Geek Spinner: 14 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A izgulós pörgők szórakoztatóak, és manapság szinte minden pénztárnál találsz ilyet, mindössze néhány dollárért, de mi lenne, ha saját magad készíthetnél? És volt benne LED? És programozhatná úgy, hogy azt mondjon vagy mutasson, amit akart? Ha ez furcsán hangzik, akkor ez a projekt az Ön számára.

Mindig is érdekelt a villogó LED -ek használata, hogy a gyerekek érdeklődjenek a programozás iránt. Az Arduino mikrokontroller legegyszerűbb projektje a LED be- és kikapcsolása. Ezután meglátja, hogy milyen gyorsan villoghat egy LED, mielőtt úgy tűnik, mintha folyamatosan (kb. 12 milliszekundumos időközönként) világítana. Aztán megrázza a LED -et össze -vissza, és láthatja, hogy újra villog! Ezt a jelenséget "látás megmaradásának" (POV) hívják, és ez a projekt így működik. Ez vitákhoz vezethet mind a szem működéséről, mind a számítógépek hihetetlen gyorsaságáról.

Ez a projekt egy programozható 8 bites mikrokontrollert, nyolc LED-et és egy gombelemet használ. Szabványos gördeszka csapágy segítségével forog, és Hall-effekt érzékelőt és mágnest használ a forgás meghatározásához. Kezdőbarát lyukasztó alkatrészek felhasználásával készül, és az Arduino programozási környezet segítségével programozható. Elég a beszédből, készüljünk…

1. lépés: Gyűjtse össze az alkatrészeket, eszközöket és kellékeket

Mindig frusztráló, ha félúton haladunk az építkezésen, és azt tapasztaljuk, hogy valami hiányzik. Ezek azok a részek, amelyeket kipróbáltam és úgy találtam, hogy jól működnek. Csere saját felelősségre:

Anyagjegyzék =================

• 1 ea, lila NYÁK, amelyet szeretettel gyártott az USA -ban az OSH Park
• 1 ea, Attiny 84, Atmel ATTINY84A-PU,
• 1 ea, tapintható kapcsoló, TE 1825910-6,
• 1 ea, Slide Switch SPDT Through Hole, C&K JS202011AQN,
• 1 db, elemtartó, Linx BAT-HLD-001-THM,
• 8 ea, 3 mm -es piros LED 160 Mcd, Wurth 151031SS04000,
• 8 ea, 330 ohm 1/8W, Stackpole CF18JT330R,
• 1 ea, 0,1 uF kupak, KEMET C320C104M5R5TA,
• 1 db, mágneses kapcsoló, Melexis MLX92231LUA-AAA-020-SP,
• 1 ea, 608 Gördeszka csapágy,
• 1 db, kicsi ritkaföldfém mágnes 2mm x 1mm,
• 2 db, 3D nyomtatott sapka (STL fájl csatolva).
• 1 ea, CR2032 akkumulátor, Panasonic BSP vagy ezzel egyenértékű,

Eszközök és kellékek: A műhelyeimhez a SparkFun kezdő eszközkészletét használom, amely mindent tartalmaz, amire szüksége van a csipesz kivételével:

• Forrasztópáka.
• SolderWire
• Süllyesztett rétegek (szeretem az 5 dolláros Hakko CHP170-et!)
• Forrasztó fonat
• pillanatragasztó

Az Attiny programozása (4. lépés, nem szükséges, ha ezt készletként vásárolja meg):

• Arduino (kérjük, kerülje az olcsó kínai klónokat, és támogassa amerikai nyílt forráskódú gyártmányait).

  • SparkFun Redboard
  • Adafruit metró
  • Arduino UNO
• AVR programozási pajzs.
• Pogo adapter (ha programozott chip van telepítve).
• Szabványos USB A-B az Uno-hoz, USB Mini a Redboardhoz vagy USB Micro a Metro-hoz.

Ennek a projektnek a készlete elérhető a Tindie.com webhelyen (mínusz az akkumulátor). A készlet megvásárlásával időt és költséget takaríthat meg, ha több gyártótól rendel, és elkerülheti a minimális NYÁK megrendelési díjat. Ezenkívül az Attiny programozása nem triviális, és ha megvásárolja a készletet, akkor már előre be lesz programozva. Te is segítesz más projektek fejlesztésében és megosztásában a műhelyeimben!

2. lépés: Az ellenállás elengedhetetlen

Feltételezzük, hogy van némi készletépítő tapasztalata. Ha segítségre van szüksége a forrasztáshoz, menjen a www.sparkfun.com/tutorials/213 weboldalra, és tekintse meg a Geek Girl magyarázatát a https://www.youtube.com/embed/P5L4Gl6Q4Xo címen. Van egy kezdőknek megfelelő készletem is a https://www.tindie.com/products/3447/ címen.

