Boomstick - ანიმაციური LED დრაივერი: 10 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

Boomstick არის პროექტი პროგრამირებადი RGB LED- ების ანიმაციური სტრიქონის შესაქმნელად, რომელიც იკვებება პატარა არდუინოს საშუალებით და რეაგირებს მუსიკას. ეს სახელმძღვანელო ყურადღებას ამახვილებს ერთ ტექნიკურ კონფიგურაციაზე, რომლის შეკრებაც შეგიძლიათ Boomstick პროგრამული უზრუნველყოფის გასაშვებად. ეს ტექნიკა დიდი ზომისაა ტარებადი ნივთების ჩასადებად, როგორიცაა ხალათი ან სპიკერი, ან პორტატული ტოტემის ბოძის სიგრძის გასანათებლად. კომპონენტები მოიცავს მიკროფონს (მუსიკის ასაღებად), ღილაკს (სიკაშკაშის შესაცვლელად) და ღილაკს (ანიმაციის გადასატანად). მთელი ერთეული (LED- ების ჩათვლით) იკვებება ერთი მიკრო USB პორტით, რომელიც შეიძლება იყოს ჩართული კედლის ადაპტერში, ან პორტატული USB ბატარეის დამტენი.

ეს პროექტი ზომიერად რთულია. თქვენ უნდა იყოთ კომფორტულად შედუღებული და გქონდეთ მოთმინება მცირე ნაწილებთან მუშაობისთვის. მშენებლობის საერთო დრო 2+ საათია.

ნაბიჯი 1: კომპონენტები და ინსტრუმენტები

• ადაფრუტი პერმა-პროტო ნახევრად ზომის პურის დაფა-$ 4.50
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9.95
• ელექტროეტის მიკროფონის გამაძლიერებელი - MAX5566 რეგულირებადი მოგებით - $ 6.95
• USB Micro -B Breakout Board - $ 1.50
• Breadboard Trim Potentiometer - 10K - $ 1.25
• ტაქტილური ღილაკის გადამრთველი (6 მმ)
• 10K ohm რეზისტორი
• 3 პინიანი JST SM კაბელები - $ 1.50

ყველა ბმული არის ადაფრუტიდან და მე ვწერ მიმდინარე ფასს წერის დროს (შეცვლის პირობებში!) მთლიანი ღირებულება უნდა იყოს 30 დოლარამდე. თქვენ ასევე დაგჭირდებათ:

• NeoPixel RGB ზოლები - შეარჩიეთ თქვენი პროექტის საჭიროებისამებრ, მაგრამ მე ვთვლი, რომ 30LED/m კარგად მუშაობს ტარებისთვის
• ტარებადი ელემენტი ან მსგავსი შუქდიოდების ჩასასმელად
• მცირე ზომის ლიანდაგის მავთული - მე ვფიქრობ, რომ ადაფრუტის ეს მყარი ძირითადი ნაკრები მშვენივრად მუშაობს
• Soldering რკინის, solder, ნაკადი
• გამრეცხი დიაგონალური საჭრელი - სრულყოფილია შედუღების შემდეგ ჭარბი მავთულის მოსაშორებლად
• მავთულის სტრიპტიზიორი
• ცხელი წებოს იარაღი
• უხეში ხრეშის ქვიშა

მე გირჩევთ აიღოთ USB ბატარეის პაკეტი, თუ თქვენ აშენებთ ტარებას. მე მქონდა ღირსეული გაშვების დრო (6+ სთ 60 LED სიმებიანი სრული სიკაშკაშე) Anker PowerCore 10000– დან.

ნაბიჯი 2: მოამზადეთ PermaProto დაფა

ჩვენ გვსურს რაც შეიძლება მჭიდროდ განვათავსოთ ჩვენი კომპონენტები და, სამწუხაროდ, ეს იმას ნიშნავს, რომ ჩვენ გვჭირდება PCB– ზე ზოგიერთი კვალის ამოჭრა, ისე რომ მიკროსქემის სხვადასხვა ნაწილი ერთმანეთთან არ იყოს დაკავშირებული.

