Geek Spinner: 14 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Fidget vērpēji ir jautri, un mūsdienās tos var atrast gandrīz jebkurā izrakstīšanās vietā tikai par dažiem dolāriem, bet ko darīt, ja jūs varētu izveidot savu? Un vai tam bija gaismas diodes? Un vai jūs varētu to ieprogrammēt, lai pateiktu vai parādītu visu, ko vēlaties? Ja tas izklausās dīvaini forši, TAS IR PROJEKTS JUMS.

Man vienmēr ir bijusi interese par mirgojošu gaismas diožu izmantošanu, lai bērnus ieinteresētu programmēšanā. Vienkāršākais projekts ar Arduino mikrokontrolleri ir gaismas diodes ieslēgšana un izslēgšana. Tad jūs redzēsiet, cik ātri LED var mirgot, pirms šķiet, ka tas nepārtraukti deg (apmēram 12 milisekundes intervālos). Tad jūs sakratāt gaismas diodi uz priekšu un atpakaļ, un jūs varat redzēt, ka tas atkal mirgo! Šī parādība tiek saukta par "redzes noturību" (POV), un šis projekts darbojas. Tas var izraisīt diskusijas gan par acs darbību, gan par to, cik neticami ātri darbojas datori.

Šajā projektā tiek izmantots programmējams 8 bitu mikrokontrolleris, astoņas gaismas diodes un monētu šūna. Tas griežas, izmantojot standarta skeitborda gultni, un rotācijas noteikšanai izmanto Halles efekta sensoru un magnētu. Tas ir izgatavots, izmantojot iesācējiem draudzīgas caurumu daļas, un to var ieprogrammēt, izmantojot Arduino programmēšanas vidi. Pietiek runāt, sāksim taisīt…

1. darbība: apkopojiet detaļas, instrumentus un piederumus

Vienmēr ir apgrūtinoši nokļūt būvniecības pusceļā un konstatēt, ka jums kaut kas pietrūkst. Šīs ir daļas, kuras esmu izmēģinājis un atzinis, ka tās darbojas labi. Aizstāt uz savu risku:

Materiālu saraksts ==================

• 1 ea, violets PCB, ko ar mīlestību ražo ASV OSH Park
• 1 ea, Attiny 84, Atmel ATTINY84A-PU,
• 1 ea, taustes slēdzis, TE 1825910-6,
• 1 ea, slīdnis SPDT caur caurumu, C&K JS202011AQN,
• 1 ea, akumulatora turētājs, Linx BAT-HLD-001-THM,
• 8 ea, 3 mm sarkans LED 160 Mcd, Wurth 151031SS04000,
• 8 ea, 330 omi 1/8W, Stackpole CF18JT330R,
• 1 ea, 0,1 uF vāciņš, KEMET C320C104M5R5TA,
• 1 ea, magnētiskais slēdzis, Melexis MLX92231LUA-AAA-020-SP,
• 1 ea, 608 skeitborda gultnis,
• 1 ea, mazs retzemju magnēts 2 mm x 1 mm,
• 2 ea, 3D drukāti vāciņi (pievienots STL fails).
• 1 ea, CR2032 akumulators, Panasonic BSP vai līdzvērtīgs,

Instrumenti un piederumi: Savās darbnīcās es izmantoju SparkFun's Beginner's ToolKit, kurā ir viss nepieciešamais, izņemot pinceti:

• Lodāmurs.
• SolderWire
• Flush-cut plyers (man patīk $ 5 Hakko CHP170!)
• Lodēšanas pīne
• Super līme

Attiny programmēšana (4. darbība, nav nepieciešama, ja pērkat šo komplektu):

• Arduino (lūdzu, izvairieties no lētiem ķīniešu kloniem un atbalstiet savus ASV atvērtā koda ražotājus).

  • SparkFun Redboard
  • Adafruit metro
  • Arduino UNO
• AVR programmēšanas vairogs.
• Pogo adapteris (ja programmēšana ir instalēta ar mikroshēmu).
• Standarta USB A-B Uno, USB Mini Redboard vai USB Micro Metro.

