Neopixel ღამის შუქი: 14 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ავტორი joshua.brooks

რამდენიმე კვირაში ვატარებ სემინარებს ელექტრონიკაში, რომელიც ორიენტირებულია იაფ, მაგრამ სასარგებლო რეალურ პროექტზე. როდესაც ვცდილობდი რაიმე ამუშავებინა, მე მინდოდა მასში ჩართულიყო მიკროკონტროლი, NeoPixel LED- ები (რადგან ისინი გასაოცარია), იყოს დისტანციურად კონტროლირებადი და მივაწოდო მშენებლობის სხვადასხვა ვარიანტი. ის ასევე სრულად უნდა იყოს სიმულაციური Tinkercad– ში. ეს არის პროექტი, რომელიც განვითარდა.

ის ათავსებს მართლაც მაგარ მახასიათებლებს პატარა მოწყობილობაში, არის დაკონფიგურირებული და საკმაოდ მარტივი ასაშენებლად.

ნაწილების სია:

• ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფა (OSHPARK)
• NeoPixel ბეჭედი 12 (ადაფრუტი)
• ATtiny85 მიკროკონტროლი (DigiKey)
• 22 ლიანდაგიანი მყარი ბირთვიანი მავთულები (DigiKey, Amazon, Radio Shack და ა.
• (სურვილისამებრ) ინფრაწითელი მიმღები (DigiKey)
• (სურვილისამებრ, მაგრამ ძალიან რეკომენდირებულია) 1μF ელექტროლიტური კონდენსატორი (DigiKey)
• (სურვილისამებრ) Pushbutton (Jameco)
• (სურვილისამებრ) 2 x მამრობითი 3 პინიანი სათაური (DigiKey)
• (სურვილისამებრ) 2 x Shunt jumper (DigiKey)
• (სურვილისამებრ) 8 პინიანი DIP სოკეტი (DigiKey)
• (სურვილისამებრ) 4 პინიანი მარჯვენა კუთხის სათაური (DigiKey)
• (სურვილისამებრ) IR დისტანციური მართვა (ამაზონი)
• გორილა ფირზე (ამაზონი)
• USB კედლის კვების წყარო (ამაზონი)

ინსტრუმენტების სია:

• გასაყიდი რკინა და შესადუღებელი
• მავთულის საჭრელი
• მავთულის სტრიპტიზიორი
• ფანქარი
• Მაკრატელი

ნაბიჯი 1: დიზაინი და სიმულაცია

როგორც უკვე აღვნიშნე, მინდოდა გამომეყენებინა უფასო Tinkercad ამ პროექტისათვის. მე გადავწყვიტე სრულად დამემუშავებინა და გამომეცადა იქ, სანამ რაიმე ნამდვილ ელექტრონიკას შევეხებოდი. ამან მომცა საშუალება დავრწმუნებულიყავი, რომ ყველაფერი (ATtiny85 ფირმის ჩათვლით) იმუშავებდა. აი ეს არის ვირტუალური წრე. თქვენ შეგიძლიათ დააჭიროთ "დაწყების სიმულაციას" ქვემოთ, რომ გამოსცადოთ.

ნაბიჯი 2: აუცილებელი ნაწილები

ეს პროექტი მიზნად ისახავს მოქნილობის საშუალებას მის მშენებლობაში. ასე რომ, იმისდა მიხედვით, რისი გაკეთებაც გსურთ, შეიძლება არ დაგჭირდეთ ყველა ნაწილი. არსებობს სამი ნაწილი (და მავთული), რომლებიც აბსოლუტურად აუცილებელია. მხოლოდ ამით არის შესაძლებელი რაღაც ფუნქციონალური აშენება.

ნეოპიქსელის ბეჭედი 12 - ბეჭედს აქვს თორმეტი ნეოპიქსელი, რომელთა ინდივიდუალურად კონტროლი შესაძლებელია იყოს თითქმის ნებისმიერი ფერი.

