„Geek Spinner“: 14 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

„Fidget“suktukai yra įdomūs, o juos galite rasti beveik bet kuriame išsiregistravimo punkte tik už keletą dolerių šiais laikais, bet kas būtų, jei galėtumėte sukurti savo? Ir ar jame buvo šviesos diodai? Ir ar galėtumėte jį užprogramuoti taip, kad pasakytų ar parodytų viską, ko norite? Jei tai skamba šauniai, tai yra JUMS skirtas projektas.

Man visada buvo įdomu naudoti mirksinčius šviesos diodus, kad vaikai susidomėtų programavimu. Paprasčiausias „Arduino“mikrovaldiklio projektas yra šviesos diodo įjungimas ir išjungimas. Tada jūs sužinosite, kaip greitai gali mirksėti šviesos diodas, kol neatrodo, kad jis nuolat dega (apie 12 milisekundžių intervalų). Tada purtykite šviesos diodą pirmyn ir atgal ir pamatysite, kad jis vėl mirksi! Šis reiškinys vadinamas „regėjimo atkaklumu“(POV) ir taip veikia šis projektas. Tai gali paskatinti diskusijas tiek apie tai, kaip veikia akis, tiek apie tai, kaip neįtikėtinai greiti kompiuteriai.

Šiame projekte naudojamas programuojamas 8 bitų mikrovaldiklis, aštuoni šviesos diodai ir monetos elementas. Jis sukasi naudojant standartinį riedlentės guolį, sukimui nustatyti naudoja „Hall“efekto jutiklį ir magnetą. Jis pagamintas naudojant pradedantiesiems patogias skylių dalis ir gali būti užprogramuotas naudojant „Arduino“programavimo aplinką. Užteks kalbėti, pradėkime kurti…

1 žingsnis: surinkite dalis, įrankius ir reikmenis

Visada apmaudu, kai įpusėjus statybą pastebima, kad kažko trūksta. Tai dalys, kurias išbandžiau ir man pasirodė gerai. Pakeiskite savo rizika:

Medžiagų sąrašas =================

• 1 ea, violetinė PCB, su meile pagaminta JAV OSH parko
• 1 a., „Attiny 84“, „Atmel ATTINY84A-PU“,
• 1 ea, lytėjimo jungiklis, TE 1825910-6,
• 1 ea, slankiojantis jungiklis SPDT Through Hole, C&K JS202011AQN,
• 1 ea, akumuliatoriaus laikiklis, „Linx BAT-HLD-001-THM“,
• 8 ea, 3 mm raudonas LED 160 Mcd, Wurth 151031SS04000,
• 8 ea, 330 omų 1/8W, Stackpole CF18JT330R,
• 1 ea, 0,1 uF dangtelis, KEMET C320C104M5R5TA,
• 1 ea, magnetinis jungiklis, Melexis MLX92231LUA-AAA-020-SP,
• 1 ea, 608 riedlenčių guolis,
• 1 ea, mažas retųjų žemių magnetas 2 mm x 1 mm,
• 2 ea, 3D spausdintos dangteliai (pridedamas STL failas).
• 1 ea, CR2032 baterija, „Panasonic BSP“arba lygiavertis,

Įrankiai ir reikmenys: Savo dirbtuvėse naudoju „SparkFun“pradedančiųjų įrankių rinkinį, kuriame yra viskas, ko jums reikia, išskyrus pincetus:

• Lituoklis.
• „SolderWire“
• Flyh-cut plyers (man patinka $ 5 Hakko CHP170!)
• Lydymosi pynė
• Super klijai

„Attiny“programavimas (4 veiksmas, nebūtinas, jei perkate jį kaip rinkinį):

• „Arduino“(venkite pigių kiniškų klonų ir palaikykite savo JAV atvirojo kodo gaminius).

