Świeca LED Clapper: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Autor: sbkirbyStephen B. KirbyObserwuj Więcej autora:

O mnie: Moje hobby to obróbka drewna, elektronika, programowanie, druk 3D i produkcja trocin na moim routerze CNC. Więcej o sbkirby »

Trzy lata temu w muzealnym sklepie z pamiątkami zobaczyłem „My New Flame” MORITZA WALDEMEYERA, INGO MAURERA UND TEAM 2012 i zakochałem się w tym pomyśle. Miałem nadzieję, że uda mi się odtworzyć coś hipnotyzującego, przyjemnego, funkcjonalnego i interesującego do oglądania, ale z lekkim akcentem. Z pewnością nie mógłbym zrobić niczego porównywalnego z ich pięknym dziełem sztuki. Dlatego stworzyłem świeczkę LED w wersji Clapper. Klaśnij dwa razy, aby włączyć lub wyłączyć świecę. Funkcja klapy jest opcjonalna i można ją włączać lub wyłączać, jeśli jest dołączona do zestawu. Lub ta funkcja może zostać całkowicie pominięta w kompilacji.

Wokół mojego domu jest siedem takich, których używam jako ozdobnych świec i lampek nocnych. Trzymam je podłączone do ładowarki do telefonów komórkowych 5 VDC, aby zasilić urządzenie i naładować akumulator litowo-jonowy. Jedno ładowanie wystarcza na około 18 godzin, dzięki czemu świetnie nadają się do oświetlenia awaryjnego.

Uwaga: Świeca w filmie po prawej stronie z osłoną nie jest świecą Clapper.

Krok 1: Części i narzędzia

Części potrzebne do projektu:

• 1 szt. Świeca z gładkiej żywicy Lumiere Candles - 6" H x 3" OD
• 1 szt. Minipłytka Arduino Pro ATMEGA328P 16 MHz 5 V
• 1 szt. matrycy Charlieplexed Matrix - 9x16 diod - Żółty [ID:2948]
• 1 szt. Adafruit 16x9 Charlieplexed PWM LED Matrix Driver - IS31FL3731 [ID:2946]
• 1 szt. ładowarki Adafruit PowerBoost 500
• 1 szt. Akumulator litowo-jonowy 18650;
• 1 szt. uchwyt baterii 18650
• 1 szt. Przełącznik dwupozycyjny SPST
• 1 szt. Niestandardowa płytka drukowana
• Przezroczyste tworzywo akrylowe 6mm

Z klapą (opcjonalnie):

• 1 szt. Technologia ATMEL / Microchip DIP-8 ATTINY85-20PU
• 1 gniazdo DIP-8
• 1 szt. przekaźnik półprzewodnikowy LCB710
• 1 szt. Moduł wykrywania dźwięku o wysokiej czułości
• 1 szt. Rezystor 220
• 1 szt. subminiaturowy przełącznik dwustabilny 2MS1T1B1M2QES ON/ON 3P-SPDT
• 1 szt. Niestandardowa płytka drukowana

Narzędzia:

• 1 szt. Moduł CP2102 Micro USB na UART TTL 6 pinów - ebay.com
• Lutownica

Krok 2: Montaż podstawy akrylowej

Korzystając z dostarczonych rysunków PDF Vector, można utworzyć ścieżki narzędzi do wycinania akrylu. Każdy plik PDF zawiera górę, dół, dwie strony i mały prostokąt, który jest używany jako przekładka pod modułem dźwiękowym. Ta część nie jest potrzebna, jeśli budujesz wersję świecy LED bez klapy (bez dźwięku).

Użyłem frezu palcowego 1/8" do cięcia większości części i wykonałem przejście wykańczające z frezem palcowym 1/16". Frez trzpieniowy 1/16" jest wymagany do wąskich szczelin po bokach i na górze.

Otwory montażowe zostały ręcznie zlokalizowane i wywiercone ręcznie. Niektóre otwory należy wywiercić przed montażem. Na przykład otwory do zamontowania płyty PowerBoost.

Przeszlifuj i przetestuj wszystkie elementy. Zalecam użycie Plast-I-Weld do łączenia elementów ze sobą.

Uwaga: Średnica górnej i dolnej części musi być dopasowana do średnicy wewnętrznej (ID) zakupionych korpusów świec z żywicy.

Krok 3: Obwody z klapą i bez

Podstawowy obwód LED Candle składa się z baterii, przełącznika, zasilacza i płytki drukowanej Candle (PCB) z matrycą LED Charlieplexed Matrix, Charlieplexed Matrix Driver i Arduino Pro Mini 5 VDC. Zmontowaną wersję płytki drukowanej świecy można zobaczyć powyżej. Jedyne podłączenie do tej płytki to 5 VDC dostarczane przez zasilacz. Akumulator jest podłączony do zasilacza PowerBoost, który może ładować akumulator litowo-jonowy i zapewnia ochronę akumulatora niskiego napięcia. Zasilacz zapewnia również możliwość włączania lub wyłączania świecy poprzez uziemienie połączenia EN za pomocą przełącznika.

Płytka PCB Clappera zawiera przekaźnik półprzewodnikowy (LCB710) i mikrokontroler (ATTiny85) do przetwarzania sygnałów z modułu dźwiękowego i sterowania zasilaniem płytki PCB świecy. ATTiny85 jest zaprogramowany do nasłuchiwania dwóch głośnych dźwięków jednocześnie i włączania lub wyłączania przekaźnika. Niestety w tej konfiguracji nie można odróżnić klaśnięcia od innych głośnych dźwięków, dlatego obwód zostanie aktywowany, jeśli dowolne dwa głośne dźwięki zostaną usłyszane jednocześnie.