ATtiny85 - ეს არის მიკროკონტროლი (პაწაწინა კომპიუტერი), რომელიც ნეოპიქსელებს ცეკვავს და ინტერფეისს რამდენიმე დამატებით კომპონენტთან (ინფრაწითელი მიმღები, ღილაკი და ა.შ.).

ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფა - ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფა (PCB) უზრუნველყოფს ყველა ელექტრო კავშირს გამოყენებულ ნაწილებს შორის და წარმოადგენს მოწყობილობის მყარ ხერხემალს. ამობეჭდილი გერბერული ფაილი, რომელიც ეგზავნება PCB მწარმოებელს, არის ამ გვერდზე. არსებობს ბევრი დაფის მწარმოებელი. აქ არის ბმული, რომ შეუკვეთოთ დაფა OSHPARK– დან.

22 ლიანდაგიანი მყარი ბირთვიანი მავთული - მავთული გამოიყენება NeoPixel ბეჭდის PCB- თან დასაკავშირებლად.

ნაბიჯი 3: არჩევითი ნაწილები

არსებობს მთელი რიგი არჩევითი ნაწილები, რომელთა განხილვაც გსურთ. აი, რატომ შეიძლება გინდოდეს ისინი.

ინფრაწითელი მიმღები - ინფრაწითელი მიმღები არის ერთი კომპონენტი, რომელიც საშუალებას მისცემს მოწყობილობას გააკონტროლოს სტანდარტული ხელის IR დისტანციური კონტროლერი (იფიქრეთ ტელევიზიის დისტანციურად). სხვადასხვა მწარმოებლის დისტანციური კონტროლერები ასხივებენ განსხვავებულ სიგნალებს, ამიტომ შეიძლება საჭირო გახდეს firmware- ის შეცვლა თქვენი დისტანციური მართვის ამოსაცნობად, თუ ის არ არის ერთ -ერთი, რაც მე გამოვიყენე.

1μF ელექტროლიტური კონდენსატორი - კონდენსატორი მოქმედებს როგორც ერთგვარი დროებითი ბატარეა, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს დამატებითი ენერგია, როდესაც მოწყობილობაში საჭირო ელექტრული დენი მკვეთრად იცვლება (მაგალითად, NeoPixels გამორთულიდან სრულ ჩართვაზე). მას ასევე შეუძლია გაათანაბროს ძაბვა მოწყობილობაზე იაფი USB დენის წყაროს გამოყენებისას. თუ თქვენ იყენებთ ღირსეულ USB დენის წყაროს, მაშინ ეს შეიძლება გამოტოვებული იყოს.

Pushbutton - ღილაკი საშუალებას გაძლევთ გააკონტროლოთ მოწყობილობა (გამოიცანი რა?) ღილაკის დაჭერით.

მამრობითი 3 პინიანი სათაური (ები) და შუნტი ჯუმპერი (ები) - ეს შეიძლება მოთავსდეს ღილაკის ნაცვლად, რათა მოხდეს მოწყობილობის კონფიგურაცია, იმის მიხედვით, თუ როგორ არის განლაგებული შუნტის მხტუნავები. მამრობითი 3 პინიანი სათაური სამუდამოდ უკავშირდება (იკვებება) დაფაზე, ხოლო შუნტი ჯუმპერი თავსდება სათაურზე და ადვილად ამოიღება და განლაგებულია. თუ ერთი სათაური გამოიყენება, მაშინ ჯუმბერს შეუძლია აირჩიოს ორ სხვადასხვა რეჟიმს შორის. თუ ორივე სათაური გამოიყენება, მაშინ შესაძლებელია ოთხი რეჟიმი.

8 -პინიანი DIP სოკეტი - სოკეტი საშუალებას გაძლევთ ამოიღოთ და შეცვალოთ მიკროკონტროლი (ATtiny85) ისე, რომ მოგვიანებით მოხდეს მისი პროგრამირება, თუ გსურთ შეცვალოთ მოწყობილობის მუშაობა. თუ იცით, რომ თქვენ არასოდეს დაგჭირდებათ მიკროკონტროლერის გადაპროგრამება, მაშინ ეს არ არის საჭირო.

