A Holi-Tie: 8 lépés (képekkel)

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

Monkey Patching Kövesse a szerző további információit:

Névjegy: Csak egy srác, aki klassz dolgokat szeretne készíteni További információ a gwfongról »

Ez a Holi-Tie, egy ünnepi nyakkendő, amelyet az ünnepek alatt kell viselni. Becky Stern Ampli-Tie-jén, amely Flora táblát használ, lazán alapul, a Holi-Tie Circuit Python Express (CPX) mikrokontrollert használ a NeoPixel animációk és a zene vezérléséhez. Egy gomb két különböző NeoPixel animáció között vált. A kapacitív érintőpadok megváltoztatják a NeoPixel színeit és az animációs sebességet. A másik gomb LED animációk és zene között vált. A fedélzeti mikrofon a környezeti zaj mérésére szolgál a JE mérő animációhoz. És a CPX hangszóró ünnepi chip dallamokat ad ki.

Mindent a CircuitPython rendszer tetején futó Python programozási nyelv használatával kódolnak. Egy 3,7 V -os, 500 mAh LiPo akkumulátorral működik, amelyet be-/kikapcsolóval módosítottak.

Két videoklip mutatja a Holi-Tie-t:

• Befejezett Holi-Tie
• A Holi-Tie-n belül

1. lépés: Alkatrészek és eszközök

Alkatrészek

• Circuit Playground Express
• 15x Flora neopixel
• Mágnes huzal
• Ragasztó horog és hurok szalag
• 500mAH lipo akkumulátor JST csatlakozóval
• Candy Cane nyakkendő
• Mini csúszó kapcsoló, SPDT
• Hőre zsugorodó cső

Az alkatrészek beszerzésekor bölcs dolog lenne extrákat vásárolni. Összesen 20 NeoPixel volt nálam, az egyik az elejétől kezdve elromlott, a másik pedig tönkrement. A Candy Cane nyakkendő annyira olcsó volt, hogy vettem egy másodikat, hátha elrontom az elsőt.

Eszközök

• Ragasztópisztoly
• Forrasztóállomás
• Drótvágók
• Kis kés
• Multiméter
• Számítógép
• Öngyújtó vagy hőpisztoly
• Cérna és tű

2. lépés: A nyakkendő előkészítése

A fő cél az, hogy hozzáférjen a belső nyakkendő maghoz és határolja el a LED -eket.

Lépés: Kösse a nyakkendőt a helyére

Nehéz lesz megkötni a nyakkendőt, ha az elektronika a helyén van. Tehát kösse be a nyakkendőt, hogy jól nézzen ki, és a csomó meglehetősen szilárd legyen, és ne bontsa ki. Ezután óvatosan húzza a nyakkendő kis végét, hogy kinyissa a lyukat, hogy a nyakkendő a feje fölé kerüljön. Ezen a pozíción dolgoznak majd a nyakkendőn.

Mindenféle nyakkendő csomó létezik. Csak azt ismerem, akit gyerekkoromban tanultam, a Windsort. Nem számít, hogy melyik csomót használják.

2. lépés: Nyissa fel a nyakkendő hátulját

Tépje szét a varrásokat a nyakkendő hurok és a logó egyik oldalán, majd le a nyakkendő közepén. Legyen óvatos, mert a végén vissza kell varrni.

3. lépés: Rajzoljon vonalakat a LED -ek elhelyezéséhez

Ahhoz, hogy a LED -ek megjelenjenek a nyakkendő fehér csíkos szakaszain, könnyebb megtalálni a középső vonalat minden fehér csíkos szakaszhoz a nyakkendő magjának hátoldalán, majd leképezni a nyakkendő magjának elejére. Ellenőrizze és kétszer ellenőrizze, hogy a középvonal 1) középen és 2) párhuzamos -e a csíkkal. A LED pozíciók finomhangolása lehetséges, ha kissé ki vannak kapcsolva. De a legjobb, ha a lehető leghamarabb most kapjuk meg, mint később.

Tesztelje a vonalak központosítását úgy, hogy LED -eket helyez el a vonalakon, és a csíkos szövetet ráhelyezi. Állítsa be, ahol szükséges.

3. lépés: A NeoPixelek rögzítése

Alapvetően saját LED szalagot készítünk. Egyszerűen rögzítjük a LED -eket a kötőmagra, majd összekapcsoljuk őket.

