Mini lava svetilke z USB krmiljenjem: 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Ta navodila opisujejo izdelavo lava sijalk, ki jih napaja USB, in jih upravljajo s tipkovnico USB in dve lava USB lampe Think Geek z uporabo preprostega tranzistorskega relejnega stikala, ki ga poganjajo LED diode tipkovnice. Prikazuje preprost način za upravljanje do treh stikal z visoko zakasnitvijo (do 120 voltov, 0,5 ampera) prek povezave USB za minimalni znesek denarja (od 0 do 40 USD, odvisno od zbirke smeti) in brez za programiranje gonilnika za serijski nadzor USB ali mikrokrmilnika. Potencialno bi lahko s tipkami na tipkovnici dodali tudi več kot 100 vnosov, ki bi vnesli znake, ki bi jih lahko uporabili za nadzor programa (kot sta opisala randofo in David Merrill, vendar ta pristop ni bil uporabljen za ta projekt. Ta projekt je bil zasnovan kot darilo za mojega prijatelja Chrisa Lasherja v spomin na njegov premik in začetek podiplomskega študija bioinformatike. Chris se bo veliko ukvarjal s programiranjem in je privrženec pragmatičnega / agilnega programiranja, katerega eden od načel je testiranje enot. enotni testi programa se izvajajo, lepo je vedeti, ali uspevajo ali ne, in kaj je prevladujoče. Znano je, da so nekateri pragmatični programerji naredili sistem povratnih informacij, tako da so iz okvirja za enotno testiranje nadzorovali polne velikosti lava svetilk tako, da so priklopili nekaj domače nadzorne naprave (stalo jih je več kot 60 USD). Svetilke so jim omogočile, da ugotovijo, ali so testi uspešni ali neuspešni, postopno segrevanje ene svetilke pa jim je omogočilo, da vidijo, katere celo prevladovali so ts. To je kul ideja, vendar sem želel Chrisu narediti nekaj, kar bi: 1) upravljalo dve majhni lava sijalki, ki jih poganja USB, 2) bi se napajalo iz Chrisovega domišljijskega novega prenosnika in vmesnika prek USB-ja (brez starejših vrat na novejših računalnikih, zlasti prenosni računalniki), 3) bi bili nekoliko bolj domači in hekerjem prijazni, 4) bi bili precej cenejši. Zdi se, da je vožnja relejev iz pretvornika USB v serijska vrata preprosta rešitev. Na spletu je na voljo veliko vezij za projekte nadzora serijskih vrat. En odličen projekt, ki sem ga prilagodil, je bil na naslovu https://www.windmeadow.com/node/4. Na žalost skoraj vse USB -serijske naprave ne dovoljujejo nizkega bita (ročno preklapljanje krmilnih vodov), ki je potreben za uporabo teh vezij. Drug pristop bi bil nakup vmesniškega vezja USB ali izdelava enega iz mikrokrmilnika. Kakorkoli, projekt bi zahteval veliko kode mikrokontrolerja in gonilnikov (tudi z uporabo že obstoječih gonilnikov za človeški vmesnik ali vnaprej izdelanega krmilnika). Odločil sem se, da bom to težavo rešil s shranjeno USB tipkovnico, saj so relativno poceni., in vsebujejo vse, kar je potrebno za tri preproste vklope/izklope, v obliki številk, velikih črk in LED za zaklepanje. Pod Linuxom obstajajo številni mehanizmi za preklapljanje LED iz programa ali ukazne vrstice (eden je omenjen celo v Cryptonomiconu). Setled je najpreprostejši in je vnaprej nameščen na skoraj vseh strojih, ledd je zgrajen na modelu odjemalec-strežnik, v programskem jeziku Ruby pa obstaja celo modul. Windows in Mac OS ter drugi programski jeziki bi morali imeti primerljive mehanizme - objavite jih v komentarjih, če veste, kako preklopiti LED diode na tipkovnici v drugih operacijskih sistemih ali programskih jezikih! Chrisu sem dal darilo in zdaj ne more videti le, če je njegov enotni testi minejo, vsi programerji v njegovem novem oddelku lahko vedo, kako kul je izdelovalec sam.

