Boomstick - Animirani gonilnik LED: 10 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Boomstick je projekt za ustvarjanje animiranega niza programabilnih LED RGB, ki jih poganja majhen Arduino in je odziven na glasbo. Ta priročnik se osredotoča na eno konfiguracijo strojne opreme, ki jo lahko sestavite za zagon programske opreme Boomstick. Ta strojna oprema je velike velikosti za vstavljanje v nosljive predmete, kot so ogrinjalo ali kapuca, ali osvetlitev dolžine prenosnega totemskega droga. Komponente vključujejo mikrofon (za prevzem glasbe), gumb (za nastavitev svetlosti) in gumb (za preklop animacij). Celotna enota (vključno z LED diodami) se napaja iz enega samega vhoda mikro USB, ki ga lahko priključite v stenski adapter ali prenosni polnilec USB.

Ta projekt je zmerno težak. Spajkati morate udobno in imeti potrpljenje za delo z majhnimi deli. Skupni čas izdelave je 2+ uri.

Korak: Komponente in orodja

• Adabruit Perma-Proto polovična PCB plošča polovice velikosti-4,50 USD
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9,95
• Električni mikrofonski ojačevalnik - MAX5566 z nastavljivim ojačanjem - 6,95 USD
• USB Micro -B Breakout Board - 1,50 USD
• Potenciometer za obrezovanje deske - 10K - 1,25 USD
• Stikalo na dotik (6 mm)
• 10K ohmski upor
• 3 -polni kabli JST SM - 1,50 USD

Vse povezave so iz podjetja Adafruit, vključujem tudi trenutno ceno v času pisanja (lahko se spremeni!) Skupni stroški bi morali biti pod 30 USD. Potrebovali boste tudi:

• NeoPixel RGB trak - izberite glede na potrebe vašega projekta, vendar menim, da 30LED/m dobro deluje pri nosljivih napravah
• Nosljiv predmet ali podobno za vgradnjo LED
• Priključna žica majhnega premera - se mi zdi, da ta komplet iz trdega jedra iz Adafruit deluje odlično
• Spajkalnik, spajkanje, fluks
• Poravnani diagonalni rezalniki - kot nalašč za obrezovanje odvečne žice po spajkanju
• Odstranjevalec žice
• Pištola za vroče lepilo
• Brušen brusni papir

Če izdelujete nosljivo opremo, priporočam, da vzamete baterijo USB. Od Anker PowerCore 10000 sem imel spodobne čase delovanja (več kot 6 ur z nizom LED 60 pri polni svetlosti).

2. korak: Pripravite ploščo PermaProto

Svoje komponente želimo postaviti čim tesneje, kar na žalost pomeni, da moramo odrezati nekatere sledi na tiskanem vezju, tako da različni deli vezja niso med seboj povezani.

1. Držite tiskano vezje z besedilom pokonci, nato pa ga obrnite od zgoraj navzdol (tako da je leva stran še vedno na levi).
2. S konico ostrega noža previdno odrežite sledi, prikazane na sliki. Tri ocene v navpičnih sledih so na številkah 5, 9 in 11.
3. Morda boste morali sled večkrat oceniti in celo opraskati po tiskanem vezju, da zagotovite čisti prelom. Upoštevajte, da sta dve vodoravni sledi na vrhu globlji in zahtevata večjo rezalno silo.
4. Po želji uporabite multimeter, da preverite, ali na vsakem od rezov sledi ni prevodnosti.
5. Po želji z diagonalnimi podložkami izrežite majhen kvadrat, prikazan na sliki. To lahko storite tako, da z nožem odrežete vsako od štirih strani čim globlje, nato obrnete desko in odrežete z druge strani. Ta luknja omogoča dostop do potenciometra za obrezovanje na mikrofonski plošči, ko končamo.

3. korak: Spajanje prvega kompleta ožičenja

Obstaja več načinov spajanja žic in komponent v tem projektu. Vendar mi je pristop v tem priročniku dobro služil in je šel skozi nekaj ponovitev. Cilj polaganja ožičenja je, da se na kateri koli točki ne prekrivata največ dve plasti žic, zato pozorno spremljajte položaje in dolžine žic. Na vsaki sliki tega priročnika so žice barvno označene:

• Rdeča označuje 5V pozitivno žico.
• Rumena označuje 3V pozitivno žico.
• Bela označuje signalno ali podatkovno žico.
• Črna označuje ozemljitveno žico.

Za pripravo in spajkanje žic je potrebno nekaj pozornosti. To je moj tipičen postopek:

1. Odrežite približno potrebno dolžino žice.
2. Odstranite en konec - dolžina ni preveč pomembna, saj boste po tem obrezali presežek.
3. Odstranjeno žico vstavite skozi prvo luknjo in položite žico v njen končni položaj.
4. Izolacijo s sličico razrežite neposredno na drugo luknjo.
5. Odstranite žico in odstranite drugi konec na mestu sličice.
6. Znova vstavite žico in vsak konec spajkajte.
7. Odrežite presežek.

