Κερί LED Clapper: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Από τον sbkirby Stephen B. Kirby Ακολουθήστε περισσότερα από τον συγγραφέα:

Σχετικά: Τα χόμπι μου είναι η ξυλουργική, τα ηλεκτρονικά, ο προγραμματισμός, η τρισδιάστατη εκτύπωση και η παραγωγή πριονιδιού με το δρομολογητή CNC. Περισσότερα για το sbkirby »

Πριν από τρία χρόνια είδα το "My New Flame" του MORITZ WALDEMEYER, INGO MAURER UND TEAM 2012 στο κατάστημα δώρων του μουσείου και ένιωσα ερωτευμένος με την ιδέα. Iλπιζα να αναδημιουργήσω κάτι μαγευτικό, ευχάριστο, λειτουργικό και ενδιαφέρον να παρακολουθήσω, αλλά με μια μικρή ανατροπή. Σίγουρα δεν θα μπορούσα να κάνω κάτι συγκρίσιμο με το όμορφο έργο τέχνης τους. Ως εκ τούτου, δημιούργησα μια έκδοση Clapper ενός κεριού LED. Χτυπήστε δύο φορές για να ενεργοποιήσετε ή να απενεργοποιήσετε το κερί. Η λειτουργία Clapper είναι προαιρετική και μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί εάν περιλαμβάνεται στην κατασκευή. Or, αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να παραλειφθεί εντελώς από την κατασκευή.

Υπάρχουν επτά από αυτά γύρω από το σπίτι μου τα οποία χρησιμοποιώ ως διακοσμητικά κεριά και νυχτερινά φώτα. Τα κρατάω συνδεδεμένα σε φορτιστή κινητού τηλεφώνου 5 VDC για να τροφοδοτήσετε τη μονάδα και να φορτίσετε την μπαταρία ιόντων λιθίου. Μια φόρτιση μπορεί να διαρκέσει περίπου 18 ώρες, γεγονός που τις καθιστά ιδανικές για φωτισμό έκτακτης ανάγκης.

Σημείωση: Το κερί στο βίντεο στη δεξιά πλευρά με ένα εξώφυλλο δεν είναι κερί Clapper.

Βήμα 1: Μέρη και εργαλεία

Μέρη που απαιτούνται για το έργο:

• 1 ea Lumiere Candles Smooth Resin Candle - 6 "H x 3" OD
• 1 ea Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V
• 1 ea LED Charlieplexed Matrix - 9x16 LED - Κίτρινο [ID: 2948]
• 1 ea Adafruit 16x9 Charlieplexed PWM LED Matrix Driver - IS31FL3731 [ID: 2946]
• 1 ea Adafruit PowerBoost 500 Φορτιστής
• 1 ea 18650 Μπαταρία ιόντων λιθίου
• 1 ea 18650 Θήκη μπαταρίας
• 1 ea SPST Toggle Switch
• 1 ea Custom Printed Circuit Board
• Διαφανές ακρυλικό πλαστικό 6mm

Με Clapper (προαιρετικό):

• 1 ea ATMEL / Microchip Technology DIP-8 ATTINY85-20PU
• 1 ea DIP-8 υποδοχή
• 1 ρελέ στερεάς κατάστασης LCB710
• 1 ea Υψηλής ευαισθησίας μονάδα ανίχνευσης ήχου
• 1 ea 220 Αντίσταση
• 1 ea Sub-Miniature Toggle Switch 2MS1T1B1M2QES ON/ON 3P-SPDT
• 1 ea Custom Printed Circuit Board

Εργαλεία:

• 1 ea CP2102 Micro USB To UART TTL Module 6 Pin - ebay.com
• Συγκολλητικό σίδερο

Βήμα 2: Συνέλευση ακρυλικής βάσης

Χρησιμοποιώντας τα σχέδια PDF Vector που παρέχονται, μπορούν να δημιουργηθούν οι διαδρομές εργαλείων για την κοπή του ακρυλικού. Κάθε αρχείο PDF περιέχει την κορυφή, το κάτω μέρος, δύο όψεις και ένα μικρό ορθογώνιο που χρησιμοποιείται ως αποστάτης κάτω από τη μονάδα ήχου. Αυτό το μέρος δεν είναι απαραίτητο εάν χτίζετε την έκδοση που δεν είναι Clapper (χωρίς ήχο) αυτού του κεριού LED.

Χρησιμοποίησα ένα μύλο τέλους 1/8 "για να κόψω την πλειοψηφία των εξαρτημάτων και έτρεξα μια πάσα τερματισμού με ένα τελικό μύλο 1/16". Ο τελικός μύλος 1/16 "απαιτείται για τις στενές σχισμές στα πλάγια και στην κορυφή.

