Neopixel éjszakai fény: 14 lépés (képekkel)

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

Kövesse a szerző további információit:

Néhány héten belül néhány workshopot tartok az elektronikában, egy olcsó, de hasznos valós projekt köré összpontosítva. Amikor megpróbáltam kitalálni egy elkészítendő dolgot, azt szerettem volna, ha mikrokontrollert, NeoPixel LED -eket tartalmaz (mert fantasztikusak), távolról vezérelhető, és lehetővé teszi a különböző építési lehetőségeket. A Tinkercad -ben is teljesen szimulálhatónak kellett lennie. Ez a projekt fejlődött.

Nagyon jó funkciókat csomagol egy kis eszközbe, testreszabható és meglehetősen egyszerű felépíteni.

Alkatrész lista:

• Nyomtatott áramkör (OSHPARK)
• NeoPixel 12 gyűrű (Adafruit)
• ATtiny85 mikrokontroller (DigiKey)
• 22 méteres tömörvezetékes vezeték (DigiKey, Amazon, Radio Shack stb.)
• (opcionális) Infravörös vevő (DigiKey)
• (opcionális, de erősen ajánlott) 1μF elektrolit kondenzátor (DigiKey)
• (opcionális) Nyomógomb (Jameco)
• (opcionális) 2 db 3 tűs férfi fej (DigiKey)
• (opcionális) 2 x shunt jumper (DigiKey)
• (opcionális) 8 tűs DIP aljzat (DigiKey)
• (opcionális) 4 tűs derékszögű fejléc (DigiKey)
• (opcionális) IR távirányító (Amazon)
• Gorilla Tape (Amazon)
• USB fali tápegység (Amazon)

Eszközök listája:

• Forrasztópáka és forrasztópáka
• Drótvágó
• Huzalcsupaszító
• Fogó
• Olló

1. lépés: Tervezés és szimuláció

Mint korábban említettem, ehhez a projekthez az ingyenes Tinkercad -ot akartam használni. Úgy döntöttem, hogy teljesen megtervezem, és ott kipróbálom, mielőtt valódi elektronikához nyúlnék. Ez lehetővé tette számomra, hogy megbizonyosodjak arról, hogy minden (beleértve az ATtiny85 firmware -t is) működni fog. Itt a virtuális áramkör. Az alábbi "Szimuláció indítása" gombra kattintva kipróbálhatja.

2. lépés: A szükséges részek

Ezt a projektet úgy tervezték, hogy rugalmasságot biztosítson felépítésében. Tehát attól függően, hogy mit szeretne vele kezdeni, előfordulhat, hogy nincs szüksége minden alkatrészre. Három rész (és huzal) van, amelyek feltétlenül szükségesek. Csak ezekkel lehet valami funkcionálisat felépíteni.

Neopixel Ring 12 - a gyűrű tizenkét NeoPixelt tartalmaz, amelyek egyedileg szabályozhatók, hogy szinte bármilyen színűek legyenek.

ATtiny85 - ez az a mikrokontroller (apró számítógép), amely táncra készteti a NeoPixeleket, és több opcionális komponenssel (infravörös vevő, nyomógomb stb.) Is kapcsolódik.

Nyomtatott áramköri lap - a nyomtatott áramköri lap (PCB) biztosítja az összes elektromos csatlakozást a használt alkatrészek között, és a készülék merev gerince. Ezen az oldalon található a tömörített gerber fájl, amelyet a NYÁK -gyártónak küldünk. Sok lap gyártója létezik. Itt a link a tábla megrendeléséhez az OSHPARK -ból.

22 méteres tömörvezetékes huzal - a vezeték a NeoPixel gyűrű és a NYÁK csatlakoztatására szolgál.

3. lépés: Az opcionális alkatrészek

Számos opcionális alkatrészt érdemes figyelembe venni. Ez az oka annak, hogy miért szeretné őket.

Infravörös vevő - az infravörös vevőegység egyetlen összetevő, amely lehetővé teszi az eszköz vezérlését szabványos kézi infravörös távirányítóval (gondoljunk a TV távirányítójára). A különböző gyártók távvezérlői különböző jeleket bocsátanak ki, ezért előfordulhat, hogy módosítani kell a firmware -t, hogy felismerje a távirányítót, ha az nem az általam használt.

