„Boomstick“- animuota LED tvarkyklė: 10 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

„Boomstick“yra projektas, skirtas sukurti animacinę programuojamų RGB šviesos diodų eilutę, kurią maitina mažas „Arduino“ir reaguoja į muziką. Šiame vadove daugiausia dėmesio skiriama vienai aparatūros konfigūracijai, kurią galite surinkti, kad paleistumėte „Boomstick“programinę įrangą. Ši aparatūra puikiai tinka dėvėti nešiojamą daiktą, pavyzdžiui, chalatą ar spiritinį gaubtą, arba apšviesti nešiojamojo totemo stulpo ilgį. Komponentai apima mikrofoną (muzikai rinkti), rankenėlę (ryškumui reguliuoti) ir mygtuką (animacijai perjungti). Visas įrenginys (įskaitant šviesos diodus) maitinamas iš vieno mikro USB prievado, kurį galima prijungti prie sieninio adapterio arba nešiojamojo USB akumuliatoriaus įkroviklio.

Šis projektas yra vidutiniškai sunkus. Jums reikės patogiai lituoti ir turėti kantrybės dirbti su mažomis dalimis. Bendras kūrimo laikas yra 2+ valandos.

1 žingsnis: komponentai ir įrankiai

• „Adafruit Perma-Proto“pusės dydžio duonos lentos PCB-4,50 USD
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9.95
• „Electret“mikrofono stiprintuvas - MAX5566 su reguliuojamu stiprumu - 6,95 USD
• USB „Micro -B Breakout Board“- 1,50 USD
• Duonos lentos apdailos potenciometras - 10K - 1,25 USD
• Liečiamas mygtuko jungiklis (6 mm)
• 10K omų rezistorius
• 3 kontaktų „JST SM“kabeliai - 1,50 USD

Visos nuorodos yra iš „Adafruit“, ir aš įtraukiu dabartinę kainą rašymo metu (gali keistis!) Bendra kaina turėtų būti mažesnė nei 30 USD. Jums taip pat reikės:

• „NeoPixel RGB“juostelė - pasirinkite pagal savo projekto poreikius, bet manau, kad 30LED/m puikiai tinka nešiojamiems daiktams
• Nešiojamas daiktas ar pan., Kad būtų galima įdėti šviesos diodus
• Mažo skersmens sujungimo viela - manau, kad šis tvirtas „Adafruit“šerdies rinkinys veikia puikiai
• Lituoklis, lydmetalis, srautas
• Įpjovimo įstrižainės pjaustytuvai - puikiai tinka pertepti vielos perteklių po litavimo
• Vielos nuėmiklis
• Karštas klijų pistoletas
• Šiurkščiavilnių švitrinis popierius

Rekomenduočiau pasiimti USB bateriją, jei kuriate nešiojamąjį kompiuterį. Aš turėjau tinkamą „Anker PowerCore 10000“veikimo laiką (6 ir daugiau valandų su 60 LED eilute visu ryškumu).

2 žingsnis: Paruoškite „PermaProto“plokštę

Mes norime kiek įmanoma sandariau išdėstyti savo komponentus, ir, deja, tai reiškia, kad turime iškirpti kai kuriuos PCB pėdsakus, kad skirtingos grandinės dalys nebūtų sujungtos viena su kita.

1. Laikykite PCB su tekstu vertikaliai, tada apverskite jį iš viršaus į apačią (taip, kad kairioji pusė vis dar būtų kairėje).
2. Aštraus peilio galiuku atsargiai nupjaukite paveikslėlyje nurodytus pėdsakus. Trys vertikalių pėdsakų balai yra 5, 9 ir 11.
3. Norint užtikrinti švarią pertrauką, gali tekti kelis kartus įvertinti pėdsaką ir net subraižyti PCB. Atminkite, kad du horizontalūs pėdsakai viršuje yra gilesni ir reikalauja didesnės pjovimo jėgos.
4. Pasirinktinai naudokite multimetrą, kad patikrintumėte, ar nėra kiekvieno laido pjūvio laidumo.
5. Pasirinktinai, naudodami įstrižines nuplovimo pjaustytuvus, iškirpkite paveikslėlyje pavaizduotą mažą kvadratą. Tai galite padaryti pjaustytuvu pjaudami kuo giliau kiekvieną iš 4 pusių, tada apverdami lentą ir pjaudami iš kitos pusės. Ši skylė suteikia prieigą prie apdailos potenciometro ant mikrofono plokštės, kai baigsime.