4-პინიანი მარჯვენა კუთხის სათაური-მარჯვენა კუთხის სათაური გამოიყენება იმ შემთხვევაში, თუ გსურთ USB კონექტორი პირდაპირ მოწყობილობის უკანა მხარეს, არა გვერდიდან.

ნაბიჯი 4: დაპროგრამეთ მიკროკონტროლერი

მე არ ვაპირებ მიკროკონტროლერის დაპროგრამების შესახებ ძალიან ბევრ დეტალზე წასვლას, რადგან ინსტრუქციები სხვაგან ადვილად მოიძებნება (ქვემოთ მოცემულია ბმული). მე გამოვიყენე Arduino UNO დაფა, რომ ვიმოქმედო როგორც კონტროლერის პროგრამირების მოწყობილობა ამ ინსტრუქციებში აღწერილი მეთოდის გამოყენებით. მასში ის აჩვენებს შემდეგ რუკებს არდუინოს ქინძისთავებიდან ATtiny ქინძისთავებისთვის პროგრამირებისთვის:

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

ღამის შუქის წყაროს კოდი შეგიძლიათ იხილოთ აქ (https://github.com/cacklestein/led-night-light).

ნაბიჯი 5: დაფის შეკრება (სურვილისამებრ საწყისი ნაბიჯი)

ნაწილები უნდა დაემატოს დაფას კონკრეტული თანმიმდევრობით, რათა საქმეები გამარტივდეს. თუ თქვენ კარგად ხართ USB კონექტორის პოზიციით დაფაზე, შეგიძლიათ გამოტოვოთ ამ ნაბიჯის დანარჩენი ნაწილი და გადადით ასამბლეის შემდეგ ნაწილზე. თუმცა, თუ გსურთ კონექტორი გამყარდეს დაფის უკანა მხარეს, ახლა დროა დაამატოთ მარჯვენა კუთხის სათაური.

დაიწყეთ USB კონექტორის ფრთხილად გათიშვით დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფის დანარჩენი ნაწილიდან. დაიჭირეთ დაფის დიდი ნაწილი ერთი ხელით და გამოიყენეთ ფანქარი ერთი კიდეებით, უშუალოდ წვრილი ხვრელების პერფორაციის ხაზთან, რომ ფრთხილად ამოიღოთ ჩანართი. ჩანართი განზე დააყენეთ. თქვენ დაგჭირდებათ ეს შემდგომ ეტაპზე.

მოათავსეთ მარჯვენა კუთხის სათაური დაფის უკანა მხარეს, როგორც ეს მოცემულია სურათზე. დაფის უკანა მხარე არის "123D CIRCUITS" აბრეშუმისებრი ეკრანით (ან ალბათ უნდა ვთქვა "123D CIRC", რადგან თქვენ უბრალოდ გაწყვიტეთ "UITS").

Solder header ადგილზე, გამოყენებით solder ზედა მხარეს ფორუმში.

კარგი მავთულის საჭრელების გამოყენებით, მოაჭერით თავების სათავეები, რომლებიც გამოდიან დაფის ზედა მხრიდან რაც შეიძლება ახლოს დაფასთან. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან ეს წამყვანები ავადდებიან სადღაც ცენტრში, სადაც საბოლოოდ წავა ATtiny85.