Šī projekta komplekts ir pieejams vietnē Tindie.com (atskaitot akumulatoru). Iegādājoties komplektu, jūs ietaupīsiet laiku un izdevumus, pasūtot no vairākiem dažādiem pārdevējiem, un izvairīsities no minimālās PCB pasūtījuma piemaksas. Arī Attiny programmēšana nav triviāla, un, ja jūs iegādājaties komplektu, tas jau būs iepriekš ieprogrammēts. Jūs arī man palīdzēsit attīstīt un dalīties ar citiem projektiem manās darbnīcās!

2. solis: Būtiska ir pretestība

Mēs pieņemam, ka jums ir pieredze komplektu veidošanā. Ja jums nepieciešama palīdzība lodēšanā, dodieties uz vietni www.sparkfun.com/tutorials/213, lai sakoptu vai skatītos, kā Geek Girl to izskaidro vietnē https://www.youtube.com/embed/P5L4Gl6Q4Xo. Man ir arī iesācējiem piemērots komplekts vietnē

Man patīk sākt ar rezistoru, jo a) tie ir salīdzinoši karstumizturīgi, kamēr jūs nokļūstat lodēšanas rievā un gludeklis sasniedz temperatūru, b) tiem nav polaritātes, tāpēc orientācija nav kritiska, un c) tie ir zemākā plāksnes sastāvdaļa, tāpēc lodēšanas laikā sēdiet cieši. Ir astoņi 330 omu strāvas ierobežošanas rezistori, viens katrai gaismas diodei. Jūs varat darīt pa vienam vai visus astoņus vienlaikus.

• Salieciet vadus spilventiņu platumā un ievietojiet rezistoru.
• Apgrieziet dēli un lodējiet vadus.
• Apgrieziet vadus ar skalošanas griezumiem.
• Vēlreiz iesit viņiem ar gludekli, ja vēlies, lai tie iespaido tavus geek draugus.

3. darbība: kods?

Ja esat iegādājies manu komplektu, mikroshēma ir iepriekš ieprogrammēta un var pāriet uz nākamo darbību.

Jā, šim projektam ir nepieciešams kods. Un, ja jūs pievērsāt uzmanību, 1. solī es jums teicu, ka Attiny programmēšana nav mazsvarīga. Es izmantoju Arduino, tā ir programmēšanas vide, mans AVR programmētājs un pogo pin džiga.

Mikroshēmu var ieprogrammēt pirms lodēšanas vietā (2. fotoattēls) vai pēc tam, kad tā ir pielodēta, izmantojot ISP galveni PCB apakšā (3. fotoattēls). Jebkurā gadījumā programmēšana ir šāda:

• Lejupielādējiet Arduino programmēšanas vidi.

• Instalējiet atbalstu Attiny 85 no:

  • https://highlowtech.org/?p=1695 (Arduino Tiny)
  • https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore (Attiny Core)
• Augšupielādējiet "Arduino kā ISP skici": [Fails] -> [Piemēri] -> [Arduino kā ISP].
• Piestiprināja AVR programmēšanas vairogu un ievietojiet lentes kabeli pozīcijā Attiny84
• Ja izmantojat Pogo adapteri, novietojiet to uz tāfeles ISP galvenes. Pozitīvie un negatīvie spilventiņi ir atzīmēti, lai jūs varētu pareizi orientēt galveni.
• Ja izmantojat mikroshēmu, ievietojiet to ar vienu tapu pret USB savienotāju.

• Izvēlieties pareizo mikroshēmu:

  • Arduino Tiny: "Attiny 84 @ 8 Mhz"

  • Attiny Core: "Attiny 24/44/84"

    • Mikroshēma "Attiny 84"
    • 8 Mhz (iekšējais)
    • Piespraudes kartēšana "pretēji pulksteņrādītāja virzienam"
• Atlasiet programmētāju, [Rīki] -> [Programmētājs] -> [Arduino kā ISP]
• Iestatiet programmēšanas drošinātājus, [Tools] -> [Burn Bootloader]
• Augšupielādējiet pievienoto skici, [Fails] -> [Augšupielādēt, izmantojot programmētāju]

Lielākais kļūdu avots ir tas, ka tapas nav pareizi izlīdzinātas.

