Nočna luč Neopixel: 14 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Avtor joshua.brooksSledi še avtorja:

V nekaj tednih bom dal nekaj delavnic na področju elektronike, osredotočenih na poceni, a uporaben projekt v resničnem svetu. Ko sem poskušal pripraviti nekaj, sem želel, da bi vključeval mikrokrmilnik, LED -diode NeoPixel (ker so super), ki jih je mogoče daljinsko upravljati in omogočajo različne možnosti gradnje. Prav tako ga je bilo treba popolnoma simulirati v Tinkercadu. To je projekt, ki se je razvil.

V majhno napravo vsebuje nekaj resnično kul funkcij, ki jih je mogoče prilagoditi in je dokaj enostavna za izdelavo.

Seznam delov:

• Tiskano vezje (OSHPARK)
• NeoPixel prstan 12 (Adafruit)
• Mikrokrmilnik ATtiny85 (DigiKey)
• Polnožilna žica s premerom 22 (DigiKey, Amazon, Radio Shack itd.)
• (neobvezno) Infrardeči sprejemnik (DigiKey)
• (neobvezno, vendar zelo priporočljivo) 1 μF elektrolitski kondenzator (DigiKey)
• (neobvezno) Tipka (Jameco)
• (neobvezno) 2 x moški 3-polni priključek (DigiKey)
• (neobvezno) 2 x skakalec (DigiKey)
• (izbirno) 8-polna DIP vtičnica (DigiKey)
• (neobvezno) 4-pinski glavo pod pravim kotom (DigiKey)
• (neobvezno) IR daljinski upravljalnik (Amazon)
• Gorilla Tape (Amazon)
• USB stenski napajalnik (Amazon)

Seznam orodij:

• Spajkalnik in spajkanje
• Rezalnik žice
• Odstranjevalec žice
• Klešče
• Škarje

1. korak: Oblikovanje in simulacija

Kot sem že omenil, sem za ta projekt želel uporabiti brezplačen Tinkercad. Odločil sem se, da ga v celoti oblikujem in preizkusim tam, preden se dotaknem prave elektronike. To mi je omogočilo, da sem zagotovil, da bo vse (vključno z vdelano programsko opremo ATtiny85) delovalo. Tukaj je tisto virtualno vezje. Spodaj lahko pritisnete "Začni simulacijo", da ga preizkusite.

2. korak: potrebni deli

Ta projekt je zasnovan tako, da omogoča prilagodljivost pri gradnji. Odvisno od tega, kaj želite z njim narediti, morda ne boste potrebovali vseh delov. Obstajajo trije deli (in žica), ki so nujno potrebni. S temi je mogoče zgraditi nekaj funkcionalnega.

Neopixel Ring 12 - prstan ima dvanajst neopiksel, ki jih je mogoče individualno nadzorovati v skoraj vseh barvah.

ATtiny85 - to je mikrokrmilnik (majhen računalnik), zaradi katerega NeoPixels pleše, in vmesnik z več dodatnimi komponentami (infrardeči sprejemnik, gumb itd.).

Tiskano vezje - tiskano vezje (PCB) zagotavlja vse električne povezave med uporabljenimi deli in je trdna hrbtenica naprave. Gerber datoteka z zadrgo, ki je poslana proizvajalcu tiskanega vezja, je na tej strani. Obstaja veliko proizvajalcev plošč. Tukaj je povezava za naročilo plošče pri OSHPARK.

Polprevodniška žica s premerom 22 - žica se uporablja za priključitev obroča NeoPixel na tiskano vezje.

3. korak: izbirni deli

Obstaja več neobveznih delov, ki jih boste morda želeli upoštevati. Evo, zakaj si jih morda želite.

Infrardeči sprejemnik - infrardeči sprejemnik je ena komponenta, ki omogoča upravljanje naprave s standardnim ročnim daljinskim upravljalnikom IR (pomislite na TV daljinski upravljalnik). Daljinski upravljalniki različnih proizvajalcev oddajajo različne signale, zato bo morda treba spremeniti vdelano programsko opremo, da bo prepoznala vaš daljinski upravljalnik, če ni eden od tistih, ki sem jih uporabil.

1μF elektrolitski kondenzator - kondenzator deluje kot nekakšna začasna baterija, ki lahko zagotovi dodatno moč, ko se potreben električni tok v napravi nenadoma spremeni (na primer NeoPixels se izklopi do popolnega vklopa). Prav tako lahko izenači napetost do naprave, če uporabljate poceni napajalnik USB. Če uporabljate dostojen vir napajanja USB, lahko to izpustite.

Potisni gumb - s tipko lahko upravljate napravo tako, da (uganite kaj?) Pritisnete gumb.

Moški 3 -polni (-i) glavo (-i) in skakalni (-i) skakalci (-i) - ti se namesto gumba lahko namestijo, da se omogoči konfiguracija naprave glede na to, kako so postavljeni skakalni skakalci. Moški 3-polni nosilec je trajno priključen (spajkan) na ploščo, mostiček pa je pritrjen na glavo in ga je mogoče enostavno odstraniti in prestaviti. Če uporabljate eno glavo, lahko skakalec izbira med dvema različnima načinoma. Če uporabljate oba naslova, so možni štirje načini.

