USB vezérlésű mini láva lámpák: 9 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ez az utasítás leírja az USB tápellátású és vezérelt láva lámpák készletének létrehozását USB billentyűzetről és két Think Geek USB láva lámpát egy egyszerű tranzisztoros relé kapcsoló áramkör használatával, amelyet a billentyűzet LED -je hajt. Ez egy egyszerű módszert mutat be, amellyel akár három nagy késleltetésű kapcsolót (akár 120 volt, 0,5 amper) is vezérelhet USB-kapcsolaton keresztül, minimális pénzért (0–40 dollártól függően), és anélkül, hogy USB soros vezérlő illesztőprogram vagy mikrokontroller programozásához. Lehetséges, hogy a billentyűzet billentyűivel több mint 100 olyan bemenetet adhat hozzá, amelyek olyan karaktereket írnak be, amelyekkel programot lehet irányítani (a randofo és David Merrill leírása szerint, de ezt a megközelítést nem alkalmazták ebben a projektben. Ezt a projektet úgy tervezték, hogy ajándékot Chris Lasher barátomnak, hogy megemlékezzen arról, hogy elköltözött, és elkezdte a bioinformatikai diplomás programot. Chris sokat fog programozni, és ragaszkodik a pragmatikus / agilis programozáshoz, amelynek egyik alapelve az egységtesztelés. a program egység tesztjei futnak, jó tudni, hogy sikerrel járnak vagy kudarcot vallanak, és ez a domináns. Híres, hogy néhány pragmatikus programozó visszacsatoló rendszert hozott létre azáltal, hogy teljes méretű láva lámpákat vezérelt az egység tesztelési keretrendszeréből, egyeseket csatlakoztatva. a polcon lévő otthoni vezérlőeszközök (több mint 60 dollárba kerültek). A lámpák lehetővé tették számukra, hogy a tesztek sikeresek vagy sikertelenek legyenek, és az egy lámpán történő fokozatos felmelegedés lehetővé tette számukra, hogy melyik ts volt uralkodó. Ez jó ötlet, de szerettem volna Chrisnek olyat készíteni, amely: 1) két kicsi, USB-ről táplált láva lámpát vezérel, 2) kikapcsolja Chris divatos új laptopját, és USB-n keresztül interfészt biztosít (nincsenek régi portok az újabb számítógépeken, különösen a laptopok), 3) egy kicsit házilag és hackerbarátabb lenne, 4) olcsóbb lenne. A relék USB-ről soros port-átalakítóra való meghajtása egyszerű megoldásnak tűnik. Számos áramkör érhető el online a soros portvezérlő projektekhez. Az egyik kiváló projekt, amelyet adaptáltam, a https://www.windmeadow.com/node/4 címen volt. Sajnos szinte minden USB -soros eszköz nem teszi lehetővé az alacsony szintű bitütést (a vezérlővonalak kézi átkapcsolását), amely szükséges ezen áramkörök használatához. Egy másik megközelítés az lenne, ha megvásárolna egy USB interfész áramkört, vagy építene egy mikrokontrollerből. Akárhogy is, a projekt sok mikrokontroller kódot és illesztőprogramokat igényel (akár a már meglévő emberi interfész illesztőprogramok vagy előre elkészített vezérlők használatával). Úgy döntöttem, hogy ezt a problémát egy megmentett USB billentyűzettel oldom meg, mivel ezek viszonylag olcsók, és mindent tartalmaz, ami három egyszerű ki/be kimenethez szükséges, a szám, a sapka és a scroll lock LED -ek formájában. Linux alatt számos mechanizmus létezik a LED -ek programból vagy parancssorból való váltására (az egyik még a Cryptonomicon -ban is szerepel). A setled a legegyszerűbb, és szinte minden gépre előre telepítve van, a ledd kliens-szerver modellre épül, sőt van egy modul a Ruby programozási nyelven. A Windows és a Mac OS -eknek és más programozási nyelveknek hasonló mechanizmusokkal kell rendelkezniük - tegye közzé őket a megjegyzésekben, ha tudja, hogyan kell átkapcsolni a billentyűzet LED -eit más operációs rendszerekben vagy programozási nyelvekben! Chrisnek ajándékoztam, és most nem csak azt látja, hogy az egységtesztek elmúlnak, az új osztályának minden programozója tudja, milyen jó barkácskészítő.

