ველოსიპედის უკანა შუქი ბრუნებით: 9 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:22

დავუშვათ. უკანა შუქები მოსაწყენია.

საუკეთესო შემთხვევაში ისინი ახამხამებენ თვალებს - შემომხედე! თვალებს ვხუჭავ - ოოოოო და ისინი ყოველთვის წითლები არიან. Ძალიან კრეატიული. ჩვენ შეგვიძლია ამის გაკეთება უკეთესად, შეიძლება არც ისე ბევრი, მაგრამ მაინც უკეთესი, ვიდრე უბრალოდ "მოციმციმე". მე ველოსიპედით ვსეირნობდი ახალი წლის აღნიშვნის დროს და ხალხს მოეწონა და ყველა არ იყო მთვრალი;-) დანარჩენი საკმაოდ წინ არის: 2x AA უჯრედები, გამაძლიერებელი 5V- ზე, ზოგიერთი RGB LED, სავალდებულო მიკროკონტროლი, საბაჟო დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფები BatchPCB– დან, პერფორიდან და ჩვეულებრივი შედუღების მექანიზმიდან.

ნაბიჯი 1: მთავარი სქემა

მართლაც არაფერი განსაკუთრებული. თუ თქვენ იცით, როგორ დააკავშიროთ AVR ჩიპი პურის დაფაზე ან არდუინო პურის დაფაზე, თუ ეს მოგწონთ უკეთესად, ამ მხრივ არანაირი პრობლემა არ შეგექმნებათ. მე გამოვიყენე KICAD სქემატური და ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფების შესაქმნელად. KICAD არის ღია წყარო და არწივისგან განსხვავებით, რომელსაც აქვს უფასო ვერსია (ასევე უფასოდ), აბსოლუტურად არანაირი შეზღუდვა არ არის დაფების ზომაზე. თქვენ ასევე იღებთ გერბერის ფაილებს, რომლებიც მუშაობენ თქვენთვის სასურველ სახლთან. Მაგალითად. BatchPCB– ს მათთან არანაირი პრობლემა არ ჰქონია.

სქემატურში თქვენ უბრალოდ ნახავთ პროცესორს, LED- ებს, რამდენიმე რეზისტორს და კონდენსატორს. Სულ ეს არის. ასევე არის რამდენიმე სათაური. დაფებს აქვთ ICSP სათაური ჩატვირთვის ჩამტვირთავი აპარატისთვის და 6 პინიანი სათაური მოსახერხებელი სერიული ატვირთვისთვის. ბოლო 2 სათაური ასახულია და შეიცავს ენერგიას, I2C- ს და კიდევ ორ GPIO/ADC პინს. 3 GPIO ქინძისთავები 3 დენის შემზღუდველი რეზისტენტებით გამოიყენება ერთი ფერის ყველა 8 ანოდის დენის მიწოდებისთვის. ინდივიდუალური LED- ები ჩართულია ან გამორთულია 8 GPIO- ს გამოყენებით, კათოდების მართვის მიზნით. ოპერაციის სახეობიდან გამომდინარე, LED- ები ან მულტიპლექსირებულია (PWM მეტი ფერისთვის) ან სრულად ჩართულია (უფრო მაღალი სიკაშკაშე). ზოგიერთი ინფორმაცია იმ პაკეტების შესახებ, რომლებიც მე გამოვიყენე ამ დაფაზე: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - რეზისტორები: 0805 SMD - კონდენსატორები: 0805 SMD, 1206 SMD

ნაბიჯი 2: LED- ებთან გამკლავება

მე არ ჩავწვდები დეტალურად აქ, რადგან ეს არაერთხელ არის გაშუქებული სხვაგან. თქვენ უბრალოდ უნდა დარწმუნდეთ, რომ არ გადააჭარბებთ მიკრო კონტროლერის მაქსიმალურ გამომავალ დენს პინზე (დაახლოებით 35mA ან ასე AVR– ებისთვის). იგივე ეხება LED- ების დენს. როგორც თქვენ შეგიძლიათ გამოიცნოთ სურათზე, მე გამოვიყენე ერთი SMD ები, რომ გავარკვიო რეზისტორების თანაფარდობა, რათა დაბალანსებული თეთრი შუქი მივიღო. მეორე მხარეს არის სამი 2k რაღაც პოტენომეტრი. Სულ ეს არის. ამ შემთხვევაში მე დავასრულე რეზისტორები 90 -დან 110Ω– მდე, მაგრამ ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა სახის LED მიიღებთ. უბრალოდ გამოიყენეთ სტანდარტული მულტიმეტრი, რათა დადგინდეს LED- ის შემდგომი ძაბვები V_led და თქვენ ხართ ბიზნესში.

