Boomstick - animēts LED draiveris: 10 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Boomstick ir projekts, lai izveidotu animētu virkni programmējamu RGB gaismas diodes, ko darbina mazs Arduino un kas reaģē uz mūziku. Šī rokasgrāmata koncentrējas uz vienu aparatūras konfigurāciju, kuru varat salikt, lai palaistu Boomstick programmatūru. Šī aparatūra ir lieliska izmēra, lai ievietotu valkājamu priekšmetu, piemēram, halātu vai gara kapuci, vai apgaismotu pārnēsājama totēma staba garumu. Sastāvdaļas ietver mikrofonu (mūzikas uztveršanai), pogu (lai pielāgotu spilgtumu) un pogu (lai pārslēgtu animācijas). Visa ierīce (ieskaitot gaismas diodes) tiek darbināta no viena mikro USB porta, ko var pievienot sienas adapterim vai pārnēsājamam USB akumulatora lādētājam.

Šis projekts ir vidēji grūts. Jums jābūt ērtai lodēšanai un pacietībai strādāt ar mazām detaļām. Kopējais izveides laiks ir 2+ stundas.

1. darbība: sastāvdaļas un rīki

• Adafruit Perma-Proto pusizmēra maizes dēļa PCB-4,50 ASV dolāri
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9,95
• Elektreta mikrofona pastiprinātājs - MAX5566 ar regulējamu pastiprinājumu - 6,95 ASV dolāri
• USB Micro -B sadalīšanas dēlis - 1,50 ASV dolāri
• Maizes dēļa apdares potenciometrs - 10K - 1,25 ASV dolāri
• Taustāms pogu slēdzis (6 mm)
• 10K omu rezistors
• 3 kontaktu JST SM kabeļi - 1,50 ASV dolāri

Visas saites ir no Adafruit, un es iekļauju pašreizējo cenu rakstīšanas laikā (var mainīties!) Kopējām izmaksām jābūt zem 30 USD. Jums būs nepieciešams arī:

• NeoPixel RGB sloksne - izvēlieties atbilstoši jūsu projekta vajadzībām, bet man šķiet, ka 30LED/m labi der valkājamiem
• Valkājams priekšmets vai tamlīdzīgi, lai ievietotu gaismas diodes
• Maza izmēra savienojuma stieple - man šķiet, ka šis cietais serdeņu komplekts no Adafruit darbojas perfekti
• Lodāmurs, lodēt, plūsma
• Noskalojamie diagonālie griezēji - lieliski piemēroti liekā stieples apgriešanai pēc lodēšanas
• Stiepļu noņēmējs
• Karstās līmes pistole
• Rupja smilšpapīrs

Es ieteiktu paņemt USB akumulatoru, ja veidojat valkājamu. Man ir bijuši pienācīgi darbības laiki (6+ stundas ar 60 LED virkni pilnā spilgtumā) no Anker PowerCore 10000.

2. darbība. Sagatavojiet PermaProto dēli

Mēs vēlamies pēc iespējas ciešāk izvietot savas sastāvdaļas, un diemžēl tas nozīmē, ka mums ir jāsamazina dažas PCB pēdas, lai dažādas ķēdes daļas nebūtu savstarpēji savienotas.

1. Turiet PCB ar tekstu vertikāli, tad pagrieziet to no augšas uz leju (tā, lai kreisā puse joprojām būtu kreisajā pusē).
2. Uzmanīgi sagrieziet attēlā norādītās pēdas ar asa naža galu. Trīs punkti vertikālajās pēdās ir #5, 9 un 11.
3. Lai nodrošinātu tīru pārtraukumu, jums, iespējams, vajadzēs vairākas reizes iegūt punktu skaitu un pat saskrāpēt PCB. Ņemiet vērā, ka divas horizontālās pēdas augšpusē ir dziļākas un prasa lielāku griešanas spēku.
4. Pēc izvēles izmantojiet multimetru, lai pārbaudītu, vai katrā izsekošanas vietā nav vadītspējas.
5. Pēc izvēles, izmantojot diagonālos skalošanas griezējus, izgrieziet attēlā redzamo mazo kvadrātu. To var izdarīt, nogriežot katru no 4 pusēm pēc iespējas dziļāk ar griezēju, tad pagriežot dēli un griežot no otras puses. Šis caurums ļauj piekļūt apdares potenciometram uz mikrofona plates, kad esam pabeiguši.