1. korak: Seznam delov

2 USB lava svetilki (od Thinkgeeka ali froogla ~ 10 USD vsak) 1 tipkovnica USB (jabolčna tipkovnica bi vam omogočila tudi, da rešite dva USB priključka, zaradi česar je heker, naveden v koraku »USB jack jadnika«, nepotreben) 0 USD za strgano tipkovnico z mrtvim ključem ali dvema do 4 USD na spletu (https://froogle.google.com/froogle?q=usb%20keyboard) do 30 USD v najboljšem primeru pri nakupu) 2 releja za stikalo (Radio Shack #275-233 3,00 USD, Mouser #677-OMR-112H 1,54 USD) vse ostale električne komponente bi morale stati le nekaj dolarjev. 2 tranzistorja (na primer 2N2222) (Radio Shack #276-1617, Mouser #511-2N2222A) 2 upora (Radio Shack #271-1124, Mouser #291-4.7k, rumeno-vijolično-rdeče-zlati pasovi) 4 diode, nekaj podobnega 1N404 (Radio Shack #276-1103, Mouser #512-1N414B) 1 stikalo za vklop (SPST) malo žice 1 perfboard (Radio Shack #276-1395) 1 Altoids kositer karton, list prosojnice/zgornji film Orodja: spajkalnik in / ali orodje za zavijanje žice in orodje za ožičenje ali ročno orodje in potrpežljivostsvrtalnik in bitsa digitalni multimeter in označevalec zelene ostrine Znanje in spretnosti: Osnovno znanje spajkanja in elektronike. Zelo priporočam knjigo Forest Mimm, če ste začetnik elektronike in bi radi izvedeli, kako delujejo vezja. Čas: Ta projekt je trajal dva večera in eno popoldne, vključno z odpravljanjem težav.

Korak: Evisceration tipkovnice

Tipkovnico razstavite čim bolj neuničljivo. Tipkovnica, ki sem jo imel, je bila multimedijska USB tipkovnica Dynex, številka modela DX-MKB101. Pri razstavljanju pazite, da ne zlomite tankih žic, ki se pogosto uporabljajo. Po odprtju tipkovnice bi morali videti nekaj podobnega drugi sliki. Telo vezja in ploščo želite rešiti z LED diodami (pogosto na istem vezju) in izgubiti obsežno tipkovnico. Upajmo, da lahko odstranite tanko plastično folijo, ki deluje kot ključna stikala za tipkovnico, ali kako drugače odrežete stikala na tipkovnici, ne da bi poškodovali glavno vezje. Moral sem prerezati nekaj plastike, da sem osvobodil ploščo, a po zaključku bi morali tipkovnico priključiti, jo prepoznati in preklopiti gole LED z drugo, funkcionalno tipko za zaklepanje tipkovnice, priključeno v isti računalnik. V večino sodobnih operacijskih sistemov lahko hkrati priključite več tipkovnic, USB in ne, in medsebojno bodo sprožile velika in velika ključa. Na tej točki moram reči, da je mogoče računalnik poškodovati ali uničiti, če vanj priključite gola vezja. Bodite previdni in previdno nadaljujte. Če vas skrbi, preizkusite s poceni zvezdiščem USB. Po drugi strani sem med odpravljanjem težav s tem vezjem poskušal najrazličnejše stvari, vključno s ponovnim ožičenjem tokokrogov pod napetostjo, in moj prenosnik ostaja nepopražen.

