Ar USB vadāmas mini lavas lampas: 9 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Šī pamācība apraksta ar USB darbināmu un kontrolētu lavas lampu komplekta izveidi no USB tastatūras un divām Think Geek USB lavas lampām, izmantojot vienkāršu tranzistora releja slēdža ķēdi, ko darbina tastatūras gaismas diodes. Tas ilustrē vienkāršu veidu, kā ar minimālu naudas summu (no 0 līdz 40 ASV dolāriem atkarībā no jūsu atkritumu kolekcijas), izmantojot USB savienojumu, kontrolēt līdz trim augstas latentuma slēdžiem (līdz 120 voltiem, 0,5 ampēriem), bez nepieciešamības lai ieprogrammētu USB sērijas vadības draiveri vai mikrokontrolleru. Varat arī izmantot tastatūras taustiņus, lai pievienotu vairāk nekā 100 ievades, kas ievadītu rakstzīmes, kuras varētu izmantot, lai kontrolētu programmu (kā aprakstīja Randofo un Deivids Merrils, taču šī pieeja šim projektam netika izmantota. Šis projekts tika izstrādāts kā dāvana manam draugam Krisam Laseram, lai pieminētu viņa pārcelšanos un bioinformātikas maģistra programmas uzsākšanu. Kriss daudz nodarbosies ar programmēšanu un piekritīs pragmatiskai / veiklai programmēšanai, kuras viens no pamatprincipiem ir vienību pārbaude. darbojas programmas vienības testi, ir patīkami zināt, vai tie izdodas vai neizdodas, un kas ir pārsvarā. Slaveni, ka daži pragmatiski programmētāji izveidoja atgriezeniskās saites sistēmu, kontrolējot pilna izmēra lavas lampas no vienības testēšanas sistēmas, savienojot kopā dažas mājas vadības ierīces (tas maksāja vairāk nekā 60 ASV dolārus). Lampas ļāva viņiem redzēt, vai testi nokārto vai neizdodas, un pakāpeniska uzsildīšana uz vienas lampas ļāva viņiem redzēt, kuri pat ts bija pārsvarā. Šī ir forša ideja, bet es gribēju radīt Krisam kaut ko tādu, kas: 1) kontrolētu divas mazas ar USB darbināmas lavas lampas, 2) tiktu izslēgts jaunajam Krisa jaunajam klēpjdatoram un saskarne, izmantojot USB (jaunākajos datoros nav mantojuma portu, īpaši klēpjdatorus), 3) būtu mazliet vairāk mājās gatavots un draudzīgs hakeriem, 4) būtu lētāks. Braukšanas releji no USB uz seriālā porta pārveidotāju šķiet vienkāršs risinājums. Tiešsaistē ir pieejamas daudzas ķēdes seriālo portu kontroles projektiem. Viens lielisks projekts, kuru es pielāgoju, bija https://www.windmeadow.com/node/4. Diemžēl gandrīz visas USB sērijveida ierīces nepieļauj zema līmeņa bitu sitienu (manuālu vadības līniju pārslēgšanu), kas nepieciešams šo shēmu izmantošanai. Vēl viena pieeja būtu iegādāties USB saskarnes ķēdi vai izveidot to no mikrokontrollera. Jebkurā gadījumā projektam būtu nepieciešams daudz mikrokontrolleru kodu un draiveru (pat izmantojot jau esošos cilvēka saskarnes draiverus vai iepriekš izveidotu kontrolieri). Es izvēlējos atrisināt šo problēmu ar izglābtu USB tastatūru, jo tās ir salīdzinoši lētas, un tajā ir viss, kas nepieciešams trīs vienkāršām ieslēgšanas/izslēgšanas izejām, skaitļu, vāciņu un ritināšanas bloķēšanas gaismas diodes veidā. Sistēmā Linux ir vairāki mehānismi, kā pārslēgt gaismas diodes no programmas vai komandrindas (uz to pat atsaucas Cryptonomicon). Setled ir vienkāršākais, un tas ir iepriekš instalēts gandrīz visās mašīnās, ledd ir veidots pēc klienta-servera modeļa, un ir pat modulis Ruby programmēšanas valodā. Windows un Mac OS un citām programmēšanas valodām vajadzētu būt salīdzināmiem mehānismiem - ievietojiet tos komentāros, ja zināt, kā pārslēgt tastatūras gaismas diodes citās OS vai programmēšanas valodās! Es iedevu Krisam dāvanu, un tagad viņš var ne tikai redzēt, vai viņa vienības testi iet, visi viņa jaunās nodaļas programmētāji var zināt, kāds foršs DIY veidotājs viņš ir.