3. solis: Lodēt pirmo vadu komplektu

Ir vairāki veidi, kā šī projekta vadus un komponentus var pielodēt kopā. Tomēr šajā rokasgrāmatā sniegtā pieeja man ir kalpojusi labi un ir izgājusi dažas atkārtošanās. Elektroinstalācijas izkārtojuma mērķis ir, lai jebkurā vietā nepārklātu ne vairāk kā divus vadu slāņus, tāpēc uzmanīgi sekojiet vadu stāvoklim un garumam. Katrā šīs rokasgrāmatas attēlā vadi ir marķēti ar krāsām:

• Sarkans norāda uz 5V pozitīvu vadu.
• Dzeltens norāda uz 3V pozitīvu vadu.
• Balts norāda signālu vai datu vadu.
• Melns norāda uz zemējuma vadu.

Lai sagatavotu un pielodētu vadus, nepieciešama zināma piesardzība. Šis ir mans tipiskais process:

1. Izgrieziet aptuveno vajadzīgo stieples garumu.
2. Noņemiet vienu galu - garums nav pārāk svarīgs, jo pēc tam jūs nogriežat lieko.
3. Ievietojiet noņemto vadu caur pirmo caurumu un nolieciet vadu galīgajā stāvoklī.
4. Ar sīktēlu atzīmējiet izolāciju tieši virs otrā cauruma.
5. Noņemiet vadu un noņemiet otru galu sīktēlu punktu vietā.
6. Atkārtoti ievietojiet vadu un pielodējiet katru galu.
7. Apgrieziet lieko.

Šim pirmajam solim mēs noliksim sākotnējo vadu slāni, pirms pievienosim komponentus. Tas vēlāk nedaudz atvieglos mūsu dzīvi, jo dažas detaļas kļūs nepieejamas lodēšanai un apgriešanai.

1. Lodēt 10K omu rezistorā norādītajā pozīcijā.
2. Lodējiet papildu vadus aptuvenajās pozīcijās, kas parādītas attēlā. Ievērojiet melno/sarkano vadu papildu garumu un līkni.
3. Apgrieziet dēli un vēlreiz pārbaudiet lodēšanas plankumu atrašanās vietas.

Šajā posmā mēs arī pievienosim LED savienotāju. Tā datu savienojums nebūs pieejams, kad mēs pielodēsim Arduino.

1. Sadaliet trīs savienotāja vadus.
2. Turiet savienotāju pie tāfeles ar īkšķi un novietojiet vidējo vadu, kā parādīts attēlā, sniedzoties pāri 10. pēdai.
3. Izgrieziet stiepli atbilstošā garumā (atstājot nedaudz papildu, lai izurbtu caurumu).
4. Noņemiet un tiniet vadu.
5. Lodējiet to norādītajā caurumā.

Atcerieties, ka, strādājot, turpiniet apgriezt lieko stiepli ar diagonālajiem skalošanas griezējiem!

4. solis: pievienojiet Arduino

Ir pienācis laiks pielodēt mūsu pirmo sastāvdaļu! Ņemiet vērā, ka attiecībā uz Arduino, mikrofonu un mikro USB sadalījumu mums katram no tiem iepriekš jāpielodē tapas. Īpaši Arduino gadījumā mēs nelodējam visas tapas. Nepieciešama tikai apakškopa, un tas atvieglo mūsu dzīvi, ja vienā pusē ir dažas nepilnības. Uzmanīgi sekojiet attēliem

1. Lai pielodētu tapas uz detaļām, man šķiet, ka visvieglāk ir piespiest tapas un detaļas kopā uz maizes dēļa pirms to lodēšanas. Tas nodrošina, ka tapas ir izlīdzinātas vertikāli un kvadrātā ar detaļu. Uzmanies, lai nebakstītu sevi! Visvieglāk ir piespiest tapas uz leju ar kaut ko plakanu un cietu.
2. Orientējiet Arduino, kā parādīts attēlā. Gar malu varat iekļaut pilnu tapas rindu, sākot ar BAT/G/USB.
3. RST/5V/ARef malai nojauciet 4 tapas un 6 tapas. 4 tapas ir no 5 V līdz A0, un 6 tapas ir starp A4 un 3 V.
4. Lodējiet visas tapas pa vienai, pārliecinoties, ka Arduino lieliski atrodas vienā līmenī ar melno plastmasu.
5. Noņemiet to no maizes dēļa un vēlreiz pārbaudiet apakšdaļu, lai pārliecinātos, ka tapas izskatās kā attēlā.

