Oddychaj: gasnące lampki w szklanym bloku: 6 kroków

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

Na Boże Narodzenie w tym roku postanowiłem użyć pustaka szklanego, kontrolera PWM i kilku sznureczków LED fairy light, aby podarować mojej żonie kolorowy prezent.

Krok 1: Części

Oto części, których będziesz potrzebować.

Mikrokontroler

Nie musi to być nic szczególnie dużego, szybkiego ani posiadającego wiele pinów (wystarczy tylko 2 piny danych do połączeń I2C). Użyłem Adafruit Trinket M0, ponieważ jest mały, podoba mi się ten format i chciałem nauczyć się pracować z CircuitPythonem.

16-kanałowa tablica rozdzielająca PWM

Istnieje wiele podobnych rodzajów tablic PWM break-out, w tym ta firmy Adafruit. Nawet jeśli twój kontroler ma wiele dostępnych pinów PWM, nadal unikałbym prób zasilania wszystkich twoich pasm stamtąd i zamiast tego wybierałbym płytkę przerywającą: diody LED mogą pobierać znacznie więcej prądu niż pozwoli na to kontroler. Większość kontrolerów chroni przed tym, ale niektóre mogą faktycznie pójść z dymem. Najlepiej korzystać z deski do wyłamywania.

Bajkowe światła

Istnieje wiele, wiele kolorów, rodzajów i długości lampek dostępnych tanio, nawet niektóre ze światłami RGB. Kosztują około 1 dolara za pasmo, daj lub bierz. Lubię takie, w których każda nitka jest w jednym kolorze, ponieważ łatwiej kontrolować efekty. Oto jedna opcja na Amazon. Każda nitka jest dostarczana z własnym brelokiem zawierającym baterie monetowe i przełącznik. Nie będziesz w stanie zasilać więcej pasm niż liczba urządzeń obsługiwanych przez twoją tablicę PWM break-out (w moim przypadku 16).

Szklany klocek

Różne rodzaje pustaków szklanych można znaleźć w sklepach z rękodziełem, a nawet w sklepach z narzędziami. Odradzam kupowanie ich online, ponieważ są zbyt drogie (prawdopodobnie ze względu na ich wagę). Są płaskie, faliste, przezroczyste, rozproszone, kolorowe, w różnych rozmiarach itp. Są bardzo ładne, ale też łamliwe, śliskie i bardzo, bardzo ciężkie. Upewnij się, że ten, który otrzymasz, ma podłużny otwór z jednej strony i plastikową wkładkę, która wskakuje i zakrywa ten otwór.

Jeśli waga lub rozmiar pustaków szklanych stanowi problem, prawie każdy przezroczysty pojemnik będzie działał. Możesz nawet użyć (czystej, wytrawnej) butelki wina lub likieru, szklanej kuli, dużego kieliszka do szampana lub innego przezroczystego pojemnika. Ja bym jednak użył czegoś dość dużego, ponieważ moim zdaniem efekt jest lepszy, gdy pojemnik jest duży. Jeśli odejdziesz od szklanego bloku, będziesz musiał pominąć lub zaimprowizować niektóre kroki instrukcji.

Plastikowa obudowa na obwody

Lubię umieszczać całą moją elektronikę w jednym miejscu. Wybierz swoją ulubioną obudowę, mniej więcej 2 cale na 4 cale na 1 cal (na przykład tę z Amazon), ale jeśli masz zamiar postępować zgodnie z tym przykładem, upewnij się, że jest wystarczająco mała, aby wygodnie zmieścić się na zewnątrz bloku, ale wystarczająco duży, aby pomieścić kontroler, płytkę PWM i przewody.

To, czego naprawdę chciałem użyć, to wydrążona drewniana podstawa, na której można postawić blok. Niestety nie mogłem znaleźć jednego z nich i nie miałem czasu na samodzielne wykonanie. Możesz nawet całkowicie pominąć obudowę i po prostu wepchnąć kontroler i wyłamywaną płytkę do szklanego bloku, jeśli nie masz nic przeciwko temu, jak to wygląda.

Adapter 5v/2A lub akumulator

Większość płyt PWM ma MAX 6V, więc utrzymuj napięcie poniżej tego, np. około 5 woltów (na przykład ten na Amazon). Poza tym nie poszedłbym o wiele mniej niż 2A, ponieważ diody LED wymagają całkiem sporo. Możesz również wypróbować akumulator.

Aby wszystko było proste, zawsze zasilam wszystko za pomocą gniazd 5,5 mm / 2,1 mm.

Różne części

Potrzebujesz również: włącznika (łatwiej wywiercić otwory pod włączniki okrągłe), gniazdo baryłkowo-złączkowe (pasujące do gniazda adaptera), przewody krosowe, głowice żeńskie, wkręty, śruby, nakrętki, sprzęt do lutowania, szczypce do cięcia ukośnego, wiertło, klej na gorąco pistolet, srebrna ostrzałka itp.