ნაბიჯი 6: დაამატეთ მიკროკონტროლის სოკეტი

ახლა დროა შევაერთოთ 8-პინიანი DIP სოკეტი-ან ATtiny85 ადგილზე. მე ძალიან გირჩევთ სოკეტის გამოყენებას, რადგან ის საშუალებას იძლევა ATtiny85 ადვილად მოიხსნას და დაერთოს იმ შემთხვევაში, თუ გსურთ მოგვიანებით შეიტანოთ ცვლილებები პროგრამაში. მოათავსეთ სოკეტი (ან ATtiny85 პინი 1 უახლოეს დაფის კიდეზე) შესატყვისი 8 ხვრელის მეშვეობით დაფის ზედა მხარეს. ზედა მხარე არის ის, რომელზეც არ არის დაბეჭდილი "123D სქემები". გადაატრიალეთ დაფა და განათავსეთ იგი მაგიდაზე ან სხვა სამუშაო ადგილზე, რათა სოკეტი ადგილზე დაიჭიროთ. Solder ქინძისთავები ფორუმში. თუ წინა საფეხურზე დაამატეთ 4 პინიანი მარჯვენა კუთხის სათაური, მაშინ ეს ქინძისთავები გარკვეულწილად იქნება გზაზე. კუთხე რკინის solder მათ ქვეშ.

ნაბიჯი 7: დაამატეთ მეტი მასალა

ახლა დროა დაამატოთ ღილაკი ან ჯუმბერის სათაური (ები), IR მიმღები და კონდენსატორი.

თუ გსურთ გქონდეთ ღილაკი, მოათავსეთ 4 პინი მიკროკონტროლერის სოკეტის ქვემოთ არსებული ხვრელების მეშვეობით დაფის ზედა მხარეს. შეამჩნევთ, რომ არის 6 ხვრელი. არ ინერვიულო ამაზე. შუაში არსებული ორი ხვრელი არ იქნება გამოყენებული. გადაატრიალეთ დაფა და შეაერთეთ ღილაკი ადგილზე.

თუ გსურთ გამოიყენოთ შუნტის მხტუნავები, ჩასვით ორი 3 პინიანი სათაური (ქინძისთავების მოკლე მხარე ქვემოთ) ამ ხვრელებში ზედა მხარეს. ისევ გადაატრიალეთ დაფა და მიამაგრეთ ქინძისთავები ადგილზე.

შემდეგი, მოათავსეთ ინფრაწითელი მიმღები დაფის ზედა მხარეს მდებარე 3 ხვრელის მეშვეობით. შეუთავსეთ მისი ორიენტაცია აბრეშუმის ეკრანზე მოცემულ კონტურს. ჩადეთ იგი რაც შეიძლება შორს, და მოხარეთ იგი ისე, რომ პატარა ბუშტუკების მხარე დაფისგან შორს იყოს. გადაატრიალეთ დაფა და შეაერთეთ ეს ადგილზე. გამოიყენეთ მავთულის საჭრელები, რომ შედუღების შემდეგ ამოიღოთ ქინძისთავების ზედმეტი სიგრძე ქვედა მხრიდან.

და ბოლოს, დაამატეთ კონდენსატორი. მისი ქინძისთავები მოთავსებულია ინფრაწითელი მიმღების ზემოთ დარჩენილ ორ ხვრელში. კონდენსატორის გვერდით თეთრი ზოლი ('-' უარყოფითი მხარე) დგას ATtiny85 სოკეტიდან. ისევ გადაატრიალეთ დაფა, მიამაგრეთ ტყვიები ადგილზე და ამოჭერით ზედმეტი მავთულის საჭრელებით.

ნაბიჯი 8: დაამატეთ NeoPixel ბეჭედი

NeoPixel ბეჭედი მიმაგრებულია 4 ცალი 22 ლიანდაგიანი მყარი ბირთვიანი მავთულის გამოყენებით, იზოლაცია ამოღებულია. დაიწყეთ მავთულის მონაკვეთის მოჭრა მინიმუმ 4 ინჩის სიგრძეში. გამოიყენეთ მავთულის სტრიპტერები, რომ ამოიღოთ ყველა იზოლაცია.

გაჭერით ეს მავთული 4 თანაბარ სიგრძეზე. მოხარეთ თითოეული მავთული "L" ფორმაში ერთი ბოლოდან დაახლოებით 1/4 ინჩზე.