1. darbība: detaļu saraksts

2 USB lavas lampas (no Thinkgeek vai froogle ~ 10 USD) 1 USB tastatūra (ābolu tastatūra ļautu jums izglābt arī divas USB ligzdas, padarot nevajadzīgu hackery, kas norādīta solī "nabaga cilvēka USB ligzda") 0 USD par nokasītu tastatūru ar vienu vai divām nedzīvām atslēgām-līdz 4 USD tiešsaistē (https://froogle.google.com/froogle?q=usb%20keyboard) līdz 30 USD labākajā gadījumā) 2 niedru slēdži (Radio Shack #275-233 3,00 USD, Mouser #677-OMR-112H $ 1.54) visiem pārējiem elektriskajiem komponentiem vajadzētu maksāt tikai dažus dolārus. 2 tranzistori (piemēram, 2N2222) (Radio Shack #276-1617, Mouser #511-2N2222A) 2 rezistori (Radio Shack #271-1124, Mouser #291-4,7k, dzelteni violeti-sarkanā zelta joslas) 4 diodes, kaut kas līdzīgs 1N404 (Radio Shack #276-1103, Mouser #512-1N414B) 1 barošanas slēdzis (SPST) nedaudz stieples lodāmurs un / vai stiepļu iesaiņošanas rīks un wiredremel instruments vai rokas darbarīks un pacietīga urbjmašīna un bitsa digitālais multimetrs un zaļais asumu marķieris Zināšanas un prasmes: Lodēšanas un elektronikas pamatzināšanas. Es ļoti iesaku Forest Mimm grāmatu, ja esat elektronikas iesācējs un vēlaties uzzināt, kā darbojas ķēdes. Laiks: Šis projekts aizņēma divus vakarus un pēcpusdienu, ieskaitot problēmu novēršanu.

2. darbība. Tastatūras izņemšana

Izņemiet tastatūru pēc iespējas nesagraujošāk. Tastatūra, pie kuras es gulēju, bija Dynex multivides USB tastatūra, modeļa numurs DX-MKB101. Izjaucot, esiet piesardzīgs, lai nesalauztu plānos vadus, kurus bieži izmanto. Pēc tastatūras atvēršanas jums vajadzētu redzēt kaut ko līdzīgu otrajam attēlam. Jūs vēlaties izglābt ķēdes korpusu un plāksni ar gaismas diodēm (bieži vien uz vienas shēmas plates) un pazaudēt apjomīgo tastatūru. Cerams, ka jūs varat noņemt plānu plastmasas plēvi, kas darbojas kā tastatūras atslēgas slēdži, vai kādā citā veidā nogriezt tastatūras slēdžus, nesabojājot galveno ķēdi. Man vajadzēja izgriezt plastmasu, lai atbrīvotu dēli, bet pēc pabeigšanas jums vajadzētu būt iespējai pievienot tastatūru, to atpazīt un pārslēgt tukšās gaismas diodes ar citu, funkcionālu tastatūras bloķēšanas taustiņu, kas ierauts tajā pašā datorā. Jums var būt vairākas tastatūras, gan USB, gan ne, vienlaikus pievienotas lielākajai daļai mūsdienu operētājsistēmu, un tās aktivizēs viena otras caps lock un citas atslēgas. Šajā brīdī man jāsaka, ka ir iespējams sabojāt vai iznīcināt datoru, pievienojot tam tukšas shēmas. Esiet piesardzīgs un rīkojieties uzmanīgi. Ja jūs uztraucaties, pārbaudiet, izmantojot lētu USB centrmezglu. No otras puses, es mēģināju visu veidu, vienlaikus novēršot šīs shēmas traucējummeklēšanu, ieskaitot strāvas ķēžu pārinstalēšanu, un mans klēpjdators paliek neapcepts.

