Noćno svjetlo Neopixel: 14 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Autor joshua.brooksSlijedi Više od autora:

Održavam nekoliko radionica o elektronici u nekoliko tjedana, usredotočenih na jeftin, ali koristan projekt iz stvarnog svijeta. Kada sam pokušavao smisliti nešto što sam htio, htio sam da uključi mikrokontroler, NeoPixel LED diode (jer su izvrsne), da ih se može daljinski kontrolirati i omogućiti različite mogućnosti gradnje. Također je morao biti potpuno simuliran u Tinkercadu. Ovo je projekt koji je evoluirao.

Pakira neke zaista izvrsne značajke u mali uređaj, prilagodljiv je i prilično je jednostavan za izgradnju.

Popis dijelova:

• Tiskana ploča (OSHPARK)
• NeoPixel prsten 12 (Adafruit)
• Mikrokontroler ATtiny85 (DigiKey)
• Punožilna žica promjera 22 (DigiKey, Amazon, Radio Shack itd.)
• (opcionalno) Infracrveni prijemnik (DigiKey)
• (izborno, ali se preporučuje) 1 μF elektrolitski kondenzator (DigiKey)
• (izborno) Tipka (Jameco)
• (opcionalno) 2 x muško 3-pinsko zaglavlje (DigiKey)
• (opcionalno) 2 x kratkospojnik za prebacivanje (DigiKey)
• (opcionalno) 8-pinska DIP utičnica (DigiKey)
• (opcionalno) 4-pinsko pravokutno zaglavlje (DigiKey)
• (opcionalno) IC daljinski upravljač (Amazon)
• Gorilla Tape (Amazon)
• USB zidno napajanje (Amazon)

Popis alata:

• Lemilica i lemljenje
• Rezač žice
• Skidač žice
• Kliješta
• Škare

Korak 1: Dizajn i simulacija

Kao što sam ranije spomenuo, želio sam koristiti besplatni Tinkercad za ovaj projekt. Odlučio sam potpuno dizajnirati i tamo ga isprobati prije nego što sam ikada dodirnuo pravu elektroniku. To mi je omogućilo da se uvjerim da će sve (uključujući i firmver ATtiny85) raditi. Evo tog virtualnog kruga. Možete pritisnuti "Pokreni simulaciju" ispod da biste je isprobali.

Korak 2: Potrebni dijelovi

Ovaj je projekt osmišljen kako bi omogućio fleksibilnost u načinu izgradnje. Dakle, ovisno o tome što želite učiniti s tim, možda vam neće trebati svi dijelovi. Postoje tri dijela (i žica) koji su prijeko potrebni. Moguće je izgraditi nešto funkcionalno samo pomoću njih.

Neopixel Ring 12 - prsten ima dvanaest NeoPixela koji se mogu pojedinačno kontrolirati u gotovo bilo kojoj boji.

ATtiny85 - ovo je mikrokontroler (maleno računalo) zbog kojeg NeoPixels pleše i sučelja s nekoliko dodatnih komponenti (infracrveni prijemnik, tipka itd.).

Tiskana ploča - tiskana pločica (PCB) osigurava sve električne veze između korištenih dijelova i kruta je okosnica uređaja. Gerber datoteka sa zip -om koja se šalje proizvođaču PCB -a nalazi se na ovoj stranici. Postoji mnogo proizvođača ploča. Evo veze za naručivanje ploče od OSHPARK -a.

Žica s čvrstom jezgrom promjera 22 - žica se koristi za spajanje NeoPixel prstena na PCB.

Korak 3: Izborni dijelovi

Postoji nekoliko neobaveznih dijelova koje biste mogli razmotriti uključujući. Evo zašto biste ih možda htjeli.