1. დაიჭირეთ PCB ტექსტით თავდაყირა, შემდეგ გადაატრიალეთ იგი ზემოდან ქვემოდან (ისე, რომ მარცხენა მხარე კვლავ მარცხნივ იყოს).
2. მკვეთრი დანის წვერით ფრთხილად გაჭერით სურათზე მითითებული კვალი. სამი ქულა ვერტიკალურ კვალში არის #5, 9 და 11.
3. თქვენ შეიძლება დაგჭირდეთ კვალი რამდენჯერმე, და თუნდაც გადაფხეკოთ PCB– ში, რათა უზრუნველყოთ სუფთა შესვენება. გაითვალისწინეთ, რომ ორი ჰორიზონტალური კვალი ზედა ნაწილში უფრო ღრმაა და მოითხოვს მეტ ჭრის ძალას.
4. სურვილისამებრ, გამოიყენეთ მულტიმეტრი იმის შესამოწმებლად, რომ არ არსებობს გამტარობა თითოეულ კვალზე.
5. სურვილისამებრ, დიაგონალური ფლეშიანი საჭრელების გამოყენებით, ამოჭერით სურათზე ნაჩვენები პატარა კვადრატი. ამის გაკეთება შეგიძლიათ თითოეული 4 მხარის გაჭრით რაც შეიძლება ღრმად საჭრელით, შემდეგ დაფა გადააბრუნეთ და გაჭერით მეორე მხრიდან. ეს ხვრელი იძლევა წვდომას მიკროფონის დაფაზე მორთული პოტენომეტრზე, როდესაც დავასრულებთ.

ნაბიჯი 3: შეაერთეთ გაყვანილობის პირველი ნაკრები

არსებობს მრავალი გზა, რომლითაც ამ პროექტში მავთულები და კომპონენტები შეიძლება გაერთიანდეს. თუმცა, ამ სახელმძღვანელოს მიდგომა კარგად გამომადგა და გაიარა რამდენიმე გამეორება. მიზანი იმისა, თუ როგორ არის გაყვანილი გაყვანილობა, არის ის, რომ მავთულხლართების გადაფარვა არ უნდა იყოს არაუმეტეს ორი ფენისა ნებისმიერ წერტილში, ასე რომ იზრუნეთ მჭიდროდ დაიცვას მავთულის პოზიციები და სიგრძე. ამ სახელმძღვანელოს თითოეულ სურათზე, მავთულები არის ფერადი კოდირებული:

• წითელი მიუთითებს 5V პოზიტიურ მავთულზე.
• ყვითელი მიუთითებს 3V პოზიტიურ მავთულზე.
• თეთრი მიუთითებს სიგნალზე ან მონაცემთა მავთულზე.
• შავი მიუთითებს მიწის მავთულზე.

გარკვეული ზრუნვაა საჭირო მავთულის მოსამზადებლად და შესადუღებლად. ეს არის ჩემი ტიპიური პროცესი:

1. გაჭრა მავთულის სავარაუდო სიგრძე, რაც საჭიროა.
2. გათიშეთ ერთი ბოლო - სიგრძე არ არის ძალიან მნიშვნელოვანი, რადგან შემდეგ ზედმეტს მოაცილებთ.
3. ჩადეთ გაშიშვლებული მავთული პირველი ხვრელის გავლით და დადგით მავთული თავის საბოლოო პოზიციაზე.
4. შეაფასეთ იზოლაცია პირდაპირ მეორე ხვრელზე თქვენი ესკიზის საშუალებით.
5. ამოიღეთ მავთული და მოაშორეთ მეორე ბოლო მინიატურული წერტილის ადგილას.
6. ხელახლა ჩადეთ მავთული და შეაერთეთ თითოეული ბოლო.
7. მოჭრილი ჭარბი.

ამ პირველი ნაბიჯისათვის, ჩვენ ვაპირებთ ჩამოვაყალიბოთ გაყვანილობის საწყისი ფენა, სანამ რაიმე კომპონენტს დავამატებთ. ეს ცოტა მოგვიანებით გაგვიადვილებს ცხოვრებას, რადგან ზოგიერთი ნაწილი მიუწვდომელი გახდება შესადუღებლად და გასაპრიალებლად.

1. შედუღება 10K ohm რეზისტორში მითითებულ პოზიციაში.
2. შეაერთეთ დამატებითი მავთულები სურათზე ნაჩვენები სავარაუდო პოზიციებში. გაითვალისწინეთ დამატებითი სიგრძე და მრუდი შავ/წითელ მავთულებში.
3. გადაატრიალეთ დაფა და ორმაგად შეამოწმეთ ადგილები გამწოვ ადგილებზე.

ჩვენ ასევე ვაპირებთ ამ ეტაპზე LED კონექტორის მიმაგრებას. მისი მონაცემთა კავშირი მიუწვდომელი იქნება Arduino– ზე შედუღებისთანავე.