4. solis: sasmalciniet to

Tagad, kad jūsu mikroshēmā ir kods, varat to instalēt. DIP ("dual inline package") mikroshēmas orientāciju parasti norāda vai nu caurums, kas atrodas blakus pirmajai tapai, vai arī sadalījums mikroshēmas galā, kas satur pirmo tapu, kā tas ir šajā gadījumā.

• Salieciet vadus līdz 90 grādiem, piespiežot tos pret plakanu virsmu (1. un 2. fotoattēls).
• Izlīdziniet mikroshēmu ar simbolu uz PCB un ievietojiet mikroshēmu (3. fotoattēls).
• Lodējiet vienu tapu pretējās pusēs un pārbaudiet, vai mikroshēma ir līdzena pret PCB un vai orientācija ir pareiza. Pēc tam to ir patiešām grūti labot. Uzticieties man šajā jautājumā.
• Kad esat pārliecināts, ka tas ir pareizi, lodējiet atlikušās tapas un pēc tam nogrieziet tās.

5. solis: slēdzis un kondensators

Spiedpoga atrodas blakus IC, bet kondensators - otrā pusē.

• Nospiediet spiedpogu vietā (pārliecinieties, vai tas ir pareizajā virzienā).
• Lodējiet to vietā.
• Noņemiet vadus no aizmugures.

Kondensatoram nav orientācijas, bet, ja jūs noliksit rakstīšanas pusi, jūsu draugi zinās, kādu vērtību jūs izmantojāt.

6. darbība: slēdzis un akumulatora turētājs

Slēdzis iet ar līmeni, kas vērsts uz āru. Tāpat kā citus priekšmetus, pielodējiet divas tapas, pārbaudiet, vai tas ir novietots līdzenumā, un pēc tam lodējiet pārējo.

Akumulatora turētājam ir marķējums, kas parāda orientāciju, taču tam tiešām nav nozīmes. Tomēr tas prasīs nedaudz vairāk siltuma nekā parastie vadi, un jūs vēlēsities pārliecināties, ka tas ir novietots līdzenumā, lai turētu akumulatoru vietā (4. attēls).

7. solis: gaismas diodes

Nav pienācīga projekta, kurā nebūtu iekļauts vismaz viens LED. Šim ir astoņi!

Garais vads ir pozitīvs (anods). Uz sietspiedes ir atzīme "+", un spilventiņš ir kvadrātveida. Ja veicat visus astoņus uzreiz, turiet tos uz augšu, lai pārliecinātos, ka visas orientācijas ir pareizas.

• Lodējiet vienu vadu uz katras gaismas diodes.

• Pārbaudiet orientāciju un to, ka tie ir novietoti līdzenumā (3. attēls).

  Ja tā nav, nospiediet korpusu ar īkšķi un atkārtoti sildiet vadu, līdz tas nofiksējas vietā (4. attēls)

• Pārējo lodēt.
• Saspraudiet vadus.

8. darbība. Pārbaudiet to

Šajā brīdī mēs joprojām varam pārbaudīt gaismas diodes un izslēgt:

• Ievietojiet akumulatoru ar pozitīvo pusi uz āru.
• Ieslēdziet vērpēju un pēc tam nospiediet pogu, līdz iedegas visas (cerams) gaismas diodes (skat. Video).
• Izgrieziet vērpšanas ierīci un skatiet modeli. Ja gaismas diode neiedegas, tas var tikt uzstādīts atpakaļ vai ir bojāts ar karstumu. Atlodējiet to un ievietojiet jaunu.