Tagad mēs esam gatavi to pielodēt pie PCB!

1. Novietojiet Arduino, kā parādīts attēlā.
2. Pārliecinieties, vai gaismas diodes savienotāja datu vads iet zem A1/A2/A3 spraugas.
3. Ja nepieciešams, izmantojiet lenti, lai noturētu komponentu pie PCB, un pielīmējiet to pie plāksnes no apakšas.
4. Nogrieziet liekās tapas, izmantojot diagonālos skalošanas griezējus. Esiet piesardzīgs - tas var sūtīt sīkās tapas ar lielu ātrumu. Es ieteiktu nēsāt brilles un novirzīt dēli miskastē vai, iespējams, otrā rokā.

5. solis: vairāk komponentu

Tagad mēs esam gatavi lodēt pārējās sastāvdaļas PCB.

Pirmkārt, mums jāpielodē papildu stieple plāksnes apakšpusē. Ievērojiet dzelteno vadu pirmā attēla labajā pusē!

Kad tas ir izdarīts un liekais apgriezts, ir pienācis laiks mikrofonam.

1. Vispirms pielodējiet trīs tapas pie mikrofona sadalīšanas paneļa. Ņemiet vērā, ka šim komponentam ir labi (pat vēlams) novietot leņķī pret PCB - ņemiet vērā otrā attēla labo pusi. Vienkāršākais veids, kā to panākt, ir pielodēt tapas, kamēr tās ir iespiestas maizes plāksnē, un ļaut mikrofona plāksnei novietot leņķī pret maizes dēli.
2. Pēc izvēles sagrieziet mikrofona potenciometru. ĻOTI UZMANĪGI izmantojiet nelielu skrūvgriezi, lai pagrieztu potenciometru pulksteņrādītāja virzienā (norādīts trešajā attēlā). Ņemiet vērā, ka tas ir ļoti delikāts komponents un var viegli salūzt. Tas radīs tikai daļēju revolūciju, nepiespiediet to tālāk. Potenciometra apgriešana pulksteņrādītāja virzienā samazina pastiprinātāja izturību, kas padara mikrofonu mazāk jutīgu un nodrošina labāku kvalitāti patiešām skaļā vidē (piemēram, naktsklubā vai mūzikas festivālā). Tomēr ņemiet vērā, ka tas apgrūtinās efektu iedarbināšanu klusākā vidē, piemēram, klausoties mūziku mājās.
3. Izmantojiet karstu līmes pistoli, lai noliktu līmjavu vietā, kas norādīta trešajā attēlā.
4. Nospiediet mikrofonu uz PCB norādītajā vietā - tapām jāatrodas otrajā rindā uz leju, pāri pēdām #17-19.
5. Apgrieziet PCB un pielodējiet tapas. Apgrieziet visu pārpalikumu.

Tagad darīsim Micro USB pārtraukumu.

1. Atšķirībā no mikrofona, mēs vēlamies, lai Micro USB plate būtu kvadrātveida ar tapām. Tas ir tāpēc, ka USB kabelis, kad tas ir pievienots, atvienojas paralēli no plates un netraucē PCB. Uzmanieties, lai to atbalstītu, lodējot tapas un pielodējot pie tāfeles. Atkal skatiet otro attēlu, lai iegūtu galīgo orientāciju.
2. Jūs varat atkal izmantot karstu līmi, lai iepriekš novietotu izlaušanos pareizajā vietā. Tapām jābūt apakšējā rindā (NAV abās barošanas rindās), pāri pēdām Nr. 15-19.
3. Pēc vajadzības pastipriniet vietu zem tāfeles ar papildu karstu līmi. Tas nodrošina tik nepieciešamo spēku, jo ports var saņemt griezes spēkus no pievienotā USB kabeļa.