  • „SparkFun Redboard“
  • Adafruit metro
  • Arduino UNO
• AVR programavimo skydas.
• „Pogo“adapteris (jei programuojama naudojant įdiegtą mikroschemą).
• Standartinis USB A-B, skirtas „Uno“, „USB Mini“, skirtas „Redboard“, arba „USB Micro“, skirtas „Metro“.

Šio projekto rinkinį galima rasti „Tindie.com“(atėmus akumuliatorių). Pirkdami rinkinį sutaupysite laiko ir išlaidų užsakydami iš kelių skirtingų tiekėjų ir išvengsite minimalios PCB užsakymo priemokos. Be to, „Attiny“programavimas nėra menkas dalykas, o jei nusipirksite rinkinį, jis jau bus iš anksto užprogramuotas. Jūs taip pat padėsite man kurti ir dalintis kitais projektais mano seminaruose!

2 žingsnis: pasipriešinimas yra esminis

Manome, kad turite patirties rinkinių kūrime. Jei jums reikia pagalbos lituojant, eikite į www.sparkfun.com/tutorials/213, kad pataisytumėte, arba pažiūrėkite, kaip „Geek Girl“tai paaiškina adresu https://www.youtube.com/embed/P5L4Gl6Q4Xo. Taip pat turiu rinkinį, tinkamą pradedantiesiems adresu

Man patinka pradėti nuo rezistoriaus, nes a) jie yra gana atsparūs karščiui, kol jūs įeinate į litavimo griovelį ir lygintuvas pakyla iki temperatūros, b) jie neturi poliškumo, todėl orientacija nėra kritinė, ir c) jie yra žemiausias plokštės komponentas, todėl lituodami tvirtai sėdėkite. Yra aštuoni 330 omų srovės ribojimo rezistoriai, po vieną kiekvienam šviesos diodui. Galite daryti po vieną arba visus aštuonis iš karto.

• Sulenkite laidus pagal trinkelių plotį ir įstatykite rezistorių.
• Apverskite lentą ir lituokite laidus.
• Apipjaustykite laidus nuleisdami pjūvius.
• Dar kartą pataikykite juos geležimi, jei norite, kad jie padarytų įspūdį jūsų bičiuliams.

3 žingsnis: kodas?

Jei nusipirkote mano rinkinį, lustas yra iš anksto užprogramuotas ir gali pereiti prie kito veiksmo.

Taip, šiam projektui reikia tam tikro kodo. Ir jei atkreiptumėte dėmesį, 1 žingsnyje aš jums sakiau, kad „Attiny“programavimas nebuvo nereikšmingas. Aš naudoju „Arduino“, tai programavimo aplinka, mano AVR programuotojas ir „pogo pin jig“.

Lustą galima užprogramuoti prieš litavimą (2 nuotrauka) arba po jo litavimo naudojant ISP antraštę PCB apačioje (3 nuotrauka). Bet kuriuo atveju programavimas yra toks:

• Atsisiųskite „Arduino“programavimo aplinką.

• Įdiekite „Attiny 85“palaikymą iš:

  • https://highlowtech.org/?p=1695 („Arduino Tiny“)
  • https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore („Attiny Core“)
• Įkelkite „Arduino kaip interneto tiekėjo eskizą“: [Failas] -> [Pavyzdžiai] -> [Arduino kaip IPT].
• Pritvirtinkite AVR programavimo skydą ir įkiškite juostinį kabelį į „Attiny84“padėtį
• Jei naudojate „Pogo“adapterį, padėkite jį ant lentos IPT antraštės. Teigiami ir neigiami bloknotai yra pažymėti, kad galėtumėte teisingai orientuoti antraštę.
• Jei naudojate lustą, įkiškite jį kaiščiu į USB jungtį.

• Pasirinkite tinkamą lustą:

  • Arduino Tiny: „Attiny 84 @ 8 Mhz“

  • „Attiny Core“: „Attiny 24/44/84“

    • Lustas „Attiny 84“
    • 8 Mhz (vidinis)
    • Smeigtukų atvaizdavimas „prieš laikrodžio rodyklę“
• Pasirinkite programuotoją, [Įrankiai] -> [Programuotojas] -> [Arduino kaip IPT]
• Nustatykite programavimo saugiklius, [Tools] -> [Burn Bootloader]
• Įkelkite pridėtą eskizą, [Failas] -> [Įkelti naudojant programuotoją]

Didžiausias klaidų šaltinis yra netinkamas kaiščių sulygiavimas.