3 žingsnis: lituokite pirmąjį laidų komplektą

Yra daugybė būdų, kaip šio projekto laidai ir komponentai gali būti lituojami kartu. Tačiau šiame vadove pateiktas metodas man buvo naudingas ir patyrė keletą pakartojimų. Laidų išdėstymo tikslas yra tai, kad bet kuriame taške būtų ne daugiau kaip du laidų sluoksniai, todėl atidžiai sekite laidų padėtį ir ilgį. Kiekvienoje šio vadovo nuotraukoje laidai yra pažymėti spalvomis:

• Raudona spalva rodo 5 V teigiamą laidą.
• Geltona spalva rodo 3 V teigiamą laidą.
• Balta spalva rodo signalą ar duomenų laidą.
• Juoda reiškia įžeminimo laidą.

Laidams paruošti ir lituoti reikia šiek tiek atsargumo. Tai tipiškas mano procesas:

1. Iškirpkite apytikslį reikalingos vielos ilgį.
2. Nuplėškite vieną galą - ilgis nėra per svarbus, nes vėliau nukirpsite perteklių.
3. Įkiškite nuplėštą laidą per pirmąją skylę ir padėkite laidą galutinėje padėtyje.
4. Miniatiūra išmatuokite izoliaciją tiesiai ant antrosios skylės.
5. Nuimkite laidą ir nuimkite kitą galą miniatiūros skalės vietoje.
6. Vėl įdėkite laidą ir lituokite kiekvieną galą.
7. Nupjaukite perteklių.

Atlikdami šį pirmąjį žingsnį, prieš pridėdami bet kokius komponentus, nustatysime pradinį laidų sluoksnį. Vėliau tai šiek tiek palengvins mūsų gyvenimą, nes kai kurios dalys taps neprieinamos lituoti ir kirpti.

1. Lituoti 10K omų rezistoriuje nurodytoje padėtyje.
2. Lituokite papildomus laidus apytikslėse nuotraukoje parodytose vietose. Atkreipkite dėmesį į papildomą juodų/raudonų laidų ilgį ir kreivę.
3. Apverskite lentą ir dar kartą patikrinkite litavimo vietų vietas.

Šiame etape taip pat ketiname pritvirtinti LED jungtį. Jo duomenų ryšys nebus pasiekiamas, kai lituosime „Arduino“.

1. Padalinkite tris jungties laidus.
2. Nykščiu laikykite jungtį prie plokštės ir uždėkite vidurinį laidą, kaip parodyta, siekdami 10 taško.
3. Nupjaukite vielą iki reikiamo ilgio (palikite šiek tiek papildomo, kad prakištų per skylę).
4. Nulupkite ir skardinkite vielą.
5. Lituokite jį į nurodytą angą.

Atminkite, kad dirbdami nuolat kirpkite perteklinę vielą įstrižomis nuplovimo pjaustyklėmis!

4 žingsnis: pridėkite „Arduino“

Atėjo laikas lituoti mūsų pirmąjį komponentą! Atminkite, kad „Arduino“, mikrofono ir „micro USB“pertraukos atveju kiekvienam iš jų turime iš anksto lituoti kaiščius. Konkrečiai „Arduino“atveju mes ne lituojame visų kaiščių. Būtinas tik pogrupis, ir tai palengvina mūsų gyvenimą, jei vienoje pusėje yra tam tikrų spragų. Atidžiai sekite paveikslėlius

1. Norint prilituoti kaiščius ant komponentų, man atrodo, kad prieš juos lituodami, lengviausia kaiščius ir komponentus nustumti ant duonos lentos. Tai užtikrina, kad visi kaiščiai yra sulygiuoti vertikaliai ir yra kvadrato formos su komponentu. Būkite atsargūs, kad nesikištumėte! Lengviausia nuspausti kaiščius kažkuo plokščiu ir tvirtu.
2. Orientuokite „Arduino“, kaip parodyta paveikslėlyje. Galite įtraukti visą kaiščių eilę išilgai krašto, pradedant BAT/G/USB.
3. Norėdami naudoti RST/5V/ARef kraštą, nutraukite 4 kaiščius ir 6 kaiščius. 4 kaiščiai yra tarp 5V ir A0, o 6 kaiščiai yra tarp A4 ir 3V.
4. Lituokite visus kaiščius po vieną, įsitikindami, kad „Arduino“puikiai sutampa su juodu plastiku.
5. Išimkite jį iš duonos lentos ir dar kartą patikrinkite apačią, kad įsitikintumėte, jog smeigtukai atrodo taip, kaip parodyta paveikslėlyje.

