Ogrlica z arduinskim pogonom: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Za počitnice ob koncu leta sem iskal dober projekt Arduino. Kaj pa storiti? Moja hči je bila zelo presenečena, ko sem ji ponudil to "elektronsko" ogrlico, in tudi zelo vesela. Upam, da bo tudi oseba, ki ji boste ponudili svoj dosežek, zelo vesela.

Sam dragulj je sestavljen iz mikro krmilnika in RGB LED z enakimi dimenzijami. Napajanje je preprosta 3V litijeva baterija na gumbaste oblike. Za zaščito in izolacijo baterije sem uporabil majhen list lepilnega papirja, ki sem ga našel v svoji domači lekarni.

Korak: Orodja in materiali

Orodja

• spajkalnik, 0,5 mm žica za spajkanje kositra
• lupo, ker so žice za spajkanje tako majhne
• računalnik z nameščeno programsko opremo Arduino
• programer ISP, kot je razloženo tukaj
• majhen rezalnik žic

Materiali

• baterija CR2032 s podnožjem baterije (sestavljena iz dveh delov, po enega za vsak pol)
• zelo tanka medeninasta žica
• ena RGB LED v paketu 5050 z notranjim čipom WS2812B (to je pomembno, ker lahko najdete 5050 LED brez krmilnika WS2812B v notranjosti)
• majhen kos medicinskega lepilnega papirja
• enota SMD mikro krmilnika Atmel Attiny85-20SU
• poceni preprosta ogrlica

2. korak: elektronska shema

Elektronska shema je zelo enostavna, ker ni pasivnih komponent, kot so upori, kondenzatorji ali induktivnosti, in ker so samo 3 komponente, vključno z baterijo.

Napajalnik, ki sem ga uporabil, je 3V CR2032 litijeva baterija. Njegova napetost je nižja od tiste, omenjene v podatkovnem listu WS2812B, vendar po preizkusu LED RGB zaradi tega padca 2 V ni trpela.

Dejstvo, da sem lahko uporabljal preprosto 3V gumbno baterijo, je bil zame zelo pomemben pogoj za oživitev tega projekta. Ne moremo si predstavljati ogrlice z velikim težkim akumulatorjem kot virom energije.

Tudi mikro krmilna enota (MCU) deluje zelo dobro s to napetostjo 3V.

Izmeril sem srednji tok 5,3 mA. Takšna litijeva baterija CR2032 ima običajno kapaciteto 200 mAh. To pomeni, da bi lahko s povsem novo baterijo sistem pustili delovati 40 ur. Toda celo polovica bi bila v veliki meri dovolj za skupno uporabo.

3. korak: programska oprema

Enota za mikro krmilnik je ATTINY85 (~ 1 USD) podjetja Atmel. Programiral sem ga s poceni Arduino Nano (klon, ki ga najdem na ebayu za približno 5 USD). Če pa imate originalno ploščo Arduino, jo lahko uporabite tudi za to.

Arduino Nano je bil programiran s skico "Arduino kot ISP".

Skica za programiranje v mikro krmilnik ATTINY85 je podana kot priloga na tem koraku: JeweLED.ino

Pazite, da morate zagonski nalagalnik zapisati, da je MCU popolnoma programiran. To dejansko ne utripa zagonskega nalagalnika Arduino na MCU, ampak utripa nekaj pomembnih konfiguracijskih varovalk. Brez tega se skica sploh ne bo izvajala.

Vrsta plošče, ki jo želite izbrati, mora biti: Attiny85 @ 8MHz (notranji oscilator, BOD onemogočen).

BOD pomeni Brown-Out Detect. To je posebna funkcija, ki izklopi MCU, ko moč pade pod 4,3 V. To je koristno, da se izognete poškodbam baterij za ponovno polnjenje. Toda v našem primeru ga je treba onemogočiti, saj bomo MCU napajali s samo 3V in še manj.

4. korak: Sestavljanje

Prvi korak je sestaviti MCU z LED.

Ko je programirano, morate hraniti samo pin 4, 5 in 8 Atmel MCU. Druge zatiče je mogoče odstraniti, ker niso potrebni.

Pin 4 MCU je treba spajkati s pin 3 v paketu 5050. Ta bo povezan z negativnim polom baterije.

Pin 8 MCU je treba spajkati s pin 1 v paketu 5050. Ta bo priključen na pozitivni pol baterije.

Pin 5 MCU je treba spajkati s pin 4 v paketu 5050. Pin 5 ustreza PIN0 Arduina za to vrsto MCU.

Za odstranitev gumbaste baterije iz kože uporabite medicinski lepilni papir. Tako lahko pritrdite negativni del medeninaste žice na negativni pol baterije.

Na tej montaži ni stikala za vklop. Če želite izklopiti LED, morate ogrlico odpreti tako, da izvlečete negativno žico iz akumulatorja.

In to je vse.

5. korak: Testiranje in uglaševanje

Kot lahko vidite na sliki od blizu, sem na zatiči GND in VDD spajkal dva zelo majhna obroča iz medeninaste žice. Namen tega je pritrditi ta "elektronski" dragulj na ogrlico.

Za prvo testiranje sem kot ogrlico uporabil le medeninasto žico. Medeninasta žica je potrebna za zagotovitev električnih stikov, vendar ni dovolj. Medeninasta žica je premajhna, baterija za vratom pa pretežka v primerjavi z LED na sprednji strani. Zato sem moral uporabiti pravo ogrlico, da je baterija ostala na svojem mestu.

Ogrlico morate ločiti na dva dela enake dolžine in ta dva dela zapreti na prstane za dragulje.

Medeninasto žico sem privila v vsako zanko ogrlice. Žica je skoraj nevidna in zagotavlja električno prevodnost ter togost celotne konstrukcije.

Drug način za električno prevodnost je uporaba nerjavečega prevodnega navoja, ki ga najdete na Adafruit za nekaj dolarjev.

Na videoposnetku si lahko ogledate JeweLED v akciji.

Uživajte!

Oglejte si to v akciji