8 -polna DIP vtičnica - vtičnica omogoča odstranitev in zamenjavo mikrokrmilnika (ATtiny85), tako da ga je mogoče pozneje ponovno programirati, če želite spremeniti način delovanja naprave. Če veste, da mikrokontrolerja nikoli ne boste morali ponovno programirati, potem to ni potrebno.

4-pinski glavo pod pravim kotom-desno-glava se uporablja, če želite, da priključek USB zdrsne naravnost iz zadnje strani naprave, namesto s strani.

4. korak: Programirajte mikrokrmilnik

Ne bom se preveč spuščal v programiranje mikrokrmilnika, ker navodila zlahka najdem drugje (spodaj vključujem povezavo). Uporabil sem ploščo Arduino UNO, ki je delovala kot programska naprava za krmilnik po metodi, opisani v tem navodilu. V njem je prikazano naslednje preslikavanje z nožic Arduino na zatiče ATtiny za programiranje:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5
• Arduino Pin 12 → ATtiny Pin 6
• Arduino Pin 13 → ATtiny Pin 7

Izvorno kodo nočne luči najdete tukaj (https://github.com/cacklestein/led-night-light).

5. korak: Sestavite ploščo (izbirni začetni korak)

Delove je treba dodati na ploščo v določenem vrstnem redu, da olajšajo stvari. Če vam ni všeč položaj priključka USB na plošči, lahko preskočite preostanek tega koraka in se pomaknete na naslednji del sklopa. Če pa želite, da priključek štrli na zadnji strani plošče, je zdaj čas, da dodate glavo pod pravim kotom.

Začnite tako, da previdno odstranite priključek USB s preostalega dela tiskanega vezja. Večji del plošče primite z eno roko in s kleščami z enim robom neposredno ob luknjici majhnih lukenj previdno odstranite jeziček. Zavihek odstavite. to boste potrebovali v naslednjem koraku.

Glavo pod pravim kotom postavite na zadnjo stran plošče, kot je prikazano na sliki. Zadnja stran plošče je stran z "123D CIRCUITS", na kateri je sitotisk (ali pa bi morala reči "123D CIRC", ker ste pravkar prekinili "UITS").

Spojite glavo na mestu in spajkajte na zgornjo stran plošče.

Z dobrimi rezalniki žice odrežite vodnike glave, ki štrlijo z zgornje strani plošče čim bližje deski. To je pomembno, ker ti vodi vodijo nekje v središče, kamor bo ATtiny85 na koncu prišel.

6. korak: Dodajte vtičnico za mikrokrmilnik

Zdaj je čas za spajkanje 8-polne DIP vtičnice-ALI ATtiny85 na mestu. Priporočam uporabo vtičnice, saj omogoča enostavno odstranitev in ponovno namestitev ATtiny85, če želite pozneje spremeniti program. na zgornji strani plošče. Zgornja stran je tista, na kateri ni natisnjenih "123D vezij". Obrnite ploščo in jo položite na mizo ali drug delovni prostor, da držite vtičnico na mestu. Pripnite zatiče na ploščo. Če ste v prejšnjem koraku dodali 4-pinski glavo pod pravim kotom, bodo ti zatiči nekoliko ovirani. Železo postavite pod kotom za spajkanje.

7. korak: Dodajte več stvari

Zdaj je čas, da dodate gumb ali glavo mostičkov, IR sprejemnik in kondenzator.

Če želite imeti gumb, vstavite 4 zatiče skozi luknje pod vtičnico za mikrokrmilnik na zgornji strani plošče. Opazili boste, da je 6 lukenj. Naj vas to ne skrbi. Dve luknji na sredini ne bosta uporabljeni. Obrnite ploščo in potisnite gumb na mestu.

Če želite namesto tega uporabiti skakalnike, vstavite dva 3-polna glave (krajšo stran zatičev navzdol) v te luknje na zgornji strani. Še enkrat obrnite ploščo in spajdite zatiče na mestu.

Nato vstavite infrardeči sprejemnik skozi 3 luknje na zgornji strani plošče. Usmerite njeno orientacijo z obrisom na sitotisku. vstavite ga do konca in ga upognite nazaj, tako da bo stran majhnega mehurčka obrnjena navzgor od deske. Obrnite ploščo in jo spajkajte. Z rezalniki žice odstranite odvečno dolžino zatičev s spodnje strani po spajkanju.

Na koncu dodajte kondenzator. Njegovi zatiči se prilegajo skozi preostali dve luknji nad infrardečim sprejemnikom. Bela črta na strani kondenzatorja ('-' negativna stran) je obrnjena stran od vtičnice ATtiny85. Ponovno obrnite ploščo, spajajte kable na mestu in presek odstranite z rezalniki žice.

8. korak: Dodajte prstan NeoPixel

Obroč NeoPixel je pritrjen s 4 kosi 22-milimetrske trdne žice, pri čemer je izolacija odstranjena. Začnite tako, da odrežete odsek žice, dolg najmanj 4 cm. Za odstranitev VSE izolacije uporabite odstranjevalce žic.

