„Neopixel“naktinė šviesa: 14 žingsnių (su nuotraukomis)

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-13 06:57

Sekite daugiau autoriaus:

Po kelių savaičių surengiu keletą elektronikos seminarų, kuriuose daugiausia dėmesio skiriama nebrangiam, bet naudingam realaus pasaulio projektui. Bandydamas sugalvoti ką nors padaryti, norėjau, kad jame būtų mikrovaldiklis, „NeoPixel“šviesos diodai (nes jie nuostabūs), būtų nuotoliniu būdu valdomas ir būtų sudarytos įvairios konstrukcijos parinktys. Jis taip pat turėjo būti visiškai imituojamas „Tinkercad“. Šis projektas vystėsi.

Jis į mažą įrenginį supakuoja keletą tikrai įdomių funkcijų, yra pritaikomas ir gana paprastas.

Dalių sąrašas:

• Spausdinta plokštė (OSHPARK)
• „NeoPixel“žiedas 12 („Adafruit“)
• „ATtiny85“mikrovaldiklis („DigiKey“)
• 22 gabaritų viengyslis laidas („DigiKey“, „Amazon“, „Radio Shack“ir kt.)
• (pasirenkama) Infraraudonųjų spindulių imtuvas („DigiKey“)
• (neprivaloma, bet labai rekomenduojama) 1μF elektrolitinis kondensatorius („DigiKey“)
• (neprivaloma) Mygtukas („Jameco“)
• (neprivaloma) 2 x vyrų 3 kontaktų antraštė („DigiKey“)
• (pasirenkama) 2 x šuntavimo megztinis („DigiKey“)
• (pasirenkama) 8 kontaktų DIP lizdas („DigiKey“)
• (pasirenkama) 4 kontaktų stačiakampė antraštė („DigiKey“)
• (pasirenkama) IR nuotolinio valdymo pultas („Amazon“)
• „Gorilla Tape“(„Amazon“)
• USB sieninis maitinimo šaltinis („Amazon“)

Įrankių sąrašas:

• Lituoklis ir lydmetalis
• Vielos pjaustytuvas
• Vielos nuėmiklis
• Replės
• Žirklės

1 žingsnis: projektavimas ir modeliavimas

Kaip jau minėjau anksčiau, šiam projektui norėjau naudoti nemokamą „Tinkercad“. Aš nusprendžiau visiškai suprojektuoti ir išbandyti jį ten, prieš paliesdamas tikrą elektroniką. Tai leido man įsitikinti, kad viskas (įskaitant „ATtiny85“programinę -aparatinę įrangą) veiks. Štai ta virtuali grandinė. Jei norite išbandyti, galite paspausti žemiau esantį mygtuką „Pradėti modeliavimą“.

2 žingsnis: būtinos dalys

Šis projektas sukurtas taip, kad jo kūrimas būtų lankstus. Taigi, priklausomai nuo to, ką norite su juo daryti, jums gali neprireikti visų dalių. Yra trys dalys (ir viela), kurios yra būtinos. Tik iš jų galima sukurti kažką funkcinio.

„Neopixel Ring 12“- žiedas turi dvylika „NeoPixels“, kuriuos galima individualiai valdyti, kad jie būtų beveik bet kokios spalvos.

ATtiny85 - tai mikrovaldiklis (mažas kompiuteris), kuris priverčia „NeoPixels“šokti, ir sąsajos su keliais papildomais komponentais (infraraudonųjų spindulių imtuvas, mygtukas ir kt.).

Spausdintinė plokštė - spausdintinė plokštė (PCB) užtikrina visas elektros jungtis tarp naudojamų dalių ir yra standus prietaiso pagrindas. Šiame puslapyje pateikiamas suglaudintas „Gerber“failas, siunčiamas PCB gamintojui. Yra daug plokščių gamintojų. Čia yra nuoroda, kaip užsisakyti lentą iš OSHPARK.

22 gabaritų viengyslis laidas - viela naudojama NeoPixel žiedui prijungti prie PCB.

3 žingsnis: pasirenkamos dalys

Yra keletas pasirenkamų dalių, kurias galbūt norėsite įtraukti. Štai kodėl jums jų gali prireikti.

Infraraudonųjų spindulių imtuvas - infraraudonųjų spindulių imtuvas yra vienas komponentas, kuris leis prietaisą valdyti standartiniu rankiniu IR nuotolinio valdymo pultu (pagalvokite apie televizoriaus nuotolinio valdymo pultą). Skirtingų gamintojų nuotolinio valdymo pultai skleidžia skirtingus signalus, todėl gali tekti pakeisti programinę -aparatinę įrangą, kad būtų atpažintas jūsų nuotolinio valdymo pultas, jei jis nėra vienas iš tų, kuriuos naudojau.

