SteamPunk რადიო: 10 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

პროექტი: SteamPunk რადიო

თარიღი: მაისი 2019 - აგვისტო 2019

მიმოხილვა

ეს პროექტი უდავოდ ყველაზე კომპლექსურია, რაც მე ჩავიტარე, თექვსმეტი IV-11 VFD მილით, ორი Arduino Mega ბარათით, ათი LED ნეონის შუქის სქემით, სერვო, ელექტრომაგნიტი, ორი MAX6921AWI IC ჩიპი, ხუთი DC კვების წყარო, HV ძალა მიწოდება, ორი DC ვოლტმეტრი, DC Amp მეტრი, FM სტერეო რადიო, 3W დენის გამაძლიერებელი, LCD ეკრანი და კლავიატურა. ზემოაღნიშნული ნაწილების ჩამონათვალის გარდა, ნულიდან უნდა შემუშავებულიყო ორი პროგრამული პროგრამა და საბოლოოდ მთლიანი რადიოს მშენებლობას დაახლოებით 200 საათი სამუშაო დასჭირდა.

მე გადავწყვიტე ეს პროექტი ჩავრთო Instructables– ის საიტზე და არ ველოდი, რომ წევრები გაიმეორებდნენ ამ პროექტს სრულად, არამედ მე ირჩევდნენ იმ ელემენტებს, რომლებიც მათთვის საინტერესო იქნებოდა. საიტის წევრებისთვის განსაკუთრებით საინტერესო ორი სფერო შეიძლება იყოს 16 IV-11 VDF მილის კონტროლი ორი MAX6921AWI ჩიპის გამოყენებით და მასთან დაკავშირებული გაყვანილობა და ორი მეგა 2650 ბარათის კომუნიკაცია.

ამ პროექტში შემავალი სხვადასხვა კომპონენტი მიიღება ადგილობრივად, IV-11 მილების გარდა და MAX6921AWI ჩიპები, რომლებიც ორივე მიღებულია EBay– ზე. მინდოდა სიცოცხლეშივე გამეღო სხვადასხვა ნივთები, რომლებიც სხვაგვარად წლების მანძილზე ყუთებში ჩერდებოდა. ყველა HF სარქველი წარმოიშვა იმის გაგებით, რომ ყველა იქ, სადაც ჩავარდა ერთეული.

ნაბიჯი 1: ნაწილების სია

1. 2 x Arduino Mega 2560 R3

2. RDA5807M FM რადიო

3. PAM8403 3W გამაძლიერებელი

4. 2 x 20W დინამიკები

5. დი-პოლუსი FM არიელი

6. 16 X IV-11 VDF მილები

7. 2 x MAX6921AWI IC ჩიპი

8. 2 x MT3608 2A Max DC-DC Step Up Power Module Booster Power Module

9. 2 x XL6009 400KHz ავტომატური Buck მოდული

10. 1 არხის მოდული, 5V დაბალი დონის გამომწვევი Arduino ARM PIC AVR DSP– სთვის

11. 2 არხი 5V 2 არხიანი მოდულის ფარი Arduino ARM PIC AVR DSP– სთვის

12. ელექტრო მაგნიტი ამწევი 2.5KG/25N Solenoid Sucker Electromagnet DC 6V

13. 4 ფაზის სტეპერიანი ძრავის მართვა შესაძლებელია ULN2003 ჩიპით

14. 20*4 LCD 20X4 5V ლურჯი ეკრანი LCD2004 ჩვენების LCD მოდული

15. IIC/I2C სერიული ინტერფეისის მოდული

16. 6 x ბიტი 7 X WS2812 5050 RGB LED ბეჭედი ნათურა ინტეგრირებული დრაივერებით Neo Pixel

17. 3 x LED ბეჭედი 12 x WS2812 5050 RGB LED ინტეგრირებული დრაივერებით Neo Pixel

18. 2 x LED ბეჭედი 16 x WS2812 5050 RGB LED ინტეგრირებული დრაივერებით Neo Pixel

19. LED Strip მოქნილი RGB 5 მ სიგრძე

20. 12 გასაღები მემბრანული გადამრთველი კლავიატურა 4 x 3 მატრიქსის მასივი მატრიცის კლავიატურის გადამრთველი კლავიატურა