1. გაყავით კონექტორის სამი მავთული.
2. დაიჭირეთ კონექტორი დაფაზე თქვენი ცერა თითით და მოათავსეთ შუა მავთული, როგორც ნაჩვენებია, მიაღწიეთ გასწვრივ #10 კვალს.
3. გაჭერით მავთული შესაბამის სიგრძეზე (ცოტა ზედმეტი დატოვეთ ხვრელში).
4. გახეხეთ და კალის კაკალი.
5. დაასხით იგი მითითებულ ხვრელში.

გახსოვდეთ, რომ მუშაობისას გააგრძელეთ ჭრის ზედმეტი მავთულები თქვენი დიაგონალური გამრეცხი საჭრელებით!

ნაბიჯი 4: არდუინოს დამატება

დროა შევაერთოთ ჩვენი პირველი კომპონენტი! გაითვალისწინეთ, რომ Arduino– ს, მიკროფონისა და მიკრო USB– ის გარღვევისთვის, თითოეულ მათგანს წინასწარ უნდა შევაერთოთ ქინძისთავები. სპეციალურად არდუინოსთვის ჩვენ არ ვკერავთ ყველა ქინძისთავს. მხოლოდ ქვეჯგუფია საჭირო და ის ჩვენს ცხოვრებას გაადვილებს, თუკი ერთ მხარეს არის რაღაც ხარვეზები. მიჰყევით სურათებს ყურადღებით

1. იმისათვის, რომ ქინძისთავები შევაერთოთ კომპონენტებზე, მიმაჩნია, რომ უადვილესია ქინძისთავების და კომპონენტის ერთმანეთზე გადატანა პურის დაფაზე, სანამ მათ გავაკრავ. ეს დარწმუნდება, რომ ქინძისთავები ყველა განლაგებულია ვერტიკალურად და კვადრატულია კომპონენტთან. ფრთხილად იყავი, რომ თავი არ დაიძაბო! ყველაზე ადვილია ქინძისთავების დაჭერა რაიმე ბრტყელი და მყარი საშუალებით.
2. ორიენტაცია არდუინოზე როგორც სურათზეა ნაჩვენები. თქვენ შეგიძლიათ ჩართოთ ქინძისთავების სრული რიგი ზღვარზე BAT/G/USB– ით დაწყებული.
3. RST/5V/ARef ზღვარზე, გატეხეთ 4 ქინძისთავები და 6 ქინძისთავები. 4 ქინძისთავები მიდიან 5V– დან A0– მდე, ხოლო 6 ქინძისთავები A4– დან 3V– მდე.
4. მიამაგრეთ ყველა ქინძისთავი სათითაოდ, დარწმუნდით, რომ არდუინო მშვენივრად ჯდება შავ პლასტმასთან ერთად.
5. ამოიღეთ იგი ბორდიდან და კიდევ ერთხელ შეამოწმეთ ქვედა ნაწილი იმის დასადასტურებლად, რომ ქინძისთავები გამოიყურება როგორც სურათზე.

ახლა ჩვენ მზად ვართ შევაერთოთ იგი PCB- ზე!

1. განათავსეთ Arduino როგორც ნაჩვენებია სურათზე.
2. დარწმუნდით, რომ LED კონექტორის მონაცემთა მავთული გადის A1/A2/A3 უფსკრულიდან.
3. გამოიყენეთ ფირზე, რომ საჭიროების შემთხვევაში შეაყოვნოთ კომპონენტი PCB– ზე და შეაერთეთ იგი დაფაზე ქვემოდან.
4. მოჭერით ზედმეტი ქინძისთავები თქვენი დიაგონალური გამრეცხი საჭრელების გამოყენებით. ფრთხილად იყავით - ამან შეიძლება გააგზავნოს პინის პატარა ნაჭრები მაღალი სიჩქარით დაფრინავს. მე გირჩევთ რაიმე სახის სათვალე ატაროთ და დაფა მიზანმიმართულად ნაგავში გადააგდოთ, ან შესაძლოა მეორე ხელით.

ნაბიჯი 5: მეტი კომპონენტი

ახლა ჩვენ მზად ვართ შევაერთოთ დანარჩენი კომპონენტები PCB- ზე.

პირველ რიგში, ჩვენ უნდა შევაერთოთ დამატებითი მავთული დაფის ქვედა მხარეს. გაითვალისწინეთ ყვითელი მავთული პირველი სურათის მარჯვენა მხარეს!

მას შემდეგ რაც გაკეთდება და ჭარბი დალაგდება, დროა მიკროფონისთვის.