დაფის ქვედა მხარე ზევით, ჩადეთ ეს მავთულები დაფის 4 კუთხის ხვრელებში. მოხრილი სექცია დაიცავს მათ სრიალისგან ბოლომდე. გააფართოვოს ისინი ადგილზე, და მოჭრილი მოხრილი ჭარბი ქვედა მხრიდან მავთულის საჭრელი.

გადაატრიალეთ დაფა და ფრთხილად მიაწოდეთ მავთულები ნეოპიქსელის რგოლის 4 ხვრელში, ნეოპიქსელებით კი მიკროსქემის დაფის მოშორებით. ფრთხილად იყავით, რომ NeoPixel ბეჭდის ხვრელები შეაერთოთ მიკროსქემის დაფაზე. თითოეულზე იბეჭდება ხვრელების სახელები. ემთხვევა PWR, GND, IN და OUT.

ბეჭედი შეძლებისდაგვარად ახლოს მიიტანეთ მიკროსქემის დაფასთან. ყველაფერი შეიძლება იყოს ოდნავ მჭიდრო, განსაკუთრებით კონდენსატორისა და IR სენსორის გარშემო. თუ ბეჭედი ბოლომდე არ გაივლის, ნუ იდარდებ.

რგოლის დაჭერა იმდენად ახლოს, რამდენადაც იგი წავა მიკროსქემის დაფაზე, მავთულხლართებს მოაყარეთ საგნები თავის ადგილას.

შეახვიეთ რგოლი მავთულხლართებს და ამოჭერით ზედმეტი მავთულები მავთულის საჭრელებით.

ნაბიჯი 9: დაამატეთ USB კონექტორის ჩანართი (სურვილისამებრ)

თუ თქვენ გადაწყვიტეთ USB კონექტორი პირდაპირ უკანა მხრიდან, ახლა დროა მიამაგროთ ის 4-პინიანი მარჯვენა კუთხის სათაურზე, რომელიც ადრე დაამატეთ.

ჩანართის ხვრელები, რომლებიც ადრე ამოიღეთ, მოათავსეთ მარჯვენა კუთხის სათაურზე ისე, რომ 4 სპილენძის USB კონტაქტი იყოს დაფის "CIRC" მხარეს, ხოლო ჩანართის "UITS" მხარე "123D" მხარეს. რა

გააპრიალეთ ეს ადგილზე.

ნაბიჯი 10: დაამატეთ ATtiny85

თუ თქვენ მიამაგრეთ 8 პინიანი DIP სოკეტი ადგილზე, ახლა დროა მასში ATtiny85 ჩადოთ.

ATtiny85- ის გასწორება ისე, რომ წერტილოვანი კუთხე ყველაზე ახლოს იყოს მიკროსქემის თეთრ წერტილთან. ფრთხილად დააჭირეთ ATtiny85 ადგილს, დარწმუნდით, რომ ყველა ქინძისთავები მიდიან იქ, სადაც უნდა.

ნაბიჯი 11: გასქელეთ USB კონექტორი

როგორც წესი, ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფები, რომელსაც თქვენ მიიღებთ, იქნება ოდნავ თხელი, ვიდრე მოსალოდნელია USB კონექტორისგან. ამის მარტივი გამოსავალია გორილას ფირის პატარა კვადრატის მოჭრა და მისი დამატება USB კონექტორის უკანა მხარეს (გვერდი USB სპილენძის კონტაქტების გარეშე!). გორილა ფირზე არის დაახლოებით ორჯერ უფრო სქელი, ვიდრე ჩვეულებრივი წებოვანი ლენტი და მშვენივრად მუშაობდა ჩემთვის.

