Mini lava lampe s USB upravljanjem: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Ova instrukcija opisuje izgradnju lava lampe s USB napajanjem i kontroliranim upravljanjem s USB tipkovnice i dvije Think Geek USB lava svjetiljke pomoću jednostavnog tranzistorskog relejnog sklopnog sklopa koji pokreću LED diode tipkovnice. Ilustrira jednostavan način upravljanja do tri prekidača visoke latencije (do 120 volti, 0,5 ampera) putem USB veze, za minimalnu svotu novca (0 $ do 40 $ ovisno o zbirci smeća), a da nemate programirati USB upravljački program za serijsku kontrolu ili mikrokontroler. Potencijalno biste mogli koristiti i tipke na tipkovnici za dodavanje preko 100 ulaza koji bi upisivali znakove koji bi se mogli koristiti za kontrolu programa (kako su opisali randofo i David Merrill, ali ovaj pristup nije korišten za ovaj projekt. Ovaj projekt je zamišljen kao poklon za mog prijatelja Chrisa Lashera u spomen na njegovo preseljenje i početak diplomskog studija iz bioinformatike. Chris će se mnogo baviti programiranjem i pristaša je pragmatičnog / agilnog programiranja, čiji je jedan od principa jedinično testiranje. jedinični testovi programa se izvode, lijepo je znati jesu li uspješni ili neuspješni i što prevladava. Poznato je da su neki pragmatični programeri napravili sustav povratnih informacija kontrolirajući lava lampe u punoj veličini iz okvira za testiranje jedinica tako što su spojili neke gotovi kućni kontrolni uređaji (koštalo ih je više od 60 USD). Svjetiljke su im omogućile da vide jesu li testovi prošli ili nisu uspjeli, a postupno zagrijavanje jedne svjetiljke omogućilo im je da vide koji su čak ts su prevladavali. Ovo je super ideja, ali htio sam napraviti od Chrisa nešto što bi: 1) upravljalo dvije male lava lampe sa USB pogonom, 2) napajalo bi se od Chrisovog novog laptopa i sučelja putem USB-a (nema naslijeđenih portova na novijim računalima, osobito prijenosna računala), 3) bi bili malo više domaći i prilagođeni hakerima, 4) bili bi znatno jeftiniji. Čini se da je prijenos releja s pretvarača USB-a u serijski port jednostavno rješenje. Na mreži su dostupni mnogi sklopovi za projekte kontrole serijskih portova. Jedan izvrstan projekt koji sam prilagodio bio je na https://www.windmeadow.com/node/4. Nažalost, gotovo svi USB -serijski uređaji ne dopuštaju nisko razbijanje bitova (ručno prebacivanje upravljačkih linija) koje je potrebno za korištenje ovih sklopova. Drugi pristup bi bio kupiti sklop USB sučelja ili ga izgraditi iz mikrokontrolera. U svakom slučaju, projekt bi zahtijevao mnogo koda i upravljačkih programa mikrokontrolera (čak i pomoću već postojećih upravljačkih programa za sučelje ili unaprijed izrađenog kontrolera). Odlučio sam riješiti ovaj problem spašenom USB tipkovnicom, budući da su relativno jeftini, i sadrže sve što je potrebno za tri jednostavna izlaza za uključivanje/isključivanje, u obliku broja, velikih slova i LED -ova za zaključavanje. Pod Linuxom postoji niz mehanizama za prebacivanje LED dioda iz programa ili naredbenog retka (jedan se čak spominje u Cryptonomiconu). Setled je najjednostavniji i predinstaliran je na gotovo svim strojevima, ledd je izgrađen na modelu klijent-poslužitelj, a postoji čak i modul u programskom jeziku Ruby. Windows i Mac OS, te drugi programski jezici, trebali bi imati usporedive mehanizme - objavite ih u komentarima ako znate kako prebaciti LED diode tipkovnice u drugim operativnim sustavima ili programskim jezicima! Chrisu sam poklonio poklon i sada ne samo da može vidjeti je li njegov jedinični testovi prolaze, svi programeri u njegovom novom odjelu mogu znati kakav je to cool DIY maker.