4 žingsnis: susmulkinkite

Dabar, kai jūsų lustas turi kodą, galite jį įdiegti. DIP („dual inline package“) mikroschemos orientaciją paprastai nurodo skylė, esanti greta pirmojo kaiščio, arba mikroschemos gale esantis skyrelis, kuriame yra vienas kaištis, kaip šiuo atveju.

• Sulenkite laidus iki 90 laipsnių, prispausdami juos prie plokščio paviršiaus (1 ir 2 nuotraukos).
• Suderinkite lustą su simboliu ant PCB ir įdėkite lustą (3 nuotrauka).
• Lituokite vieną kaištį priešingose pusėse ir patikrinkite, ar lustas yra plokščias prie PCB ir ar orientacija yra teisinga. Po to tikrai sunku ištaisyti. Pasitikėk manimi šiuo klausimu.
• Kai būsite tikri, kad jis teisingai įdėtas, lituokite kaiščius ir nupjaukite.

5 žingsnis: jungiklis ir kondensatorius

Mygtukas yra šalia IC, o kondensatorius - kitoje pusėje.

• Paspauskite mygtuką į vietą (įsitikinkite, kad ji yra teisinga kryptimi).
• Lituokite jį vietoje.
• Nupjaukite laidus nuo nugaros.

Kondensatorius neturi orientacijos, bet jei išmesite rašomąją pusę, jūsų geek draugai žinos, kokią vertę naudojote.

6 žingsnis: jungiklis ir akumuliatoriaus laikiklis

Jungiklis eina taip, kad lygis būtų nukreiptas į išorę. Kaip ir kitus daiktus, lituokite du kaiščius, patikrinkite, ar jis yra plokščias, ir lituokite likusias dalis.

Baterijos laikiklis turi žymėjimą, rodantį orientaciją, tačiau tai tikrai nesvarbu. Tačiau tam reikės šiek tiek daugiau šilumos nei įprastiems laidams, ir norėsite įsitikinti, kad jis yra plokščias, kad akumuliatorius laikytųsi padėtyje (4 pav.).

7 žingsnis: šviesos diodai

Nėra padoraus projekto, kuriame nebūtų bent vieno šviesos diodo. Tai aštuoni!

Ilgas laidas yra teigiamas (anodas). Šilkografijoje yra ženklas „+“, o pagalvėlė yra kvadratinė. Jei atliksite visus aštuonis iš karto, laikykite juos aukštyn, kad įsitikintumėte, jog visos kryptys yra teisingos.

• Lituokite po vieną laidą ant kiekvieno šviesos diodo.

• Patikrinkite orientaciją ir įsitikinkite, kad jie yra plokšti (3 pav.).

  Jei ne, paspauskite ant dėklo nykščiu ir vėl šildykite laidą, kol jis užsifiksuos (4 pav.)

• Likusią dalį lituokite.
• Iškirpkite laidus.

8 žingsnis: patikrinkite

Šiuo metu mes vis dar galime patikrinti šviesos diodus ir išjungti:

• Įdėkite bateriją teigiama puse į išorę.
• Įjunkite suktuką ir paspauskite mygtuką, kol užsidegs visi (tikiuosi) šviesos diodai (žr. Vaizdo įrašą).
• Pasukite suktuką ir pamatykite modelį. Jei šviesos diodas neužsidega, jis gali būti sumontuotas atgal arba buvo pažeistas karščio. Išlydykite ir įdėkite naują.

