PCB

接下来我们将制作我们放置芯片的PCB。此外，PCB还有一些电容器，一个电阻器，一个保险丝，与电池的连接以及与LED灯条的连接。我们会尽量减少它。它越小，在管中操作就越容易。您可以使用手锯或Dremel从硬纸PCB上切出合适的尺寸。我切出一块15x5的孔。如果您不知道如何焊接，我建议您在线观看一些教程。别担心，试一试！！

注意：如果您决定在线订购LED灯条控制器，则可以跳过此步骤！

注2：可以制作更小的PCB。您可以设计PCB并在线订购，以便连接已经嵌入PCB中，您只需要焊接组件。但是，我更喜欢使用硬纸PCB切口，因为如果你意识到自己在某个地方犯了错误，就更容易进行调整，甚至只是做一个新的。更小PCB的另一个选择是使用微芯片ATtiny，但这些很难焊接，因为它们很小。我更喜欢将普通的ATtiny与基座结合使用，因为您可以将基座焊接到PCB，但仍然取出芯片以更新代码。

从电子方案开始总是一个好主意，如图所示。如果您不熟悉符号，我会在图像中添加标签。芯片，电容器和电阻器将焊接到PCB上。首先，将您的组件布置在PCB硬纸上。尽量让它们占用尽可能少的空间。将要连接的组件彼此靠近放置。您可以重新排列它们，直到您知道可以建立所有连接并且您对布局感到满意为止。在PCB上布置了所有组件并计划了连接的位置后，您可以开始焊接所有组件。你可以让针脚伸出一点点。如果您仍然想要进行更改，那么您可以拆卸组件并以不同方式弯曲引脚。一旦所有元件都焊接完毕并且您对布局感到满意，您就可以使用切割器将引脚切割得很短（这也可以最大限度地降低PCB的高度）。最后，您可以焊接所有连接。

注意：100μF电容具有正负极，而100 nF电容则没有。通常当一个元件有一个正负极时，正负值比负极稍微延迟。确保将100μF电容正确放置在PCB上！

现在您已经拥有了基础PCB，您可以为以后准备连接（意味着LED灯条和电源）。将足够长的伺服电线（带3芯的电线）连接到PCB，稍后我们将连接LED灯条。我在步骤1中添加的设置的参考图像显示伺服线需要从管的开口直到PCB。确保伺服电线足够长，因为它比以后更长时间更容易变短。您也可以连接保险丝。保险丝的一侧连接到PCB上的5V，保险丝的另一侧将连接到开关。现在你可以只需焊接一根电线，它就足够长，可以穿过电子管中的孔。

测试你的PCB！只要你能测试一下什么，做到。我制作的第一个呼啦圈我根本没有测试过。因此，当我完成所有电子设备都在箍上时，我打开它并且它不起作用。如果您测试每个步骤，那么可以更容易地推断出问题所在。例如，您可以使用鳄鱼夹测试PCB，将伺服线连接到一块LED灯条上。您可以使用带有4节可充电电池（或3节不可充电电池）的电池座，并使用鳄鱼夹将其连接到PCB上的5V和GND。如果您的LED灯条开始点亮并显示您的灯光图案，您就知道所有焊接连接都很好。

步骤4：呼啦圈管

我想制作一个36英寸的箍，这是一个91.44直径的箍。这意味着我需要一个2.87米的管长。我用了一根绳子来测量管子的长度，然后在我要切割它的管子上做了标记。管子还需要一个开关所在的孔。我更喜欢在切割管子之前先打孔，以防万一我弄乱了这个洞，然后我只需要从管子上取下一小块而不是切掉一块新的。

要确定开关孔的位置，请参阅开头提供的参考设置图像。开关前会有一个插孔总线和一个按钮。在我的情况下，开关最终位于离管开始约9.5厘米处。使用带铣头的dremel在箍上打一个孔，大小与开关一样大。继续用开关检查孔，因为孔越紧越好。如果你可以用一点压力按下开关，那就完美了。

当孔完成后，用带有锯头的dremel在标记的位置切割管子。您也可以使用普通锯。您可能希望使用带有打磨头或普通砂纸的dremel来平滑箍的末端。

步骤5：电池

LED灯条和ATtiny芯片均工作在4.5V - 5.5V。可充电电池各为1.2V，因此我们将其中4个串联起来以获得4.8V电压。我们使用的是AAA电池，因为虽然AA电池本身适合呼啦圈管，但我们还需要一点空间用于电线。 （你将无法通过箍连接所有AA电池。相信我，我试过）。为了延长箍的接通时间，我们使用另一组4个可充电电池并将它们平行放置。将它们平行放置可以保持电压，但是电流强度加倍！实际上总共使用8个电池是相当不错的，因为这样可以让我们在箍上很好地分散重量。此外，箍的总重量达到约500克，这是完美的。如果您对电池“串联”或“并联”感到有点困惑，那么请参考设置图像。图像显示了电池的连接以及如何将它们分布在环上。

在开始焊接电池之前，请确保它们都已充满电。我使用壁式插座充电器进行初始充电。首先，当电池充满时，更容易测试您的设置。但是，在您的电路中，电池需要充电。在你焊接它们之后，要让它们同样充电会更加困难。这主要是因为我们将使用涓流充电器（或慢速充电器）。还有快速充电器，可以非常快速地为电池充电，并确保电池充电均匀！但这是一个更复杂的电路而且更危险，因此我们会坚持使用慢速充电器，并事先为电池充电。焊接电池时请小心。虽然锡不会很容易粘在电池上，但试着要快速，这样你就不要让它们过热。 （我看到一个难以理解的问题，如何通过稍微填写它们来更容易地使焊接电池更容易。我自己没有尝试过。）