Szeretek az ellenállással kezdeni, mert a) viszonylag hőállóak, miközben Ön belép a forrasztóhoronyba, és a vasaló felmelegszik, b) nincs polaritása, tehát a tájolás nem kritikus, és c) ők a legalacsonyabb alkatrész a táblán, ezért üljön szorosan forrasztáskor. Nyolc 330 ohmos áramkorlátozó ellenállás van, mindegyik LED-hez egy. Megteheti egyszerre, vagy mind a nyolcat egyszerre.

• Hajlítsa a vezetékeket a párnák szélességére, és helyezze be az ellenállást.
• Fordítsa meg a táblát és forrasztja a vezetékeket.
• Vágja le a vezetékeket öblítéssel.
• Üsd meg őket újra a vasalóval, ha azt akarod, hogy lenyűgözzék stréber barátaidat.

3. lépés: Kód?

Ha megvásárolta a készletemet, a chip előre programozott, és ugorhat a következő lépésre.

Igen, ehhez a projekthez szükség van egy kódra. És ha figyelne, az 1. lépésben elmondtam, hogy az Attiny programozása nem triviális. Én az Arduino -t használom, ez a programozási környezet, az AVR programozóm és egy pogo pin jig.

A chip programozható a forrasztás előtt (2. fotó), vagy miután a helyére forrasztották a nyomtatott áramköri lap alján található ISP fejléc segítségével (3. kép). Mindkét esetben a programozás a következő:

• Töltse le az Arduino programozási környezetet.

• Telepítse az Attiny 85 támogatását a következőkről:

  • https://highlowtech.org/?p=1695 (Arduino Tiny)
  • https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore (Attiny Core)
• Töltse fel az "Arduino mint ISP vázlatot": [Fájl] -> [Példák] -> [Arduino mint internetszolgáltató].
• Csatlakoztassa az AVR programozópajzsot, és helyezze be a szalagkábelt az Attiny84 pozícióba
• Ha a Pogo adaptert használja, helyezze azt a táblán lévő internetszolgáltató fejlécére. A pozitív és negatív lapok meg vannak jelölve, így helyesen tájékozódhat a fejlécben.
• Ha a chipet használja, helyezze be az egyik tűvel az USB -csatlakozó felé.

• Válassza ki a megfelelő chipet:

  • Arduino Tiny: "Attiny 84 @ 8 Mhz"

  • Attiny Core: "Attiny 24/44/84"

    • Chip "Attiny 84"
    • 8 Mhz (belső)
    • Tűleképezés "Counter óramutató járásával ellentétes irányban"
• Válassza ki a programozót, [Eszközök] -> [Programozó] -> [Arduino mint internetszolgáltató]
• Állítsa be a programozó biztosítékokat, [Eszközök] -> [Írja be a rendszerindítót]
• Töltse fel a csatolt vázlatot, [Fájl] -> [Feltöltés programozó segítségével]

A legnagyobb hibaforrás, amit kapok, az, hogy nincsenek megfelelően beállítva a csapok.

4. lépés: Chip It

Most, hogy a chipen kód van, telepítheti. A DIP ("dual inline package") chip tájolását általában vagy az első tű melletti lyuk jelzi, vagy a chip végén lévő divot, amely tartalmazza az 1 -es tűt, ahogy ez itt is van.

• Hajlítsa a vezetékeket 90 fokra úgy, hogy sík felülethez nyomja őket (1. és 2. fénykép).
• Igazítsa a chipet a NYÁK -on található szimbólumhoz, és helyezze be a chipet (3. kép).
• Forrasztjon egy tűt a szemközti oldalakra, és ellenőrizze, hogy mind a lapka síkban van -e a NYÁK -hoz képest, és hogy a tájolás helyes -e. Ezek után nagyon nehéz javítani. Bízz bennem ebben.
• Miután megbizonyosodott arról, hogy helyesen van -e beforrasztva, forrasztja a maradék csapokat, majd vágja le őket.

5. lépés: Kapcsoló és kondenzátor

A nyomógomb az IC mellett, a kondenzátor pedig a másik oldalon található.

• Nyomja be a nyomógombot a helyére (győződjön meg róla, hogy a helyes irányban van).
• Forrasztja a helyére.
• Vágja le a vezetékeket a hátulról.

A kondenzátornak nincs tájolása, de ha kihelyezi az írási oldalt, a geek barátai tudni fogják, hogy milyen értéket használt.

6. lépés: Kapcsoló és elemtartó

A kapcsoló úgy megy, hogy a szint kifelé mutat. A többi elemhez hasonlóan forrasztjon be két csapot, ellenőrizze, hogy laposan van -e, majd forrasztja a maradékot.

