Κολιέ με κίνηση στο Arduino: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Έψαχνα για ένα καλό έργο Arduino για τις διακοπές μου στο τέλος του έτους. Τι να κάνουμε όμως; Η μικρή μου κόρη ήταν πολύ έκπληκτη όταν της πρόσφερα αυτό το "ηλεκτρονικό" κολιέ, και επίσης πολύ χαρούμενη. Ελπίζω ότι το άτομο στο οποίο θα προσφέρετε το επίτευγμά σας θα είναι επίσης πολύ χαρούμενο.

Το ίδιο το κόσμημα αποτελείται από έναν μικροελεγκτή και ένα LED RGB που έχει τις ίδιες διαστάσεις. Το κολιέ αποτελείται από ένα πολύ λεπτό ορείχαλκο σύρμα, το οποίο μπορεί να συγκολληθεί εύκολα με μικρό σύρμα από κασσίτερο. Η τροφοδοσία ρεύματος είναι μια απλή μπαταρία λιθίου 3V νομισμάτων. Χρησιμοποίησα ένα μικρό φύλλο κολλητικού χαρτιού, που βρέθηκε στο φαρμακείο του σπιτιού μου, για την προστασία και την απομόνωση της μπαταρίας.

Βήμα 1: Εργαλεία & Υλικά

Εργαλεία

• συγκολλητικό σίδερο, σύρμα συγκόλλησης κασσίτερου 0,5mm
• ένας μεγεθυντικός φακός, επειδή τα καλώδια για συγκόλληση είναι τόσο μικρά
• έναν υπολογιστή με εγκατεστημένο λογισμικό Arduino
• προγραμματιστής ISP, όπως εξηγείται εδώ
• ένας μικρός κόφτης καλωδίων

Υλικά

• μια μπαταρία CR2032 με το υπόγειο της μπαταρίας (αποτελείται από δύο μέρη, ένα για κάθε πόλο)
• πολύ λεπτό σύρμα από ορείχαλκο
• ένα LED RGB σε συσκευασία 5050, με τσιπ WS2812B στο εσωτερικό του (αυτό είναι σημαντικό, επειδή μπορείτε να βρείτε 5050 LED χωρίς τον ελεγκτή WS2812B στο εσωτερικό του)
• ένα μικρό κομμάτι ιατρικό αυτοκόλλητο χαρτί
• μια μονάδα μικροελεγκτή Atmel Attiny85-20SU SMD
• ένα φθηνό απλό κολιέ

Βήμα 2: Ηλεκτρονικό Σχηματικό

Το ηλεκτρονικό σχήμα είναι πολύ απλό, επειδή δεν υπάρχουν παθητικά εξαρτήματα, όπως αντιστάσεις, πυκνωτές ή επαγωγές, και επειδή υπάρχουν μόνο 3 εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένης της μπαταρίας.

Το power pack που έχω χρησιμοποιήσει είναι μια μπαταρία λιθίου 3V CR2032. Η τάση του είναι χαμηλότερη από αυτήν που αναφέρεται στο φύλλο δεδομένων WS2812B, αλλά μετά από δοκιμές, το LED RGB δεν υπέστη αυτή την πτώση 2V.

Το γεγονός ότι μπορούσα να χρησιμοποιήσω μια απλή μπαταρία 3V νομισμάτων ήταν μια πολύ σημαντική προϋπόθεση για μένα για να ζωντανέψω αυτό το έργο. Δεν μπορούμε να φανταστούμε ένα κολιέ με μια μεγάλη βαριά μπαταρία ως πηγή ενέργειας.

Η μονάδα μικροελεγκτή (MCU) λειτουργεί επίσης πολύ καλά με αυτό το επίπεδο τάσης 3V.

Μέτρησα ένα μέσο ρεύμα 5,3 mA. Μια τέτοια μπαταρία λιθίου CR2032 έχει τυπική χωρητικότητα 200 mAh. Αυτό σημαίνει ότι, με μια ολοκαίνουργια μπαταρία, θα μπορούσατε να αφήσετε το σύστημα ενεργοποιημένο για 40 ώρες. Αλλά, ακόμη και το μισό θα ήταν σε μεγάλο βαθμό αρκετό για κοινή χρήση.

Βήμα 3: Το Λογισμικό

Η μονάδα μικροελεγκτή είναι ATTINY85 (~ 1 $) από την Atmel. Το προγραμμάτισα με ένα φτηνό Arduino Nano (κλώνος που βρέθηκε στο ebay για περίπου $ 5). Αλλά αν είστε ιδιοκτήτης ενός γνήσιου πίνακα Arduino, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε και για αυτό.

Το Arduino Nano έχει προγραμματιστεί με το σκίτσο "Arduino ως ISP".