Οι οπές στερέωσης εντοπίστηκαν χειροκίνητα και τρυπήθηκαν με το χέρι. Μερικές από τις οπές πρέπει να ανοίξουν πριν από τη συναρμολόγηση. Για παράδειγμα, οι οπές για την τοποθέτηση της πλακέτας PowerBoost.

Άμμος και δοκιμή ταιριάζουν σε όλα τα κομμάτια. Σας συνιστώ να χρησιμοποιήσετε το Plast-I-Weld για να ενώσετε τα κομμάτια μεταξύ τους.

Σημείωση: Η διάμετρος του άνω και του κάτω μέρους πρέπει να έχει το μέγεθος της εσωτερικής διαμέτρου (ID) των σωμάτων κεριών ρητίνης που αγοράζετε.

Βήμα 3: Κυκλώματα με και χωρίς Clapper

Το βασικό κύκλωμα LED Candle αποτελείται από μπαταρία, διακόπτη, τροφοδοτικό και πίνακα τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) με LED Charlieplexed Matrix, Charlieplexed Matrix Driver και Arduino Pro Mini 5 VDC. Μπορείτε να δείτε μια συναρμολογημένη έκδοση του Candle Circuit Board παραπάνω. Η μόνη σύνδεση σε αυτό το PCB είναι 5 VDC που παρέχονται από το τροφοδοτικό. Η μπαταρία είναι συνδεδεμένη στην τροφοδοσία PowerBoost, η οποία μπορεί να φορτίσει την μπαταρία ιόντων λιθίου και παρέχει προστασία για μπαταρία χαμηλής τάσης. Το τροφοδοτικό παρέχει επίσης ένα μέσο ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης του κεριού γειώνοντας τη σύνδεση EN μέσω του διακόπτη.

Το Clapper PCB περιλαμβάνει ρελέ στερεάς κατάστασης (LCB710) και μικροελεγκτή (ATTiny85) για την επεξεργασία των σημάτων από τη μονάδα ήχου και τον έλεγχο της ισχύος στο PCB του κεριού. Το ATTiny85 είναι προγραμματισμένο να ακούει δύο δυνατούς ταυτόχρονους ήχους και να ενεργοποιεί ή να απενεργοποιεί το ρελέ. Δυστυχώς, αυτή η διαμόρφωση δεν μπορεί να διακρίνει ένα χτύπημα από οποιονδήποτε άλλο δυνατό ήχο, επομένως, το κύκλωμα θα ενεργοποιηθεί εάν ακούγονται ταυτόχρονα δύο δυνατοί ήχοι.

Εγκατέστησα μια πρίζα DIP-8 στο Clapper PCB για να διευκολύνω την εγκατάσταση ή την αφαίρεση του ATTiny85. Όλα τα άλλα εξαρτήματα μπορούν να κολληθούν στη σανίδα.

Συνδέστε τις ακίδες 1 & 2 του J1 για κανονική λειτουργία. Δεύτερον, συνδέστε τους ακροδέκτες + & - του Clapper PCB με τους + & - του PCB Κερί. Συνδέστε το 5V & GND του τροφοδοτικού PowerBoost στις συνδέσεις + & - των "PWR IN" του Clapper PCB. Συνδέστε το Mini Toggle Switch SPDT στη σύνδεση "CLAPPER". Συνδέστε τον πόλο του διακόπτη στο C και τις άλλες δύο συνδέσεις όπως θέλετε. Τέλος, συνδέστε το VCC και το GND της μονάδας ήχου στο + & - του "SND MOD" και το OUT στη σύνδεση εξόδου του Clapper PCB.

Βήμα 4: Πίνακες τυπωμένων κυκλωμάτων

Επισυνάπτονται τα αρχεία Gerber που δημιούργησα με το KiCad για να παραγγείλω τους δύο πίνακες τυπωμένων κυκλωμάτων. Πρόσφατα παρήγγειλα 10 από τα PCB της Candle Flame για 5 $. Έτσι συμβαίνει, παρήγγειλα δύο φορές περισσότερους πίνακες στη μισή τιμή της αρχικής παραγγελίας μου για το 2016.