Problemų sprendimas:

• Jei nedega šviesos diodai:

  • Įsitikinkite, kad jūsų baterija yra gera ir teisinga.
  • Ar užprogramavote savo lustą? Ar tai teisinga orientacija? Ar darosi karšta?
  • Ar šviesos diodai nukreipti teisingai? Naudoti monetos elementą per ledines lydmetalio jungtis, kad jas išbandytumėte?

• Jei dėl jungiklio šviesos diodai nemirksi:

  • Patikrinkite šviesos diodo litavimo jungtis.
  • Patikrinkite „Attiny“lydmetalio jungtis.
• Jei visa kita nepavyksta, padarykite ir paskelbkite didelės skiriamosios gebos priekinės ir galinės nuotraukas ir paprašykite pagalbos komentaruose.

9 žingsnis: sukimo laikas

Guolis laikomas vietoje, lituojant korpusą prie didelės trinkelės. Tam reikia kantrybės ir daug šilumos:

• Naudokite kažką panašaus į monetas ant kieto paviršiaus, kad padėtumėte guolį.
• Šildykite tiek trinkelę, tiek guolio korpusą, kol pamatysite, kad ant korpuso teka lydmetalis (tai užtrunka šiek tiek).
• Pakartokite kitoje pusėje.
• Sukdami suktuką, patikrinkite, ar guolis teisingai sulygiuotas.
• Apverskite lentą ir lituokite du taškus kitoje pusėje.

10 žingsnis: ar tai revoliucija?

Norėdami parodyti pranešimus, o ne tik modelius, turime žinoti sukėjo padėtį apskritimo atžvilgiu. Mes naudosime Hall efekto jutiklį ir magnetą. Tai panašu į tai, kaip degimo varikliai žino, kada uždegti kibirkštį, kad gautumėte didžiausią galią. Jutiklio ir magneto orientacija ir derinimas yra labai svarbūs, kad tai veiktų.

• Įrašas ant prietaiso paviršiaus yra nukreiptas į guolį, atitinkantį šilkografiją (1 nuotrauka).
• Sureguliuokite aukštį tiesiai virš guolio (kur bus dangtelio magnetas).
• Lituokite vieną laidą.
• Patikrinkite aukštį ir maistą.
• Lituokite likusius laidus.
• Iškirpkite laidus.

Jei naudojate daugiapolį jutiklį, turėsite išsiaiškinti magneto orientaciją. Geriausias būdas tai padaryti yra nustatyti kitą režimą nei ankstesnio veiksmo modelis ir tada rasti magneto pusę, nuo kurios pradeda mirksėti šviesos diodai (žr. Vaizdo įrašą). Klijuokite magnetą puse, kuri dirbo į išorę. Dar kartą patikrinkite savo darbą.

11 žingsnis: balansavimo aktas

Jei laikysite suktuką horizontaliai, kai akumuliatorius yra įkištas, pamatysite, kad jis sukasi akumuliatoriaus puse žemyn. Nepaisant visų pastangų subalansuoti komponentus, jis vis dar yra nebalansuotas. Naudodami veržlę ir varžtą galite pridėti šiek tiek svorio ne akumuliatoriaus pusėje, arba pridėti šiek tiek lituoklio.

12 žingsnis: Jūs dirbate

Turėdami savo magnetą ir jutiklį, esate pasiruošę patikrinti visą „Geek Spinner“nuostabumą. Suktuko režimą rodo šviesos diodas, kuris užsidega įjungus arba paspaudus mygtuką (D0 - D7). Režimas keičiamas paspaudus mygtuką (žr. Vaizdo įrašą).

int režimai = 8; // galimų režimų skaičius

// 0 -> tekstas "Labas pasaulis!" // 1 -> RPM // 2 -> laikas sekundėmis // 3 -> sukimų skaičius // 4 -> sukimų skaičius (iš viso) // 5 -> „lilly pad“modelis) // 7 -> 2 forma (šypsena)

13 žingsnis: Bet palaukite, yra daugiau.

„Širdies“ir „šypsenėlių“modeliai buvo sukurti naudojant polinę diagramą, parodančią, kaip aštuoni segmentai atrodytų kas 5 sukimosi laipsniai.