1. lépés: Ragassza a NeoPixeleket a nyakkendő magjához

Helyezzen egy csipet forró ragasztót a NeoPixel hátoldalára, majd helyezze a középvonalakra. A 3 NeoPixellel rendelkező szakaszoknál függőlegesen igazítsa a középső NeoPixelt, és először ragasztja le őket. Ez megkönnyíti a bal és jobb NeoPixel pozicionálását a középponthoz képest, különösen, mivel a nyakkendő szélessége felülről lefelé növekszik.

Ügyeljen arra, hogy az összes NeoPixelt ugyanabba az irányba tegye, bal alsó saroktól jobbra haladva. Ha ez nem helyes, a szalag nem működik.

Megjegyzés a forró ragasztóval kapcsolatban. Elég lesz a projekt befejezéséhez. Arról, hogy ez évekig tart -e, csak látni kell.

3. lépés: Forrasztja egymáshoz a NeoPixeleket

Mivel úgy döntöttem, hogy a NeoPixeleket összeforrasztom, ahelyett, hogy vezetőképes szálat használnék, a NeoPixel párnákon lévő lyuk kicsit ellenünk hat. Csak találjon egy jó helyet a párnán a huzal forrasztásához. Ne próbálja meg betölteni a lyukat forrasztással, de ha ez megtörténik, akkor minden rendben lesz.

A mágneshuzal vékony szigetelésréteggel rendelkezik a rézmag körül. Egy késsel kaparja le a szigetelést azokról a végeiről, ahol forrasztani fogják. A legjobb, ha a huzal teljes kerületét lekaparjuk.

4. lépés: A kapcsolat tesztelése

Használjon multimétert a következők csatlakoztathatóságának tesztelésére:

1. Pozitív kapcsolatok. Csatlakozásnak kell lennie a hegytől a farokig. Győződjön meg arról, hogy a tesztcsatlakozást a párnákon végzi, nem pedig a vezetéken.
2. Földi csatlakozók. Végezze el ugyanazt a tesztet, de a földelő párnákkal.
3. Minden adatsor. Az egyik adatpadról a másikra ellenőrizze, hogy van -e kapcsolat.

4. lépés: A Circuit Playground Express csatlakoztatása

A Circuit Playground Express (CPX) a rendszer szíve. Az Adafruit számos oktatóanyaggal rendelkezik ehhez a vezérlőhöz. Később ebben az oktatható fejezetben kiemelek néhányat az MCU szolgáltatásai közül.

1. lépés: Forrasztja a CPX -et a NeoPixel alsó végéhez

Vágja el a mágneshuzal megfelelő hosszúságát a tápellátáshoz, a földeléshez és az adatokhoz. Nyomja át őket a nyakkendő magszövetén, hogy hozzáérjenek a NeoPixel tápellátásához, a földhöz és az adatlapokhoz. Forrasztja le őket, és győződjön meg arról, hogy a párnák meglévő vezetékei továbbra is jól csatlakoztathatók.

Ezután fordítsa meg a nyakkendőmagot, és helyezze a CPX -et a kívánt helyzetbe. Vezesse a tápkábelt a VOUT aljzatba, a földelővezetéket bármely földelő aljzatba, és az adatvezetéket az A0 kivételével bármelyik I/O aljzatba. Az általam írt kód az A3 -at használja.

Tesztelje a csatlakozást.

2. lépés: Kösse le a CPX -et

Fonal és tű segítségével válassza ki a négy egyenlő távolságra lévő párnát, és varrja le őket a nyakkendő magjára.

5. lépés: A CPX bekapcsolása

A CPX nem rendelkezik ki/be kapcsolóval. Ez azt jelenti, hogy abban a pillanatban, amikor az akkumulátort bedugják, a nyakkendő bekapcsol. Ez azt is jelenti, hogy a kikapcsolás egyetlen módja az akkumulátor kihúzása, ami nagy gond. Egyszerű megoldás az akkumulátor ki- és bekapcsolása.

Lépés: Vágja le a kapcsoló harmadik csapját

Az egyik nem középen lévő csapra nincs szükség. Vágja le teljesen a kapcsoló testével.

2. lépés: Forrasztja a kapcsolót az akkumulátor vezetékébe

Vágja el az akkumulátor földelő vezetékét valahol a közepén. Csúsztasson egy darab zsugorcsövet minden földelő vezetékre. Az egyik földelővezetéket forrasztja az egyik csaphoz, a másikat pedig a másik csaphoz. Ügyeljen arra, hogy ne érjenek egymáshoz, vagy a forrasztóanyag érintse meg a fém testet.