21. BMP280 ციფრული ბარომეტრული წნევის სიმაღლის სენსორი 3.3V ან 5V არდუინოსთვის

22. DS3231 AT24C32 IIC მოდულის ზუსტი RTC რეალური დროის საათის მოდული

23. 2 x Knurled Shaft Linear Rotary Potentiometer 50K

24. 12V 1 ამპერიანი დენის ადაპტერი

ნაბიჯი 2: IV-11 VDF მილები და MAX6921AWI IC ჩიპი

ამ პროექტების MAX6921AWI ჩიპის გამოყენება ემყარება ჩემს წინა მაღვიძარა პროექტს. რვა IV-11 მილის თითოეული ნაკრები კონტროლდება ერთი MAX6921AWI ჩიპის საშუალებით, კონტროლის მულტიპლექსის მეთოდის გამოყენებით. ორი თანდართული PDF ფაილი აჩვენებს რვა მილის ნაკრების გაყვანილობას და როგორ არის მიერთებული MAX6921AWI ჩიპი მილის ნაკრებში და, თავის მხრივ, სადენიანი Arduino Mega 2560. გაყვანილობის მკაცრი ფერის კოდირებაა საჭირო იმ სეგმენტის და ქსელის ძაბვის ხაზები ცალკე ინახება. ძალიან მნიშვნელოვანია მილის გამოსავლის იდენტიფიცირება, იხილეთ თანდართული PDF, რომელშიც შედის 1.5 ვ გამათბობელი ქინძისთავები 1 და 11, 24 ვ ანოდის პინი (2) და ბოლოს რვა სეგმენტი და „დპ“ქინძისთავები, 3 - 10. ამ დროს დროთა განმავლობაში, ასევე ღირს თითოეული სეგმენტის და "დპ" ტესტირების მარტივი გაყალბების გამოყენებით მილის ნაკრების მავთულის დაწყებამდე. თითოეული მილის ქინძისთავი სერიულად არის მიყვანილი მილების ხაზის ქვემოთ ბოლო მილამდე, სადაც დამატებით გაყვანილობა დაემატება MAX6921AWI ჩიპთან დისტანციური კავშირის საშუალებას. იგივე პროცესი გრძელდება გამათბობლის მიწოდების ორი ხაზისთვის 1 და 11. მე გამოვიყენე ფერადი მავთული თითოეული 11 ხაზისთვის, როდესაც ფერი დამთავრდა, კვლავ დავიწყე ფერის თანმიმდევრობა, მაგრამ დავამატე შავი ზოლი მავთულის თითოეულ ბოლოში სითბოს შემცირების გამოყენებით. გამონაკლისი ზემოაღნიშნული გაყვანილობის თანმიმდევრობით არის პინ 2-ისთვის, 24 – ანოდიანი წყაროსთვის, რომელსაც აქვს ინდივიდუალური მავთული, რომელიც დამაგრებულია პინ 2 – ს შორის და ანოდის სიმძლავრეები MAX6921 ჩიპს შორის. იხილეთ თანდართული PDF ჩიპის დეტალები და მისი კავშირები. არ შეიძლება ზედმეტად ხაზგასმით აღინიშნოს, რომ ჩიპის მუშაობის დროს არავითარ შემთხვევაში არ უნდა იყოს ჩიპი ცხელი, თბილი რამდენიმე საათის შემდეგ გამოიყენეთ დიახ, მაგრამ არასოდეს ცხელი. ჩიპების გაყვანილობის დიაგრამა აჩვენებს სამ კავშირს მეგასთან, ქინძისთავები 27, 16 და 15, 3.5V-5V მიწოდება მეგა პინიდან 27, მისი GND მეგა პინზე 14 და 24 ვ მიწოდების პინი 1. არასოდეს გადააჭარბოთ 5V მიწოდებას და ანოდის სიმძლავრე შეინარჩუნეთ 24V– დან 30V– მდე მაქსიმუმამდე. სანამ გააგრძელებთ, გამოიყენეთ უწყვეტობის შემმოწმებელი, რათა შეამოწმოთ თითოეული მავთული მის ყველაზე დაშორებულ წერტილებს შორის.