Az elemtartó jelzéssel jelzi a tájolást, de valójában mindegy. Ez azonban jóval több hőt igényel, mint a hagyományos vezetékek, és ügyeljen arra, hogy laposan üljön, hogy az akkumulátort a helyén tartsa (4. kép).

7. lépés: LED -ek

Nincs olyan tisztességes projekt, amely ne tartalmazna legalább egy LED -et. Ennek van NYOLC!

A hosszú vezeték pozitív (anód). A szitanyomáson "+" jel látható, a párna négyzet alakú. Ha mind a nyolcat egyszerre hajtja végre, tartsa felfelé, hogy megbizonyosodjon arról, hogy minden tájolás helyes.

• Forrasztjon egy vezetéket minden LED -re.

• Ellenőrizze a tájolást és azt, hogy laposan vannak -e elhelyezve (3. kép).

  Ha nem, nyomja meg hüvelykujjával a tokot, és melegítse újra a vezetéket, amíg a helyére nem pattan (4. kép)

• A maradékot forrasztani.
• Vágja le a vezetékeket.

8. lépés: Nézze meg

Ezen a ponton még ellenőrizhetjük a LED -eket, és kikapcsolhatjuk:

• Helyezzen be egy akkumulátort a pozitív oldalával kifelé.
• Kapcsolja be a fonót, majd nyomja meg a gombot, amíg az összes (remélhetőleg) LED ki nem gyullad (lásd a videót).
• Forgassa meg a fonót, és nézze meg a mintát. Ha egy LED nem világít, akkor lehet, hogy hátrafelé van felszerelve, vagy hő károsodott. Oldja ki a forrasztást, és helyezzen be újat.

Hibaelhárítás:

• Ha nem világít a LED:

  • Győződjön meg arról, hogy az akkumulátor jó és megfelelő irányban van.
  • Programozta a chipjét? Jó irányban van? Melegszik?
  • A LED -ek helyesen vannak beállítva? Használja a gombelemet a ledes forrasztási kötéseken keresztül azok teszteléséhez?

• Ha a kapcsoló nem villog a LED -eken:

  • Ellenőrizze a LED forrasztási kötéseit.
  • Ellenőrizze az Attiny forrasztási kötéseit.
• Ha minden más nem sikerül, készítsen és tegyen közzé nagy felbontású fotókat elölről és hátulról, és kérjen segítséget a megjegyzésekben.

9. lépés: Pörgetési idő

A csapágy a helyén van a ház forrasztásával a nagy párnához. Ez türelmet és sok meleget igényel:

• A csapágy elhelyezéséhez használjon érméket, például kemény felületet.
• Melegítse mind a betétet, mind a csapágyházat, amíg forrasztást nem lát a házon (ez egy kicsit eltart).
• Ismételje meg a másik oldalon.
• A centrifugáló centrifugálásával ellenőrizze, hogy a csapágy megfelelően van -e beállítva.
• Fordítsa meg a táblát, és forrasszon két pontot a másik oldalon.

10. lépés: Ez forradalom?

Ahhoz, hogy csak minták helyett üzeneteket jelenítsünk meg, ismernünk kell a fonó helyzetét a körhöz képest. Hall-effektust és mágnest fogunk használni. Ez hasonlít ahhoz, ahogy a belsőégésű motorok tudják, mikor kell elégetni a szikrát, hogy a legtöbb energiát kapják. Mind az érzékelő, mind a mágnes tájolása és beállítása elengedhetetlen a működéshez.

• A készülék előlapján lévő írás a selyemvászonnak megfelelő csapágy felé néz (1. kép).
• Igazítsa a magasságot közvetlenül a csapágy fölé (ahol a kupakban lévő mágnes lesz).
• Forraszt egy vezetéket.
• Ellenőrizze a magasságot és az ételt.
• Forrasztja a fennmaradó vezetékeket.
• Vágja le a vezetékeket.

Ha Omni-pólusú érzékelőt használ, akkor meg kell találnia a mágnes irányát. Ennek legjobb módja, ha az előző lépésben szereplő mintától eltérő módot állít be, majd megkeresi a mágnesnek azt az oldalát, amely a LED -ek villogását indítja (lásd a videót). Ragassza fel a mágnest úgy, hogy az oldala kifelé nézzen. Ellenőrizze kétszer a munkáját.

11. lépés: Kiegyensúlyozási törvény

Ha vízszintesen tartja a fonót, miközben az akkumulátor be van helyezve, látni fogja, hogy az akkumulátor oldalával lefelé fordul. Annak ellenére, hogy törekszem az alkatrészek kiegyensúlyozására, még mindig nincs egyensúlyban. Anyával és csavarral hozzáadhat egy kis súlyt az akkumulátoron kívüli oldalhoz, vagy forraszthat a párnához.

