Radio SteamPunk: 10 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:18

Projekti: SteamPunk Radio

Data: Maj 2019 - Gusht 2019

P ORMBLEDHJE

Ky projekt është pa dyshim më kompleksi që kam ndërmarrë, me gjashtëmbëdhjetë tuba IV-11 VFD, dy karta Arduino Mega, dhjetë qarqe të dritës LED Neon, një servo, një elektromagnet, dy çipa MAX6921AWI IC, pesë furnizime me rrymë DC, një fuqi HV furnizim, dy matës DC Volt, një matës DC Amp, radio stereo FM, përforcues i fuqisë 3W, ekran LCD dhe tastierë. Përveç listës së pjesëve të mësipërme, dy programe softuerike duheshin zhvilluar nga e para dhe më në fund ndërtimi i të gjithë radios kërkoi rreth 200 orë punë.

Vendosa ta përfshij këtë projekt në faqen e Instructables duke mos pritur që anëtarët ta riprodhojnë këtë projekt në tërësinë e tij, por më tepër të zgjedhin elementet që u interesojnë atyre. Dy fusha me interes të veçantë për anëtarët e sitit mund të jenë kontrolli i 16 tubave VDF IV-11 duke përdorur dy çipa MAX6921AWI dhe instalime elektrike të lidhura me të, dhe komunikimet midis dy kartave Mega 2650.

Komponentët e ndryshëm të përfshirë në këtë projekt janë buruar në vend, përveç tubave IV-11, dhe patate të skuqura MAX6921AWI të dyja të marra në EBay. Doja të riktheja në jetë sende të ndryshme që përndryshe do të zbeheshin në kuti me vite. Të gjitha valvulat HF ishin me burim me kuptimin se të gjitha ku njësitë dështuan.

Hapi 1: LISTA E PJESVE

1. 2 x Arduino Mega 2560 R3

2. Radio RDA5807M FM

3. Përforcues PAM8403 3W

4. Altoparlantë 2 x 20W

5. Di-pole FM Ariel

6. 16 tuba X IV-11 VDF

7. 2 x MAX6921AWI IC Chip

8. 2 x MT3608 2A Max DC-DC Moduli i Fuqisë Fuqizuese Moduli i Fuqisë

9. Modul 2 x XL6009 400KHz Buck Automatic

10. Modul 1 kanal, Shkaktues i nivelit të ulët 5V për Arduino ARM PIC AVR DSP

11. Mburoja e modulit 2-kanalësh 2V 5-kanalësh për Arduino ARM PIC AVR DSP

12. Ngritja e magnetit elektrik 2.5KG/25N Thithës solenoid Elektromagnet DC 6V

13. Motori stepper me 4 faza mund të drejtohet nga çipi ULN2003

14. 20*4 LCD 20X4 5V Ekran blu LCD2004 ekran modul LCD

15. Moduli i ndërfaqes serike IIC/I2C

16. 6 x Bite 7 X WS2812 5050 RGB Drita e Llambës Unazë LED me Drejtues të Integruar Neo Pixel