ნაბიჯი 12: სცადეთ

შეაერთეთ თქვენი ახალი ღამის შუქი ჩართული USB კედლის ადაპტერში, ან სხვა ხელმისაწვდომი USB პორტში (თქვენს კომპიუტერში და ა.შ.). თუ ყველაფერი კარგად დასრულდა, ის უნდა ანათებდეს! თუ თქვენ დაამატეთ სურვილისამებრ IR მიმღები და გაქვთ დისტანციური მართვის პუნქტი, რომელიც მუშაობს firmware– თან (მაგალითად, Apple TV– ის დისტანციური სურათები სურათებში), შეგიძლიათ შეცვალოთ ჩვენების რეჟიმი.

ალტერნატიულად, თუ დააინსტალირეთ ღილაკი, შეგიძლიათ დააჭიროთ მას რეჟიმების შესაცვლელად.

თუ ამის ნაცვლად, თქვენ დააინსტალირეთ შუნტის მხტუნავების სათაურები, მაშინ შუნტის მხტუნავები შეიძლება განთავსდეს გაშვების ჩვენების რეჟიმის შესაცვლელად.

ნაბიჯი 13: Shunt Jumper პარამეტრები

თუ თქვენ აირჩევთ შუნტის ჯემპერის სათაურების დაყენებას, მაშინ შეგიძლიათ დააყენოთ გაშვების რეჟიმი, იმის საფუძველზე, თუ სად არის განლაგებული შუნტის მხტუნავები:

მარცხენა პოზიცია A + მარჯვენა პოზიცია A: ცისარტყელას მბრუნავი რეჟიმი

მარცხენა პოზიცია B + მარჯვენა პოზიცია A: ფერის შეცვლის რეჟიმი

მარცხენა პოზიცია A + მარჯვენა პოზიცია B: ნაპერწკლის შემთხვევითი რეჟიმი

მარცხენა პოზიცია B + მარჯვენა პოზიცია B უცვლელი მყარი ფერის რეჟიმი

ნაბიჯი 14: დისტანციური მართვის გამოყენებით

EBay– ზე აღმოვაჩინე იაფი დისტანციური მართვა, რომელიც შექმნილია ფერადი LED განათებით მუშაობისთვის. როგორც ჩანს, ნატურალური მორგება იყო. მე დავწერე თითოეული ღილაკის მიერ წარმოქმნილი კოდები და დავაყენე firmware, რომ იმოქმედოს შესაბამისად. ზემოთ მოყვანილი სურათი მიუთითებს რას აკეთებს სხვადასხვა ღილაკი.

თუ თქვენ არ გაქვთ ეს დისტანციური მართვის პულტი, შეგიძლიათ იპოვოთ კოდები, რომლებიც დაკავშირებულია სხვა დისტანციურ დისტანციებთან, ზუსტად იგივე Arduino კოდის გამოყენებით, მაგრამ რეალურ Arduino– ზე, ATtiny85– ის ნაცვლად. პროგრამა გამოაქვს კოდს, რომელიც დაკავშირებულია სერიული კონსოლის უმეტეს დისტანციური მართვის ღილაკთან. ამის გასაკეთებლად, დაუკავშირეთ IR მიმღების მოდული ციფრული pin სათაურის სლოტებში 2, 3 და 4, ობიექტივი კი დანარჩენი დაფისკენ.

ზემოთ მოცემულ სურათზე, კოდი 0xFD00FF შეესაბამება DFRobot IR დისტანციური დენის ღილაკს. აქ არის კოდი, რომელიც მუშაობს Tinkercad– ში. იმისათვის, რომ სცადოთ, დააწკაპუნეთ "კოდი", შემდეგ "სერიული მონიტორი", შემდეგ "სიმულაციის დაწყება". იმ მომენტში, თქვენ შეგიძლიათ დაიწყოთ ვირტუალურ დისტანციურ ღილაკზე დაჭერა, რომ ნახოთ სერიული კონსოლის ტექსტის გამომავალი:

ჩაწერეთ ეს თქვენი პულტის თითოეული ღილაკისთვის. ამის შემდეგ შეგიძლიათ შეცვალოთ წყაროს კოდი, რომ დაამატოთ ღილაკი თქვენი დისტანციური მართვისთვის.