1. პირველი, მიამაგრეთ სამი ქინძისთავი მიკროფონის გარღვევის დაფაზე. გაითვალისწინეთ, რომ ამ კომპონენტისთვის კარგია (თუნდაც სასურველია), რომ იგი მოთავსდეს PCB– ის კუთხეზე - გაითვალისწინეთ მეორე სურათის მარჯვენა მხარე. ამის მისაღწევად უმარტივესი გზაა ქინძისთავების ჩასხმა, სანამ ისინი პურის დაფაზეა დაჭერილი და მიკროფონის დაფა დახრილი უნდა იყოს დაფაზე.
2. სურვილისამებრ, მორთეთ მიკროფონის პოტენომეტრი. ძალიან ფრთხილად გამოიყენეთ პატარა ხრახნიანი პოტენციომეტრი საათის ისრის შესაცვლელად (მითითებულია მესამე სურათზე). გაითვალისწინეთ, რომ ეს არის ძალიან დელიკატური კომპონენტი და ადვილად იშლება. ეს მხოლოდ ნაწილობრივ რევოლუციას მოახდენს, ნუ აიძულებ ამას. პოტენომეტრის მორთვა საათის ისრის მიმართულებით ამცირებს გამაძლიერებლის ძალას, რაც მიკროფონს ნაკლებად მგრძნობიარე ხდის და იძლევა უკეთეს ხარისხს მართლაც ხმამაღალ გარემოში (ღამის კლუბის ან მუსიკალური ფესტივალის მსგავსად). ამასთან, გაითვალისწინეთ, რომ ეს გაართულებს ეფექტების გაჩენას უფრო წყნარ გარემოში, როგორიცაა მუსიკის მოსმენა სახლში.
3. გამოიყენეთ ცხელი წებოს იარაღი, რათა დადოთ წებოს წვეთი იმ პოზიციაზე, რომელიც მითითებულია მესამე სურათზე.
4. დააჭირეთ მიკროფონს PCB– ზე მითითებულ პოზიციაზე - ქინძისთავები უნდა იყოს მეორე რიგში ქვემოთ, #17-19 კვალის გასწვრივ.
5. გადააბრუნეთ PCB და შეაერთეთ ქინძისთავები. მოაცილეთ ზედმეტი.

ახლა მოდით გავაკეთოთ მიკრო USB გარღვევა.

1. მიკროფონისგან განსხვავებით, ჩვენ გვსურს, რომ მიკრო USB დაფა კვადრატული იყოს ქინძისთავებით. ეს ხდება ისე, რომ USB კაბელი გამოდის დაფაზე პარალელურად მიერთებისას და არ ერევა PCB- ში. გაუფრთხილდით მას ქინძისთავების შედუღების დროს და დაფაზე შედუღების დროს. კვლავ იხილეთ მეორე სურათი საბოლოო ორიენტაციისთვის.
2. თქვენ შეგიძლიათ კვლავ გამოიყენოთ ცხელი წებო, რათა წინასწარ დაადგინოთ გარღვევა სწორ ადგილას. ქინძისთავები უნდა იყოს ქვედა რიგში (არა ძალაუფლების ორი მწკრივი), #15-19 კვალის გასწვრივ.
3. საჭიროების შემთხვევაში გაამაგრეთ ადგილი დაფის ქვეშ დამატებითი ცხელი წებოთი. ეს უზრუნველყოფს ძალიან საჭირო ძალას, რადგან პორტმა შეიძლება მიიღოს ბრუნვის ძალები თანდართული USB კაბელიდან.

დაბოლოს, ჩვენ უნდა შევაერთოთ ღილაკი და პოტენომეტრი.

1. დაიწყეთ ღილაკით. ოდნავ გააფართოვეთ მისი ფეხები და ჩადეთ იგი სურათზე ნაჩვენებ მდგომარეობაში.
2. თქვენ შეგიძლიათ წარმართოთ ფეხები შიგნიდან ქვემოდან, რათა ხელი შეუწყოთ ღილაკის შენარჩუნებას.
3. შეაერთეთ თითოეული ფეხი დაფის ზემოდან.
4. ახლა ჩადეთ პოტენომეტრი, როგორც ნაჩვენებია. გაითვალისწინეთ, რომ ქინძისთავები გამოსახულების ზედა ნაწილშია.
5. მიამაგრეთ იგი დაფაზე დროებით რამდენიმე ლენტით და შეაერთეთ იგი დაფის ქვედა მხრიდან.