17. 3 x Unazë LED 12 x WS2812 5050 RGB LED me Drejtues të Integruar Neo Pixel

18. 2 x Unazë LED 16 x WS2812 5050 RGB LED me Drejtues të Integruar Neo Pixel

19. Rrip LED Flexible RGB 5m Gjatësia

20. Tastiera me 12 çelësa të ndërrimit të membranës 4 x 3 Matrix Array Matrix Matrix tastiera e tastierës

21. BMP280 Sensori dixhital barometrik i presionit të lartësisë 3.3V ose 5V për Arduino

22. Moduli DS3231 AT24C32 IIC Precision RTC Moduli i orës në kohë reale

23. 2 x Potenciometër rrotullues linear i boshtit të rrotulluar 50K

24. Përshtatës i energjisë 12V 1 Amp

Hapi 2: IV-11 TUBAT VDF DHE MAX6921AWI IC CHIP

Përdorimi i këtij çipi MAX6921AWI nga ky projekt bazohet në projektin tim të mëparshëm të Ora me Alarm. Çdo grup prej tetë tubash IV-11 kontrollohen përmes një çipi të vetëm MAX6921AWI duke përdorur metodën e kontrollit Multiplex. Dy PDF-të e bashkangjitura tregojnë instalimet elektrike të kompletit me tetë tuba dhe si çipi MAX6921AWI është lidhur me setin e tubave dhe, nga ana tjetër, është lidhur me Arduino Mega 2560. Kërkohet një kodim i rreptë me ngjyra i instalimeve elektrike për të siguruar atë segment dhe Linjat e tensionit të rrjetit mbahen të ndara. Veryshtë shumë e rëndësishme të identifikohen daljet e tubit, shih PDF -in e bashkangjitur, kjo përfshin kunjat e ngrohësit 1.5V 1 dhe 11, kunjat e anodës 24v (2), dhe në fund tetë segmentet dhe kunjat "dp", 3 - 10. Në këtë koha, gjithashtu vlen të testohet secili segment dhe "dp" duke përdorur një pajisje testimi të thjeshtë para se të filloni të lidhni setin e tubave. Çdo kunj tubi lidhet në seri me tjetrën poshtë vijës së tubave deri në tubin e fundit ku shtohet tela shtesë për të lejuar lidhjen në distancë me çipin MAX6921AWI. I njëjti proces vazhdon për dy kunjat e furnizimit me ngrohës 1 dhe 11. Kam përdorur tela me ngjyrë për secilën nga 11 rreshtat, kur më kanë mbetur pa ngjyra fillova përsëri sekuencën e ngjyrave, por shtova një brez të zi rreth secilit skaj të telit duke përdorur tkurrjen e nxehtësisë. Përjashtim nga sekuenca e mësipërme e instalimeve elektrike është për pin 2, furnizimi me 24 anoda i cili ka një tel individual të lidhur midis pin 2 dhe daljeve të fuqisë anodike në çipin MAX6921. Shikoni PDF bashkangjitur për detajet e çipit dhe lidhjeve të tij. Nuk mund të nënvizohet se në asnjë moment gjatë funksionimit të çipit çipi nuk duhet të nxehet, të nxehet pas disa orësh përdorni po, por kurrë të nxehtë. Diagrami i instalimeve të çipave tregon tre lidhjet me Mega, kunjat 27, 16 dhe 15, furnizimin 3.5V-5V nga kunja Mega 27, GND e saj në kunjin Mega 14 dhe pinin e furnizimit 24V 1. Asnjëherë mos e tejkaloni furnizimin me 5V dhe mbani intervalin e fuqisë së anodës në maksimum nga 24V deri në 30V. Përpara se të vazhdoni përdorni një kontrollues të vazhdimësisë për të testuar çdo tel midis pikave më të largëta të tij.

Kam përdorur versionin AWI të këtij çipi pasi ishte formati më i vogël, me të cilin isha i gatshëm të punoja. Fabrikimi i çipit dhe mbajtësit të tij fillon me dy grupe me 14 kunja PCB të vendosura në një dërrasë buke, mbajtësja e çipave e vendosur mbi kunjat me kunj 1 lart majtas. Duke përdorur fluksin dhe ngjitjen, lidhni kunjat dhe "kallaj" secilën nga 28 shtupat e këmbëve të çipave. Pasi të keni përfunduar, vendosni çipin e bartësit të çipave duke u kujdesur shumë për të rreshtuar këmbët e çipit me jastëkët e këmbëve dhe për të siguruar që niveli në çip të jetë drejtuar drejt pinit 1. Kam gjetur përdorimin e një pjese të shiritit të shitjes në njërën anë të çipit i qëndrueshëm çipi para bashkimit. Kur bashkoni, sigurohuni që fluksi të jetë aplikuar në jastëkët e këmbëve dhe hekuri i saldimit është i pastër. Shtypni në përgjithësi mbi secilën këmbë të çipit, kjo do ta përkulë pak mbi jastëkun e këmbës dhe duhet të shihni që saldimi të funksionojë. Përsëriteni këtë për të 28 këmbët, nuk duhet të keni nevojë të shtoni asnjë saldues në hekurin e saldimit gjatë këtij procesi.