To žico razrežite na 4 enake dolžine. Vsako žico upognite v obliki črke "L" približno 1/4 palca od enega konca.

S spodnjo stranjo plošče navzgor vstavite te žice v luknje na 4 vogalih plošče. Upognjeni del jim prepreči drsenje do konca. Spajkajte jih na mestu in upognjene odvečne dele s spodnje strani odrežite z rezalniki žice.

Obrnite ploščo in previdno napeljite žice skozi 4 luknje obroča NeoPixel tako, da so neoPixeli obrnjeni stran od vezja. Pazite, da luknje obroča NeoPixel ujemate z luknjami na vezju. Imena lukenj so natisnjena na vsaki. Ujemajte PWR, GND, IN in OUT.

Obroč potisnite čim bližje tiskanemu vezju. Stvari so lahko nekoliko tesne, zlasti okoli kondenzatorja in IR senzorja. Če prstan ne bo šel do konca, se ga ne potite.

Držite obroč čim bližje tiskanemu vezju, upognite žice, da držijo stvari na svojem mestu.

Spojite obroč na žice in odstranite odvečno žico z rezalniki žice.

9. korak: Dodajte zavihek USB -priključek (izbirni korak)

Če ste izbrali, da ima priključek USB naravnost od zadaj, je zdaj čas, da ga pritrdite na 4-polni pravokotni glavo, ki ste ga dodali prej.

Luknje jezička, ki ste ga odstranili prej, namestite na glavo pod pravim kotom, tako da bodo 4 bakreni USB-kontakti obrnjeni proti strani "CIRC" plošče, stran "UITS" pa proti strani "123D".

To spajkajte na mestu.

10. korak: Dodajte ATtiny85

Če ste 8-polno DIP vtičnico spajkali, je zdaj čas, da vanj vstavite ATtiny85.

ATtiny85 poravnajte tako, da je vogal s piko najbližje beli piki na vezju. Previdno pritisnite ATtiny85 na mesto in se prepričajte, da so vsi zatiči nameščeni.

11. korak: Zadebite priključek USB

Običajno bodo tiskana vezja, ki jih dobite, nekoliko tanjša, kot se pričakuje od priključka USB. Preprosta rešitev tega je, da izrežete majhen kvadrat Gorilla Tape in ga dodate na zadnjo stran priključka USB (stran brez bakrenih kontaktov USB!). Gorilla Tape je približno dvakrat debelejši od običajnega lepilnega traku in mi je odlično deloval.

12. korak: Preizkusite

Priključite svojo novo nočno luč v napajalni stenski adapter USB ali drugo razpoložljivo vtičnico USB (v računalniku itd.). Če je bilo vse v redu, bi moralo zasvetiti! Če ste dodali dodatni IR sprejemnik in imate daljinski upravljalnik, ki deluje z vdelano programsko opremo (na primer daljinski upravljalnik Apple TV na slikah), lahko spremenite način prikaza.

Če ste gumb namestili, ga lahko pritisnete, da spremenite načine.

Če ste namesto tega namestili glave mostov shunt, lahko skakalce postavite tako, da spremenite način prikaza zagona.

Korak 13: Nastavitve skakalca

Če ste se odločili za namestitev glav mostičkov shunt, lahko nastavite način zagona glede na to, kje so postavljeni skakalci.

Levi položaj A + Desni položaj A: Način vrtenja mavrice

Levi položaj B + Desni položaj A: Način spreminjanja barve

Levi položaj A + Desni položaj B: Naključni način bleščanja

Levi položaj B + Desni položaj B Nespremenljiv enobarvni način

Korak 14: Uporaba daljinskega upravljalnika

Na EBayu sem našel poceni daljinski upravljalnik, ki je zasnovan za delo z barvno LED osvetlitvijo. Zdelo se je kot naravni prileganje. Zapisal sem kode, ki jih ustvari vsak gumb, in nastavil vdelano programsko opremo, da deluje tako. Zgornja slika prikazuje, kaj počnejo različni gumbi.

Če nimate tega daljinskega upravljalnika, lahko najdete kode, povezane z večino drugih daljinskih upravljalnikov, z uporabo iste izvorne kode Arduino, vendar na dejanskem Arduinu, namesto na ATtiny85. Program odda kodo, povezano s katerim koli pritiskom na gumb večine daljincev na serijski konzoli. To naredite tako, da modul IR sprejemnika priključite v reže za digitalne zatiče 2, 3 in 4, tako da je leča obrnjena proti preostali plošči.

Na zgornji sliki koda 0xFD00FF ustreza gumbu za daljinsko vklop DFRobot IR. Tu je koda, ki se izvaja v Tinkercadu. Če želite preizkusiti, kliknite »Koda«, nato »Serijski monitor«, nato pa »Začni simulacijo«. Na tej točki lahko začnete pritisniti gumbe na navideznem daljinskem upravljalniku in si ogledate izpis besedila serijske konzole:

Zapišite jih za vsak gumb na daljinskem upravljalniku. Nato lahko spremenite izvorno kodo, da dodate kode gumbov za daljinski upravljalnik.