ომის კანონის გამოყენებით, თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ მნიშვნელობები მცირე შუქდიოდური შუქებისათვის: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led არ უნდა აღემატებოდეს თქვენ მიერ გამოყენებული ნაწილების მიმდინარე ლიმიტს. ასევე ეს მიდგომა კარგია მხოლოდ დაბალი მიმდინარე პროგრამებისთვის (შესაძლოა 100mA– მდე) და არ უნდა იქნას გამოყენებული Luxeon ან CREE LED– ებისთვის! LED- ების მიმდინარეობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე და უნდა იქნას გამოყენებული მუდმივი დრაივერი. თუ გჭირდებათ მეტი ინფორმაცია ამ თემაზე, ვიკიპედიას ექნება გარკვეული ინფორმაცია. ნახევარგამტარების ელექტრული გამტარობის (დაბალი/მაღალი დოპინგი და სხვა) ან უარყოფითი ტემპერატურის კოეფიციენტის ძიება შეიძლება სასარგებლო იყოს. მე გამოვიყენე 6 პინიანი SMD RGB LED- ები არაფრის გარეშე. თუ მათ ეძებთ Google– ში, ბევრ შედეგს მიიღებთ. ჯადოსნური სიტყვებია "SMD, RGB, LED, PLCC6 5050". 5050 არის მეტრული განზომილება x და y– ის 0.1 მმ ერთეულში. Ebay– ზე თქვენ ნახავთ მათ ასევე 50 ¢ ერთ ნაწილად მაღალი მოცულობის შეკვეთებისთვის. 10 პაკეტი ამჟამად 10 დოლარად იყიდება. მე მივიღებ მინიმუმ 50;-)

ნაბიჯი 3: უკანა თვითმფრინავი და ენერგიის წყარო

უკანა თვითმფრინავი უზრუნველყოფს სიმძლავრეს და საერთო I2C ავტობუსს ორივე დაფაზე. თითოეულ დაფას აქვს 8 RGB LED და ATmega168 მკუ, რომელიც მუშაობს შიდა ოსცილატორთან 8 მჰც სიხშირით. ეს უკანასკნელი მოითხოვს სინქრონიზაციას დაფებს შორის და/ან ოსცილატორების ხელახალი კალიბრაციას. ეს პრობლემა კვლავ გამოჩნდება კოდის განყოფილებაში.

5V გამაძლიერებელი კონვერტორის სქემა აღებულია Maxim MAX756– ის მონაცემთა ფურცლიდან ყოველგვარი ცვლილების გარეშე. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი სხვა ჩიპი, რომელიც თქვენთვის შესაფერისია, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს დაახლოებით 200mA 5V– ზე. უბრალოდ დარწმუნდით, რომ გარე ნაწილების რაოდენობა დაბალია. როგორც წესი, დაგჭირდებათ მინიმუმ 2 ელექტროლიტური კონდენსატორი, შოთკის დიოდი და ინდუქტორი. საცნობარო დიზაინს მონაცემთა ცხრილში აქვს ყველა ნომერი. მე გამოვიყენე მაღალი ხარისხის FR4 (ბოჭკოვანი მინა) დაფები ამ სამუშაოსთვის. უფრო იაფი როზინზე დაფებიც შეიძლება იმუშაოს, მაგრამ ისინი ძალიან ადვილად იშლება. მე არ მინდა დაფები დაიშალა bumpy ride. თუ თქვენ უკვე ფლობთ "MintyBoost" - ს, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ის ასევე, თუ შეძლებთ მის მოტოციკლზე მორგებას.

ნაბიჯი 4: თქვენ უნდა გქონდეთ კოდი

მაღალი სიკაშკაშის რეჟიმში დაფა მხარს უჭერს 6 სხვადასხვა ფერს + თეთრს. ფერი არჩეულია 3 GPIO ქინძისთავის დაყენებით მაღალი ან დაბალი. ამრიგად, რვა LED ნათურა შეიძლება სრულად იყოს ჩართული, მაგრამ აჩვენოს მხოლოდ ერთი და იგივე ფერი.

PWM რეჟიმში ფერი განისაზღვრება პულსის სიგანის მოდულირებული სიგნალის გამოყენებით 3 GPIO ქინძისთავით და 8 LED- ის მულტიპლექსით. ეს ამცირებს საერთო სიკაშკაშეს, მაგრამ ახლა ინდივიდუალური ფერის კონტროლი შესაძლებელია. ეს ხდება ფონზე შეწყვეტის რუტინით. ძირითადი ფუნქციები ხელმისაწვდომია LED- ების გარკვეული ფერის მნიშვნელობის დასადგენად, RGB სამეულის ან HUE მნიშვნელობის გამოყენებით. მოწყობილობა დაპროგრამებულია C- ში Arduino IDE გამოყენებით მოხერხებულობისთვის. მე დავამატე მიმდინარე კოდი, რომელსაც მე ვიყენებ. უახლესი ვერსიები ხელმისაწვდომია ჩემს ბლოგში. თქვენ შეგიძლიათ დაათვალიეროთ GIT საცავი gitweb ინტერფეისის გამოყენებით. ბევრი სულელური პროგრამული შეცდომა გამოჩნდება, დარწმუნებული ვარ ამაში;-) მეორე ფიგურა ასახავს PWM თაობას. აპარატურის მრიცხველი ითვლება ბოლოდან ზევით. მას შემდეგ, რაც მრიცხველი აღემატება გარკვეულ რაოდენობას, რომელიც წარმოადგენს სასურველ ფერს, გამომავალი იცვლება. მას შემდეგ, რაც მრიცხველი მიაღწევს თავის მთავარ მნიშვნელობას, ყველაფერი გადატვირთულია. LED- ის აღქმული სიკაშკაშე გარკვეულწილად პროპორციულია სიგნალის დროულად. მკაცრად რომ ვთქვა ეს ტყუილია, მაგრამ უფრო ადვილად გასაგები.