Visbeidzot, mums ir jāpielodē poga un potenciometrs.

1. Sāciet ar pogu. Nedaudz paplašiniet kājas un ievietojiet to attēlā redzamajā stāvoklī.
2. Jūs varat saliekt kājas uz iekšu apakšpusē, lai palīdzētu turēt pogu vietā.
3. Lodējiet katru kāju no tāfeles augšdaļas.
4. Tagad ievietojiet potenciometru, kā parādīts attēlā. Ņemiet vērā, ka tapas ir attēlā augšpusē.
5. Uz laiku piestipriniet to pie dēļa ar kādu lenti un pielodējiet no tāfeles apakšpuses.

6. darbība: galīgā elektroinstalācija

Es sniegšu īsus norādījumus, bet mums ir jāpabeidz vadi tāfeles apakšpusē.

1. Lodējiet melnos un dzeltenos vadus pirmajā attēlā augšējā kreisajā stūrī. Tie nodrošina sprieguma diapazonu, ko potenciometrs izvadīs.
2. Otrajā attēlā lodējiet melnbaltos vadus apakšējā labajā stūrī. Tie nodrošina zemējuma un izejas vadus mikrofonam.
3. Pārliecinieties, vai ir visi vadi, kā parādīts attēlā.

Mēs esam pabeiguši apakšpusi! Jūs pēc izvēles varat stratēģiski pamanīt karstu līmi, lai noturētu vadus un nodrošinātu aizsardzību pret šortiem - lai gan es parasti neuztraucos.

7. solis: LED savienotāja barošanas vadu savienošana

LED savienotājam ir nepieciešama strāvas padeve tieši no USB ieejas. Saņemsim to pielodēt tagad.

1. Turiet savienotāju uz leju ar īkšķi tā galīgajā vietā (skat. 2. attēlu).
2. Mēs noņemsim niecīgu garumu (1-2 mm) stiepli un lodmetālu, kas tieši uz esošo lodēšanas savienojumu augšdaļu otrajā no apakšējās rindas.
3. Attiecīgi sagrieziet un noņemiet abus vadus. Kā parādīts pirmajā attēlā, apakšējam vadam jāpiestiprinās pie 5V savienojuma, bet augšējam vadam - pie GND.
4. Alvas abas atdalītās stieples daļas.
5. Uzmanīgi pielodējiet tos pie esošajiem lodēšanas savienojumiem. Pārliecinieties, ka 5V vads nav savienots ar trasi pa kreisi no tā, jo tas pārraida 3,3 V signālu, un tas var nogalināt jūsu Arduino. Ieteicams pirms paneļa ieslēgšanas ar multimetru pārbaudīt, vai starp abām pēdām nav vadītspējas.
6. Cieši pielīmējiet LED savienotāju pie plāksnes un nostipriniet to ar lielu daudzumu līmes.

Pārliecinieties, ka jūsu dēlis izskatās kā fotoattēls!

8. darbība. Pieslēgšanās pie paneļa

Ir divi galvenie veidi, kā izveidot savienojumu ar dēli.

• Lai programmētu Arduino, izveidojiet savienojumu ar USB portu tieši uz tā (1. attēls).
• Lai darbotos gaismas diodes, pievienojiet USB portu apakšā un pievienojiet gaismas diodes (2. attēls).

9. solis: apdares darbi

Komponenti ir izvietoti pēc iespējas kompaktāk, tāpēc daļa PCB paliek tukša. Jūs varat to rūpīgi nogriezt, kā parādīts attēlā. Es neesmu pārliecināts par labāko veidu, kā to izdarīt precīzi - es izmantoju dažus lieljaudas stiepļu griezējus, taču, ja esat uzmanīgs, jūs, iespējams, varētu izmantot arī zāģa zāģi. Griešana pāri esošajiem caurumiem padara to nedaudz vieglāku.

Kad esat nogriezis lieko, es ļoti iesaku slīpēt malas un stūrus ar rupju smilšpapīru, jo PCB var būt diezgan asa.

Visu šo vienību var ietīt plašā termoizolācijas lentē ar izgrieztiem caurumiem, lai piekļūtu vadības ierīcēm un portiem.