Boomstick - Animirani LED upravljački program: 10 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Boomstick je projekt za stvaranje animiranog niza programabilnih RGB LED dioda, pokreće ga mali Arduino, a reagira na glazbu. Ovaj se vodič usredotočuje na jednu hardversku konfiguraciju koju možete sastaviti kako biste pokrenuli softver Boomstick. Ovaj je hardver izvrsne veličine za umetanje u nosivi predmet, poput ogrtača ili kapuljače, ili za osvjetljavanje duljine prijenosnog totemskog stupa. Komponente uključuju mikrofon (za preuzimanje glazbe), gumb (za podešavanje svjetline) i gumb (za promjenu animacije). Cijela jedinica (uključujući LED diode) napaja se iz jednog mikro USB priključka koji se može priključiti u zidni adapter ili prijenosni USB punjač baterija.

Ovaj projekt je umjereno težak. Morat ćete imati ugodno lemljenje i imati strpljenja za rad s malim dijelovima. Ukupno vrijeme izgradnje je 2+ sata.

Korak 1: Komponente i alati

• Adabruit Perma-Proto PCB tiskane ploče polovice veličine-4,50 USD
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9,95
• Pojačalo za mikrofon Electret - MAX5566 s podesivim pojačanjem - 6,95 USD
• USB Micro -B razvodna ploča - 1,50 USD
• Potenciometar za doradu, 10K - 1,25 USD
• Prekidač s taktilnim gumbom (6 mm)
• 10K ohmski otpornik
• 3 -pinski JST SM kabeli - 1,50 USD

Sve veze su iz tvrtke Adafruit, a ja ubrajam trenutnu cijenu u vrijeme pisanja (podložnu promjenama!) Ukupni trošak trebao bi biti manji od 30 USD. Također će vam trebati:

• NeoPixel RGB traka - odaberite prema potrebama vašeg projekta, ali smatram da 30LED/m dobro radi za nošenje
• Nosivi predmet ili slično za umetanje LED dioda
• Priključna žica malog promjera - smatram da ovaj set pune jezgre iz Adafruta savršeno funkcionira
• Lemilica, lem, fluks
• Ukošeni dijagonalni rezači - savršeni za podrezivanje viška žice nakon lemljenja
• Skidač žice
• Pištolj za vruće ljepilo
• Brusni papir krupnog zrna

Preporučio bih da uzmete USB bateriju ako gradite nosivi uređaj. Imao sam pristojna vremena rada (6+ sati sa 60 LED žica pri punoj svjetlini) s Anker PowerCore 10000.

Korak 2: Pripremite PermaProto ploču

Naše komponente želimo postaviti što je moguće čvršće, a nažalost to znači da moramo izrezati neke tragove na PCB -u, tako da različiti dijelovi kruga nisu međusobno povezani.

1. Držite tiskanu ploču s uspravnim tekstom, a zatim je preokrenite odozgo prema dolje (tako da je lijeva strana još uvijek lijeva).
2. Vrhovima oštrog noža pažljivo izrežite tragove navedene na slici. Tri rezultata u okomitim tragovima su na #5, 9 i 11.
3. Možda ćete morati ocjenjivati trag više puta, pa čak i ogrebati PCB kako biste osigurali čist prekid. Imajte na umu da su dva vodoravna traga na vrhu dublja i zahtijevaju veću silu rezanja.
4. Po izboru, pomoću multimetra provjerite nema li vodljivosti na svakom od tragova tragova.
5. Po želji, pomoću dijagonalnih noževa za ispiranje izrežite mali kvadrat prikazan na slici. To možete učiniti tako da režete svaku od 4 strane što je moguće dublje rezačem, a zatim okrenete ploču i režete s druge strane. Ova rupa omogućuje pristup trimo potenciometru na ploči mikrofona kad završimo.

Korak 3: Lemljenje prvog seta ožičenja

Postoji mnogo načina na koje se žice i komponente u ovom projektu mogu lemiti zajedno. Međutim, pristup u ovom vodiču dobro mi je poslužio i prošao je nekoliko ponavljanja. Cilj postavljanja ožičenja je da se u bilo kojem trenutku ne preklapaju više od dva sloja žica, stoga pazite da pomno pratite položaje i duljine žica. Na svakoj od slika za ovaj vodič vodiči su označeni bojama:

• Crvena označava pozitivnu žicu od 5V.
• Žuta označava 3V pozitivnu žicu.
• Bijela označava signalnu ili podatkovnu žicu.
• Crna označava žicu za uzemljenje.