1μF elektrolit kondenzátor - a kondenzátor egyfajta ideiglenes akkumulátorként működik, amely további energiát tud biztosítani, ha a készülékben szükséges elektromos áram hirtelen megváltozik (például a NeoPixelek lekapcsolnak a teljes bekapcsolásra). Ezenkívül kiegyenlítheti a készülék feszültségét, ha olcsó USB -tápegységet használ. Ha tisztességes USB áramforrást használ, akkor ezt ki lehet hagyni.

Nyomógomb - a nyomógomb lehetővé teszi az eszköz vezérlését a (találd ki?) Gomb megnyomásával.

Férfi 3 -tűs fej (ek) és shunt jumper (ek) - ezeket a nyomógomb helyett a helyére lehet helyezni, hogy lehetővé tegye az eszköz konfigurálását, a shunt jumperek elhelyezése alapján. A hím 3-tűs fejléc tartósan össze van kötve (forrasztva) a táblával, és a sönt jumper szorosan illeszkedik a fejlécre, és könnyen eltávolítható és áthelyezhető. Ha egy fejlécet használ, akkor a jumper két különböző mód közül választhat. Ha mindkét fejlécet használja, négy mód lehetséges.

8 tűs DIP foglalat - az aljzat lehetővé teszi a mikrovezérlő (ATtiny85) eltávolítását és cseréjét, hogy később újraprogramozható legyen, ha módosítani szeretné az eszköz működését. Ha tudja, hogy soha nem kell újraprogramoznia a mikrokontrollert, akkor erre nincs szüksége.

4 tűs derékszögű fejléc-a derékszögű fejléc akkor használatos, ha azt szeretné, hogy az USB-csatlakozó egyenesen a készülék hátuljáról, ne pedig oldalról ragasszon ki.

4. lépés: Programozza be a mikrokontrollert

Nem részletezem a mikrokontroller programozását, mert az utasítások könnyen megtalálhatók máshol (az alábbi linket mellékelem). Arduino UNO kártyát használtam a vezérlő programozási eszközeként az ebben az utasításban leírt módszerrel. Ebben a következő leképezést mutatja az Arduino csapoktól az ATtiny csapokhoz a programozáshoz:

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

Az éjszakai fény forráskódja itt található (https://github.com/cacklestein/led-night-light).

5. lépés: Szerelje össze a táblát (opcionális kezdeti lépés)

Az alkatrészeket egy bizonyos sorrendben kell hozzáadni a táblához, hogy megkönnyítsék a dolgokat. Ha rendben van az USB -csatlakozó helyzete a táblán, akkor kihagyhatja a lépés többi részét, és folytathatja a szerelvény következő részét. Ha azonban azt szeretné, hogy a csatlakozó kilógjon a tábla hátoldaláról, akkor itt az ideje, hogy hozzáadja a derékszögű fejlécet.

Először óvatosan válassza le az USB-csatlakozót a nyomtatott áramköri lap többi részéről. Fogja meg a tábla nagyobb részét egy kézzel, és fogóval, egyik szélével közvetlenül az apró lyukak perforációs vonala mellett, óvatosan távolítsa el a fület. Tegye félre a fület. erre szüksége lesz egy későbbi lépésben.

Helyezze a derékszögű fejlécet a tábla hátsó oldalára a képen látható módon. A tábla hátsó oldala az "123D CIRCUITS" selyemszitával van ellátva (vagy talán azt kellene mondanom, hogy "123D CIRC", mert most szakította le az "UITS" -t).

Forrasztja a fejlécet a helyére, forrasztva a tábla felső oldalát.

Jó drótvágókkal vágja le a fejléc vezetékeit, amelyek a tábla felső oldaláról kinyúlnak, a lehető legközelebb a táblához. Ez azért fontos, mert ezek a vezetékek megbetegszenek valahol a közepén, ahová az ATtiny85 végül eljut.