Krok 2: Podłącz kontroler i płytę PWM

Możesz postępować zgodnie z tymi wskazówkami, aby podłączyć kontroler i płytę PWM. Połącz ze sobą styki SCL i SDA na każdym urządzeniu. Powinieneś uruchomić linię Vout z płyty PWM do wejścia zasilania kontrolera, a Vout kontrolera do pinu Vcc płyty PWM.

Nie ma potrzeby stosowania obwodu, a nawet płytki chlebowej, ponieważ można użyć przewodów krosowych do połączenia męskich pinów jednego urządzenia z męskimi pinami drugiego.

Następnie będziesz potrzebować tymczasowego sposobu na podłączenie 5 V DC do bloków śrub wejściowych płyty PWM. Jeśli masz zasilacz ławkowy, podłącz go. W przeciwnym razie będziesz musiał przylutować gniazdo, które pasuje do gniazda adaptera (użyj woltomierza, aby upewnić się, że lutujesz prawidłowo dodatni i ujemny) i poprowadź przewody do bloków śrub wejściowych.

Krok 3: Przygotuj pasma Fairy Light

Nie będziemy używać breloków na baterie. Zanim jednak przetniesz przewody, upewnij się, że znajdziesz mały rezystor przylutowany szeregowo między baterią a pierwszą diodą LED. NIE odcinaj tego (innymi słowy, powinno to pozostać przy nici, a nie breloczku). Następnie użyj swojego ulubionego ostrego narzędzia, takiego jak przecinaki ukośne, aby oddzielić brelok do akumulatora od żyłki. Lubię zostawiać centymetr lub dwa drutu po stronie breloka na baterie, aby można go było użyć ponownie w przyszłości. Nie martw się jeszcze, który przewód jest dodatni, a który ujemny. Chociaż jest to zawsze ważne podczas pracy z diodami LED, wygodnie dla nas, w tym momencie nie ma to znaczenia. Nici, które kupiłem, i tak mają jasnoszary pasek na drucie dodatnim. Nie martw się, jeśli twój nie.

Płytka zaciskowa PWM ma 16 klastrów po trzy piny: uziemienie, 5 V i sygnał, więc każda nić będzie potrzebować własnego zestawu 3 gniazd żeńskich, aby dopasować. Użyjemy tylko zewnętrznych pinów (masy i sygnału), więc po odcięciu zestawu z długiego paska nagłówka, po prostu wyciągnij środkowy (niepotrzebny) pin żeńskiego nagłówka. Przylutuj przewody dla każdej żyły do zewnętrznych pinów jednego żeńskiego zestawu nagłówków.

Po zlutowaniu każdej nitki należy ją przetestować. Zrobiłem to, podłączając zasilanie do kontrolera i płyty PWM, a następnie ładując tymczasowy program, który po prostu włącza wszystkie 16 zestawów pinów.

Jeśli używasz kontrolera CircuitPython (takiego jak Trinket M0), Adafruit zapewnia doskonały samouczek dotyczący uruchamiania, aktualizacji i programowania płytki. Gdy już to zrobisz, a płyta jest podłączona kablem USB do komputera, możesz zapisać i zapisać plik o nazwie "code.py" w katalogu głównym płyty kontrolera. Wbudowane oprogramowanie na kontrolerze wykona program python w code.py. Poniżej znajduje się prosty program, którego użyłem do przetestowania nici, nazwany test_code.py. Powinieneś zmienić jego nazwę na code.py i skopiować do głównego katalogu Trinket M0.

Jeśli nie używasz CircuitPythona, powinieneś użyć Arduino IDE lub innego sposobu zaprogramowania kontrolera, aby wysyłał sygnały niezbędne do włączenia wszystkich portów PWM do pełnego wyjścia.

Po załadowaniu programu przetestuj nić, wciskając żeński nagłówek nici na dowolny zestaw pinów PWM. Jeśli pasmo się nie rozjaśnia, ściągnij je, odwróć i wepchnij z powrotem. Jeśli to nadal nie działa, powinieneś odlutować przewody i spróbować ponownie. Gdy nić się zaświeci, należy jakoś zaznaczyć dodatnią ("sygnał") stronę nagłówka, aby wiedzieć, jak należy ją wcisnąć następnym razem. Użyłem srebrnego sharpie do zaznaczenia pozytywnej strony każdego testowanego nagłówka.

Po przetestowaniu lutowania, będziesz chciał zaizolować punkty lutowania, nakładając kroplę lub dwie gorącego kleju na odsłonięty drut, lut i metal. Postanowiłem użyć kleju na gorąco (w przeciwieństwie do rurki termokurczliwej), ponieważ jest przejrzysty, podobnie jak przewody. Oprócz unikania szortów ma to tę zaletę, że stabilizuje i wzmacnia połączenie, dzięki czemu jest mniej podatne na zginanie i pękanie.

Kiedy wszystkie żyły zostaną przylutowane, przetestowane i zaizolowane, powinieneś być w stanie wsunąć WSZYSTKIE złącza na szpilki płyty PWM, a WSZYSTKIE żyły powinny się zapalić. W przypadku tego prototypu kolejność kolorów nie będzie miała znaczenia.