Pasi të keni pastruar plotësisht transportuesin e çipit nga fluksi dhe më pas duke përdorur një testues të vazhdimësisë, testoni secilën këmbë duke vendosur njërën sondë në këmbën e çipit dhe tjetrën në kunjin e PCB -së. Së fundi, gjithmonë sigurohuni që të gjitha lidhjet janë bërë me transportuesin e çipave para se të aplikohet ndonjë energji aktuale, nëse çipi fillon të fiket menjëherë dhe kontrolloni të gjitha lidhjet.

Hapi 3: RGB LIGHT LITE & NEON LIGHT RING

Ky projekt kërkoi dhjetë elementë ndriçimi, tre litarë të dritës RGB dhe shtatë unaza të lehta NEON të madhësive të ndryshme. Pesë unaza të lehta NEON janë lidhur në një seri prej tre unazash. Këto lloj unazash ndriçimi janë shumë të shkathët në kontrollin e tyre dhe cilat ngjyra mund të shfaqin, unë kam përdorur vetëm tre ngjyrat kryesore të cilat ishin ose të ndezura ose të fikura. Instalimet përbëheshin nga tre tela, 5V, GND dhe një linjë kontrolli e cila kontrollohej përmes skllavit Mega, shih listën e bashkangjitur Arduino "SteampunkRadioV1Slave" për detaje. Linjat 14 deri në 20 janë të rëndësishme veçanërisht numri i përcaktuar i njësive të dritës, këto duhet të përputhen me numrin fizik përndryshe unaza nuk do të funksionojë si duhet.

Litarët e dritës RGB kërkonin ndërtimin e një njësie kontrolli e cila mori tre linja kontrolli nga Mega secila duke kontrolluar tre ngjyrat kryesore, të kuqe, blu dhe jeshile. Njësia e kontrollit përbëhej nga nëntë transistorë TIP122 N-P-N, shihni fletën e të dhënave të bashkangjitura TIP122, secili qark përbëhet nga tre transistorë TIP122 ku njëra këmbë është e bazuar, këmba e dytë është e bashkangjitur në një furnizim me energji 12V dhe këmba e mesme është e bashkangjitur në vijën e kontrollit Mega. Furnizimi me litar RGB përbëhet nga katër linja, një linjë e vetme GND dhe tre linja kontrolli, një nga secila prej tre këmbëve të mesme TIP122. Kjo siguron tre ngjyrat kryesore, intensiteti i dritës kontrollohet duke përdorur një komandë analoge të shkrimit me një vlerë 0, për fikur dhe 255 për maksimumin.

Hapi 4: KOMUNIKIMET ARDUINO MEGA 2560

Ky aspekt i projektit ishte i ri për mua dhe si i tillë kërkonte ndërtimin e gërvishtjeve të një bordi shpërndarës IC2 dhe lidhjen e secilës prej Mega GNDs. Bordi i shpërndarjes IC2 lejoi që dy kartat Mega të lidheshin përmes kunjave 21 dhe 22, bordi u përdor gjithashtu për të lidhur ekranin LCD, sensorin BME280, Ora në kohë reale dhe Radion FM. Shikoni skedarin Arduino të bashkangjitur "SteampunkRadioV1Master" për detaje të komunikimeve me një karakter të vetëm nga Masteri në njësinë Skllav. Linjat kritike të kodit janë rreshti 90, duke përcaktuar Mega -n e dytë si njësi skllave, rreshti 291 është një thirrje tipike e procedurës së kërkimit të veprimit të skllevërve, procedura fillon në rreshtin 718, në fund rreshti 278 i cili ka një përgjigje të kthyer nga procedura e skllavit, megjithatë unë vendosi të mos e zbatojë plotësisht këtë veçori.

Skedari i bashkangjitur "SteampunkRadioV1Slave" detajon anën e skllavit të këtij komunikimi, linjat kritike janë rreshti 57, përcakton adresën e skllavit IC2, rreshtat 119 dhe 122 dhe procedurën "receEvent" duke filluar një 133.