Multiméterrel ellenőrizze, hogy nincsenek -e csatlakoztatva. Csúsztassa a csövet a forrasztott csatlakozókra, és zsugorítsa össze. Adjon hozzá egy kis elektromos szalagot minden olyan részhez, amely meghibásodhat a hajlítási fáradtság miatt.

3. lépés: Ellenőrizze az akkumulátor működését

Ekkor az akkumulátor csatlakoztatható a CPX -hez. Ha minden jól ment, a kapcsolónak képesnek kell lennie a CPX be- és kikapcsolására.

4. lépés: Szerelje fel az akkumulátort

Tegyen egy kis ragasztóhorgot és hurokszalagot az akkumulátor hátoldalára és a kötőmagra. Ez a helyén marad, ha a nyakkendőt nem kezelik túlságosan.

6. lépés: A Circuit Playground Express beállítása

Nem részletezem a CPX beállítását. Az Adafruit ezt teszi, majd néhányat. Adok néhány tippet azokra a problémákra, amelyekkel gyakran találkoztam.

A CPX lefagy

Valószínűleg a futási idő memória problémái miatt a CPX elég gyakran lefagy. A gyors megoldás az, hogy törölje és újra villanjon. Keresse meg a „Old Way” kifejezést ebben az utasításban. Alapvetően néhány gombnyomás, húzás és törlés, majd ismételt villanás.

Figyelmeztetés: Ez mindent töröl. A CPX összes kódja elveszik.

A CPX módosításainak mentése problémákat okozhat

Felfedeztem, hogy néha a fájl mentése után a CPX -be a python futási ideje rossz állapotban lesz. A javítás újraindította a python futási idejét a reset gomb megnyomásával. Csak egyszer nyomja meg. Ha kétszer megnyomja, elindul az újravillanás.

A közvetlen mentés CPX -re kockázatos

Annak a lehetősége miatt, hogy a CPX-et újra kell villogni, fennáll annak a kockázata, hogy elveszíti az összes kódját. Miután kétszer elvesztettem a kódomat, egy egyszerű munkafolyamatra bukkantam. A kódomat a helyi merevlemezre menteném. Amikor készen állt a CPX tesztelésére, egyszerűen lemásoltam egy egyszerű telepítési parancsfájl futtatásával.

7. lépés: A Circuit Playground Express kódolása

Ezen a ponton a CPX és a NeoPixels nagyjából kész. Más mechanikai vagy elektromos munkát nem kell velük végezni. A többi csak szoftver.

A kód megtalálható a github fiókomban. Az alapvető python kódnak minden operációs rendszerben változtatás nélkül kell működnie. Ne telepítse a külső Adafruit CircuitPython könyvtárakat. Nem használják.

Itt van egy magas szintű összefoglaló arról, hogy mi történik a kódban.

Milyen bemenet mit csinál?

• A gomb: Váltás a LED -animációk között
• B gomb: Váltás a dalok között
• Kapacitív érintőpad A1: Módosítja a LED -animációk színeit
• Kapacitív érintőpad A6: Módosítja a LED -animációk sebességét

3 animáció létezik, de csak 2 van érvényben

code.py

pixelsoff importálása

#import vumeter import lépcsők import csillogás … led_animations = [pixelsoff. PixelsOff (pixel), # vumeter. VuMeter (pixel, 100, 400) lépcsők. Lépcsők (pixel), twinkle. Twinkle (pixelek)]

Átvittem az Ampli-Tie VU mérő stíluskódját. A CPX mikrofont használja a hang felvételéhez és a NeoPixelek megvilágításához a hang amplitúdója alapján. Azonban több animációt szerettem volna. A futásidejű memória korlátai miatt ki kellett választanom, hogy mely animációkat szeretném. Tehát alapértelmezés szerint a másik kettő, a Lépcső és a Csillogás kódmódosítás nélkül fog futni. A JE -mérő animációjának futtatásához ki kell kommentálni az egyik animációt, vagy mindkettőt, és a VU -mérőt nem kell megjegyzést fűzni.