Βήμα 5: Συνέλευση τυπωμένου κυκλώματος

1. Τοποθετήστε τις αρσενικές κεφαλίδες από το πίσω μέρος του PCB με το μεγαλύτερο τμήμα να προεξέχει προς τα εμπρός. Μην εγκαθιστάτε αρσενική κεφαλίδα όπου υποδεικνύεται.
2. Ασφαλίστε τις κεφαλίδες στο πίσω μέρος και γυρίστε τον πίνακα. Συγκολλήστε όλες τις καρφίτσες κεφαλίδας στην μπροστινή πλευρά του PCB.
3. Περικοπή όλων των ακίδων, όπως υποδεικνύεται στη φωτογραφία, ξεπλύνετε προς τον πίνακα.
4. Προσανατολίστε την κορυφή της μήτρας Charlieplexed LED όπως φαίνεται στη φωτογραφία.
5. Αναποδογυρίστε τη μήτρα LED και εγκαταστήστε τις λυχνίες LED ΠΑΝΩ και τη μονάδα συγκόλλησης στις ακίδες.
6. Κεφαλίδα συγκόλλησης στο Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V και συγκόλληση από το κάτω μέρος του PCB με το μεγαλύτερο τμήμα να προεξέχει από την κορυφή του PCB. Αυτό θα χρησιμοποιηθεί αργότερα για τον προγραμματισμό του Arduino. Μετά τη συγκόλληση της κεφαλίδας, προτείνω να αφαιρέσετε το πλαστικό τμήμα της κεφαλίδας από τις ακίδες. Αυτό συμβαίνει επειδή το μήκος των ακίδων θα κοπεί πριν από την τοποθέτηση του PCB στην ακρυλική βάση.
7. Αναποδογυρίστε το PCB προς τα πίσω και τοποθετήστε το Ardiuno στις καρφίτσες και τη συγκόλληση κεφαλίδας.
8. Προσανατολίστε και τοποθετήστε το πρόγραμμα οδήγησης Matrix στις καρφίτσες στο πάνω μέρος της πλάτης και συγκολλήστε.
9. Συνδέστε τη μονάδα USB to UART TTL στις ακίδες κεφαλίδας του Arduino. 5 VDC -> VCC, GND -> GND, TX -> RX, RX -> TX.
10. Συνδέστε τη μονάδα USB στον υπολογιστή και ανοίξτε το Arduino IDE για να φορτώσετε το πρόγραμμα.

Βήμα 6: Προγράμματα για Arduino Pro Mini και ATTiny85

Το Adafruit παρέχει ένα σεμινάριο για τη χρήση του LED CharliePlexed Matrix και του προγράμματος οδήγησης στο κινούμενο μενταγιόν φλόγας. Χρησιμοποίησα το ίδιο σκίτσο για το Arduino Pro Mini, αλλά άλλαξα τα data.h σε φλόγα της κατασκευής μου. Αυτό το σεμινάριο παρέχει όλα όσα χρειάζεστε για να ξεκινήσετε με τα LED CharliePlexes.

Το ATTiny85 χρησιμοποιεί ένα σκίτσο που βρήκα στο Henry's Bench -Arduino Sound Detection Sensor: Tutorial and User Manual. Αυτή η σελίδα θα σας καθοδηγήσει στη διαμόρφωση και τη ρύθμιση της μονάδας αισθητήρα ήχου και του Arduino. Το σκίτσο μου (ClapperCandle_V2.ino) για το ATTiny είναι σχεδόν πανομοιότυπο με το παράδειγμά του.

Βήμα 7: Τελική συνέλευση

Μόλις συναρμολογηθούν τα PCB, μπορούν τώρα να εγκατασταθούν στην ακρυλική βάση. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, συνιστάται η διάνοιξη οπών πριν από την κόλληση. Εάν χτίζετε την έκδοση Clapper, το τετράγωνο διαχωριστικό κομμάτι που κόπηκε νωρίτερα βρίσκεται στο πλάι της θέσης τοποθέτησης της μονάδας ήχου. Αυτό φαίνεται στην παραπάνω φωτογραφία. Το Clapper PCB είναι τοποθετημένο κάτω από τη μονάδα ήχου και στην ίδια πλευρά.

Συνδέστε το τροφοδοτικό PowerBoost 500 στην μπαταρία και τον κύριο διακόπτη τροφοδοσίας, και εάν το PCB της Clapper δεν χρησιμοποιείται καλώδιο, το 5 VDC και το GND απευθείας στη σύνδεση "PWR IN" του PCB κερί. Διαφορετικά, συνδέστε την τάση εξόδου του τροφοδοτικού στο + & - του Clapper PCB. Συνδέστε τον διακόπτη εναλλαγής SPDT στις συνδέσεις "CLAPPER", όπως υποδείχτηκε προηγουμένως, και συνδέστε τη μονάδα ήχου στο "SND MOD", όπως είχε δοθεί νωρίτερα. Οι αντίστοιχες συνδέσεις (+ - TRG) του Clapper PCB συνδέονται με το PCB κερί. Η σύνδεση TRG δεν συνδέεται με τίποτα.

Ελέγξτε την καλωδίωση σύμφωνα με τα σχήματα και όταν είστε έτοιμοι, εγκαταστήστε την μπαταρία και ενεργοποιήστε την.

Το κερί ρητίνης απαιτεί μια τρύπα για να συνδεθεί το καλώδιο micro USB στο τροφοδοτικό. Επομένως, τα τοποθέτησα στο CNC μου και έκοψα μια τρύπα στη σωστή απόσταση από το κάτω μέρος.

ΑΠΟΛΑΜΒΑΝΩ!

Επόμενος στο Διαγωνισμό PCB