Ekziston një artikull shumë i mirë i You Tube: Arduino IC2 Communications nga DroneBot Workshop i cili ishte shumë i dobishëm për të kuptuar këtë temë.

Hapi 5: KONTROLLI ELECTROMAGNET

Përsëri, një element i ri në këtë projekt ishte përdorimi i një elektromagneti. Kam përdorur një njësi 5V, të kontrolluar përmes një stafete të vetme kanalesh. Kjo njësi u përdor për të lëvizur çelësin e kodit Morse dhe funksionoi shumë mirë me impulse të shkurtra ose të gjata duke siguruar tingujt "pika" dhe "dash" që shfaq një çelës tipik Morse. Sidoqoftë, një problem ndodhi kur u përdor kjo njësi, ajo futi një EMF të pasme në qark i cili kishte efektin e rivendosjes së Mega të bashkangjitur. Për të kapërcyer këtë problem, shtova një diodë paralelisht me elektromagnetin e cila zgjidhi problemin pasi do të kapte EMF -në e pasme para se të prekte qarkun e energjisë.

Hapi 6: FM RADIO & përforcues 3W

Siç sugjeron emri i projektit, kjo është një radio dhe unë vendosa të përdor një modul RDA5807M FM. Ndërsa kjo njësi funksiononte mirë, formati i saj kërkon kujdes shumë të madh në lidhjen e telave në mënyrë që të krijohet një tabelë PCB. Skedat e saldimit në këtë njësi janë shumë të dobëta dhe do të prishen duke e bërë shumë të vështirë lidhjen e një teli në atë lidhje. PDF -ja e bashkangjitur tregon instalimet elektrike të kësaj njësie, linjat e kontrollit SDA dhe SDL sigurojnë kontroll për këtë njësi nga Mega, linja VCC kërkon 3.5V, mos e tejkaloni këtë tension ose do të dëmtojë njësinë. Linja GND dhe linja ANT janë të dukshme, linjat Lout dhe Rout ushqejnë një prizë standarde kufjesh 3.5 mm. Shtova një pikë foleje ajrore mini FM dhe një antenë FM me dy pole dhe pritja është shumë e mirë. Unë nuk doja të përdorja kufjet për të dëgjuar radion, kështu që shtova dy altoparlantë 20W të lidhur përmes një amplifikatori PAM8403 3W me hyrje në amplifikator duke përdorur të njëjtën prizë kufje 3.5 mm femërore dhe një tel lidhës komercial 3.5 mm meshkuj në meshkuj. Ishte në këtë pikë që hasa një problem me daljen nga RDA5807M i cili mbingarkoi amplifikatorin dhe shkaktoi shtrembërim të konsiderueshëm. Për të kapërcyer këtë problem, shtova dy rezistorë 1M, dhe 470 Ohms në seri, në secilën prej linjave të kanalit dhe kjo hoqi shtrembërimin. Me këtë format unë nuk isha në gjendje të zvogëloja vëllimin e njësisë në 0, madje vendosja e njësisë në 0 i gjithë zëri nuk ishte hequr plotësisht, kështu që shtova një komandë "radio.setMute (e vërtetë)" kur vëllimi u vendos në 0 dhe kjo largoi në mënyrë efektive të gjithë tingullin. Tre tubat e fundit IV-11 në vijën e poshtme të tubave normalisht tregojnë temperaturën dhe lagështinë, megjithatë nëse përdoret kontrolli i volumit ky ekran ndryshon për të treguar volumin aktual me një maksimum prej 15 dhe minimumi 0. Ky ekran vëllimi është shfaqet derisa sistemi të përditësojë tubat e sipërm nga shfaqja e datës prapa në shfaqjen e kohës, ku temperatura shfaqet përsëri.