Krok 4: Przygotuj szklany blok i obudowę

Jak napisałem powyżej, szklany blok musi mieć w sobie podłużny otwór, a także musi mieć jakąś twardą plastikową wkładkę, która wskakuje na miejsce, aby zakryć otwór. Przede wszystkim musisz zdecydować, w którą stronę zorientowana będzie bryła, a co za tym idzie, po której stronie będzie obudowa: lewa, góra czy prawa. Zdecydowałem się umieścić go po prawej stronie. Chciałem, żeby włącznik był z tyłu, a gniazdo adaptera na dole.

Teraz musimy przymocować naszą obudowę elektroniki do tej wkładki.

Musimy włożyć dwie (lub więcej) małe śruby przez dwa plastikowe elementy, aby połączyć jeden z drugim. Gdy wkładka jest włożona do szklanego bloku, przytrzymaj obudowę tak, aby była wyśrodkowana. Sklej je razem. Ostrożnie wyjąć wkładkę i obudowę z bloku bez zmiany ich względnego położenia. Zdecyduj się na dwa punkty, które dobrze połączą obie części. Znajdź bezpieczne miejsce, aby je postawić i wywierć 2 otwory przez oba. Usuń taśmę, rozciągnij je i wyczyść otwory. Złóż je z powrotem, wepchnij śruby, załóż i dokręć nakrętki.

Teraz, gdy obudowę można przymocować do pustaków szklanych, potrzebujemy sposobu, aby żyły przez nią przeszły. Użyłem bardzo dużego wiertła i wywierciłem otwór przez środek tylnej części obudowy. Moja wkładka miała już pośrodku duży otwór. Jeśli tak nie jest, po prostu przejrzyj oba.

Powinieneś teraz przygotować swój przełącznik i gniazdo adaptera. Odpowiednio wywierć otwory. Musiałem użyć narzędzia do szlifowania dremel, aby poszerzyć otwór na przełącznik. Otwór na przełącznik również będzie wymagał małego rowka, więc użyj pilnika lub ostrego, mocnego noża. Wciśnij przełącznik (wskoczy na swoje miejsce). Przepchnij podnośnik i załóż podkładki i nakrętki na zewnątrz; dokręcać.

Znajdź czarno-czerwony przewód 20 AWG. Przylutuj przewody do gniazda adaptera; wewnętrzny pin jest dodatni, a zewnętrzna obudowa jest ujemna; użyj woltomierza, aby dowiedzieć się, który pin pasuje. Lubię przełączać dodatni (czerwony) przełącznik, ale to nie ma znaczenia. Zdejmij wolne końce przewodu i przetestuj, wkładając gniazdo adaptera, włączając i testując napięcie. Jeśli jest problem, odlutuj i odsprzedawaj w razie potrzeby. Sprawdź również, czy napięcie wynosi zero, gdy przełącznik jest wyłączony.

Umieść kontroler i płytkę PWM w obudowie. Włóż przewody zasilające do bloków śrubowych płyty PWM: czerwony do dodatniego i czarny do ujemnego.

Krok 5: Włóż pasma do bloku

Odłącz zasilacz.

Z wkładką wsuniętą w pustak szklany, powoli wsuń pasmo przez otwór obudowy do bloku. Po prostu pozwól mu się naturalnie zwinąć, delikatnie wpychając, nie próbując zbyt wiele kontrolować. Kiedy jest wystarczająco daleko, wepchnij nagłówek na zestaw pinów płyty PWM, uważając, aby prawidłowo wyrównać stronę dodatnią. Powtórz dla każdego pasma. W miarę jak w bloku robi się coraz bardziej ciasno, pasma zwijają się i skręcają wokół siebie bardziej pomysłowo.

Po wsunięciu nagłówka ostatniej żyły do pinów płyty PWM, podłącz adapter i włącz go. Wszystkie pasma powinny się rozjaśnić. Jeśli nie, sprawdź ponownie orientację nagłówka pasma na kołkach. Sprawdź też połączenia lutowane, coś mogło się zepsuć. Napraw to, co jest konieczne, aż wszystkie pasma się zaświecą.

Załóż pokrywę na obudowę elektroniki i przykręć ją. Ponieważ wkładka klocka dość łatwo wyskakuje z pustaka, pomyślałem, że dobrze byłoby go lepiej zabezpieczyć, więc użyłem do tego taśmy pakowej.

Krok 6: Oddychaj

Teraz musimy napisać ciekawszy program do świateł.

Podłącz kontroler z powrotem do komputera.

Moje imię dla tego utworu to „Oddychanie”, więc chciałem, aby nici wyglądały na „oddychanie”, wdech i wydech, a następnie zatrzymanie się na losową ilość czasu przed ponownym oddechem, przy czym każda nitka działa niezależnie od pozostałych. Poniżej znajduje się skrypt Pythona, który daje wynik, który mi się podobał; skopiuj to na tablicę, aby zobaczyć, jak działa. Wszelkimi sposobami eksperymentuj z różnymi wzorcami, synchronizacją, przerwami, błyskami itp., aby zrobić to, co uważasz za ładne.