Korak 1: Popis dijelova

2 USB lava lampe (od Thinkgeeka ili froogla ~ 10 USD svaka) 1 USB tipkovnica (tipkovnica od jabuke također bi vam omogućila spašavanje dva USB priključka, čineći hakere navedene u koraku "USB utor jadnika" nepotrebnim) 0 USD za ogrebotinu tipkovnice s mrtvim ključem ili dva, do 4 USD on-line (https://froogle.google.com/froogle?q=usb%20keyboard) do 30 USD u najboljem slučaju) 2 releja prekidača za trska (Radio Shack #275-233 3,00 USD, Mouser #677-OMR-112H 1,54 USD) sve ostale električne komponente trebale bi koštati samo nekoliko dolara. 2 tranzistora (poput 2N2222) (Radio Shack #276-1617, Mouser #511-2N2222A) 2 otpornika (Radio Shack #271-1124, Mouser #291-4.7k, žuto-ljubičasto-crveno-zlatne trake) 4 diode, nešto poput 1N404 (Radio Shack #276-1103, Mouser #512-1N414B) 1 prekidač za napajanje (SPST) malo žice1 perfboard (Radio Shack #276-1395) 1 Altoids tanki karton, list prozirne folije/folije iznad glave Alati: alat za lemljenje lemilice i / ili žice i alat za ožičenje ili ručni alat i strpljenjesvrdlo i bitsa digitalni multimetarski i zeleni oštri markerZnanje i vještine: Osnovno znanje o lemljenju i elektronici. Toplo preporučujem knjigu Forest Mimma ako ste početnik u elektronici i želite znati kako kola rade. Vrijeme: Ovaj je projekt trajao dvije večeri i jedno poslijepodne, uključujući rješavanje problema.

Korak 2: Evisceracija tipkovnice

Rastavite tipkovnicu što je moguće bezazlenije. Tipkovnica uz koju sam ležao bila je multimedijska USB tipkovnica Dynex, broj modela DX-MKB101. Prilikom rastavljanja pazite da ne prekinete tanke žice koje se često koriste. Nakon otvaranja tipkovnice trebali biste vidjeti nešto poput druge slike. Želite spasiti tijelo kruga i ploču LED diodama (često na istoj ploči) i izgubiti glomaznu tipkovnicu. Nadamo se da možete odvojiti tanku plastičnu foliju koja djeluje kao prekidač za tipkovnicu ili na neki drugi način odrezati prekidače tipkovnice bez oštećenja glavnog strujnog kruga. Morao sam presjeći malo plastike da oslobodim ploču, no nakon završetka trebali biste moći priključiti tipkovnicu, prepoznati je i uključiti gole LED diode s drugom, funkcionalnom tipkom za zaključavanje tipkovnice priključenom na isto računalo. Možete imati više tipkovnica, USB i ne, istovremeno priključenih na većinu modernih operacijskih sustava, a one će međusobno aktivirati velika slova i druge tipke za zaključavanje. U ovom trenutku trebao bih reći da je moguće oštetiti ili uništiti vaše računalo uključivanjem golih strujnih krugova u njega. Budite oprezni i nastavite oprezno. Ako ste zabrinuti, isprobajte jeftino USB čvorište. S druge strane, pokušao sam svašta pri rješavanju problema s ovim krugom, uključujući ponovno ožičenje strujnih krugova, a moje je prijenosno računalo ostalo neprženo.