1. lépés: Alkatrészlista

2 USB láva lámpa (a Thinkgeektől vagy a froogle -tól ~ 10 USD) 1 USB -billentyűzet (egy alma billentyűzet két USB -jack kimentését is lehetővé tenné, így a „szegény ember USB -jackjában” felsorolt hackery szükségtelenné válik) 0 USD a lekaparott billentyűzetért egy vagy két halott kulccsal, 4 dollárért online (https://froogle.google.com/froogle?q=usb%20keyboard) 30 dollárig a legjobb esetben) 2 nádkapcsoló relé (Radio Shack #275-233 3,00 USD, Mouser #677-OMR-112H $ 1.54) minden más elektromos alkatrész csak néhány dollárba kerülhet. 2 tranzisztor (mint egy 2N2222) (Radio Shack #276-1617, Mouser #511-2N2222A) 2 ellenállás (Radio Shack #271-1124, Mouser #291-4,7k, sárga-lila-piros-arany sávok) 4 dióda, valami ilyesmi, mint az 1N404 (Radio Shack #276-1103, Mouser #512-1N414B) 1 főkapcsoló (SPST) egy kis drót forrasztópáka és / vagy dróttekercselő szerszám és vezetékes Remel szerszám vagy kézi szerszám és páciensfúró és bitsa digitális multiméteres és zöld éles marker Jellemzők és készségek: Alap forrasztási és elektronikai ismeretek. Nagyon ajánlom Forest Mimm könyvét, ha kezdő elektronika, és szeretné tudni, hogyan működnek az áramkörök. Idő: Ez a projekt két estét és egy délutánt vett igénybe, beleértve a hibaelhárítást.

2. lépés: Billentyűzetkiürítés

Szedd szét a billentyűzetedet, amennyire csak lehetséges. A billentyűzet, amin feküdtem, egy Dynex multimédiás USB billentyűzet volt, modellszám DX-MKB101. A szétszerelés során ügyeljen arra, hogy ne szakítsa meg a gyakran használt vékony vezetékeket. A billentyűzet megnyitása után a második képhez hasonló dolgokat kell látnia. Meg akarja menteni az áramkör testét és a táblát a LED -ekkel (gyakran ugyanazon az áramköri lapon), és elveszíti a terjedelmes billentyűzetet. Remélhetőleg leválaszthatja a vékony műanyag fóliát, amely a billentyűzet kulcskapcsolójaként működik, vagy más módon levágja a billentyűzet kapcsolóit a fő áramkör károsítása nélkül. Át kellett vágnom néhány műanyagot, hogy felszabadítsam a táblát, de miután befejezte, be kell dugnia a billentyűzetet, fel kell ismernie, és be kell kapcsolnia a csupasz LED -eket egy másik, funkcionális billentyűzet zárógombjával, amelyet ugyanabba a számítógépbe kell behúzni. A legtöbb modern operációs rendszerrel egyszerre több billentyűzetet is csatlakoztathat, USB -t és nem, és ezek egymás hatására bekapcsolják a nagy- és más zárógombokat. Ezen a ponton azt kell mondanom, hogy károsíthatja vagy megsemmisítheti a számítógépét, ha csupasz áramköröket csatlakoztat. Legyen óvatos, és óvatosan járjon el. Ha aggódik, teszteljen olcsó USB -elosztóval. Másrészt, mindenféle dolgot kipróbáltam az áramkör hibaelhárítása közben, beleértve az élő áramkörök újbóli bekötését is, és a laptopom nem sült.

3. lépés: Szegény ember USB -csatlakozója

Nem akartam tönkretenni a láva lámpák USB -csatlakozóit, hogy azokat külön lehessen használni, és hogy az USB láva lámpavezérlő moduláris legyen (a lámpák helyett más eszközök is be- és kikapcsolhatók). Ha az utolsó lépésben szétszedte az alma billentyűzetét, akkor két női USB-A csatlakozója van, amelyeket használhat, és így kihagyhatja ezt a lépést. Ezenkívül megvásárolhatja a női USB-A aljzatokat egerekből, vagy kimentheti azokat egy tartalék USB-elosztóból. Én azonban úgy döntöttem, hogy egy olcsó és egyszerű opció mellett döntök - egy egyszerű USB -csatlakozóból, amely valamilyen csíkos huzalcsomagolásból készült (bármilyen vékony huzal elegendő lenne), egy kis perforált lemezből és néhány papírból és átlátszó fóliából a szigeteléshez. Egyszerűen vágjon le egy kis parfümlemezt, hogy belépjen az USB -csatlakozók belsejébe, és tegyen vezetéket a lyukakon keresztül, hogy a dugó behelyezése ne húzza ki őket, és lehetővé tegye, hogy érintkezzenek a dugasz +5V és földelő csatlakozóival (lásd a Készítse el az áramkört lépés, amelyhez melyik csatlakozás tartozik). Ezután vágjon le egy átlátszó fóliát, hogy lefedje a tábla egyik oldalát, hogy a perforált huzal ne záródjon a dugó fém testéhez. Dugja be ezt a szigetelt táblát az USB csatlakozóba, és erősítse meg multiméterével, hogy a vezetékek jól érintkeznek, és nem zárlatosak. Az USB láva lámpák így csatlakoznak az áramkörhöz. Ehhez a projekthez készítsen két szegény ember dugóját fej-fej mellett ugyanazon a fedélzeten (lásd a képet). Az összeszerelés során látni fogja, hogyan tartja a tok mindkét USB -csatlakozót ezen a csatlakozón.