3. solis: nabaga cilvēka USB spraudnis

Es negribēju iznīcināt lavas lampu USB kontaktdakšas, lai tās varētu izmantot atsevišķi, un lai USB lavas lampu kontrolieris būtu modulārs (lampu vietā varēja izmantot citas ierīces ieslēgtas un izslēgtas). Ja pēdējā posmā izjaucāt ābolu tastatūru, jums būs divas sievietes USB-A ligzdas, kuras varat izmantot, un tādējādi šo darbību var izlaist. Jūs varat arī iegādāties sieviešu USB-A ligzdas no peles vai glābšanas ligzdas no rezerves USB centrmezgla. Tomēr es izvēlējos izvēlēties lētu un vienkāršu iespēju - vienkāršu USB ligzdu, kas izgatavota no dažām svītrainām stieplēm (pietiktu ar jebkuru plānu vadu), mazliet perforētas plātnes un izolācijai kādu papīru un caurspīdīgu plēvi. Vienkārši nogrieziet nelielu daļu no paneļa, lai ieietu USB kontaktdakšu iekšpusē, pievienojiet vadu caur caurumiem, lai, ievietojot kontaktdakšu, tie netiktu izvilkti un ļautu tiem saskarties ar +5V un zemējuma savienotājiem spraudnī (sk. Izveidojiet ķēdi solis, kuram savienojums ir kurš). Pēc tam nogrieziet kādu caurspīdīgu plēvi, lai tā pārklātu vienu tāfeles pusi, lai perforatora stieple netuvotos pret kontaktdakšas metāla korpusu. Iekļaujiet šo izolēto plāksni USB spraudnī un ar savu multimetru apstipriniet, ka vadi ir labs kontakts un nav īssavienojums. Šādi ķēdei ir pievienotas USB lavas lampas. Šim projektam izveidojiet divus no šiem nabadzīga cilvēka kontaktdakšas uz galvas uz vienas un tās pašas plāksnes (skatiet attēlu). Montāžas posmā jūs redzēsit, kā korpuss tur abus šī savienotāja USB spraudņus.

4. solis: izgrieziet korpusu un perfboard

Izdomājiet sava projekta izkārtojumu tā iežogojumā. Es izmantoju arvien populārāko Altoids skārdu. Izurbiet caurumu Altoids skārda aizmugurē lielajam ieslēgšanas/izslēgšanas SPST slēdzim, vienu priekšpusē tastatūras USB kabelim un divus caurumus sānos USB lavas lampu spraudņiem. Izgrieziet atslēgas caurumu spraugas ar dremel griezējriteni vai rokas zāģi līdz priekšējiem un sānu caurumiem, lai varētu ievietot USB kabeļus (skat. Attēlu). Izklājiet caurumus ar līmlenti, lai novērstu kabeļu pārgriešanu. Izlemiet par shēmas perforācijas dēļa formu un izgrieziet to ar dremel rīku. Tas būs diezgan cieši pieguļošs…