Korak 3: USB utikač siromašnog čovjeka

Nisam želio uništiti USB utikače na lava svjetiljkama kako bi se mogli koristiti zasebno te kako bi kontroler USB lava lampe bio modularni (drugi se uređaji mogli koristiti uključeni i isključeni umjesto svjetiljki). Ako ste u posljednjem koraku rastavljali jabučnu tipkovnicu, imali biste dvije ženske USB-A utičnice koje možete koristiti, pa možete preskočiti ovaj korak. Ženske USB-A priključke možete kupiti i od mišera ili ih možete spasiti iz rezervnog USB čvorišta. Odlučio sam se za jeftinu i jednostavnu opciju - jednostavnu USB utičnicu napravljenu od neke prugaste žice (bilo koja tanka žica bila bi dovoljna), malo perfarbona i malo papira i prozirne folije za izolaciju. Jednostavno izrežite malo perfboard ploče kako biste otišli UNUTAR USB utikača, dodajte žicu kroz rupe tako da ih umetanjem utikača nećete izvući i omogućiti im kontakt sa +5V i uzemljenim konektorima u utikaču (pogledajte ispise na " Napravite krug "korak za koju je vezu). Zatim izrežite prozirnu foliju koja prekriva jednu stranu ploče tako da se žica za perforaciju neće kratiti prema metalnom tijelu utikača. Zaglavite ovu izoliranu ploču u USB utikač i svojim multimetrom potvrdite da žice dobro kontaktiraju i da ne kratka. Ovako su lava USB lampe spojene na krug. Za ovaj projekt izradite dva utikača ovih siromaha jedan do drugog na istom komadu ploče (vidi sliku). Tijekom koraka montaže vidjet ćete kako kućište drži oba USB priključka na ovom priključku.

Korak 4: Izrežite kućište i Perfboard

Pronađite izgled vašeg projekta u prilogu. Koristio sam uvijek popularni lim Altoids. Izbušite rupu na stražnjoj strani ploče Altoids za veliki prekidač za uključivanje/isključivanje SPST, jednu sprijeda za USB kabel tipkovnice i dvije rupe sa strane za utikače USB lava lampe. Izrežite rupe na ključanici pomoću dremel kotačića za rezanje ili ručne pile do prednjih i bočnih rupa tako da se USB kabeli mogu uklopiti (vidi sliku). Rupe obložite ljepljivom trakom kako biste spriječili rezanje kabela. Odlučite se o obliku vaše perfboard ploče za svoj krug i izrežite taj oblik pomoću dremel alata. Ovo će se prilično usko uklopiti…

Korak 5: Napravite krug

Srce ovog projekta je jednostavno korištenje softvera za prebacivanje LED dioda tipkovnice i otimanje LED dioda za prebacivanje većih struja. Ovdje bih trebao napomenuti da se neke LED diode uključuju uključivanjem pozitivnog napona na anodu, dok drugi krugovi (poput onog na ovoj tipkovnici) lebde anodu LED visoko (pa je LED isključena) i vežu katodu LED za uzemljenje kada se aktivira (prekidač za povlačenje). Možete promijeniti ovaj krug da radi s bilo kojim, ali ja ću prikazati dijagram negativne metode vezanja. LED koji se isključuje (postavljen visoko) uključuje tranzistorski prekidač koji zatvara relej i na kraju se aktivira lava lampa. To znači da će softverski prekidač za lampu biti obrnut od LED -a. Prilagodio sam sklop s windmeadowa, ali on se temelji na jednostavnom tranzistorskom prekidaču kako je opisano u većini elektroničkih tekstova (str. 50 u Mimmovoj knjizi ili na wikipediji). Uključio sam ktechlab datoteku tako da možete vidjeti kako radi tranzistorski prekidač i cijelu shemu (u formatima svg i png). Za ispis obavezno upotrijebite izvornu shemu ili svn datoteku jer manje slike nisu jasne. Morat ćete ukloniti LED diode s ploče tipkovnice i odrediti njihov polaritet te s koje se strane uključuje multimetar. Povucite jednu žicu od svake LED diode koja će biti uključena u sklopni krug (oni su označeni SCROLLLOCK i CAPSLOCK na shemi). Odspojite +5v i masu iz kruga tipkovnice za napajanje ploče, a zatim vodite žice za vraćanje napajanja na ploču (ovo je +5V i osnova je na shemi). Zatim slijedite shemu kako biste napravili krug, koristeći pinouts komponenti za identifikaciju veza. Prvo sastavite ovaj krug na ploči i testirajte krug. Ovo je bio korak u kojem sam utvrdio da su LED diode povučene, a ne povučene, i općenito dosegle točku najvećeg kaosa na svom radnom stolu. Kad sklop radi (može se testirati pritiskom na tipku Caps Lock ili Scroll Lock i provjeriti preklapaju li se lava lampe), smislite kako spakirati komponente na ploču. Može se koristiti žičana traka, ali najjednostavniji način sastavljanja je jednostavno ugurati komponente kroz rupe, omotati žice i lemiti ih zajedno. Provjerite radi li sklopljeni krug na ploči.