Korak 3: USB priključek za reveža

Nisem želel uničiti vtičev USB na lava svetilkah, da bi jih lahko uporabljali ločeno, in da bi bil krmilnik lava svetilk USB modularno (druge naprave bi lahko uporabljali vklopljene in izklopljene namesto svetilk). Če bi v zadnjem koraku razstavili jabolčno tipkovnico, bi imeli dva ženska USB-A priključka, ki ju lahko uporabite, zato lahko ta korak preskočite. Ženske vtičnice USB-A lahko kupite tudi iz miške ali jih shranite iz rezervnega zvezdišča USB. Odločil sem se, da se odločim za poceni in preprosto možnost - preprost USB vtič, narejen iz črtaste žične folije (katera koli tanka žica bi zadostovala), malo plošče in nekaj papirja in prosojnega filma za izolacijo. Preprosto odrežite malo perfboard -a, da greste V ZNAKE USB -vtičev, dodajte žice skozi luknje, tako da jih vstavljanje vtiča ne bo izvleklo in jim omogočilo stik s priključki +5V in ozemljitvijo v vtiču (glejte pinouts na " Naredite vezje "korak, za katerega je povezava). Nato odrežite prosojno folijo, ki pokriva eno stran plošče, tako da žica ne bo prišla do kovinskega ohišja vtiča. Zataknite to izolirano ploščo v vtič USB in z multimetrom potrdite, da so žice v dobrem stiku in da ne pridejo do kratkega stika. Tako so lava svetilke USB povezane z vezjem. Za ta projekt naredite dva vtikača teh ubogih glave in glave na istem koščku plošče (glejte sliko). Med korakom montaže boste videli, kako ohišje drži oba vtiča USB na tem priključku.

4. korak: Izrežite ohišje in Perfboard

Ugotovite postavitev svojega projekta v ohišju. Uporabil sem vedno priljubljen kositer Altoids. Na zadnji strani pločevinke Altoids izvrtajte luknjo za veliko stikalo za vklop/izklop SPST, eno spredaj za kabel USB tipkovnice in dve stranski luknji za vtiče USB lava žarnice. Odrežite ključavnice z dremel rezalnim kolesom ali ročno žago navzdol do sprednjih in stranskih lukenj, tako da se lahko kabli USB prilegajo (glejte sliko). Poravnajte luknje z lepilnim trakom, da preprečite rezanje kablov. Odločite se za obliko svoje plošče za vezje in jo izrežite z orodjem dremel. To bo zelo tesno prilegalo…

5. korak: Naredite vezje

Srce tega projekta je preprosto uporaba programske opreme za preklop LED diod na tipkovnici in ugrabitev LED za preklop večjih tokov. Tu naj omenim, da se nekatere LED vklopijo tako, da na anodo vnesejo pozitivno napetost, medtem ko druga vezja (na primer tisto v tej tipkovnici) lebdijo anodo LED visoko (torej LED ugasne) in katodo LED privežejo na ozemljite, ko je vklopljen (izvlečno stikalo). To vezje lahko spremenite tako, da deluje z obema, vendar bom prikazal negativno metodo vezave. Izklopljena LED (nastavljena visoko) vklopi tranzistorsko stikalo, ki zapre rele, in na koncu se vklopi lava svetilka. To pomeni, da bo programska preklopna svetilka obrnjena od LED. Vezje sem prilagodil iz windmeadowa, vendar temelji na preprostem tranzistorskem stikalu, kot je opisano v večini elektronskih besedil (str. 50 v Mimmovi knjigi ali na wikipediji). Vključil sem datoteko ktechlab, da si lahko ogledate, kako deluje tranzistorsko stikalo, in celotno shemo (v formatih svg in png). Za tiskanje uporabite izvirno shemo ali datoteko svn, saj manjše slike niso jasne. Odstraniti morate LED diode s tiskanega vezja tipkovnice in ugotoviti njihovo polarnost ter katero stran preklopite z multimetrom. Iz vsake LED diode, ki bo vključena v stikalno vezje, potegnite po eno žico (ti sta na shemi označeni z VZMETLJENJEM in CAPSLOCK). Odlepite +5v in ozemljite vezje tipkovnice, da zagotovite napajanje plošči, nato pa napeljite žice, da vrnete napajanje na ploščo (to je +5V in temelji na shemi). Nato sledite shemi za izdelavo vezja z uporabo pinout komponent za identifikacijo povezav. To vezje najprej sestavite na mizo in preizkusite vezje. To je bil korak, pri katerem sem ugotovil, da so LED diode namesto da se vklapljajo navzdol, in na splošno dosegel točko največjega kaosa na moji delovni mizi. Ko vezje deluje (preizkusi se tako, da pritisnete tipko Caps Lock ali Scroll Lock Key in preverite, ali se lava svetilke preklopijo), ugotovite, kako sestavne dele zapakirati na ploščo. Uporabite lahko žično ovojnico, vendar je najpreprostejša metoda montaže, da sestavne dele preprosto potisnete skozi luknje, kable zavijete skupaj in jih spajkate. Preverite, ali sestavljeno vezje deluje na plošči.