1μF elektrolitinis kondensatorius - kondensatorius veikia kaip tam tikra laikina baterija, galinti suteikti papildomos energijos, kai staiga pasikeičia reikalinga prietaiso elektros srovė (pvz., „NeoPixels“išjungta į pilną). Jis taip pat gali išlyginti įrenginio įtampą, kai naudojamas pigus USB maitinimo šaltinis. Jei naudojate tinkamą USB maitinimo šaltinį, galite to nepamiršti.

Mygtukas - mygtukas leidžia valdyti įrenginį (atspėti ką?) Paspaudus mygtuką.

Vyriška 3 kontaktų antraštė (-ės) ir šuntavimo megztinis (-iai) - juos galima įdėti vietoj mygtuko, kad būtų galima sukonfigūruoti įrenginį, atsižvelgiant į tai, kaip išdėstyti šuntiniai džemperiai. Vyriška 3 kontaktų antraštė yra nuolat prijungta (prilituota) prie plokštės, o šunto trumpiklis yra prispaudžiamas prie antraštės ir gali būti lengvai nuimamas ir pakeičiamas. Jei naudojama viena antraštė, trumpiklis gali pasirinkti iš dviejų skirtingų režimų. Jei naudojamos abi antraštės, galimi keturi režimai.

8 kontaktų DIP lizdas - lizdas leidžia išimti ir pakeisti mikrovaldiklį (ATtiny85), kad vėliau jį būtų galima perprogramuoti, jei norite pakeisti įrenginio veikimą. Jei žinote, kad jums niekada nereikės perprogramuoti mikrovaldiklio, tada to nereikia.

4 kontaktų stačiakampė antraštė-stačiakampė antraštė naudojama, jei norite, kad USB jungtis būtų tiesiai iš prietaiso galo, o ne iš šono.

4 žingsnis: užprogramuokite mikrovaldiklį

Nenoriu per daug išsamiai aprašyti mikrovaldiklio programavimo, nes instrukcijos lengvai randamos kitur (žemiau pateikiu nuorodą). Aš naudoju „Arduino UNO“plokštę, kad veikčiau kaip valdiklio programavimo įrenginys, naudodamas šioje instrukcijoje aprašytą metodą. Jame rodomas toks žemėlapių sudarymas iš „Arduino“kaiščių į „ATtiny“kaiščius programavimui:

• Arduino +5V → ATtiny kaištis 8
• „Arduino Ground“→ „ATtiny Pin 4“
• „Arduino“kaištis 10 → ATtiny kaištis 1
• Arduino kaištis 11 → ATtiny kaištis 5
• Arduino kaištis 12 → ATtiny kaištis 6
• „Arduino“kaištis 13 → ATtiny kaištis 7

Naktinės šviesos šaltinio kodą rasite čia (https://github.com/cacklestein/led-night-light).

5 žingsnis: Surinkite lentą (pasirenkamas pradinis žingsnis)

Dalys turėtų būti pridėtos prie lentos tam tikra tvarka, kad būtų lengviau. Jei jums gerai tinka USB jungties padėtis plokštėje, galite praleisti likusią šio veiksmo dalį ir pereiti prie kitos surinkimo dalies. Tačiau, jei norite, kad jungtis išstumtų plokštės galą, dabar pats laikas pridėti stačiakampę antraštę.

Pradėkite atsargiai atjungdami USB jungtį nuo likusios spausdintinės plokštės. Viena ranka laikykite didesnę plokštės dalį ir replėmis, kurių vienas kraštas yra tiesiai šalia mažų skylių perforavimo linijos, atsargiai nuimkite skirtuką. Skirtuką atidėkite į šalį. to jums prireiks vėliau.

Padėkite stačiakampę antraštę ant galinės lentos pusės, kaip parodyta paveikslėlyje. Lentos nugarėlė yra šone su „123D CIRCUITS“šilkografija (o gal turėčiau pasakyti „123D CIRC“, nes ką tik nutraukėte „UITS“).

Lituokite antraštę vietoje, uždėdami lydmetalį viršutinėje plokštės pusėje.

Naudodami gerus vielos pjaustytuvus, nukirpkite antraštės laidus, išsikišusius iš viršutinės plokštės pusės, kuo arčiau plokštės. Tai svarbu, nes tie laidai serga kažkur centre, kur galiausiai pateks ATtiny85.