Zenekezelő és Off-Line kódolás

fagyos_hóember.py

music_notes importálása mn -ként

# Fagyos a hóember # Walter E. Rollins dal = [(mn. G4, mn. HLF), (mn. E4, mn. DTQ), (mn. F4, mn. ETH), (mn. G4, mn. QTR), (mn. C5, mn. HLF),…

convert_to_binary.py

dalok = [(jingle_bells.song, "jingle_bells.bin"), (frosty_the_snowman.song, "frosty_the_snowman.bin")] dalokhoz dalokban: data = song [0] file = song [1] with open (file, "wb") bin_file: adatbevitelhez: print ("írás:" + str (bejegyzés)) jegyzet = bejegyzés [0] dur = bejegyzés [1] bin_file.write (struktura.pack ("<HH", jegyzet, dur))

Ünnepi zenét akartam. A CPX támogatja a WAV -t és a hangokat is. A WAV fájlok túl nagynak bizonyultak fájlméret és futásidejű memória tekintetében. A python adatstruktúrák használatával a hangok és azok időtartama túl sok futásidejű memóriát használt. Így módosítottam a Holi-Tie kódot, hogy egy tömörített bináris fájlt olvasson, amely csak a szükséges dal adatokat tartalmazza tömörített bináris formátumban. Írtam egy forgatókönyvet, amely elolvassa a python adatszerkezetben tárolt dalt, és írja ki bináris formátumba. Ha a dal bináris adatként van kódolva egy fájlban, akkor a dal kicsi és dinamikus. A dal lejátszása után a memória felszabadul.

Apró dolog további dalokat hozzáadni. Részletekért lásd a README.md -t dalokban.

Az A gomb animálja a NeoPixeleket, a B zenét játszik le, de nem egyszerre

code.py

def button_a_pressed ():

if music.is_playing (): # Állítsa le a zenét, ha zenét játszik.stop () next_led_animation () def button_b_pressed (): if active_led_animation! = 0: # Futtasson no-op animációt next_led_animation (0) if music.is_playing (): # Toggle zene be- vagy kikapcsolás music.stop () else: music.play ()

Még a memóriatakarékosabb zenekezelő rendszerrel sem tudtam futásidejű memóriában 2 animációt tartani, miközben 1 -et lejátszottam, és egy dalt is lejátszottam egyszerre. Mivel már úgy döntöttem, hogy egyáltalán nem lesz VU -mérőmotor a futásidejű memóriában, nem akartam 1 -re csökkenteni az animációk számát. Tehát úgy írtam le a kódot, hogy vagy az animáció játszik, vagy a zene, de nem mindkét. Egy másik lehetőség a NeoPixelek számának csökkentése volt, de ez elvesztette az animáció hűvösségének egy részét.

Python Code Funkiness

Bár veterán szoftverfejlesztő vagyok, soha nem írtam Python -t. Miután ráéreztem, és bámultam a helyes kódolási gyakorlatokat, például a beágyazást és a modulációt, gyorsan rájöttem, hogy túl sok futásidejű memóriát használok. Tehát van egy jó kis nem DRY kód. Emellett néhány MicroPython technikát is kellett használnom, például a const () -t, hogy tovább csökkentsem a futási idő memóriával kapcsolatos problémákat.

Összeállított modulok

összeállítani

#!/bin/bash

fordító = ~/development/circuitpython/mpy-cross-3.x-windows.exe cd dalok python3./convert_to_binary.py cd.. for f in *.py; tegye, ha

A projekt elején követtem az Adafruit tanácsait, és az Adafruit CircuitPython összes könyvtárát flash -en tároltam. Ez azonban kevés teret hagyott a projektem számára. Annak érdekében, hogy a kódomat felvihessem a CPX -re, elkezdtem összeállítani a modulokat és elhelyezni őket az MCU -n. Kiderült, hogy a Holi-Tie-nek nincs szüksége semmilyen külső könyvtárra. Az UF2 meglévő könyvtárai elegendőek voltak ehhez a projekthez. A *.mpy fájlok futtatása egy kicsit hatékonyabb, ezért megtartottam a lefordított modulok telepítésének folyamatát.

Amint a fenti fordítószkriptből kitűnik, Windows gépen dolgozom, de olyan Unix segédprogramokat használok, mint a bash és a python3. Ennek eléréséhez a Cygwint használom. Ez a szkript könnyen lefordítható DOS kötegre és Windows natív Python3 implementációra.

8. lépés: A nyakkendő gombolása

Az utolsó lépés a nyakkendő magjának visszahelyezése, a nyakkendő összeszerelése és visszavarrása. Ügyeljen arra, hogy hozzáférhetővé tegye a CPX -et. Szüksége lesz rá az elem cseréjekor vagy a kód módosításakor.