Dabar esame pasiruošę jį prilituoti prie PCB!

1. Padėkite „Arduino“, kaip parodyta paveikslėlyje.
2. Įsitikinkite, kad šviesos diodų jungties duomenų laidas yra po A1/A2/A3 tarpu.
3. Naudokite juostą, jei reikia, laikykite komponentą prie PCB ir lituokite jį prie plokštės iš apačios.
4. Nukirpkite kaiščių perteklių, naudodami įstrižus nuplovimo pjaustytuvus. Būkite atsargūs - mažos smeigtuko dalys gali nuskristi dideliu greičiu. Aš rekomenduočiau nešioti tam tikrus akinius ir nukreipti lentą į šiukšliadėžę arba galbūt į kitą ranką.

5 žingsnis: daugiau komponentų

Dabar mes pasiruošę lituoti likusius komponentus prie PCB.

Pirma, mes turime lituoti papildomą laidą apatinėje plokštės pusėje. Atkreipkite dėmesį į geltoną vielą pirmosios nuotraukos dešinėje!

Kai tai bus padaryta ir perteklius nukirptas, atėjo laikas mikrofonui.

1. Pirmiausia lituokite tris kaiščius prie mikrofono išjungimo plokštės. Atminkite, kad šiam komponentui gerai (net pageidautina), kad jis būtų kampu į PCB - atkreipkite dėmesį į antrosios nuotraukos dešinę pusę. Lengviausias būdas tai pasiekti yra lituoti kaiščius, kol jie yra prispausti prie duonos lentos, ir leisti mikrofono plokštei gulėti kampu į duonos lentą.
2. Pasirinktinai nupjaukite mikrofono potenciometrą. LABAI ATSARGIAI naudokite mažą atsuktuvą, kad pasuktumėte potenciometrą pagal laikrodžio rodyklę (nurodyta trečioje nuotraukoje). Atminkite, kad tai labai subtilus komponentas ir gali lengvai sulūžti. Tai padarys tik dalinę revoliuciją, neverskite jos toliau. Potenciometro apkarpymas pagal laikrodžio rodyklę sumažina stiprintuvo stiprumą, todėl mikrofonas tampa mažiau jautrus ir leidžia pasiekti geresnę kokybę tikrai garsioje aplinkoje (pvz., Naktiniame klube ar muzikos festivalyje). Tačiau atminkite, kad dėl to bus sunkiau sukelti efektus tylesnėje aplinkoje, pavyzdžiui, klausantis muzikos namuose.
3. Naudokite karšto klijų pistoletą, kad padėtumėte klijų taškelį trečioje nuotraukoje nurodytoje vietoje.
4. Paspauskite mikrofoną ant PCB nurodytoje padėtyje - kaiščiai turi būti antroje eilėje žemyn, per pėdsakus Nr. 17-19.
5. Apverskite PCB ir lituokite kaiščius. Nupjaukite bet kokį perteklių.

Dabar padarykime „Micro USB“pertrauką.

1. Skirtingai nuo mikrofono, norime, kad „Micro USB“plokštė būtų kvadratinė su kaiščiais. Taip yra todėl, kad USB kabelis lygiagrečiai atjungiamas nuo plokštės ir netrukdo PCB. Lituodami kaiščius ir lituodami prie lentos, būkite atsargūs. Vėlgi, galutinę orientaciją žr. Antrame paveikslėlyje.
2. Vėl galite naudoti karštus klijus, kad iš anksto nustatytumėte lūžį tinkamoje vietoje. Smeigtukai turi būti apatinėje eilutėje (NE dviejose maitinimo eilutėse), per pėdsakus Nr. 15-19.
3. Jei reikia, sustiprinkite erdvę po lenta papildomais karštais klijais. Tai suteikia labai reikalingą stiprumą, nes prievadas gali gauti sukimo jėgas iš prijungto USB kabelio.