მე გამოვიყენე ამ ჩიპის AWI ვერსია, რადგან ის იყო ყველაზე პატარა ფორმატი, ვისურვებდი მუშაობას. ჩიპის და მისი გადამზიდველის დამზადება იწყება პურის დაფაზე განთავსებული 14 PCB ქინძის ორი კომპლექტით, ჩიპების გადამზიდავი მოთავსებულია ქინძისთავებზე, პინი 1 მარცხნივ. ნაკაწრებისა და შედუღების გამოყენებით, შეაერთეთ ქინძისთავები და "კალის" თითოეული 28 ჩიპის ფეხის ბალიში. დასრულების შემდეგ ჩიპის გადამზიდავის ჩიპი მოათავსეთ დიდი სიფრთხილით ჩიპის ფეხების დასალაგებლად ფეხის ბალიშებით და დარწმუნდით, რომ ჩიპში ჩაღრმავება მიემართება ქინძისთავის მიმართ. მყარი ჩიპი შედუღებამდე. როდესაც soldering უზრუნველყოს ნაკადი გამოიყენება ფეხის ბალიშები და soldering რკინის არის სუფთა. ზოგადად დააჭირეთ თითოეულ ჩიპის ფეხს, ეს ოდნავ მოატრიალებს მას ფეხის ბალიშზე და თქვენ უნდა ნახოთ გამწოვის გაშვება. გაიმეორეთ ეს ყველა 28 ფეხისთვის, ამ პროცესში არ უნდა დაგჭირდეთ გამაგრილებელი რკინის დამატება.

მას შემდეგ რაც სრულად გაწმინდეთ ჩიპების გადამზიდავი ნაკადიდან და შემდეგ გამოიყენეთ უწყვეტობის შემმოწმებელი ტესტი, თითოეული ფეხი მოათავსეთ ერთი ზონდი ჩიპზე და მეორე PCB პინზე. დაბოლოს, ყოველთვის დარწმუნდით, რომ ყველა კავშირი განხორციელდა ჩიპის გადამზიდავთან, სანამ რაიმე ფაქტობრივი ენერგია იქნება გამოყენებული, თუ ჩიპი დაუყოვნებლივ იწყებს ცხელ გამორთვას და ყველა კავშირის შემოწმებას.

ნაბიჯი 3: RGB LIGHT ROPE & NEON LIGHT RING

ამ პროექტს დასჭირდა ათი განათების ელემენტი, სამი RGB მსუბუქი თოკი და შვიდი სხვადასხვა ზომის NEON მსუბუქი რგოლი. NEON სინათლის რგოლებიდან ხუთი იყო სამი რგოლის სერიაში. ამ ტიპის განათების რგოლები ძალიან მრავალფეროვანია მათ კონტროლში და რა ფერის ჩვენება შეუძლიათ, მე გამოვიყენე მხოლოდ სამი ძირითადი ფერი, რომლებიც ჩართული ან გამორთული იყო. გაყვანილობა შედგებოდა სამი მავთულისგან, 5V, GND და საკონტროლო ხაზი, რომელიც კონტროლდებოდა მონა მეგას საშუალებით, იხილეთ თანდართული Arduino ჩამონათვალი "SteampunkRadioV1Slave" დეტალებისთვის. 14 -დან 20 -მდე ხაზები მნიშვნელოვანია განსაკუთრებით სინათლის ერთეულების განსაზღვრული რაოდენობა, ეს უნდა ემთხვეოდეს ფიზიკურ რიცხვს, წინააღმდეგ შემთხვევაში ბეჭედი არ იმუშავებს სწორად.

RGB მსუბუქი თოკები მოითხოვდა საკონტროლო განყოფილების მშენებლობას, რომელმაც მიიღო მეგადან სამი საკონტროლო ხაზი, თითოეული აკონტროლებდა სამ ძირითად ფერს, წითელს, ლურჯსა და მწვანეს. საკონტროლო განყოფილება შედგებოდა ცხრა TIP122 N-P-N ტრანზისტორიდან, იხილეთ თანდართული TIP122 მონაცემთა ცხრილი, თითოეული წრე შედგება სამი TIP122 ტრანზისტორისგან, სადაც ერთი ფეხი დამიწებულია, მეორე ფეხი მიმაგრებულია 12V კვების ბლოკზე და შუა ფეხი მიმაგრებულია მეგა საკონტროლო ხაზზე. RGB თოკის მიწოდება შედგება ოთხი ხაზისგან, ერთი GND ხაზისა და სამი საკონტროლო ხაზისგან, თითოეული სამი TIP122 შუა ფეხიდან. ეს უზრუნველყოფს სამ ძირითად ფერს, სინათლის ინტენსივობა კონტროლდება ანალოგური ჩაწერის ბრძანების გამოყენებით 0 -ით, გამორთვისთვის და 255 -ით მაქსიმუმამდე.