Το σκίτσο για προγραμματισμό στο μικροελεγκτή ATTINY85 δίνεται ως συνημμένο σε αυτό το βήμα: JeweLED.ino

Προσέξτε ότι πρέπει να κάψετε το bootloader για να προγραμματιστεί πλήρως το MCU. Αυτό στην πραγματικότητα δεν αναβοσβήνει το πρόγραμμα εκκίνησης Arduino στο MCU, αλλά αναβοσβήνει μερικές σημαντικές ασφάλειες διαμόρφωσης. Χωρίς αυτό, το σκίτσο δεν θα τρέξει καθόλου.

Ο τύπος της πλακέτας που πρέπει να επιλέξετε πρέπει να είναι: Attiny85 @ 8MHz (εσωτερικός ταλαντωτής, απενεργοποιημένος ο BOD).

Το BOD σημαίνει Brown-Out Detect. Αυτό είναι ένα ειδικό χαρακτηριστικό που απενεργοποιεί το MCU όταν η ισχύς μειωθεί κάτω από τα 4,3V. Αυτό είναι χρήσιμο για να αποφύγετε ζημιά στις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Αλλά στην περίπτωσή μας, πρέπει να απενεργοποιηθεί, επειδή θα τροφοδοτήσουμε το MCU με μόνο 3V, και ακόμη λιγότερο.

Βήμα 4: Συναρμολόγηση

Το πρώτο βήμα είναι να συναρμολογήσετε το MCU με το LED.

Μόλις προγραμματιστεί, πρέπει να διατηρούνται μόνο οι ακίδες 4, 5 και 8 του Atmel MCU. Οι άλλες καρφίτσες μπορούν να αφαιρεθούν, επειδή είναι περιττές.

Ο πείρος 4 του MCU πρέπει να συγκολληθεί με τον πείρο 3 της συσκευασίας 5050. Αυτό θα συνδεθεί με τον αρνητικό πόλο της μπαταρίας.

Ο πείρος 8 του MCU πρέπει να συγκολληθεί με τον πείρο 1 της συσκευασίας 5050. Αυτό θα συνδεθεί με το θετικό πόλο της μπαταρίας.

Ο πείρος 5 του MCU πρέπει να συγκολληθεί με τον πείρο 4 της συσκευασίας 5050. Το pin 5 αντιστοιχεί στο PIN0 του Arduino για αυτόν τον τύπο MCU.

Χρησιμοποιήστε το ιατρικό αυτοκόλλητο χαρτί για να απομονώσετε την μπαταρία του νομίσματος από το δέρμα. Αυτό σας επιτρέπει να στερεώσετε το αρνητικό μέρος του ορείχαλκου στο αρνητικό πόλο της μπαταρίας.

Δεν υπάρχει διακόπτης ισχύος σε αυτήν τη βάση. Για να απενεργοποιήσετε το LED, πρέπει να ανοίξετε το κολιέ, τραβώντας το αρνητικό καλώδιο από τη μπαταρία.

Και αυτό είναι όλο.

Βήμα 5: Δοκιμή και συντονισμός

Όπως μπορείτε να δείτε στην κοντινή εικόνα, έχω κολλήσει δύο πολύ μικρούς δακτυλίους από ορείχαλκο σύρμα στις ακίδες GND και VDD. Σκοπός αυτού είναι να συνδέσετε αυτό το "ηλεκτρονικό" κόσμημα στο κολιέ.

Για την πρώτη δοκιμή, χρησιμοποίησα μόνο το ορείχαλκο σύρμα ως κολιέ. Το ορείχαλκο σύρμα είναι απαραίτητο για την εξασφάλιση ηλεκτρικών επαφών, αλλά δεν είναι αρκετό. Το ορείχαλκο είναι πολύ ελαφρύ σε βάρος και η μπαταρία πίσω από το λαιμό είναι πολύ βαριά σε σύγκριση με το LED στο μπροστινό μέρος. Έτσι έπρεπε να χρησιμοποιήσω ένα πραγματικό κολιέ για να παραμείνει η μπαταρία στη θέση της.

Πρέπει να χωρίσετε το κολιέ σε δύο μέρη ομοιόμορφου μήκους και να τα κλείσετε στα δαχτυλίδια των κοσμημάτων.

Έστρεψα το ορείχαλκο σύρμα σε κάθε θηλιά του κολιέ. Το σύρμα είναι σχεδόν αόρατο και εξασφαλίζει την ηλεκτρική αγωγιμότητα καθώς και την ακαμψία ολόκληρης της κατασκευής.

Ένας άλλος τρόπος για να κάνετε την ηλεκτρική αγωγιμότητα θα ήταν η χρήση ανοξείδωτου αγώγιμου σπειρώματος, που μπορείτε να βρείτε στο Adafruit για μερικά δολάρια.

Στο βίντεο, μπορείτε να δείτε το JeweLED σε δράση.

Απολαμβάνω!

Δείτε το εν δράσει