4. lépés: Vágja le a házat és a Perfboardot

Találja ki a projekt elrendezését a házban. A mindig népszerű Altoids ónot használtam. Fúrjon lyukat az Altoids ón hátsó részébe a nagy be/ki SPST kapcsolóhoz, egyet elöl a billentyűzet USB -kábeléhez, és két lyukat az oldalához az USB láva lámpa csatlakozóihoz. Vágja le a kulcslyuk réseket egy dremel levágókerékkel vagy kézi fűrésszel az első és oldalsó lyukakig, hogy az USB-kábelek beilleszkedjenek (lásd a képet). A lyukakat ragasztószalaggal vonja be, hogy megakadályozza a kábelek elvágását. Döntse el az áramköréhez tartozó perfboard formáját, és vágja ki ezt az alakot egy dremel szerszámmal. Ez elég szoros lesz…

5. lépés: Készítsen áramkört

Ennek a projektnek a lényege egyszerűen a billentyűzet LED -jeit váltó szoftver használata, és a LED -ek eltérítése a nagyobb áramok váltásához. Itt kell megemlítenem, hogy egyes LED -ek úgy kapcsolnak be, hogy pozitív feszültséget adnak az anódnak, míg más áramkörök (például a billentyűzeten található) magasan lebegtetik a LED -anódot (tehát a LED ki van kapcsolva), és a LED katódját hozzákapcsolják földelésre, amikor aktiválva van (lehúzó kapcsoló). Módosíthatod ezt az áramkört bármelyikre, de ábrázolom a negatív kötési módszert. A kikapcsolott (magasra állított) LED bekapcsol egy tranzisztoros kapcsolót, amely bezár egy relét, és végül a láva lámpa aktiválódik. Ez azt jelenti, hogy a lámpa szoftver kapcsolója megfordul a LED -től. Az áramkört a szélvédőről adaptáltam, de ez egy egyszerű tranzisztoros kapcsolón alapul, ahogy a legtöbb elektronikai szöveg leírja (Mimm könyvének 50. o. Vagy a wikipédia). Mellékeltem egy ktechlab fájlt, hogy láthassa a tranzisztoros kapcsoló működését, és egy teljes vázlatot (svg és-p.webp

6. lépés: Színes USB láva lámpák

Színezze át az átlátszó USB -láva lámpákat úgy, hogy a felső vagy a piros színű foltokkal színes foltot színez, majd kivág egy kört a lámpa aljába a fény és a „láva” kamra közé. Szerelje vissza a lávafényeket.

7. lépés: Végső összeszerelés

Az Altoids konzervdobozok nagyszerű burkolatokat alkotnak. Jól árnyékolnak, de sajnos vezetők és rövidre zárják a nem védett áramköröket. Ennek elkerülése érdekében vágjon kartont és átlátszó fóliát az ón méretére, és illessze be a billentyűzet áramköre és a perforációs lapja közé. Helyezze be a kapcsolót az edény hátsó lyukába. Helyezze be a szegény ember USB -csatlakozójához csatlakoztatott USB -dugókat az oldalsó kulcslyukvágásokba, hogy a konzervdugó a csatlakozóba helyezze a dugókat. Cram a perforált kartonból és a megmentett billentyűzet áramköréből, szigetelje a kartonpapírral és az átlátszó fóliával. Próbálja lezárni a konzervdobozt (a miénk alig fér el).

8. lépés: Kód

A láva lámpákat rendszerhívások vezérlik a "beállított" programhoz, amely be- és kikapcsolja a záró- és görgetőzár LED -eit. Tesztelje úgy, hogy a parancssorból futtatja az alábbiakat (rootként lehetséges, konfigurációjától függően), hogy a lámpák villogjanak: setleds -L -caps +scroll < /dev /tty0; sleep 3s; setleds -L +caps -scroll < /dev /tty0; aludni 3; setleds -L </dev/tty0 ennek lebontása:#A piros lámpa bekapcsolásához: setleds -L -caps +scroll </dev/tty0#a zöld lámpa bekapcsolásához: setleds -L +caps -scroll </dev/ tty0#, hogy visszatérjen abba az állapotba, ahol a LED -ek megjelenítik a billentyűzet beállításait -L </dev/tty0 Ezeket a rendszerhívásokat beillesztheti saját programjába, vagy használhatja a phython egység tesztmodult, amelyet Chris a PyUnit egység tesztelési keretrendszer alapján írt a pythonba. Csak csomagolja ki a fájlokat a tar archívumból (tar -xzvf lava_unittest.tar.gz egy konzolról), és próbálja ki a következő parancsokat egy konzolból: python lava_unittest.py test_lava_unittest-passpython lava_unittest.py test_lava_unittest-failorpython test_lava_unittunestest- Terminál-emulátorokból való futtatáshoz szüntesse meg a figyelmeztető jelzésű sorok megjegyzését, és próbálja meg futtatni a gyökeret egy terminál-emulátorból. Ezzel a kóddal mindössze annyit kell tennie, hogy az „unittest” példányokat felcseréli a „lava_unittest” kifejezésre a Python szkriptekben. egység tesztelése. Nincs szükség újrakódolásra.

9. lépés: Szép csomagolás

A projekt befejezéséhez készítse el és nyomtassa ki saját címkéjét, vagy használja a mellékelt képet (nyissa meg a teljes méretű secong képet vagy az xcf fájlt a gimp segítségével). Egyszerűen illessze be a lenyűgöző USB vezérlésű láva lámpák borítójára.