ნაბიჯი 4: ARDUINO MEGA 2560 კომუნიკაციები

პროექტის ეს ასპექტი ჩემთვის ახალი იყო და, როგორც ასეთი, მოითხოვდა IC2 გამანაწილებელი დაფის ნაკაწრები და თითოეული მეგა GND– ის კავშირი. IC2 გამანაწილებელი დაფა საშუალებას აძლევდა ორი მეგა ბარათის დაკავშირებას 21 და 22 ქინძისთავების საშუალებით, დაფა ასევე გამოიყენებოდა LCD ეკრანის, BME280 სენსორის, რეალურ დროში საათის და FM რადიოს დასაკავშირებლად. იხილეთ Arduino– ს თანდართული ფაილი „SteampunkRadioV1Master“ოსტატიდან მონათა ერთეულის ერთ პერსონაჟიანი კომუნიკაციის დეტალებისთვის. კრიტიკული კოდის ხაზები არის ხაზი 90, რომელიც განსაზღვრავს მეორე მეგას, როგორც მონა ერთეულს, სტრიქონი 291 არის ტიპური მონა ქმედების მოთხოვნის პროცედურის ზარი, პროცედურა იწყება 718 სტრიქონიდან, საბოლოოდ სტრიქონი 278 რომელსაც აქვს მონა პროცედურისგან დაბრუნებული პასუხი, თუმცა მე გადაწყვიტა სრულად არ განეხორციელებინა ეს ფუნქცია.

თანდართული ფაილი "SteampunkRadioV1Slave" ასახავს ამ კომუნიკაციის მონა მხარეს, კრიტიკული ხაზები არის ხაზი 57, განსაზღვრავს მონა IC2 მისამართს, სტრიქონებს 119 და 122, და "მიმღების მოვლენის" პროცედურის დაწყებას 133.

არის ძალიან კარგი You Tube სტატია: Arduino IC2 Communications by DroneBot Workshop, რომელიც ძალიან დაგვეხმარა ამ საკითხის გაგებაში.

ნაბიჯი 5: ELECTROMAGNET CONTROL

ისევ და ისევ, ამ პროექტის ახალი ელემენტი იყო ელექტრომაგნიტის გამოყენება. მე გამოვიყენე 5V ერთეული, რომელიც კონტროლდება ერთი არხის სარელეო საშუალებით. ეს ერთეული გამოიყენებოდა მორზეს კოდის გადასატანად და ის ძალიან კარგად მუშაობდა მოკლე ან გრძელი იმპულსებით, რომლებიც უზრუნველყოფდნენ "წერტილოვან" და "ტირე" ბგერებს, რომლებიც გამოირჩევა ტიპიური მორსის გასაღები. თუმცა, პრობლემა წარმოიშვა ამ ერთეულის გამოყენებისას, მან შემოიტანა უკანა EMF წრეში, რამაც გამოიწვია თანდართული მეგას გადატვირთვა. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, ელექტრომაგნიტის პარალელურად დავამატე დიოდი, რომელმაც გადაჭრა პრობლემა, რადგან ის დაიჭერდა უკანა EMF- ს, სანამ ის გავლენას მოახდენს დენის წრეზე.

