Naszyjnik napędzany Arduino: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Szukałem dobrego projektu Arduino na wakacje na koniec roku. Ale co robić? Moja mała córeczka była bardzo zaskoczona, gdy zaproponowałam jej ten „elektroniczny” naszyjnik, a także bardzo szczęśliwa. Mam nadzieję, że osoba, której zaoferujesz swoje osiągnięcie, również będzie bardzo zadowolona.

Sam klejnot składa się z mikrokontrolera i diody LED RGB o tych samych wymiarach. Naszyjnik składa się z bardzo cienkiego drutu mosiężnego, który można łatwo przylutować małym drutem cynowym. Zasilanie to prosta bateria litowa o napięciu 3 V. Użyłem małego arkusza samoprzylepnego papieru, znalezionego w mojej domowej aptece, aby zabezpieczyć i odizolować akumulator.

Krok 1: Narzędzia i materiały

Narzędzia

• lutownica, drut lutowniczy cynowy 0,5 mm
• lupa, bo przewody do lutowania są tak małe
• komputer z zainstalowanym oprogramowaniem Arduino
• programista ISP, jak wyjaśniono tutaj
• mały przecinak do przewodów

Materiały

• bateria CR2032 z podstawą baterii (składająca się z dwóch części, po jednej na każdy biegun)
• bardzo cienki drut mosiężny
• jedna dioda RGB w opakowaniu 5050, z chipem WS2812B w środku (to ważne, bo w środku można znaleźć diodę 5050 bez kontrolera WS2812B)
• mały kawałek medycznego papieru samoprzylepnego
• mikrokontroler Atmel Attiny85-20SU SMD
• tani prosty naszyjnik

Krok 2: Schemat elektroniczny

Schemat elektroniczny jest bardzo prosty, ponieważ nie ma elementów pasywnych, takich jak rezystory, kondensatory czy indukcyjności, a także dlatego, że są tylko 3 elementy, w tym bateria.

Użyty przeze mnie zasilacz to bateria litowa 3V CR2032. Jego napięcie jest niższe niż wymienione w arkuszu danych WS2812B, ale po testach dioda LED RGB nie ucierpiała z powodu spadku o 2V.

Możliwość użycia prostej baterii pastylkowej 3V była dla mnie bardzo ważnym warunkiem ożywienia tego projektu. Nie wyobrażamy sobie naszyjnika z dużym ciężkim akumulatorem jako źródłem zasilania.

Mikrokontroler (MCU) również działa bardzo dobrze przy tym poziomie napięcia 3V.

Zmierzyłem średni prąd 5,3 mA. Taka bateria litowa CR2032 ma typową pojemność 200 mAh. Oznacza to, że przy zupełnie nowej baterii możesz pozwolić systemowi działać przez 40 godzin. Ale nawet połowa wystarczyłaby w dużej mierze do powszechnego użytku.

Krok 3: Oprogramowanie

Jednostka mikrokontrolera to ATTINY85 (~ 1 USD) firmy Atmel. Zaprogramowałem go tanim Arduino Nano (klon znaleziony w serwisie eBay za około 5 USD). Ale jeśli posiadasz oryginalną płytkę Arduino, możesz jej również użyć do tego.

Arduino Nano zostało zaprogramowane za pomocą szkicu „Arduino as ISP”.

Szkic do zaprogramowania w mikrokontrolerze ATTINY85 jest podany jako załącznik na tym etapie: JeweLED.ino

Pamiętaj, że musisz nagrać bootloader, aby MCU było w pełni zaprogramowane. To faktycznie nie flashuje bootloadera Arduino na MCU, ale flashuje kilka ważnych bezpieczników konfiguracji. Bez tego szkic w ogóle się nie uruchomi.

Typ płytki do wyboru to: „Attiny85 @ 8MHz (oscylator wewnętrzny, BOD wyłączony).

BOD to skrót od Brown-Out Detect. Jest to specjalna funkcja, która wyłącza MCU, gdy napięcie spadnie poniżej 4,3V. Jest to przydatne, aby uniknąć uszkodzenia akumulatorów. Ale w naszym przypadku musi być wyłączony, ponieważ będziemy zasilać nasz MCU tylko 3 V, a nawet mniej.

Krok 4: Montaż

Pierwszym krokiem jest złożenie MCU z diodą LED.

Po zaprogramowaniu należy zachować tylko pin 4, 5 i 8 MCU Atmel. Pozostałe piny można usunąć, bo niepotrzebne.

Pin 4 MCU musi być zlutowany z pinem 3 pakietu 5050. Będzie on podłączony do ujemnego bieguna akumulatora.

Pin 8 MCU musi być zlutowany z pinem 1 pakietu 5050. Będzie on podłączony do dodatniego bieguna akumulatora.

Pin 5 MCU musi być zlutowany z pinem 4 pakietu 5050. Pin 5 odpowiada PIN0 Arduino dla tego typu MCU.

Użyj medycznego papieru samoprzylepnego, aby odizolować baterię pastylkową od skóry. Pozwala to na przymocowanie ujemnej części mosiężnego drutu do ujemnego bieguna akumulatora.

Na tym montażu nie ma wyłącznika zasilania. Aby wyłączyć diodę LED, musisz otworzyć naszyjnik, wyciągając ujemny przewód z akumulatora.

I to wszystko.

Krok 5: Testowanie i dostrajanie

Jak widać na zbliżeniu, przylutowałem dwa bardzo małe pierścienie z drutu mosiężnego na pinach GND i VDD. Celem tego jest przymocowanie tego „elektronicznego” klejnotu do naszyjnika.

Do pierwszych testów użyłem tylko mosiężnego drutu jako naszyjnika. Drut mosiężny jest niezbędny do zapewnienia styków elektrycznych, ale nie wystarczy. Drut mosiężny jest zbyt lekki, a bateria za szyjką jest zbyt ciężka w porównaniu do diody LED z przodu. Musiałem więc użyć prawdziwego naszyjnika, aby bateria pozostała na swoim miejscu.

Musisz rozdzielić naszyjnik na dwie części o równej długości i zamknąć te dwie części na biżuteryjnych pierścionkach.

Owinąłem mosiężny drut w każdą pętlę naszyjnika. Drut jest prawie niewidoczny i zapewnia przewodnictwo elektryczne oraz sztywność całej konstrukcji.

Innym sposobem na uzyskanie przewodnictwa elektrycznego byłoby użycie nierdzewnych nici przewodzących, które można znaleźć na Adafruit za kilka dolarów.

Na filmie możesz zobaczyć JeweLED w akcji.

Cieszyć się!

Zobacz to w akcji