6. lépés: Adja hozzá a mikrokontroller foglalatot

Itt az ideje, hogy a 8 tűs DIP aljzatot vagy VAGY az ATtiny85-et a helyére forrasztja. Erősen ajánlom az aljzat használatát, mert lehetővé teszi az ATtiny85 könnyű eltávolítását és visszahelyezését, ha később módosítani szeretné a programot. Illessze az aljzatot (vagy az ATtiny85 -t az 1 -es tűvel a tábla széléhez legközelebb) a megfelelő 8 lyukon keresztül a tábla felső oldalán. A felső oldal az, amelyre nincs nyomtatva "123D áramkörök". Fordítsa meg a táblát, és tegye laposan az asztalra vagy más munkaterületre, hogy a foglalatot a helyén tartsa. Forrasztja a csapokat a táblához. Ha az előző lépésben hozzáadta a 4 tűs derékszögű fejlécet, akkor ezek a csapok némileg akadályozzák. Döntse a vasalót forrasztás alá.

7. lépés: Adjon hozzá további dolgokat

Itt az ideje, hogy hozzáadja a gombot vagy az áthidaló fejlécet, az infravörös vevőt és a kondenzátort.

Ha szeretné használni a nyomógombot, illessze a 4 csapot a tábla felső oldalán található mikrokontroller -foglalat alatti lyukakba. Észre fogja venni, hogy 6 lyuk van. Ne aggódj emiatt. A középen lévő két lyuk nem használható. Fordítsa meg a táblát, és forrasztja a nyomógombot a helyére.

Ha ehelyett a shunt jumpereket szeretné használni, helyezze be a két 3 tűs fejet (a csapok rövidebb oldala lefelé) ezekbe a lyukakba a felső oldalon. Ismét fordítsa meg a táblát, és forgassa a helyére a csapokat.

Ezután illessze az infravörös vevőt a tábla felső oldalán található 3 lyukon keresztül. Igazítsa a tájolást a szitanyomás körvonalához. illessze be ütközésig, és hajlítsa vissza, hogy a kis buborék oldala felfelé nézzen a tábláról. Fordítsa meg a táblát, és forrasztja a helyére. Drótvágókkal távolítsa el a csapok felesleges hosszát az alsó oldalról a forrasztás után.

Végül adja hozzá a kondenzátort. Csapjai átférnek az infravörös vevő feletti fennmaradó két lyukon. A fehér csík a kondenzátor oldalán („-” negatív oldal) az ATtiny85 foglalattal szemben van. Ismét fordítsa meg a táblát, forrasztja a vezetékeket a helyére, és vágja le a felesleget drótvágókkal.

8. lépés: Adja hozzá a NeoPixel gyűrűt

A NeoPixel gyűrűt 4 darab 22 méretű tömör huzal segítségével rögzítik, a szigetelést eltávolítva. Kezdje azzal, hogy levág egy legalább 4 hüvelyk hosszúságú huzalszakaszt. Használjon dróteltávolítót az összes szigetelés eltávolításához.

Vágja ezt a vezetéket 4 egyenlő hosszúságúra. Hajlítsa meg mindegyik huzalt "L" alakúra, körülbelül 1/4 hüvelyk távolságban az egyik végétől.

A tábla alsó oldalával felfelé helyezze be ezeket a vezetékeket a tábla 4 sarkában lévő lyukakba. A hajlított szakasz megakadályozza, hogy végigcsússzanak. Forrasztja őket a helyükre, és vágja le a hajlított felesleget alulról drótvágókkal.

Fordítsa meg a táblát, és óvatosan vezesse át a vezetékeket a NeoPixel gyűrű 4 lyukán úgy, hogy a NeoPixels az áramköri kártyával szemben legyen. Ügyeljen arra, hogy a NeoPixel gyűrű furatai illeszkedjenek az áramköri lapon található lyukakhoz. A lyukak nevét mindegyikre nyomtatják. Egyezik a PWR, GND, IN és OUT.

Nyomja le a gyűrűt a lehető legközelebb az áramköri laphoz. A dolgok kissé szűkek lehetnek, különösen a kondenzátor és az infravörös érzékelő körül. Ha a gyűrű nem megy le teljesen, ne izzadjon.

Tartsa a gyűrűt olyan közel, amennyire az áramköri laphoz megy, hajlítsa ki a vezetékeket, hogy a helyükön maradjon.

Forrasztja a gyűrűt a vezetékekhez, és vágja le a felesleges vezetéket drótvágókkal.