Korak 6: Barvne lava USB USB

Prozorne USB lava svetilke obarvajte tako, da z rdečimi ali zelenimi označevalci obarvate obliž zgornje folije, nato pa izrežete krog, ki ga vstavite v dno svetilke med svetlobo in komoro "lava". Ponovno sestavite lava luči.

7. korak: Končna montaža

Pločevinke iz altoidov so odlična ohišja. Dobri so pri zaščiti, vendar so žal prevodniki in bodo kratki nezaščiteni tokokrogi. Da bi to preprečili, izrežite karton in prosojno folijo na velikost pločevine in jo namestite med vezje tipkovnice in vašo ploščo. Vstavite stikalo v zadnjo luknjo v pločevinki. Vtiče USB, ki so povezani z USB konektorjem reveža, vstavite v odprtine za ključavnice ob strani, tako da kositer drži vtikače v priključek. Nabodite v vezje in rešeno tipkovnico, izolirajte s kartonom in prozorno folijo. Poskusite zapreti pločevinko (naša se komaj prilega).

8. korak: Koda

Lava svetilke bodo krmiljene s sistemskimi klici na "nastavljen" program, ki bo vklopil in izklopil svetleče diode capslock in scroll lock. Preizkusite tako, da iz ukazne vrstice (mogoče kot root, odvisno od vaše konfiguracije) zaženete svetilke: setleds -L -caps +scroll < /dev /tty0; sleep 3s; setleds -L +caps -scroll < /dev /tty0; spanje 3; setleds -L </dev/tty0 prekinitev tega:#Za vklop rdeče svetilke: setleds -L -caps +pomikanje </dev/tty0#za vklop zelene svetilke: setleds -L +caps -scroll </dev/ tty0#, da se vrnete v stanje, v katerem LED prikaže nastavljene nastavitve tipkovnice -L </dev/tty0 Te sistemske klice lahko vključite v svoj program ali uporabite testni modul enote phython, ki ga je Chris napisal na podlagi okvira za testiranje enot PyUnit v python. Preprosto razpakirajte datoteke iz arhiva tar (tar -xzvf lava_unittest.tar.gz iz ukazne mize) in poskusite naslednje ukaze iz konzole: python lava_unittest.py test_lava_unittest-passpython lava_unittest.py test_lava_unittest-failorpython test_lava_unittest fail.py Če želite zagnati terminalske emulatorje, odkomentirajte vrstice, označene z opozorilom, in poskusite zagnati itas root iz terminalskega emulatorja. S to kodo morate le zamenjati primerke "unittest" z "lava_unittest" v skriptih Python, napisanih za enotno testiranje. Ponovno kodiranje ni potrebno.

9. korak: Lepo pakiranje

Če želite dokončati ta projekt, naredite in natisnite svojo etiketo ali uporabite priloženo sliko (odprite sekundarno sliko v polni velikosti ali datoteko xcf z gimpom). Preprosto prilepite na pokrov vaših neverjetnih lava svetilk, ki jih upravlja USB.