6 veiksmas: pridėkite mikrovaldiklio lizdą

Dabar atėjo laikas lituoti 8 kontaktų DIP lizdą-arba-ATtiny85. Aš labai rekomenduoju naudoti lizdą, nes tai leidžia lengvai nuimti ir vėl pritvirtinti ATtiny85, jei vėliau norite keisti programą. Įdėkite lizdą (arba ATtiny85 su 1 kaiščiu, esančiu arčiausiai lentos krašto) per 8 atitinkamas skyles viršutinėje lentos pusėje. Viršutinė pusė yra ta, kurioje nėra atspausdintos „123D grandinės“. Apverskite lentą ir padėkite ją ant stalo ar kitos darbo vietos, kad laikytumėte lizdą. Lituokite kaiščius prie lentos. Jei ankstesniame žingsnyje pridėjote 4 kontaktų stačiakampę antraštę, tada šie kaiščiai šiek tiek trukdys. Pakreipkite lygintuvą į lydmetalį po jais.

7 žingsnis: pridėkite daugiau dalykų

Dabar atėjo laikas pridėti mygtuką arba trumpiklį (-us), IR imtuvą ir kondensatorių.

Jei norite turėti mygtuką, perkiškite 4 kaiščius per skyles, esančias žemiau mikrovaldiklio lizdo viršutinėje plokštės pusėje. Pastebėsite, kad yra 6 skylės. Nesijaudinkite dėl to. Dvi skylės viduryje nebus naudojamos. Apverskite lentą ir lituokite mygtuką.

Jei norite naudoti šuntavimo megztinius, įkiškite dvi 3 kontaktų antgalius (trumpesnė kaiščių pusė žemyn) į šias skyles viršutinėje pusėje. Vėlgi apverskite lentą ir lituokite kaiščius.

Tada infraraudonųjų spindulių imtuvą įstatykite per 3 skyles viršutinėje plokštės pusėje. Suderinkite jo orientaciją su šilkografijos kontūru. įdėkite jį iki galo ir sulenkite atgal taip, kad maža burbulo pusė būtų nukreipta į viršų nuo lentos. Apverskite lentą ir prilituokite. Naudodami vielinius pjaustytuvus, po litavimo pašalinkite perteklinį kaiščių ilgį iš apatinės pusės.

Galiausiai pridėkite kondensatorių. Jos kaiščiai telpa per likusias dvi skylutes virš infraraudonųjų spindulių imtuvo. Balta juostelė kondensatoriaus šone („-“neigiama pusė) nukreipta nuo ATtiny85 lizdo. Vėlgi apverskite lentą, lituokite laidus į vietą ir nupjaukite perteklių vielos pjaustytuvais.

8 veiksmas: pridėkite „NeoPixel“žiedą

„NeoPixel“žiedas pritvirtinamas naudojant 4 vientisos vielos 22 gylio vielos dalis, pašalinant izoliaciją. Pradėkite nupjaudami bent 4 colių ilgio vielos dalį. Naudokite vielos nuėmiklius, kad pašalintumėte VISĄ izoliaciją.

Supjaustykite šią vielą į 4 vienodus ilgius. Sulenkite kiekvieną vielą į „L“formą maždaug 1/4 colio atstumu nuo vieno galo.

Apatinę plokštės pusę nukreipę į viršų, įkiškite šiuos laidus į skyles 4 lentos kampuose. Sulenkta dalis neleis jiems slysti iki galo. Lituokite juos vietoje ir vielos pjaustytuvais nukirpkite sulenktą perteklių iš apačios.

Apverskite plokštę ir atsargiai perveskite laidus per 4 „NeoPixel“žiedo skylutes taip, kad „NeoPixels“būtų nukreiptos nuo plokštės. Būkite atsargūs, kad „NeoPixel“žiedo skylės atitiktų plokščių skyles. Skylių pavadinimai spausdinami ant kiekvienos. Suderinkite PWR, GND, IN ir OUT.

Stumkite žiedą žemyn kuo arčiau plokštės. Viskas gali būti šiek tiek įtempta, ypač aplink kondensatorių ir IR jutiklį. Jei žiedas nenusileis iki galo, nemaišykite.

Laikydami žiedą taip arti, kaip jis eis prie plokštės, sulenkite laidus, kad daiktai laikytųsi vietoje.

Lituokite žiedą prie laidų ir nuimkite vielos perteklių vielos pjaustytuvais.