Za ta prvi korak bomo postavili začetni sloj ožičenja, preden dodamo katere koli komponente. To nam bo kasneje nekoliko olajšalo življenje, saj bodo nekateri deli postali nedostopni za spajkanje in obrezovanje.

1. Spajkajte v 10K ohmskem uporu v označenem položaju.
2. Dodatne žice spajkajte v približnih položajih, prikazanih na sliki. Upoštevajte dodatno dolžino in krivuljo v črno/rdečih žicah.
3. Obrnite ploščo in dvakrat preverite lokacije spajkalnih mest.

Na tej stopnji bomo pritrdili tudi LED konektor. Njegova podatkovna povezava ne bo več dostopna, ko jo spajkamo na Arduino.

1. Razdelite tri žice priključka.
2. S palcem držite konektor na plošči in postavite srednjo žico, kot je prikazano, tako da seže čez sled #10.
3. Odrežite žico na ustrezno dolžino (pustite nekaj dodatnega, da se prebode skozi luknjo).
4. Odstranite in kositite žico.
5. Spajkajte ga v označeno luknjo.

Med delom ne pozabite obrezovati odvečne žice z diagonalnimi izpiralnimi rezalniki!

4. korak: Dodajanje Arduina

Čas je, da spajkamo našo prvo komponento! Upoštevajte, da moramo za izklop Arduina, mikrofona in mikro USB-ja vsakega od njih predhodno spajkati. Za Arduino posebej ne spajkamo vseh zatičev. Potrebna je le podmnožica in nam olajša življenje, če je na eni strani nekaj vrzeli. Pazljivo sledite slikam

1. Za spajkanje zatičev na komponente se mi zdi, da je najlažje potisniti zatiče in sestavne dele navzdol na ploščo, preden jih spajkam. S tem zagotovite, da so zatiči poravnani navpično in kvadratni s komponento. Pazite, da se ne udarite! Najlažje je pritisniti na zatiče z nečim ravnim in trdnim.
2. Arduino usmerite, kot je prikazano na sliki. V rob lahko vključite celo vrsto nožic, začenši z BAT/G/USB.
3. Za rob RST/5V/ARef odlomite 4 in 6 zatičev. 4 zatiči so med 5V in A0, 6 zatiči pa med A4 in 3V.
4. Spajajte vse zatiče enega za drugim, pri čemer pazite, da Arduino sedi popolnoma poravnano s črno plastiko.
5. Odstranite ga z mize in še enkrat preverite dno, da se prepričate, da so zatiči videti kot na sliki.

Zdaj smo pripravljeni, da ga spajkamo na tiskano vezje!

1. Arduino postavite tako, kot je prikazano na sliki.
2. Prepričajte se, da je podatkovni kabel priključka LED pod režo A1/A2/A3.
3. S pomočjo traku po potrebi pridržite komponento na tiskanem vezju in jo spajkajte na ploščo s spodnje strani.
4. Odrežite odvečne zatiče z diagonalnimi rezalniki. Bodite previdni - to lahko pošlje drobne koščke zatiča z veliko hitrostjo. Priporočam, da nosite nekakšna očala in usmerite desko v smeti ali morda v drugo roko.

5. korak: Več komponent

Zdaj smo pripravljeni spajkati ostale komponente na tiskano vezje.

Najprej moramo spajkati dodatno žico na spodnji strani plošče. Upoštevajte rumeno žico na desni strani prve slike!

Ko to storite in presežek obrežete, je čas za mikrofon.

1. Najprej spajčite tri zatiče na odklopno ploščo mikrofona. Upoštevajte, da je za to komponento v redu (celo zaželeno), da leži pod kotom na tiskano vezje - upoštevajte desno stran druge slike. Najlažji način za to je, da zatiče pritrdite, medtem ko so stisnjeni v ploščo, in omogočite, da se plošča mikrofona položi pod kotom na ploščo.
2. Po želji obrežite potenciometer mikrofona. ZELO PREVIDNO z majhnim izvijačem zavrtite potenciometer v smeri urinega kazalca (označeno na tretji sliki). Upoštevajte, da je zelo občutljiva komponenta in se lahko zlahka zlomi. Naredil bo le delno revolucijo, ne silite ga naprej. Obrezovanje potenciometra v smeri urinega kazalca zmanjša moč ojačevalnika, zaradi česar je mikrofon manj občutljiv in omogoča boljšo kakovost v res glasnem okolju (na primer nočni klub ali glasbeni festival). Upoštevajte pa, da bodo učinki v težjih okoljih, kot je poslušanje glasbe doma, oteženi.
3. S pištolo za vroče lepilo položite blok lepila na položaj, naveden na tretji sliki.
4. Pritisnite mikrofon na tiskano vezje v označenem položaju - zatiči naj bodo v drugi vrsti navzdol, čez sledi #17-19.
5. Obrnite tiskano vezje in spajkajte nožice. Odrežite vse presežke.