Za pripremu i lemljenje žica potrebna je određena pažnja. Ovo je moj tipičan proces:

1. Odrežite približnu duljinu žice koja je potrebna.
2. Odvojite jedan kraj - duljina nije previše važna jer ćete nakon toga odrezati višak.
3. Uvucite ogoljenu žicu kroz prvu rupu i položite žicu u krajnji položaj.
4. Izolacijom izravnajte svoju sličicu izravno preko druge rupe.
5. Uklonite žicu, a drugi kraj skinite na mjestu ocjene sličice.
6. Ponovno umetnite žicu i lemite svaki kraj.
7. Odrežite višak.

Za ovaj prvi korak položit ćemo početni sloj ožičenja prije nego što dodamo bilo koje komponente. To će nam kasnije malo olakšati život jer će neki dijelovi postati nedostupni za lemljenje i obrezivanje.

1. Lemiti u 10K ohmskom otporniku na naznačeni položaj.
2. Lemite dodatne žice u približnim položajima prikazanim na slici. Obratite pozornost na dodatnu duljinu i krivulju u crnim/crvenim žicama.
3. Preokrenite ploču i dvaput provjerite mjesta lemljenja.

Također ćemo u ovoj fazi priključiti LED konektor. Njegova podatkovna veza neće biti dostupna nakon što lemimo na Arduinu.

1. Razdvojite tri žice konektora.
2. Palcem držite konektor na ploči i postavite srednju žicu kao što je prikazano, pružajući preko do traga #10.
3. Odrežite žicu na odgovarajuću duljinu (ostavljajući malo više da proviri kroz rupu).
4. Skinite i kositrite žicu.
5. Lemite ga u naznačenu rupu.

Ne zaboravite stalno rezati višak žice svojim dijagonalnim nožicama za ispiranje dok radite!

Korak 4: Dodavanje Arduina

Vrijeme je za lemljenje naše prve komponente! Imajte na umu da za probijanje Arduina, mikrofona i mikro USB-a moramo prethodno lemiti pinove na svaki od njih. Konkretno, za Arduino ne lemimo sve igle. Potreban je samo podskup koji nam olakšava život ako s jedne strane postoje praznine. Pažljivo pratite slike

1. Kako bih lemio pinove na komponente, najlakše mi je gurnuti iglice i komponentu na ploču prije nego što ih lemim. Time se osigurava da su igle sve okomito poravnate i u kvadratu s komponentom. Pazite da se ne ubodete! Najlakše je pritisnuti iglice nečim ravnim i čvrstim.
2. Orijentirajte Arduino kao što je prikazano na slici. Možete uključiti cijeli niz pinova uz rub, počevši od BAT/G/USB.
3. Za rub RST/5V/ARef odlomite 4 i 6 pinova. 4 pina idu između 5V i A0, a 6 pinova idu između A4 i 3V.
4. Lemite sve igle jednu po jednu, pazeći da Arduino sjedi savršeno u ravnini s crnom plastikom.
5. Uklonite ga s matične ploče i još jednom provjerite dno kako biste provjerili izgledaju li iglice kao na slici.

Sada smo spremni za lemljenje na PCB!

1. Postavite Arduino kao što je prikazano na slici.
2. Pazite da podatkovna žica LED konektora ide ispod A1/A2/A3 razmaka.
3. Pomoću trake držite komponentu na PCB -u ako je potrebno i lemite je s donje strane na ploču.
4. Odrežite višak igle pomoću dijagonalnih noževa za ispiranje. Budite oprezni - to može poslati male komadiće iglica koji lete velikom brzinom. Preporučio bih da nosite neku vrstu naočala i usmjerite dasku u smeće, ili možda u drugu ruku.

Korak 5: Više komponenti

Sada smo spremni za lemljenje ostalih komponenti na PCB.

Prvo moramo lemiti dodatnu žicu na donjoj strani ploče. Obratite pažnju na žutu žicu s desne strane prve slike!

Kad to učinite, a višak smanjite, vrijeme je za mikrofon.

1. Prvo lemite tri igle na ploču za razbijanje mikrofona. Imajte na umu da je za ovu komponentu u redu (čak i poželjno) da leži pod kutom prema PCB -u - imajte na umu desnu stranu druge slike. Najlakši način da to postignete je lemljenje iglica dok su utisnute u ploču za kruh i dopuštanje ploče mikrofona da leži pod kutom prema ploči.
2. Po želji, obrežite potenciometar mikrofona. VRLO PAŽLJIVO koristite mali odvijač za okretanje potenciometra u smjeru kazaljke na satu (naznačeno na trećoj slici). Imajte na umu da je to vrlo osjetljiva komponenta i da se lako može slomiti. Napravit će samo djelomičnu revoluciju, nemojte je dalje forsirati. Skraćivanje potenciometra u smjeru kazaljke na satu smanjuje snagu pojačala, što mikrofon čini manje osjetljivim i omogućuje bolju kvalitetu u jako glasnim okruženjima (poput noćnog kluba ili glazbenog festivala). No, imajte na umu da će otežati aktiviranje učinaka u mirnijim okruženjima, poput slušanja glazbe kod kuće.
3. Pištoljem za vruće ljepilo položite mrlju ljepila na mjesto označeno na trećoj slici.
4. Pritisnite mikrofon na tiskanu ploču u naznačenom položaju - igle bi trebale biti u drugom redu prema dolje, preko tragova #17-19.
5. Preokrenite PCB i zalemite iglice. Odrežite svaki višak.