Galiausiai turime lituoti mygtuką ir potenciometrą.

1. Pradėkite nuo mygtuko. Šiek tiek išplėskite kojas ir įstatykite į paveikslėlyje parodytą padėtį.
2. Apatinėje pusėje galite sulenkti kojas į vidų, kad laikytumėte mygtuką.
3. Lituokite kiekvieną koją nuo lentos viršaus.
4. Dabar įdėkite potenciometrą, kaip parodyta. Atminkite, kad kaiščiai yra viršuje paveikslėlyje.
5. Laikinai pritvirtinkite prie lentos tam tikra juostele ir lituokite iš apatinės plokštės pusės.

6 žingsnis: galutinis laidų sujungimas

Aš trumpai nurodysiu instrukcijas, bet turime užbaigti laidus apatinėje lentos pusėje.

1. Lituokite juodos ir geltonos spalvos laidus viršuje kairėje pirmoje nuotraukoje. Tai suteikia įtampos diapazoną, kurį išves potenciometras.
2. Antrojo paveikslėlio apačioje dešinėje lituokite nespalvotus laidus. Jie užtikrina mikrofono įžeminimo ir išvesties laidus.
3. Patikrinkite, ar yra visi laidai, kaip parodyta.

Dabar mes baigėme apatinę pusę! Pasirinktinai galite strategiškai pastebėti karštus klijus, kad laikytumėte laidus ir apsaugotumėte nuo šortų - nors aš paprastai nesijaudinu.

7 žingsnis: LED jungties maitinimo laido prijungimas

Šviesos diodų jungtis turi gauti energiją tiesiai iš USB įvesties. Dabar padėkime tai lituoti.

1. Nykščiu laikykite jungtį ant plokštės galinėje vietoje (žr. 2 pav.).
2. Mes pašalinsime nedidelį ilgį (1–2 mm) vielos ir lydmetalio, tiesiai ant esamų lituoklių jungčių viršuje antroje iš apatinės eilės.
3. Atitinkamai nupjaukite ir nuimkite kiekvieną iš dviejų laidų. Kaip parodyta pirmame paveikslėlyje, apatinė viela turi būti pritvirtinta prie 5 V jungties, o viršutinė - prie GND.
4. Skardinkite abi nuimtas vielos dalis.
5. Lituokite juos atsargiai prie esamų litavimo siūlių. Įsitikinkite, kad 5 V laidas neprisijungia prie kairėje esančio pėdsako, nes tai perduoda 3,3 V signalą, ir tai gali nužudyti jūsų „Arduino“. Prieš įjungiant plokštę, rekomenduojama patikrinti, ar tarp dviejų pėdsakų nėra laidumo.
6. Karštai priklijuokite LED jungtį prie plokštės ir sutvirtinkite ją daugybe klijų.

Įsitikinkite, kad jūsų lenta atrodo kaip nuotrauka!

8 veiksmas: prisijungimas prie plokštės

Yra du pagrindiniai būdai, kaip prisijungti prie lentos.

• Norėdami programuoti „Arduino“, prijunkite prie jo esančio USB prievado (1 pav.).
• Jei norite, kad šviesos diodai veiktų, prijunkite prie USB prievado apačioje ir prijunkite šviesos diodus (2 pav.).

9 žingsnis: Apdailos darbai

Komponentai yra kuo kompaktiškesni, todėl dalis PCB lieka tuščia. Galite atsargiai nupjauti, kaip parodyta paveikslėlyje. Nesu tikras, kaip geriausiai tai padaryti - naudoju sunkiasvorio vielos pjaustytuvus, tačiau tikriausiai galėtumėte naudoti ir pjūklą, jei būtumėte atsargūs. Pjovimas per esamas skyles šiek tiek palengvina.

Nupjovę perteklių, primygtinai rekomenduoju nušlifuoti kraštus ir kampus šiurkščiavilnių švitriniu popieriumi, nes PCB gali būti gana aštrus.

Visas šis įrenginys gali būti suvyniotas į plačią kaitinimo juostą su išpjautomis skylėmis, kad būtų galima pasiekti valdiklius ir prievadus.