Problēmu novēršana:

• Ja nedeg neviena gaismas diode:

  • Pārliecinieties, vai akumulators ir labs un pareizajā virzienā.
  • Vai jūs ieprogrammējāt savu mikroshēmu? Vai tas ir pareizajā orientācijā? Vai tas kļūst karsts?
  • Vai gaismas diodes ir pareizi orientētas? Vai izmantot monētu elementu pāri vadītajiem lodēšanas savienojumiem, lai tos pārbaudītu?

• Ja slēdzis nemirgo gaismas diodes:

  • Pārbaudiet lodēšanas savienojumus uz gaismas diodes.
  • Pārbaudiet lodēšanas savienojumus uz Attiny.
• Ja nekas cits neizdodas, uzņemiet un ievietojiet augstas izšķirtspējas fotoattēlus no priekšpuses un aizmugures un lūdziet palīdzību komentāros.

9. solis: centrifūgas laiks

Gultnis tiek turēts vietā, pielodējot korpusu pie lielā paliktņa. Tas prasa pacietību un daudz siltuma:

• Lai novietotu gultni, izmantojiet kaut ko līdzīgu monētām uz cietas virsmas.
• Sildiet gan spilventiņu, gan gultņa apvalku, līdz redzat lodēšanas plūsmu uz korpusa (tas aizņem mazliet).
• Atkārtojiet to otrā pusē.
• Pārbaudiet, vai gultnis ir pareizi izlīdzināts, griežot vērptuvi.
• Apgrieziet dēli un lodējiet divus punktus otrā pusē.

10. solis: Vai šī ir revolūcija?

Lai parādītu ziņojumus, nevis tikai modeļus, mums jāzina vērpēja stāvoklis attiecībā pret apli. Mēs izmantosim Halles efekta sensoru un magnētu. Tas ir līdzīgi tam, kā iekšdedzes dzinēji zina, kad jāiededzina dzirkstele, lai iegūtu maksimālu jaudu. Lai tas darbotos, ļoti svarīga ir sensora un magnēta orientācija un izlīdzināšana.

• Uzraksts uz ierīces sejas ir vērsts pret zīda ekrānam atbilstošo gultni (1. fotoattēls).
• Izlīdziniet augstumu tieši virs gultņa (kur atradīsies vāciņa magnēts).
• Lodēt vienu vadu.
• Pārbaudiet augumu un barību.
• Lodējiet atlikušos vadus.
• Saspraudiet vadus.

Ja izmantojat daudzpolu sensoru, jums būs jāizprot magnēta orientācija. Labākais veids, kā to izdarīt, ir iestatīt citu režīmu, nevis iepriekšējā soļa modeli, un pēc tam atrast magnēta pusi, kas sāk mirgot gaismas diodēm (skat. Video). Līmējiet magnētu ar sānu, kas strādāja, uz āru. Vēlreiz pārbaudiet savu darbu.

11. darbība. Līdzsvarošanas akts

Ja jūs turēsit vērptuvi horizontāli uz augšu, ievietojot akumulatoru, jūs redzēsit, ka tas ir pagriezts uz akumulatora pusi uz leju. Neskatoties uz maniem centieniem līdzsvarot komponentus, tas joprojām nav līdzsvarā. Jūs varat pievienot svaru ne-akumulatora pusei, izmantojot uzgriezni un skrūvi, vai pievienot spilventiņam lodēt.

12. darbība. Jūs strādājat

Kad jūsu magnēts un sensors ir uz vietas, jūs esat gatavs pārbaudīt visu sava Geek Spinner apbrīnojamību. Vērpšanas režīmu parāda gaismas diode, kas iedegas, ieslēdzot ierīci vai nospiežot pogu (D0 - D7). Režīmu var mainīt, nospiežot pogu (skat. Video).

int režīmi = 8; // pieejamo režīmu skaits

// 0 -> teksts "Sveika pasaule!" // 1 -> apgr./min.) // 7 -> 2. forma (smaids)

13. solis: Bet pagaidiet, ir vairāk.