Idemo sada probiti Micro USB.

1. Za razliku od mikrofona, želimo da mikro USB ploča bude kvadratna sa iglama. To je tako da USB kabel kad se priključi paralelno odlazi s ploče i ne ometa PCB. Pazite da ga poduprete tijekom lemljenja igala i lemljenja na ploču. Ponovno pogledajte drugu sliku za konačnu orijentaciju.
2. Ponovno možete upotrijebiti vruće ljepilo da biste unaprijed postavili pukotinu na pravo mjesto. Igle bi trebale biti u donjem redu (NE dva reda za napajanje), preko tragova #15-19.
3. Po potrebi pojačajte prostor ispod ploče dodatnim vrućim ljepilom. To osigurava prijeko potrebnu snagu jer priključak može primiti sile zakretanja s priključenog USB kabela.

Na kraju, moramo lemiti gumb i potenciometar.

1. Počnite s gumbom. Malo mu proširite noge i umetnite ga u položaj prikazan na slici.
2. Noge možete saviti prema unutra s donje strane kako biste lakše držali gumb.
3. Lemite svaku nogu s vrha ploče.
4. Sada umetnite potenciometar kao što je prikazano. Imajte na umu da su igle na vrhu slike.
5. Privremeno ga pričvrstite na ploču nekom trakom i lemite ga s donje strane ploče.

Korak 6: Završno ožičenje

Upute će biti kratke, ali moramo dovršiti ožičenje na donjoj strani ploče.

1. Lemite crno -žute žice u gornjem lijevom kutu na prvoj slici. Oni pružaju raspon napona koje će potenciometar izlaziti.
2. Lemite crno -bijele žice u donjem desnom kutu na drugoj slici. Oni pružaju uzemljenje i izlazno ožičenje za mikrofon.
3. Potvrdite da su sve žice prisutne kako je prikazano.

Sada smo gotovi sa donjom stranom! Po želji možete strateški uočiti vruće ljepilo kako biste zadržali žice i pružili zaštitu od kratkih hlača - iako se obično ne trudim.

Korak 7: Ožičenje LED konektora za napajanje

LED priključak mora napajati izravno s USB ulaza. Postavimo to lemljenje sada na mjesto.

1. Palcem držite konektor na ploči na njegovom konačnom mjestu (pogledajte sliku 2).
2. Odvojit ćemo malu žicu (1-2 mm) žice i lemiti je izravno na vrh postojećih lemnih spojeva u drugom od donjeg reda.
3. Odrežite i ogolite svaku od dvije žice u skladu s tim. Kao što je prikazano na prvoj slici, donja žica trebala bi se pričvrstiti na 5V spoj, a gornja žica trebala bi se pričvrstiti na GND.
4. Limeti oba ogoljena dijela žice.
5. Pažljivo ih zalemite na postojeće lemne spojeve. Pazite da se žica od 5 V ne poveže s tragom lijevo od nje, jer ona nosi signal 3,3 V, a to bi moglo ubiti vaš Arduino. Prije uključivanja ploče preporuča se provjeriti nema li vodljivosti između dva traga.
6. Vruće zalijepite LED konektor čvrsto na ploču i pojačajte ga s puno ljepila.

Potvrdite da vaša ploča izgleda poput fotografije!

Korak 8: Spajanje na ploču

Postoje dva primarna načina povezivanja s pločom.

• Za programiranje Arduina spojite se na USB priključak izravno na njemu (slika 1).
• Za pokretanje LED dioda, spojite se na USB priključak na dnu i spojite LED diode (slika 2).

Korak 9: Završni dodiri

Komponente su postavljene što je moguće kompaktnije, pa dio PCB -a ostaje prazan. Ovo možete pažljivo odrezati kao što je prikazano na slici. Nisam siguran koji je najbolji način za to točno - koristim neke rezače žice za teške uvjete, ali vjerojatno biste mogli koristiti i nožnu pilu ako ste oprezni. Rezanje po postojećim rupama čini ga malo lakšim.

Nakon što odrežete višak, toplo preporučujem brušenje rubova i uglova nekim brusnim papirom krupnijeg zrna, jer PCB može biti prilično oštar.

Cijela ova jedinica može biti omotana nekom širokom trakom za hladnjak sa izrezanim rupama za pristup kontrolama i priključcima.