Infracrveni prijemnik - infracrveni prijemnik je jedna komponenta koja će omogućiti upravljanje uređajem standardnim ručnim IC daljinskim upravljačem (pomislite na daljinski upravljač za TV). Daljinski upravljači različitih proizvođača emitiraju različite signale, pa će možda biti potrebno izmijeniti firmver kako bi prepoznao vaš daljinski upravljač, ako nije jedan od onih koje sam koristio.

Elektrolitski kondenzator od 1μF - kondenzator djeluje kao neka vrsta privremene baterije koja može osigurati dodatnu snagu kada se potrebna električna struja u uređaju naglo promijeni (na primjer, neopikseli prelaze iz isključenog u potpuno uključeno stanje). Također može izjednačiti napon na uređaju kada se koristi jeftino USB napajanje. Ako koristite pristojan USB izvor napajanja, to se može izostaviti.

Tipkalo - tipka vam omogućuje upravljanje uređajem pritiskom na gumb (pogodite što?).

Muški 3 -polni zaglavlja (i) i premosnici (ovi) za premotavanje - oni se mogu postaviti umjesto gumba za omogućavanje konfiguracije uređaja, ovisno o tome kako su postavljeni skakači. Muško 3-pinsko zaglavlje trajno je spojeno (lemljeno) na ploču, a premosnik se može pritisnuti na zaglavlje i može se jednostavno ukloniti i premjestiti. Ako se koristi jedno zaglavlje, skakač može birati između dva različita načina rada. Ako se koriste oba zaglavlja, moguća su četiri načina.

8 -pinska DIP utičnica - utičnica omogućuje uklanjanje i zamjenu mikrokontrolera (ATtiny85) tako da se kasnije može ponovno programirati ako želite promijeniti način rada uređaja. Ako znate da nikada nećete morati reprogramirati mikrokontroler, to nije potrebno.

4-pinsko zaglavlje pod pravim kutom-zaglavlje pod pravim kutom koristi se ako želite da USB konektor strši ravno sa stražnje strane uređaja, a ne sa strane.

Korak 4: Programirajte mikrokontroler

Neću se previše upuštati u programiranje mikrokontrolera, jer se upute lako mogu pronaći na drugom mjestu (u nastavku navodim vezu). Koristio sam Arduino UNO ploču da djelujem kao uređaj za programiranje kontrolera koristeći metodu opisanu u ovom Instructable. U njemu se prikazuje sljedeće preslikavanje s Arduino pinova na ATtiny pinove za programiranje:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8
• Arduino uzemljenje → 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

Izvorni kod za noćno svjetlo možete pronaći ovdje (https://github.com/cacklestein/led-night-light).

Korak 5: Sastavite ploču (izborni početni korak)

Dijelove treba dodati na ploču određenim redoslijedom kako bi se stvari olakšale. Ako vam odgovara položaj USB priključka na ploči, možete preskočiti ostatak ovog koraka i prijeći na sljedeći dio sklopa. Međutim, ako želite da konektor strši sa stražnje strane ploče, sada je vrijeme da dodate zaglavlje pod pravim kutom.

Počnite tako da pažljivo odvojite USB priključak s ostatka tiskane ploče. Većim dijelom ploče držite jednom rukom i pomoću kliješta s jednim rubom izravno uz liniju perforiranja sitnih rupica pažljivo uklonite jezičak. Odložite jezičak sa strane. trebat će vam ovo u kasnijem koraku.

Postavite zaglavlje pod pravim kutom na stražnju stranu ploče kao što je prikazano na slici. Stražnja strana ploče je strana sa "123D CIRCUITS" sitotiskom na njoj (ili bih možda trebao reći "123D CIRC", jer ste upravo prekinuli "UITS").

Lemite zaglavlje na mjesto, lemeći ga na gornju stranu ploče.

Koristeći dobre rezače žice, odrežite žice zaglavlja koje vire s gornje strane ploče što je moguće bliže ploči. To je važno jer ti vodi izlaze negdje u središte kamo će ATtiny85 na kraju otići.