5. solis: izveidojiet ķēdi

Šī projekta pamatā ir vienkārši programmatūras izmantošana, lai pārslēgtu tastatūras gaismas diodes, un gaismas diodes nolaupīšana, lai pārslēgtu lielāku strāvu. Šeit jāpiemin, ka dažas gaismas diodes tiek ieslēgtas, anodam pieliekot pozitīvu spriegumu, bet citas shēmas (piemēram, šī tastatūra) peld LED anodu augstu (tāpēc gaismas diode ir izslēgta) un sasien gaismas diodes katodu. zemējums, kad tas ir aktivizēts (nolaižamā slēdzis). Jūs varētu modificēt šo ķēdi, lai tā darbotos, bet es diagrammā parādīšu negatīvās piesaistes metodi. Izslēgta (iestatīta augsta) gaismas diode ieslēdz tranzistora slēdzi, kas aizver releju, un visbeidzot tiek aktivizēta lavas lampa. Tas nozīmē, ka lampas programmatūras pārslēgs tiks mainīts no gaismas diodes. Es pielāgoju ķēdi no vējpļavas, taču tā pamatā ir vienkāršs tranzistora slēdzis, kā aprakstīts lielākajā daļā elektronikas tekstu (50. lpp. Mimm grāmatā vai wikipedia). Esmu iekļāvis ktechlab failu, lai jūs varētu redzēt, kā darbojas tranzistora slēdzis, un pilnu shēmu (svg un-p.webp

6. darbība: krāsainas USB lavas lampas

Izkrāsojiet caurspīdīgās USB lavas lampas, nokrāsojot augšējās plēves plāksteri ar sarkaniem vai zaļiem marķieriem, pēc tam izgriežot apli, lai ievietotu lampas pamatnē starp gaismu un "lavas" kameru. Salieciet lavas gaismas.

7. solis: galīgā montāža

Altoīda skārdi veido lieliskus korpusus. Viņi labi aizsargā, bet diemžēl ir vadītāji un saīsinās neaizsargātas ķēdes. Lai to novērstu, sagrieziet kartonu un caurspīdīgo plēvi skārda izmērā un ievietojiet to starp tastatūras shēmas plati un perforēto plāksni. Ievietojiet slēdzi skārda aizmugurējā atverē. Ievietojiet USB kontaktdakšas, kas savienotas ar nabadzīgā cilvēka USB savienotāju, atslēgas caurumu izcirtņos sānos tā, lai skārda spraudņi turētu kontaktdakšas savienotājā. Iepakojiet kartona un izglābtas tastatūras ķēdē, izolējiet ar kartonu un caurspīdīgu plēvi. Mēģiniet aizvērt skārdu (mūsējais knapi iederas).

8. darbība: kods

Lavas lampas vadīs sistēmas izsaukumi uz "iestatīto" programmu, kas ieslēgs un izslēgs capslock un scroll lock gaismas diodes. Pārbaudiet to, komandrindā palaižot šo (iespējams, kā root, atkarībā no jūsu konfigurācijas), lai jūsu lampas mirgotu: setleds -L -caps +scroll < /dev /tty0; miega 3s; setleds -L +caps -croll < /dev /tty0; gulēt 3; setleds -L </dev/tty0, izjaucot šo:#Lai ieslēgtu sarkano lampu: setleds -L -caps +ritiniet </dev/tty0#, lai ieslēgtu zaļo lampu: setleds -L +caps -scroll </dev/ tty0#, lai atgrieztos stāvoklī, kad gaismas diodes parāda tastatūras iestatījumus uz pitonu. Vienkārši izpakojiet failus no darvas arhīva (tar -xzvf lava_unittest.tar.gz no konsoles) un izmēģiniet šādas konsoles komandas: python lava_unittest.py test_lava_unittest-passpython lava_unittest.py test_lava_unittest-failorpython test_lava_unittunest-pass. fail.pyLai palaistu no termināļa emulatora, noņemiet komentārus ar brīdinājuma karodziņu atzīmētajām līnijām un mēģiniet palaist itas sakni no termināļa emulatora. Izmantojot šo kodu, viss, kas jādara, ir Piphon skriptos, kas rakstīti vienības pārbaude. Pārkodēšana nav nepieciešama.

9. solis: glīts iepakojums

Lai pabeigtu šo projektu, izveidojiet un izdrukājiet savu etiķeti vai izmantojiet iekļauto attēlu (atveriet pilna izmēra secong attēlu vai xcf failu ar gimp). Vienkārši ielīmējiet uz savu apbrīnojamo USB vadāmo lavas lampu vāka.