ნაბიჯი 6: საბოლოო გაყვანილობა

მოკლედ შევინახავ ინსტრუქციას, მაგრამ ჩვენ უნდა დავასრულოთ გაყვანილობა დაფის ქვედა მხარეს.

1. შეაერთეთ შავი და ყვითელი ხაზები პირველ სურათზე მარცხნივ. ეს უზრუნველყოფს ძაბვის დიაპაზონს, რომელსაც გამოიმუშავებს პოტენომეტრი.
2. შეაერთეთ შავი და თეთრი მავთულები ქვედა მარჯვენა კუთხეში მეორე სურათზე. ისინი უზრუნველყოფენ მიკროფონის მიწის და გამომავალ გაყვანილობას.
3. დარწმუნდით, რომ ყველა მავთული არის როგორც ნაჩვენებია.

ჩვენ უკვე დავასრულეთ ქვედა მხარე! თქვენ შეგიძლიათ სურვილისამებრ შენიშნოთ ცხელი წებო სტრატეგიულად მავთულხლართების დასაკავებლად და შორტებისგან დაცვის უზრუნველსაყოფად - თუმცა მე ჩვეულებრივ არ ვაწუხებ.

ნაბიჯი 7: LED კონექტორის დენის გაყვანილობა

LED კონექტორს სჭირდება ენერგიის პირდაპირ USB შეყვანა. მოდით მივიღოთ ის soldered ადგილზე ახლა.

1. დაიჭირეთ კონექტორი ცერა თითით დაფაზე, მის საბოლოო ადგილას (იხ. სურათი 2).
2. ჩვენ ვაპირებთ მცირე სიგრძის მავთულის (1-2 მმ) მოხსნას და შევაერთოთ იგი უშუალოდ არსებული შედუღების სახსრების ზედა ნაწილში მეორე ქვემოდან.
3. მოჭრილი და ზოლები თითოეული ორი მავთულის შესაბამისად. როგორც ნაჩვენებია პირველ სურათზე, ქვედა მავთული უნდა დაერთოს 5V სახსარს, ხოლო ზედა მავთული უნდა დაერთოს GND- ს.
4. თუნუქის გაშიშვლებული ორივე ნაწილი.
5. Solder მათ ყურადღებით არსებული solder სახსრების. დარწმუნდით, რომ 5V მავთული არ უკავშირდება მის მარცხნივ მდებარე კვალს, რადგან ის ატარებს 3.3V სიგნალს და ამით შეიძლება მოკვდეს თქვენი Arduino. მიზანშეწონილია შეამოწმოთ, რომ არ არის გამტარობა ორ კვალს შორის მულტიმეტრით, სანამ დაფაზე ჩართავთ.
6. ცხელი წებოთი LED კონექტორი მყარად დადეთ დაფაზე და გააძლიერე იგი უამრავი წებოთი.

დარწმუნდით, რომ თქვენი დაფა ჰგავს ფოტოს!

ნაბიჯი 8: დაფასთან დაკავშირება

დაფასთან დაკავშირების ორი ძირითადი გზა არსებობს.

• Arduino– ს დასაპროგრამებლად დაუკავშირდით USB პორტს პირდაპირ მასზე (სურათი 1).
• LED- ების გასაშვებად, დაუკავშირდით USB პორტს ბოლოში და შეაერთეთ LED- ები (სურათი 2).

ნაბიჯი 9: შეხების დასრულება

კომპონენტები მაქსიმალურად კომპაქტურია, ამიტომ ზოგიერთი PCB ცარიელი რჩება. თქვენ შეგიძლიათ ფრთხილად გაჭრა ეს, როგორც ნაჩვენებია სურათზე. მე არ ვარ დარწმუნებული ამის საუკეთესო გზა ზუსტად - მე ვიყენებ მძიმე მავთულის საჭრელებს, მაგრამ თქვენ შეიძლება ასევე გამოიყენოთ ხერხი თუ ფრთხილად იყავით. არსებული ხვრელების გაჭრა ოდნავ ამარტივებს.

მას შემდეგ რაც ზედმეტს მოაშორებთ, მე გირჩევთ, რომ კიდეები და კუთხეები მოიხეხოთ უხეში ხრეშით, რადგან PCB შეიძლება იყოს საკმაოდ მკვეთრი.

მთელი ეს ერთეული შეიძლება გახვეული იყოს სითბოს შემცირების ფართო ფირზე, რომელზეც ხვრელებია დაჭრილი საკონტროლებსა და პორტებზე წვდომისათვის.