Korak 6: Dodajte utičnicu za mikrokontroler

Sada je vrijeme za lemljenje ili 8-polne DIP utičnice-ILI- ATtiny85 na mjestu. Toplo preporučujem korištenje utičnice jer omogućuje jednostavno uklanjanje i ponovno postavljanje ATtiny85 u slučaju da kasnije želite promijeniti program. Umetnite utičnicu (ili ATtiny85 s pinom 1 najbližim rubu ploče) kroz odgovarajućih 8 rupa na gornjoj strani ploče. Gornja strana je ona bez ispisanih "123D krugova". Preokrenite ploču i postavite je ravno na stol ili drugi radni prostor kako biste držali utičnicu na mjestu. Lemite igle na ploču. Ako ste u prethodnom koraku dodali 4-pinsko zaglavlje pod pravim kutom, te će pinove biti nešto na putu. Nagnite glačalo na lemljenje ispod njih.

Korak 7: Dodajte još stvari

Sada je vrijeme za dodavanje zaglavlja s gumbima ili kratkospojnicima, IC prijemnika i kondenzatora.

Ako želite imati gumb, provucite 4 igle kroz rupe ispod utičnice mikrokontrolera na gornjoj strani ploče. Primijetit ćete da postoji 6 rupa. Ne brini zbog ovoga. Dvije rupe u sredini neće se koristiti. Preokrenite ploču i lemite tipku na mjesto.

Ako umjesto toga želite koristiti kratkospojnike za uvlačenje, umetnite dva 3-pinska zaglavlja (kraću stranu igala prema dolje) u ove rupe na gornjoj strani. Ponovo okrenite ploču i zalemite igle na mjesto.

Zatim umetnite infracrveni prijemnik kroz 3 rupe na gornjoj strani ploče. Uskladite njegovu orijentaciju s obrisom na sitotisku. umetnite ga do kraja i savijte ga natrag tako da strana sa malim mjehurićima gleda prema gore od ploče. Preokrenite ploču i lemite je na mjesto. Rezačima žice uklonite višak duljine igala s donje strane nakon lemljenja.

Na kraju dodajte kondenzator. Njegove iglice prolaze kroz preostale dvije rupe iznad infracrvenog prijemnika. Bijela traka na strani kondenzatora ('-' negativna strana) okrenuta je od utičnice ATtiny85. Ponovno okrenite ploču, lemite žice na mjesto i odrežite višak rezačima žice.

Korak 8: Dodajte NeoPixel prsten

NeoPixel prsten pričvršćen je pomoću 4 komada žice s čvrstom jezgrom promjera 22, sa uklonjenom izolacijom. Počnite s rezanjem dijela žice duljine najmanje 4 inča. Za uklanjanje SVE izolacije upotrijebite skidače žica.

Prerežite ovu žicu na 4 jednake duljine. Savijte svaku žicu u obliku slova "L" oko 1/4 inča od jednog kraja.

S donjom stranom ploče okrenutom prema gore, umetnite ove žice u rupe na 4 ugla ploče. Savijeni dio spriječit će njihovo klizanje do kraja. Lemite ih na mjestu, a savijeni višak sa donje strane odrežite rezačima žice.

Preokrenite ploču i pažljivo provucite žice kroz 4 rupe prstena NeoPixel tako da su neoPixeli okrenuti od ploče. Pazite da rupice NeoPixel prstena uskladite s onima na ploči. Na svakoj su otisnuti nazivi rupa. Uskladite PWR, GND, IN i OUT.

Gurnite prsten prema dolje što je moguće bliže pločici. Stvari bi mogle biti malo tijesne, osobito oko kondenzatora i IC senzora. Ako prsten ne ide do kraja, nemojte se oznojiti.

Držeći prsten što bliže onoj ploči, savijte žice kako biste držali stvari na mjestu.

Lemite prsten na žice i odrežite višak žice rezačima žice.