Zdaj pa naredimo prelom Micro USB.

1. Za razliko od mikrofona želimo, da je plošča Micro USB kvadratna z zatiči. To je zato, da se kabel USB prilepi vzporedno s plošče in ne moti tiskanega vezja. Med spajkanjem zatičev in med spajkanjem na ploščo pazite, da ga podprete. Ponovno si oglejte drugo sliko za končno orientacijo.
2. Ponovno lahko uporabite vroče lepilo, da prelom postavite na pravo mesto. Zatiči morajo biti v spodnji vrstici (NE dveh vrsticah za napajanje), čez sledi #15-19.
3. Okrepite prostor pod ploščo z dodatnim vročim lepilom, če je potrebno. To zagotavlja prepotrebno trdnost, saj vrata lahko sprejmejo sile navora iz priključenega kabla USB.

Na koncu moramo spajkati gumb in potenciometer.

1. Začnite z gumbom. Malo razširite noge in ga vstavite v položaj, prikazan na sliki.
2. Noge lahko upognete navznoter na spodnji strani, da pomagate držati gumb na mestu.
3. Vsako nogo spajkajte z vrha deske.
4. Zdaj vstavite potenciometer, kot je prikazano. Upoštevajte, da so zatiči na vrhu na sliki.
5. Začasno ga pritrdite na ploščo z nekaj trakom in ga spajkajte s spodnje strani plošče.

Korak 6: Končno ožičenje

Navodila bom kratka, vendar moramo dokončati ožičenje na spodnji strani plošče.

1. Črno -rumene žice spajkajte zgoraj levo na prvi sliki. Ti zagotavljajo razpon napetosti, ki jih potenciometer odda.
2. Črno -bele žice spajkajte spodaj desno na drugi sliki. Ti zagotavljajo ozemljitev in izhodno ožičenje mikrofona.
3. Preverite, ali so vse žice prisotne, kot je prikazano.

Zdaj smo končali s spodnjo stranjo! Po izbiri lahko vroče lepilo strateško opazite, da držite žice in zagotovite zaščito pred kratkimi hlačami - čeprav se ponavadi ne trudim.

7. korak: Ožičenje priključka LED

Priključek LED mora črpati napajanje neposredno iz vhoda USB. Naj zdaj to spajkamo.

1. S palcem držite priključek na plošči na njegovem končnem mestu (glejte sliko 2).
2. Odstranili bomo majhno dolžino (1-2 mm) žice in jo spajkali neposredno na vrh obstoječih spajkalnih spojev v drugi od spodnje vrstice.
3. Vsako od obeh žic ustrezno obrežite in odstranite. Kot je prikazano na prvi sliki, se mora spodnja žica pritrditi na 5V spoj, zgornja žica pa na GND.
4. Kosite oba odstranjena dela žice.
5. Previdno jih spajkajte na obstoječe spajkalne spoje. Prepričajte se, da se 5 -voltna žica ne poveže s sledom levo od nje, saj ta prenaša signal 3,3 V, zato bi lahko ubil vaš Arduino. Priporočljivo je, da z multimetrom preverite, ali med obema sledoma ni prevodnosti, preden vklopite ploščo.
6. Vroče prilepite LED priključek na ploščo in ga okrepite z veliko lepila.

Potrdite, da vaša tabla izgleda kot fotografija!

8. korak: Povežite se s ploščo

Na ploščo se lahko povežete na dva glavna načina.

• Za programiranje Arduina se priključite na vrata USB neposredno na njem (slika 1).
• Za delujoče LED diode se priključite na vrata USB na dnu in priključite LED (slika 2).

9. korak: Zaključni dotiki

Komponente so razporejene čim bolj kompaktno, zato je del tiskanega vezja prazen. To lahko previdno odrežete, kot je prikazano na sliki. Nisem prepričan o najboljšem načinu za to - uporabljam nekaj težkih rezalnikov za žico, vendar bi lahko bili previdni tudi z žago. Rezanje obstoječih lukenj je nekoliko lažje.

Ko odrežete presežek, toplo priporočam, da robove in vogale obrusite z brusnim papirjem z grobim peskom, saj je lahko PCB precej oster.

Celotno enoto lahko zavijete v širok trak s hladilnim pokrovom z izrezanimi luknjami za dostop do kontrol in vrat.