12. lépés: Működőképes

Ha a mágnes és az érzékelő a helyén van, készen áll arra, hogy megnézze a Geek Spinner teljes pompáját. A fonó üzemmódját a bekapcsoláskor vagy a gomb megnyomása után világító LED jelzi (D0 - D7). Az üzemmód a gomb megnyomásával váltható (lásd a videót).

int módok = 8; // a rendelkezésre álló módok száma

// 0 -> szöveg "Hello World!" // 1 -> RPM // 2 -> idő másodpercben // 3 -> centrifugálás száma // 4 -> centrifugálás száma (összesen) // 5 -> "lilly pad" minta // 6 -> alak 1 (szív) // 7 -> 2. forma (mosoly)

13. lépés: De várj, van még valami.

A "szív" és a "mosolygó" mintákat egy poláris grafikon segítségével hozták létre, hogy megmutassák, hogyan néz ki a nyolc szegmens minden 5 fokos forgatáson.

Kézzel:

• Töltse le és nyomtassa ki a teljes felbontású képet (1. kép).
• Töltse ki a blokkokat a kép elkészítéséhez (2. kép).

• A sugárirány mentén, 0 -t kezdve számítsa ki a bájtot fekete = 1, fehér = 0;

  A szív első sugáriránya 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, tehát a bájt = 0b100000000;

• Folytassa, amíg befejezi (tipp, ha a képe szimmetrikus, akkor csak a felét kell megtenni).
• Illessze be a bájtokat a vázlat "textAndShapes.h" szakaszába a "shape_1 " vagy "shape_2 " alatt.

A Python használata:

• Telepítse a Python programot.
• Telepítse a Python képkönyvtárát.
• Töltse le a mellékelt "readGraph.py" szkriptet.
• Töltse le a teljes felbontású képet (1. kép).
• Nyissa meg a képet a kedvenc szerkesztőjében (GIMP vagy MS Paint).
• Használja a "Kitöltés" parancsot a kiválasztott fekete színnel a világítani kívánt szegmensek kitöltéséhez (2. kép).
• Mentse a képet ugyanabba a könyvtárba, mint a "readGraph.py" szkript, és módosítsa a fájl nevét a szkriptben, hogy megfeleljen:

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

Futtassa a szkriptet, és illessze be a kimenetet a vázlat "textAndShapes.h" szakaszába a "shape_1 " vagy "shape_2 " alá

Akárhogy is, nyugodtan ossza meg alkotásait (képet és kódot) a megjegyzésekben!

14. lépés: Kreditek és utolsó gondolatok

Ezt az egészet biztosan nem egyedül találtam ki. Nem messzire.

• Az első gyakorlati tapasztalatom a POV-val Nick Sayer POV Twirlie nevű projektjével volt: https://www.tindie.com/products/nsayer/pov-twirlie/. (Én is a pogo adaptert használom).
• A "LED + Fidget spinner = POV" gondolat az agyamba szökött, miután megláttam a Techydiy Instructable
• Bármikor, amikor fantasztikus ötlete támad, valaki már megtette: https://www.instructables.com/id/POV-Arduino-Fidget-Spinner/. A felületre szerelhető forrasztás olyasmi, amit megtehetek, de nem igazán kezdőbarát. A kódja is kissé a fejem fölött volt, de az RPM -ek és számlálások megjelenítésére vonatkozó elképzeléseit felhasználtam.
• Megértettem és a Reger-men POV Clock kódrészleteit használtam a szöveg megjelenítéséhez:

Egyetlen projekt sem teljes vagy tökéletes. Íme néhány gondolat, amivel tovább haladok:

• Mérleg: Az adatlapok ritkán tartalmaznak információt az alkotóelemek súlyáról, ezért nehéz még egy jól képzett tippet is tenni az egyenlegről anélkül, hogy csak felépítenénk. Az akkumulátor nyilvánvalóan a legnehezebb alkatrész. Mindegyik végén lyukakat tettem, hogy szükség esetén hozzáadhassak egyensúlyt.
• Óramutató járásával megegyező? Ha észrevette, a szöveg csak akkor jelenik meg helyesen, ha az óramutató járásával megegyező irányban forog. A másik irányba forgatás tükörképet hoz létre. Egy második Hall -érzékelő vagy mágnes hozzáadása lehetővé teszi a forgásirány meghatározását (Sean projektje ezt tette).
• Szín? A programozható RGB LED -ek használata lehetővé teszi a színek elkészítését. Általában azonban felületre szerelhetők.