Ranka:

• Atsisiųskite ir atsispausdinkite visos raiškos vaizdą (1 pav.).
• Užpildykite langelius, kad sukurtumėte savo vaizdą (2 pav.).

• Išilgai radialinio, pradedant 0, apskaičiuokite baitą, naudodami juodą = 1, baltą = 0;

  Pirmasis širdies spindulys yra 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, taigi baitas = 0b100000000;

• Tęskite, kol baigsite (užuomina, jei jūsų vaizdas yra simetriškas, jums reikia padaryti tik pusę).
• Įklijuokite savo baitus į eskizo skiltį „textAndShapes.h“skiltyje „shape_1 “arba „shape_2 “.

Naudojant „Python“:

• Įdiekite „Python“.
• Įdiekite „Python“vaizdų biblioteką.
• Atsisiųskite pridėtą „readGraph.py“scenarijų.
• Atsisiųskite visos raiškos vaizdą (1 pav.).
• Atidarykite vaizdą mėgstamiausiame redaktoriuje („GIMP“arba „MS Paint“).
• Naudokite komandą „Užpildyti“pasirinkdami juodą spalvą, kad užpildytumėte norimus apšviesti segmentus (2 pav.).
• Išsaugokite vaizdą tame pačiame kataloge, kuriame yra scenarijus „readGraph.py“, ir pakeiskite scenarijaus failo pavadinimą, kad jis atitiktų:

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

Paleiskite scenarijų ir įklijuokite išvestį į eskizo skiltį „textAndShapes.h“skiltyje „shape_1 “arba „shape_2 “

Bet kokiu atveju nedvejodami pasidalykite savo kūryba (nuotrauka ir kodas) komentaruose!

14 žingsnis: kreditai ir paskutinės mintys

Tikrai ne visa tai sugalvojau. Ne tolimu šūviu.

• Pirmoji mano praktinė patirtis su POV buvo su Nicko Sayerio projektu „POV Twirlie“: https://www.tindie.com/products/nsayer/pov-twirlie/. (Aš taip pat naudoju „pogo“adapterį).
• Pamačius „Techydiy“instrukciją https://www.instructables.com/id/LED-FIDGET-SPINNER/, į galvą šovė mintis „LED + Fidget spinner = POV“
• Kiekvieną kartą, kai turite nuostabią idėją, kažkas tai jau padarė: https://www.instructables.com/id/POV-Arduino-Fidget-Spinner/. Lituoti ant paviršiaus montuojamas yra kažkas, ką galiu padaryti, bet nelabai tinka pradedantiesiems. Jo kodas taip pat buvo šiek tiek virš galvos, bet aš panaudojau jo idėjas apie RPM ir skaičių rodymą.
• Aš sugebėjau suprasti ir panaudojau „Reger“vyrų POV laikrodžio kodo fragmentus, kad būtų rodomas tekstas:

Joks projektas niekada nėra baigtas ar tobulas. Štai kelios mintys, kurias turiu galvoti į priekį:

• Balansas: Duomenų lapuose retai pateikiama informacija apie komponentų svorį, todėl sunku net išsilavinusį atspėti apie pusiausvyrą, nesukuriant jos. Akumuliatorius akivaizdžiai yra sunkiausias komponentas. Kiekviename gale pridėjau skylių, kad galėčiau pridėti svorį, jei reikia, kad jį subalansuotų.
• Pagal laikrodžio rodyklę? Jei pastebėjote, tekstas rodomas teisingai tik tuo atveju, jei sukate pagal laikrodžio rodyklę. Pasukus kita kryptimi sukuriamas veidrodinis vaizdas. Pridėjus antrą Hall jutiklį ar magnetą, būtų galima nustatyti sukimosi kryptį (Seano projektas tai padarė).
• Spalva? Naudojant programuojamus RGB šviesos diodus, galėsite daryti spalvas. Tačiau jie paprastai montuojami ant paviršiaus.