所以现在布置呼啦圈并放置电池以便所有其中8个均匀地分布在环箍上。现在测量电池之间的电线应该有多长。请记住，您将弯曲电线的末端，以便能够将其焊接到电池上。

您正在串联焊接4个电池，因此将一个电池的正极焊接到下一个电池的负极端。如果电池正面朝向PCB，我觉得最简单。最小化5V电源与芯片和LED灯条之间的距离也更好。这样远端就是GND。当您将电池焊接在一起时，您可以使用万用表测量两个电池组是否产生大约5V的电压。

当你将两个电池组串联起来时，你会让它们彼此平行。连接电池组的自由负端，使它们分成1根电线。这根电线必须通过整个环。然后将该线分开，使一端到达PCB，另一端到达充电器。充电器将通过插头连接，插孔总线将放置在环箍开口中（参见箍设置图像）。

现在还连接自由正端，使它们合并成一根电线。这根电线将进入开关的中间极。开关有2种模式：ON OFF/CHARGING。对于这两种模式，您需要连接电池，这就是这种正极电池线连接到开关中极的原因。

您可以再次检查2包焊接电池是否仍然产生约5V。

步骤6：将所有内容放入管中

现在您要将所有组件放入管中： LED灯条，电池和PCB。

首先，将电池粘贴到LED灯条上。这样可以更轻松地处理电线和电池，并将所有物品放入呼啦圈管中。它还可以确保在您操作时电池中的电池不会移动太多。

然后将伺服电线焊接到LED灯条上。您希望LED灯条覆盖整个灯管（无间隙）。因此，通过将组件放在管子旁边并测量从管道开口到PCB位置的距离来测量伺服电线的长度。 LED灯条不能弯曲180°，因此伺服线必须弯曲。在测量电线的长度时，请记住这一点。最后将负极线从电池焊接到PCB。您还将有一根负极导线从导管中伸出，稍后将焊接到插孔连接。

现在你可以把整个东西拉过管子。确保LED指向外。还要确保电池的正极导线和PCB（保险丝）的正极导线穿过开关孔。负极导线也应该伸出，但是然后从导管开口而不是开关孔伸出。

在将所有东西放入管中之前再次测试电路是个好主意！

第7步：充电器

如果充电器没有插孔连接器然后切断连接器并剥去电线。你需要知道哪根线是负的，哪根是正的。您可以使用万用表测量充电器插入时的电压（确保剥离的电线不会相互接触！！）。当电压约为5.6V时，您知道正极充电器线上有正测量端。如果电压约为-5.6V，则在负极充电器线上有正测量端。

拧下插头插头并将电线穿过插头的塑料盖（如果忘记了这一点，则必须拆除插头，因为您无法将电池盖拉过来）。现在将正极线焊接到插头和负极线的中心连接处，连接到插头的外部连接。

千斤顶总线必须能够伸出呼啦圈管充电（否则你不能把插头插入），但当抱孔插孔总线应该在按钮后面的箍内。因此，最简单的方法是使用一根软线，尽管也可以使用硬线。将一根电线焊接到正极连接（参见图像）。插孔总线的负极连接直接来自电池和PCB。

您可以使用鳄鱼夹测试充电器，将插孔总线正极线连接到电池正极线并插入充电器。充电器应显示红灯，表示正在充电。

第8步：关闭箍

现在一切在电池管（电池，LED灯条，PCB和插孔总线）中，您要将开关连接到电路。首先，使用dremel来切断从开关伸出的位。当你操作时，这将是一个烦人的操作开关时不需要它。

然后连接通过开关孔伸出的3根正极线。中间开关连接应该是连接到电池的电线，因为电池用于为电池供电或电池正在充电。在任何一种模式下，您都需要连接电池。

另一个开关连接到保险丝（进入PCB）。最后一个开关连接到充电器线。对于这两个连接，哪个开关连接到哪个连线并不重要。但可以肯定的是，在焊接过程中，将开关设置在您未焊接的一侧。我发现将充电器连接到管开口侧的开关很方便，因为它就是它的物理位置。

焊接3个连接后，将开关推入管孔。您可以使用电工胶带或小铆钉或螺钉更牢固地固定开关。现在呼啦圈有两种模式：1。开2.关（或充电器插入时充电）。

您可以测试您的开关。当它处于ON模式时，你应该看到你的箍上的灯光模式。当您将其切换到关闭模式时，灯应关闭。然后，如果您连接充电器，充电器上的指示灯应亮起，表示电池正在充电。

最后，您可以将连接器插入呼拉圈。在千斤顶总线所在的管子一侧，你要按下一个按钮。在按钮的外管和内管上钻一个孔。按钮应位于插孔总线前面。在管的另一侧钻出穿过外管和内管的孔，用于铆钉。用铆钉钳铆接。

注意：您的铆钉和按钮是金属的。你的LED灯条有一些暴露的铜，你可以连接到它。如果您的铆钉或按钮最终接触到LED灯条的铜线，则可能会出现意外情况。关闭箍时请记住这一点。你需要在LED灯条的两端放一些电工胶带，以隔绝暴露的铜线。

现在，你的箍完了！在呼啦圈时，一切都应该保持原位！

作为奖励，你可以在管子内侧添加灯带，以创造更好的抓地力。

享受！