9 veiksmas: pridėkite USB jungties skirtuką (pasirenkamas veiksmas)

Jei pasirinkote USB jungtį klijuoti tiesiai iš nugaros, dabar pats laikas ją prijungti prie anksčiau pridėtos 4 kontaktų stačiakampio antraštės.

Anksčiau nuimto skirtuko skyles pritvirtinkite prie stačiakampio antraštės taip, kad 4 variniai USB kontaktai būtų nukreipti į plokštės „CIRC“pusę, o skirtuko „UITS“pusė-į „123D“pusę.

Lituokite tai vietoje.

10 veiksmas: pridėkite ATtiny85

Jei lituote 8 kontaktų DIP lizdą, dabar pats laikas įdėti į jį „ATtiny85“.

Sureguliuokite ATtiny85 taip, kad kampas su tašku būtų arčiausiai balto taško ant plokštės. Atsargiai paspauskite ATtiny85 į vietą ir įsitikinkite, kad visi kaiščiai eina ten, kur turėtų.

11 veiksmas: sutirštinkite USB jungtį

Paprastai gaunamos spausdintinės plokštės bus šiek tiek plonesnės nei tikimasi iš USB jungties. Paprastas sprendimas yra iškirpti nedidelį „Gorilla Tape“kvadratą ir pridėti jį prie USB jungties galo (šono be USB varinių kontaktų!). „Gorilla Tape“yra maždaug du kartus storesnė už įprastą lipnią juostą ir man puikiai tiko.

12 žingsnis: Išbandykite

Prijunkite naują naktinę lemputę prie maitinamo USB sieninio adapterio arba kito turimo USB lizdo (kompiuteryje ir pan.). Jei viskas klostėsi gerai, tai turėtų užsidegti! Jei pridėjote papildomą IR imtuvą ir turite nuotolinio valdymo pultą, kuris veikia su programine įranga (pvz., „Apple TV“nuotolinio valdymo pultas nuotraukose), galite pakeisti ekrano režimą.

Arba, jei įdiegėte mygtuką, galite jį paspausti, kad pakeistumėte režimus.

Jei vietoj to sumontavote šunto jungiklio antraštes, tada šunto džemperiai gali būti išdėstyti taip, kad pakeistų paleidimo rodymo režimą.

13 veiksmas: šunto jungiklio nustatymai

Jei pasirinkote įdiegti šunto trumpiklių antraštes, galite nustatyti paleidimo režimą, atsižvelgdami į tai, kur yra šunto jungikliai:

Kairė padėtis A + Dešinė padėtis A: besisukantis vaivorykštės režimas

Kairė padėtis B + dešinė padėtis A: spalvos keitimo režimas

Kairė padėtis A + Dešinė padėtis B: atsitiktinis kibirkšties režimas

Kairė padėtis B + dešinė padėtis B Nesikeičiantis vientisos spalvos režimas

14 veiksmas: nuotolinio valdymo pulto naudojimas

„EBay“radau nebrangų nuotolinio valdymo pultą, skirtą dirbti su spalvotu LED apšvietimu. Tai atrodė natūraliai tinkama. Įrašiau kiekvieno mygtuko sugeneruotus kodus ir nustatiau, kad programinė įranga veiktų atitinkamai. Aukščiau esančiame paveikslėlyje parodyta, ką daro skirtingi mygtukai.

Jei neturite šio nuotolinio valdymo pulto, kodus, susijusius su daugeliu kitų nuotolinio valdymo pultų, galite rasti naudodami tą patį „Arduino“šaltinio kodą, bet tikrame „Arduino“, o ne „ATtiny85“. Programa išleidžia kodą, susietą su bet kuriuo serijos konsolės nuotolinio valdymo pulto mygtuko paspaudimu. Norėdami tai padaryti, prijunkite IR imtuvo modulį prie skaitmeninių kaiščių antraščių lizdų 2, 3 ir 4 taip, kad objektyvas būtų nukreiptas į likusią plokštės dalį.

Aukščiau esančiame paveikslėlyje kodas 0xFD00FF atitinka DFRobot IR nuotolinio maitinimo mygtuką. Štai kodas, veikiantis „Tinkercad“. Norėdami tai išbandyti, spustelėkite „Kodas“, tada „Serijinis monitorius“, tada „Pradėti modeliavimą“. Tuo metu galite pradėti paspausti virtualiojo nuotolinio valdymo pulto mygtukus, kad pamatytumėte nuosekliosios konsolės teksto išvestį:

Įrašykite juos kiekvienam nuotolinio valdymo pulto mygtukui. Tada galite pakeisti šaltinio kodą ir pridėti nuotolinio valdymo pulto mygtukų kodus.