Hapi 7: KONTROLLI I SERVO

Servo 5V u përdor për të lëvizur njësinë e orës. Pas blerjes së një mekanizmi të orës "vetëm për pjesë" dhe më pas heqjen e sustës kryesore dhe gjysmën e mekanizmit, ajo që mbeti u pastrua, vajosi dhe më pas u mundësua duke përdorur Servo duke e bashkuar krahun Servo në një nga dhëmbëzat e orës origjinale rezervë. Kodi kritik për funksionimin e Servo mund të gjendet në skedarin "SteampunRadioV1Slave" duke filluar nga rreshti 294, ku pulsimet 2048 prodhojnë një rrotullim 360 gradë.

Hapi 8: ND CONRTIMI I P GRGJITHSHM

Kutia erdhi nga një radio e vjetër, llaku i vjetër u hoq, pjesa e përparme dhe e pasme u hoqën dhe pastaj u llakuan përsëri. Secila nga pesë valvulat u hoqën bazat, pastaj unazat e lehta NEON të lidhura si në pjesën e sipërme ashtu edhe në pjesën e poshtme. Dy valvulat e pasme kishin gjashtëmbëdhjetë vrima të vogla të shpuara në bazë dhe më pas gjashtëmbëdhjetë drita LCD të mbyllura në secilën vrimë, secila dritë LCD ishte e lidhur me tjetrën në seri. Të gjitha tubacionet përdorën tub bakri 15 mm dhe lidhje. Ndarjet e brendshme ishin bërë nga shtresa 3 mm e lyer me ngjyrë të zezë dhe pjesa e përparme ishte 3 mm e qartë Perspex. Fleta prej bronzi, me forma të shtypura u përdor për të veshur Perspex-in e përparmë dhe pjesën e brendshme të secilës prej gjireve të tubave IV-11. Tre kontrollet e përparme për On/Off, Volume, and Frequency të gjithë përdorin Potenciometra Rotar Linear të lidhur me tub plastik në rrjedhin e valvulës së portës. Ajri në formë bakri ishte ndërtuar nga tela bakri të lidhur 5 mm, ndërsa spiralja spirale rreth dy valvulave më të larta ishte bërë nga tela çeliku inox 3 mm të lyer me bojë ngjyrë bakri. Tre borde shpërndarëse ku janë ndërtuar, 12V, 5V dhe 1.5V, dhe një tabelë e mëtejshme shpërndan lidhjet IC2. Katër furnizime me rrymë DC ku furnizohen me 12V nga një përshtatës i energjisë 12V, 1 Amp. Dy furnizim 24V për të fuqizuar çipat MAX6921AWI IC, një siguron një furnizim 5V për të mbështetur të gjitha sistemet e ndriçimit dhe lëvizjes, dhe një siguron 1.5V për dy qarqet e ngrohësit IV-11.

Hapi 9: SOFTUER

Softueri është zhvilluar në dy pjesë, Master dhe Slave. Programi Master mbështet sensorin BME208, Ora në kohë reale, dy çipa MAX6921AWI IC dhe IC2. Programi Slave kontrollon të gjitha dritat, servo, elektromagnet, njehsor Amp dhe të dy matës volt. Programi Master mbështet gjashtëmbëdhjetë tuba IV-11, ekranin LCD të pasëm dhe 12 tastiera kryesore. Programi Slave mbështet të gjitha funksionet e ndriçimit, servo, elektromagnet, stafetë, njehsor Amp dhe të dy matës volt. Një seri programesh testimi u zhvilluan për të testuar secilin nga funksionet para se çdo funksion të shtohej në programet Master ose Slave. Shihni skedarët e bashkangjitur Arduino dhe detajet e skedarëve shtesë të Bibliotekës të nevojshëm për të mbështetur kodin.

Përfshi skedarët: 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.h.

Hapi 10: RISHIKIMI I PROJEKTIT

Më pëlqeu zhvillimi i këtij projekti, me elementët e tij të rinj të komunikimit Mega, elektromagnet, Servo dhe mbështetjen e gjashtëmbëdhjetë tubave VFD IV-11. Kompleksiteti i qarkut ishte sfidues nganjëherë dhe përdorimi i lidhësve Dupont shkakton probleme të lidhjes herë pas here, përdorimi i ngjitësit të nxehtë për të siguruar këto lidhje ndihmon në zvogëlimin e problemeve të lidhjes rastësore.