Korak 9: Dodajte karticu USB priključak (izborni korak)

Ako ste odabrali da USB konektor izlazi ravno sa stražnje strane, sada je vrijeme da ga priključite na 4-pinsko pravokutno zaglavlje koje ste prethodno dodali.

Postavite rupe jezička koji ste ranije uklonili na zaglavlje pod pravim kutom tako da 4 bakrena USB kontakta budu okrenuta prema "CIRC" strani ploče, a "UITS" strana jezička prema "123D" strani.

Lemite ovo na mjesto.

Korak 10: Dodajte ATtiny85

Ako ste lemili 8-polnu DIP utičnicu, vrijeme je da u nju stavite ATtiny85.

Poravnajte ATtiny85 tako da je kut s točkom najbliži bijeloj točki na ploči. Pažljivo pritisnite ATtiny85 na mjesto pazeći da sve igle idu tamo gdje trebaju.

Korak 11: Zgusnite USB priključak

Uobičajeno, tiskane ploče koje dobijete bit će malo tanje od onoga što se očekuje od USB priključka. Jednostavno rješenje za to je izrezati mali kvadrat Gorilla Tape i dodati ga na stražnju stranu USB priključka (strana bez USB bakrenih kontakata!). Gorilla Tape je otprilike dvostruko deblji od obične ljepljive trake i savršeno mi je uspio.

Korak 12: Isprobajte

Uključite svoje novo noćno svjetlo u napajani USB zidni adapter ili drugu dostupnu USB utičnicu (na računalu itd.). Ako je sve prošlo dobro, trebalo bi zasvijetliti! Ako ste dodali dodatni IR prijemnik i imate daljinski upravljač koji radi s firmverom (poput daljinskog upravljača Apple TV na slikama), možete promijeniti način prikaza.

Alternativno, ako ste instalirali gumb, možete ga pritisnuti za promjenu načina rada.

Ako ste umjesto toga instalirali zaglavlja premosnika, moguće je postaviti kratkospojnike za promjenu načina prikaza pri pokretanju.

Korak 13: Postavke kratkospojnika

Ako ste odlučili instalirati zaglavlja premosnika, možete postaviti način pokretanja, ovisno o tome gdje su postavljeni skakači.

Lijevi položaj A + Desni položaj A: Režim rotirajuće duge

Lijevi položaj B + Desni položaj A: Način promjene boje

Lijevi položaj A + Desni položaj B: Način rada slučajnog sjaja

Lijevi položaj B + Desni položaj B Nepromjenjivi način rada u boji

Korak 14: Korištenje daljinskog upravljača

Našao sam jeftin daljinski upravljač na EBayu koji je dizajniran za rad s LED rasvjetom u boji. Činilo se da je to prirodno. Snimio sam kodove generirane svakim gumbom i namjestio firmver da djeluje u skladu s tim. Gornja slika pokazuje što različiti gumbi rade.

Ako nemate ovaj daljinski upravljač, možete pronaći kodove povezane s većinom drugih daljinskih upravljača koristeći isti izvorni kod Arduina, ali na stvarnom Arduinu, umjesto ATtiny85. Program emitira kôd povezan s bilo kojim pritiskom na većinu daljinskih upravljača na serijskoj konzoli. Da biste to učinili, spojite modul IC prijemnika u utora za digitalne iglice 2, 3 i 4, s objektivom okrenutim prema ostatku ploče.

Na gornjoj slici kod 0xFD00FF odgovara gumbu za daljinsko napajanje DFRobot IR. Evo koda koji se izvodi u Tinkercadu. Da biste ga isprobali, kliknite "Kôd", zatim "Serijski monitor", a zatim "Pokreni simulaciju". U tom trenutku možete početi pritiskati gumbe na virtualnom daljinskom upravljaču da biste vidjeli izlaz teksta serijske konzole:

Zapišite ih za svaki gumb na daljinskom upravljaču. Zatim možete izmijeniti izvorni kod tako da dodate kodove gumba na daljinskom upravljaču.