Zainstalowałem gniazdo DIP-8 na płytce drukowanej Clapper, aby ułatwić instalację lub demontaż ATTiny85. Wszystkie pozostałe elementy można przylutować do płytki.

Podłącz piny 1 i 2 J1 dla normalnej pracy. Po drugie, podłącz styki + i - płytki PCB Clapper do + i - płytki PCB świecy. Podłącz 5 V i GND zasilacza PowerBoost do + i - złączy „PWR IN” płytki PCB klapy. Podłącz Mini Toggle Switch SPDT do połączenia "CLAPPER". Podłącz biegun przełącznika do C, a pozostałe dwa połączenia zgodnie z potrzebami. Na koniec podłącz VCC i GND modułu dźwiękowego do + i - "SND MOD", a OUT do złącza Out płytki PCB klapy.

Krok 4: Płytki drukowane

Załączam pliki Gerber, które stworzyłem za pomocą programu KiCad, aby zamówić dwie płytki drukowane. Niedawno zamówiłem 10 płytek PCB Candle Flame za 5 USD. Tak się składa, że zamówiłem dwa razy więcej desek za połowę ceny mojego pierwotnego zamówienia z 2016 roku.

Krok 5: Montaż płytki drukowanej

1. Zainstaluj męskie nagłówki z tyłu płytki drukowanej z najdłuższą częścią wystającą z przodu. Nie instaluj męskiego nagłówka tam, gdzie jest to wskazane.
2. Przymocuj nagłówki do tyłu i odwróć deskę. Przylutuj wszystkie styki nagłówka z przodu płytki drukowanej.
3. Przytnij wszystkie kołki, jak pokazano na zdjęciu, równo z płytą.
4. Ustaw górną część diody LED Charlieplexed Matrix, jak pokazano na zdjęciu.
5. Odwróć matrycę LED i zainstaluj diody LED DO GÓRY i przylutuj moduł do pinów.
6. Przylutuj nagłówek do Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V i przylutuj od spodu PCB z najdłuższą częścią wystającą z góry PCB. Będzie to później używane do programowania Arduino. Po przylutowaniu główki zalecam oderwanie plastikowej części główki od pinów. Dzieje się tak, ponieważ długość szpilek zostanie przycięta przed zamontowaniem płytki drukowanej w akrylowej podstawie.
7. Odwróć płytkę drukowaną do tyłu i dopasuj Ardiuno do pinów nagłówka i przylutuj.
8. Zorientuj i zamontuj Matrix Driver na pinach u góry z tyłu i przylutuj.
9. Podłącz moduł USB do UART TTL do pinów nagłówka Arduino. 5 VDC -> VCC, GND -> GND, TX -> RX, RX -> TX.
10. Podłącz USB modułu do komputera i otwórz Arduino IDE, aby załadować program.

Krok 6: Programy dla Arduino Pro Mini i ATTiny85

Adafruit zapewnia samouczek dotyczący korzystania z matrycy LED CharliePlexed i sterownika w Animated Flame Pendant. Użyłem tego samego szkicu dla mojego Arduino Pro Mini, ale zmieniłem data.h na płomień mojego autorstwa. Ten samouczek zawiera wszystko, czego potrzebujesz, aby rozpocząć pracę z LED CharliePlexes.

ATTiny85 używa szkicu, który znalazłem w Henry's Bench -Arduino Sound Detection Sensor: Tutorial and User Manual. Ta strona poprowadzi Cię przez konfigurację i strojenie modułu czujnika dźwięku i Arduino. Mój szkic (ClapperCandle_V2.ino) dla ATTiny jest prawie identyczny z jego przykładem.

Krok 7: Montaż końcowy

Po złożeniu płytek PCB można je teraz zainstalować na akrylowej podstawie. Jak wspomniano wcześniej, przed klejeniem zaleca się wiercenie otworów. Jeśli budujesz wersję Clapper, wycięty wcześniej prostokątny element dystansowy znajduje się z boku miejsca montażu modułu dźwiękowego. Widać to na powyższym zdjęciu. Płytka Clapper jest zamontowana pod modułem dźwiękowym i po tej samej stronie.

Podłącz zasilacz PowerBoost 500 do akumulatora i głównego wyłącznika zasilania, a jeśli płytka PCB Clapper nie jest używana, podłącz 5 VDC i GND bezpośrednio do złącza „PWR IN” płytki PCB świecy. W przeciwnym razie podłącz napięcie wyjściowe zasilacza do + i - płytki drukowanej klapy. Podłącz przełącznik dwustabilny SPDT do połączeń "CLAPPER" zgodnie z wcześniejszymi instrukcjami i podłącz moduł dźwiękowy do "SND MOD" zgodnie z wcześniejszymi instrukcjami. Odpowiednie połączenia (+ - TRG) płytki drukowanej klapy są podłączone do płytki drukowanej świecy. Połączenie TRG nie jest z niczym połączone.

Sprawdź swoje okablowanie względem schematów, a kiedy będziesz gotowy, zainstaluj baterię i włącz ją.

Żywiczna świeca wymaga otworu na kabel micro USB, aby podłączyć go do zasilania. Dlatego zamontowałem je na moim CNC i wyciąłem otwór w odpowiedniej odległości od dna.

CIESZYĆ SIĘ!

Drugie miejsce w konkursie PCB