ნაბიჯი 6: FM რადიო და 3W გამაძლიერებელი

როგორც პროექტის სახელიდან ჩანს, ეს არის რადიო და მე გადავწყვიტე გამოვიყენო RDA5807M FM მოდული. მიუხედავად იმისა, რომ ეს განყოფილება კარგად მუშაობდა, მისი ფორმატი ძალიან დიდ ზრუნვას მოითხოვს მავთულხლართების მიმაგრებაში, რათა შეიქმნას PCB დაფა. ამ ერთეულის შედუღების ჩანართები ძალიან სუსტია და იშლება, რაც ართულებს მავთულის შეერთებას ამ კავშირზე. თანდართული PDF გვიჩვენებს ამ ერთეულის გაყვანილობას, SDA და SDL საკონტროლო ხაზები უზრუნველყოფენ ამ ერთეულის კონტროლს მეგადან, VCC ხაზი მოითხოვს 3.5V- ს, არ გადააჭარბოს ამ ძაბვას ან ის დააზიანებს ერთეულს. GND ხაზი და ANT ხაზი თავისთავად ცხადია, Lout და Rout ხაზები იკვებება სტანდარტული 3.5 მმ ყურსასმენის ქალის ჯეკით. მე დავამატე მინი FM საჰაერო ჯეკის წერტილი და ორ ბოძზე FM ანტენა და მიღება ძალიან კარგია. არ მინდოდა ყურსასმენის გამოყენება რადიოს მოსასმენად, ამიტომ დავამატე ორი 20W დინამიკი, რომლებიც დაკავშირებულია PAM8403 3W გამაძლიერებლის საშუალებით, გამაძლიერებელთან ერთად 3.5 მმ მდედრობითი ყურსასმენის დანამატისა და 3.5 მმ მამაკაცის კომერციული მავთულის გამოყენებით. სწორედ ამ დროს შევხვდი RDA5807M- ის გამომავალ პრობლემას, რომელმაც გადააჭარბა გამაძლიერებელს და გამოიწვია მნიშვნელოვანი დამახინჯება. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, არხის თითოეულ ხაზს დავამატე ორი რეზისტორი 1M და 470 Ohms სერიაში, რამაც დამახინჯება მოხსნა. ამ ფორმატით მე ვერ შევძელი ერთეულის მოცულობის 0 -მდე შემცირება, ერთეულის 0 -ზე დაყენებაც კი მთელი ხმა არ იყო მთლიანად ამოღებული, ამიტომ მე დავამატე "radio.setMute (true)" ბრძანება, როდესაც მოცულობა 0 იყო და ამან ეფექტურად ამოიღო ყველა ხმა. ბოლო სამი IV-11 მილაკი მილების ქვედა ხაზზე ჩვეულებრივ აჩვენებს ტემპერატურას და ტენიანობას, მაგრამ თუ გამოიყენება ხმის კონტროლი, ეს ჩვენება იცვლება, რათა აჩვენოს მიმდინარე მოცულობა მაქსიმუმ 15 და მინიმალური 0. ეს მოცულობის ჩვენება არის ნაჩვენებია მანამ, სანამ სისტემა არ განაახლებს ზედა მილებს თარიღის ჩვენებიდან დაწყებული დროის ჩვენებამდე, რის შემდეგაც ტემპერატურა კვლავ გამოჩნდება.

ნაბიჯი 7: SERVO CONTROL

5V Servo გამოიყენებოდა საათის მექანიზმის გადასატანად. საათის მექანიზმის "მხოლოდ ნაწილებისთვის" შეძენის შემდეგ და ძირითადი ზამბარისა და მექანიზმის ნახევრის ამოღების შემდეგ, რაც დარჩა, გაიწმინდა, დაასხა ზეთი და შემდეგ იკვებება სერვოს გამოყენებით, სერვოს მკლავი ერთ -ერთ სათადარიგო ორიგინალ საათზე. სერვოს მუშაობის კრიტიკული კოდი შეგიძლიათ იხილოთ "SteampunRadioV1Slave" ფაილში 294 სტრიქონიდან, სადაც 2048 პულსი 360 გრადუსიან ბრუნვას აწარმოებს.