ნაბიჯი 5: ნახეთ იგი მოქმედებაში

მხოლოდ რამდენიმე წინასწარი ტესტი. დიახ, მას ასევე შეუძლია სრული RGB ფერები;-)

რეალური სამყაროს ტესტირება. დიახ, ჩვენ გვქონდა თოვლი, მაგრამ ეს იყო შობის წინ. ახლა ისევ გვაქვს თოვლი. როგორც ყოველთვის, საშობაო არდადეგების და ახალი წლის აღნიშვნის დროს ყველაფერი რაც გვქონდა იყო წვიმა. გთხოვთ, იგნორირება მოახდინოთ ჩემი ვიდეოს შუა ვიდეოზე, მე ვბერდები, ასე რომ დაკავება ცოტათი რთულდება. საბოლოოდ რამდენიმე ოდნავ გაუმჯობესებული ეფექტი. Მისია შესრულებულია. მიმზიდველი უკანა შუქები და არალეგალური, სადაც მეც ვცხოვრობ;-) დარწმუნებული ვარ, რომ ძილიანი ან უმეცარი მძღოლები აღარ დამიტოვებენ. ვადების ცოტათი მორგებით, თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ საკმაოდ შემაშფოთებელი ეფექტები, რომლებიც კარგი თვალშისაცემია. განსაკუთრებით ღამით. დაფებზე არის 4 GPIO/ADC ქინძისთავები (2 შეიძლება გამოყენებულ იქნას მცირე I2C ქსელის შესაქმნელად), ადვილი უნდა იყოს ღილაკის მიერთება, რათა გამოიწვიოს ყველა სახის ეფექტი. CdSe ფოტო რეზისტორის დაკავშირება ასევე იმუშავებს. მთლიანი მასალის ღირებულება დაახლოებით 50 $. ყველაზე დიდი ნაჭერი შევიდა დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფებზე. დაბალი მოცულობის შეკვეთის ჯარიმა, როგორც ყოველთვის. აშშ -ში მობილური ტელეფონების კომპანიის ოდესღაც ფართოდ გავრცელებული სატელევიზიო რეკლამის ანალოგიით, ნება მომეცით გკითხოთ ეს: "შეგიძლია ახლა დამინახო? - კარგი."

ნაბიჯი 6: განახლებული დიზაინი

აქა -იქ რაღაცეები შევცვალე.

ყველაზე აღსანიშნავია დაბალი ვარდნის ძაბვის რეგულატორის დამატება. ახლა დაფას შეუძლია იმუშაოს 4 -დან 14V DC– მდე. მე ასევე შევცვალე PCB ფერი ყვითლად და დავამატე მხტუნავები ავტომატური გადატვირთვის გასაუქმებლად და ძაბვის მარეგულირებლის გვერდის ავლით, თუ ეს არ არის საჭირო. დემო კოდი ხელში ჩაგდება და შეკრების ინსტრუქციები. თქვენ ასევე ნახავთ KiCAD ფაილებს და სქემატურს. თუ გსურთ, შეგიძლიათ მეტი ინფორმაცია იხილოთ ჩემს ბლოგზე.

ნაბიჯი 7: დიდი ზომის

შემდეგი რამ სიაში: Tic Tac Toe

ნაბიჯი 8: მეტი მსუბუქი ჰაკი

3 მავთულის და კიდევ 3 რეზისტორის დამატებით სიკაშკაშე შეიძლება გაორმაგდეს. ახლა ორი GPIO ქინძისთავი თითო ფერი გამოიყენება დენის წყაროსთვის.

ნაბიჯი 9: მეტი განახლება

ასე რომ, მე საბოლოოდ გადავედი "მუნჯი" შეფერხებით მართული PWM– დან BCM– ზე (ორობითი კოდის მოდულაცია). ეს მკვეთრად ამცირებს პროცესორის დროს დახარჯულ LED პინების ტრიალს და მნიშვნელოვნად ზრდის სიკაშკაშეს. ყველა გაუმჯობესებული კოდი შეგიძლიათ იხილოთ github– ზე. ვიდეოს პირველი რამდენიმე წამი აჩვენებს გაუმჯობესებას მარცხენა დაფაზე. სანამ ამ დაფის მომდევნო ტექნიკური გადახედვა არ დასრულდება (დაფების ჩამოსვლას ელოდება), ეს ცოტათი „მეტი შუქის“მოთხოვნილებას დააკმაყოფილებს. სავსე აფეთქებით გაშლილი ახალი დაფების ყურება მტკივნეული იქნება.