Korak 6: USB lava lampe u boji

Učinite jasne USB lava svjetiljke obojanim tako što ćete mrlju na vrhu filma obojiti crvenim ili zelenim oznakama, a zatim izrežite krug koji ćete umetnuti u podnožje svjetiljke između svjetla i komore "lava". Ponovno sastavite lava svjetla.

Korak 7: Završna montaža

Konzerve od altoida čine izvrsna kućišta. Dobri su u zaštiti, ali nažalost su vodiči i prekinuti će nezaštićene strujne krugove. Da biste to spriječili, izrežite karton i prozirnu foliju na veličinu lima i postavite ih između ploče tipkovnice i vaše perfboard ploče. Umetnite prekidač u stražnju rupu u limu. Umetnite USB utikače povezane s USB konektorom siromaha u rupe u ključanici sa strane tako da lim drži utikače u konektoru. Utrpajte u perfboard i spašeno kolo tipkovnice, izolirajte kartonom i prozirnom folijom. Pokušajte zatvoriti lim (naši jedva stanu).

Korak 8: Kodiranje

Lava svjetiljke kontrolirat će se sistemskim pozivima na program "setled" koji će uključiti i isključiti Capslock i LED diode za zaključavanje. Testirajte ga pokretanjem sljedećeg iz naredbenog retka (moguće kao root, ovisno o vašoj konfiguraciji) kako bi vaše svjetiljke treperile: setleds -L -caps +scroll < /dev /tty0; sleep 3s; setleds -L +caps -scroll < /dev /tty0; spavati 3; setleds -L </dev/tty0razbijanje ovoga:#Za uključivanje crvene lampe: setleds -L -caps +scroll </dev/tty0#za uključivanje zelene žarulje: setleds -L +caps -scroll </dev/ tty0#za povratak u stanje u kojem LED diode prikazuju postavke tipkovnice -L </dev/tty0Ove sistemske pozive možete uključiti u svoj program ili upotrijebiti testni modul jedinice phython koji je Chris napisao na temelju okvira za testiranje jedinica PyUnit u python. Raspakirajte datoteke iz tar arhive (tar -xzvf lava_unittest.tar.gz s konzole) i isprobajte sljedeće naredbe s konzole: python lava_unittest.py test_lava_unittest-passpython lava_unittest.py test_lava_unittest-failorpython test_lava_unit fail.pyDa biste radili s emulatora terminala, dekomentirajte retke označene upozorenjem i pokušajte pokrenuti itas root iz emulatora terminala. S ovim kodom sve što trebate učiniti je zamijeniti instance "unittest" s "lava_unittest" u Python skriptama jedinično testiranje. Ponovno kodiranje nije potrebno.

Korak 9: Lijepo pakiranje

Da biste dovršili ovaj projekt, napravite i ispišite vlastitu naljepnicu ili upotrijebite priloženu sliku (otvorite secong sliku u punoj veličini ili xcf datoteku s gimpom). Jednostavno zalijepite poklopac svojih nevjerojatnih lava svjetiljki s USB upravljanjem.