ნაბიჯი 8: ზოგადი მშენებლობა

ყუთი მოდიოდა ძველი რადიოდან, ძველი ლაქი ამოღებული, წინა და უკანა ამოღებული და შემდეგ ხელახლა ლაქირებული. თითოეულ ხუთ სარქველს ამოღებული აქვს ბაზები, შემდეგ კი ნეონის მსუბუქი რგოლები მიმაგრებულია როგორც ზემოდან, ასევე ქვედადან. უკანა უკანა ორ სარქველს ჰქონდა თექვსმეტი პატარა ხვრელი ბაზაზე გაბურღული და შემდეგ თექვსმეტი LCD ნათურა დალუქული თითოეულ ხვრელზე, თითოეული LCD ნათურა მიერთებული იყო მომდევნო სერიაში. ყველა მილსადენი იყენებდა 15 მმ სპილენძის მილს და კავშირებს. შიდა ტიხრები, სადაც დამზადებულია 3 მმ -იანი ფენით, შეღებილია შავი და წინ იყო 3 მმ გამჭვირვალე Perspex. სპილენძის ფურცელი, დაჭერილი ფორმებით გამოიყენებოდა წინა Perspex- ის წინა და IV-11 მილის თითოეული ყურის შიგნით. სამი წინა კონტროლი ჩართვა/გამორთვის, მოცულობისა და სიხშირისთვის ყველა იყენებს ხაზოვან მბრუნავ პოტენომეტრებს, რომლებიც პლასტმასის მილის საშუალებით არის მიმაგრებული კარიბჭის სარქვლის ღეროზე. სპილენძის ფორმის საჰაერო ხომალდი აშენდა 5 მმ -იანი ხრახნიანი სპილენძის მავთულისგან, ხოლო სპირალური ხვეული ორი ყველაზე მაღალი სარქველის ირგვლივ დამზადდა 3 მმ უჟანგავი ფოლადის მავთულისგან, რომელიც შეღებილია სპილენძის საღებავით. სამი გამანაწილებელი დაფა, სადაც აშენებულია, 12V, 5V და 1.5V და შემდგომი დაფა ანაწილებს IC2 კავშირებს. ოთხი DC კვების წყარო, სადაც უზრუნველყოფილია 12V 12V, 1 Amp დენის ადაპტერიდან. ორი მარაგი 24V აძლიერებს MAX6921AWI IC ჩიპსს, ერთი უზრუნველყოფს 5V მომარაგებას განათებისა და მოძრაობის ყველა სისტემის მხარდასაჭერად, ხოლო ერთი 1.5V ორი IV-11 გამაცხელებელი სქემისთვის.

ნაბიჯი 9: პროგრამა

პროგრამული უზრუნველყოფა შემუშავებულია ორ ნაწილად, Master და Slave. სამაგისტრო პროგრამა მხარს უჭერს BME208 სენსორს, რეალურ დროში საათს, ორ MAX6921AWI IC ჩიპს და IC2. Slave პროგრამა აკონტროლებს ყველა განათებას, სერვო, ელექტრომაგნიტს, ამპერი მეტრს და ორივე ვოლტ მეტრს. სამაგისტრო პროგრამა მხარს უჭერს თექვსმეტი IV-11 მილს, LCD უკანა ეკრანს და 12 კლავიშს. Slave პროგრამა მხარს უჭერს განათების ყველა ფუნქციას, სერვო, ელექტრომაგნიტს, რელეებს, ამპ მეტრს და ორივე ვოლტ მეტრს. სატესტო პროგრამების სერია, სადაც შემუშავდა თითოეული ფუნქციის შესამოწმებლად, სანამ თითოეული ფუნქცია დაემატა სამაგისტრო ან მონა პროგრამებს. იხილეთ თანდართული Arduino ფაილები და კოდის მხარდასაჭერად საჭირო დამატებითი ბიბლიოთეკის ფაილების დეტალები.

ჩართეთ ფაილები: Arduino.h, Wire.h, radio.h, RDA5807M.h, SPI.h, LiquidCrystal_I2C.h, Wire.h, SparkFunBME280.h, DS3231.h, Servo.h, Adafruit_NeoPixel.h, Stepper-28BYJ -48.სთ

ნაბიჯი 10: პროექტის გადახედვა

მე ვისიამოვნე ამ პროექტის განვითარებით, მეგა კომუნიკაციის ახალი ელემენტებით, ელექტრომაგნიტით, სერვოთი და თექვსმეტი IV-11 VFD მილის მხარდაჭერით. მიკროსქემის სირთულე ზოგჯერ რთული იყო და დუპონტის კონექტორების გამოყენება დროდადრო იწვევს პრობლემებს კავშირის დროს, ცხელი წებოს გამოყენება ამ კავშირების უზრუნველსაყოფად ეხმარება შემთხვევითი კავშირის პრობლემების შემცირებას.