9. lépés: Az USB -csatlakozó fül hozzáadása (opcionális lépés)

Ha úgy döntött, hogy az USB-csatlakozót egyenesen a hátsó részből húzza ki, akkor itt az ideje, hogy a korábban hozzáadott 4 tűs derékszögű fejléchez csatlakoztassa.

Illessze a korábban eltávolított fül lyukait a derékszögű fejlécre úgy, hogy a 4 réz USB-érintkező a tábla "CIRC" oldalára nézzen, a fül "UITS" oldala pedig az "123D" oldalra..

Ezt forrasztja a helyére.

10. lépés: Adja hozzá az ATtiny85 -öt

Ha a 8 tűs DIP foglalatot a helyére forrasztotta, akkor itt az ideje, hogy az ATtiny85-öt behelyezze.

Igazítsa úgy az ATtiny85 -öt, hogy a ponttal ellátott sarok a legközelebb legyen az áramköri lap fehér pontjához. Óvatosan nyomja be az ATtiny85 -öt a helyére, ügyelve arra, hogy minden csap a kívánt helyre kerüljön.

11. lépés: Vastagítsa az USB -csatlakozót

Általában a kapott nyomtatott áramköri lapok kissé vékonyabbak lesznek, mint amit az USB -csatlakozótól elvárnak. Egy egyszerű megoldás erre az, ha egy kis négyzet Gorilla szalagot kivágunk, és az USB csatlakozó hátoldalához (az USB réz érintkezők nélküli oldalához!) Adjuk. A Gorilla Tape körülbelül kétszer olyan vastag, mint a normál ragasztószalag, és nekem tökéletesen működött.

12. lépés: Próbálja ki

Csatlakoztassa az új éjszakai lámpát egy tápellátású USB fali adapterhez vagy más elérhető USB -aljzathoz (a számítógépen stb.). Ha minden jól ment, akkor világítania kell! Ha hozzáadta az opcionális infravörös vevőt, és rendelkezik a firmware -vel működő távirányítóval (például a képeken látható Apple TV távirányítóval), akkor megváltoztathatja a megjelenítési módot.

Alternatív megoldásként, ha telepítette a gombot, megnyomhatja a módot.

Ha helyette a shunt jumper fejléceket telepítette, akkor a shunt jumperek elhelyezhetők az indítási kijelző mód megváltoztatásához.

13. lépés: A shunt jumper beállításai

Ha a shunt jumper fejlécek telepítését választotta, akkor beállíthatja az indítási módot a shunt jumperek elhelyezkedése alapján:

Bal pozíció A + Jobb A állás: Forgó szivárvány mód

Bal pozíció B + jobb A pozíció: Színváltási mód

Bal pozíció A + Jobb B állás: Véletlenszerű szikrázó üzemmód

Bal pozíció B + Jobb pozíció B Változatlan egyszínű mód

14. lépés: Távirányító használata

Találtam egy olcsó távirányítót az EBay -n, amely színes LED -es világítással működik. Természetes illeszkedésnek tűnt. Rögzítettem az egyes gombok által generált kódokat, és beállítottam, hogy a firmware ennek megfelelően működjön. A fenti képen látható, hogy a különböző gombok mit tesznek.

Ha nem rendelkezik ezzel a távirányítóval, megtalálja a legtöbb távirányítóhoz társított kódokat ugyanazzal az Arduino forráskóddal, de egy valódi Arduino -n, az ATtiny85 helyett. A program olyan kódot ad ki, amely a soros konzol legtöbb távvezérlőjének bármely gombnyomásához kapcsolódik. Ehhez csatlakoztassa az infravörös vevő modult a 2 -es, 3 -as és 4 -es digitális tűfejfej -nyílásba úgy, hogy a lencse a tábla többi részére nézzen.

A fenti képen a 0xFD00FF kód a DFRobot IR távirányító gombjának felel meg. Itt a Tinkercad -ban futó kód. A kipróbáláshoz kattintson a "Kód", majd a "Soros monitor", majd a "Szimuláció indítása" gombra. Ekkor elkezdheti megnyomni a virtuális távirányító gombjait a soros konzol szövegkimenetének megtekintéséhez:

Jegyezze fel ezeket a távvezérlő minden gombjára. Ezután módosíthatja a forráskódot, és hozzáadhatja a távirányító gombkódjait.