"Sirds" un "smaidiņu" modeļi tika izveidoti, izmantojot polāro grafiku, lai parādītu, kā astoņi segmenti izskatīsies ik pēc 5 rotācijas grādiem.

Ar rokām:

• Lejupielādējiet un izdrukājiet pilnas izšķirtspējas attēlu (1. attēls).
• Aizpildiet blokus, lai izveidotu savu attēlu (2. attēls).

• Gar radiālo, sākot ar 0, aprēķiniet baitu, izmantojot melnu = 1, baltu = 0;

  Sirds pirmais radiālais ir 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, tātad baits = 0b100000000;

• Turpiniet, līdz esat pabeidzis (mājiens, ja jūsu attēls ir simetrisks, jums jādara tikai puse).
• Ielīmējiet savus baitus skices sadaļā "textAndShapes.h" sadaļā "shape_1 " vai "shape_2 ".

Izmantojot Python:

• Instalējiet Python.
• Instalējiet Python attēlu bibliotēku.
• Lejupielādējiet pievienoto skriptu "readGraph.py".
• Lejupielādējiet pilnas izšķirtspējas attēlu (1. attēls).
• Atveriet attēlu savā iecienītākajā redaktorā (GIMP vai MS Paint).
• Izmantojiet komandu "Aizpildīt", atlasot melno krāsu, lai aizpildītu segmentus, kurus vēlaties apgaismot (2. attēls).
• Saglabājiet attēlu tajā pašā direktorijā kā skripts "readGraph.py" un mainiet faila nosaukumu skriptā, lai tas atbilstu:

im = Image.open ('heart.png')

Palaidiet skriptu un ielīmējiet izvadi skices sadaļā "textAndShapes.h" sadaļā "shape_1 " vai "shape_2"

Jebkurā gadījumā nekautrējieties komentāros dalīties ar savu radīto (attēlu un kodu)!

14. solis: kredīti un pēdējās domas

Es noteikti to visu neizdomāju pati. Ne ar tālmetienu.

• Mana pirmā praktiskā pieredze ar POV bija ar Nika Sojera projektu ar nosaukumu POV Twirlie: https://www.tindie.com/products/nsayer/pov-twirlie/. (Es arī izmantoju pogo adapteri).
• Pēc Techydiy's Instructable https://www.instructables.com/id/LED-FIDGET-SPINNER/ ieraudzīšanas manās smadzenēs ienāca doma "LED + Fidget spinner = POV"
• Ikreiz, kad jums rodas kāda lieliska ideja, kāds to jau ir paveicis: https://www.instructables.com/id/POV-Arduino-Fidget-Spinner/. Virsmas stiprinājumu lodēšana ir kaut kas, ko es varu darīt, bet nav īsti iesācējiem draudzīgs. Viņa kods bija arī nedaudz virs manas galvas, taču es izmantoju viņa idejas par RPM un skaitļu parādīšanu.
• Es varēju saprast un izmantoju Reger-vīriešu POV pulksteņa koda fragmentus, lai parādītu tekstu:

Neviens projekts nekad nav pilnīgs vai ideāls. Lūk, dažas domas, kas man radās uz priekšu:

• Līdzsvars: datu lapās reti ir informācija par sastāvdaļu svaru, tāpēc ir grūti izdarīt pat pamatotu minējumu par līdzsvaru, to vienkārši neveidojot. Acīmredzot akumulators ir vissmagākā sastāvdaļa. Katrā galā es pievienoju caurumus, lai pēc vajadzības varētu pievienot svaru, lai to līdzsvarotu.
• Pulksteņrādītāja virzienā? Ja pamanījāt, teksts tiek parādīts pareizi tikai tad, ja griežas pulksteņrādītāja virzienā. Pagriežot otru virzienu, tiek radīts spoguļattēls. Otra Halles sensora vai magnēta pievienošana ļautu iegūt rotācijas virzienu (Šona projekts to izdarīja).
• Krāsa? Izmantojot programmējamas RGB gaismas diodes, jūs varētu veikt krāsas. Tomēr tie parasti tiek uzstādīti uz virsmas.