Drita e natës Neopixel: 14 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:21

Ndiqni më shumë nga autori:

Unë po jap disa seminare në elektronikë brenda pak javësh, të përqendruara në një projekt të lirë, por të dobishëm të botës reale. Kur përpiqesha të gjeja një gjë për të bërë, doja që ajo të përfshinte një mikrokontrollues, NeoPixel LED (sepse, ato janë të mrekullueshme), të jenë të kontrollueshme nga distanca dhe të lejojnë mundësi të ndryshme ndërtimi. Gjithashtu duhej të ishte plotësisht i simulueshëm në Tinkercad. Ky është projekti që evoluoi.

Paketon disa veçori vërtet të lezetshme në një pajisje të vogël, është e personalizueshme dhe është mjaft e thjeshtë për tu ndërtuar.

Lista e pjesëve:

• Bordi i qarkut të shtypur (OSHPARK)
• Unaza NeoPixel 12 (Adafruit)
• Mikrokontrolluesi ATtiny85 (DigiKey)
• Teli me bazë 22-matës (DigiKey, Amazon, Radio Shack, etj.)
• (opsional) Marrës infra të kuqe (DigiKey)
• (opsionale, por shumë e rekomanduar) 1μF kondensator elektrolitik (DigiKey)
• (opsionale) Pushbutton (Jameco)
• (opsionale) 2 x kokë mashkullore me 3 kunja (DigiKey)
• (opsionale) 2 x bluzë Shunt (DigiKey)
• (opsionale) Fole DIP 8-pin (DigiKey)
• (opsionale) kokë me kënd të drejtë me 4 kunja (DigiKey)
• (opsionale) telekomandë IR (Amazon)
• Shirit Gorilla (Amazon)
• Furnizimi me energji i murit USB (Amazon)

Lista e mjeteve:

• Hekur bashkues dhe saldues
• Prerës i telave
• Zhveshës me tela
• Pincë
• Gërshërë

Hapi 1: Dizajnimi dhe Simulimi

Siç e përmenda më herët, doja të përdorja Tinkercad falas për këtë projekt. Vendosa të hartoja plotësisht dhe ta provoja atje para se të prekja ndonjë pajisje elektronike të vërtetë. Kjo më lejoi të sigurohesha që gjithçka (përfshirë firmware ATtiny85) do të funksiononte. Këtu është ai qark virtual. Ju mund të shtypni "Fillo Simulimin" më poshtë për ta provuar.

Hapi 2: Pjesët e nevojshme

Ky projekt është krijuar për të lejuar fleksibilitet në mënyrën se si është ndërtuar. Pra, në varësi të asaj që dëshironi të bëni me të, mund të mos keni nevojë për të gjitha pjesët. Ekzistojnë tre pjesë (dhe tela) që janë absolutisht të nevojshme. Isshtë e mundur të ndërtosh diçka funksionale vetëm me këto.

Unaza Neopixel 12 - unaza ka dymbëdhjetë NeoPixels që mund të kontrollohen individualisht për të qenë pothuajse të çdo ngjyre.

ATtiny85 - ky është mikrokontrolluesi (kompjuteri i vogël) që i bën NeoPixels të kërcejnë dhe ndërfaqet me disa nga përbërësit opsionalë (marrës infra të kuqe, buton, etj.).

Bordi i qarkut të shtypur - bordi i qarkut të shtypur (PCB) siguron të gjitha lidhjet elektrike midis pjesëve të përdorura dhe është shtylla kurrizore e ngurtë e pajisjes. Skedari gerber i zipuar që i dërgohet një prodhuesi PCB është në këtë faqe. Ka shumë prodhues bordesh atje. Këtu keni lidhjen për të porositur bordin nga OSHPARK.

Tela me bazë 22 -matës - tela përdoret për të lidhur unazën NeoPixel me PCB.

Hapi 3: Pjesët Opsionale

Ekzistojnë një numër pjesësh opsionale që mund të dëshironi të merrni parasysh duke përfshirë. Ja pse ju mund t'i dëshironi ato.

Marrësi infra të kuqe - marrësi infra të kuqe është një komponent i vetëm që do të lejojë që pajisja të kontrollohet nga një telekomandë standarde IR e dorës (mendoni telekomandën e TV). Telekomanda nga prodhues të ndryshëm lëshojnë sinjale të ndryshme, kështu që firmware -i mund të ketë nevojë të modifikohet për të njohur telekomandën tuaj, nëse nuk është një nga ato që kam përdorur.

Kondensator elektrolitik 1μF - kondensatori vepron si një lloj baterie e përkohshme që mund të sigurojë energji shtesë kur rryma elektrike e nevojshme në pajisje ndryshon papritur (NeoPixels kalojnë nga fikur në të ndezur, për shembull). Gjithashtu mund të rregullojë tensionin në pajisje kur përdorni një furnizim me energji të lirë USB. Nëse jeni duke përdorur një burim të mirë të energjisë USB, atëherë kjo mund të lihet jashtë.

Butoni i butonit - butoni i shtypjes ju lejon të kontrolloni pajisjen duke (e marrë me mend?) Duke shtypur butonin.

Koka (t) mashkullore me 3 kunja dhe kërcyesi (sh) - këto mund të vendosen në vend të butonit për të lejuar konfigurimin e pajisjes, bazuar në mënyrën se si janë pozicionuar kërcyesit e shuntit. Koka mashkullore me 3 kunja lidhet (bashkohet) përgjithmonë me tabelën, dhe kërcyesi i shuntit është i përshtatshëm për shtyp në kokë dhe mund të hiqet dhe ripozicionohet lehtësisht. Nëse përdoret një kokë, atëherë kërcyesi mund të zgjedhë midis dy mënyrave të ndryshme. Nëse përdoren të dy titujt, atëherë katër mënyra janë të mundshme.

Fole DIP me 8 kunja - priza lejon që mikrokontrolluesi (ATtiny85) të hiqet dhe zëvendësohet në mënyrë që të mund të riprogramohet më vonë nëse doni të ndryshoni mënyrën e funksionimit të pajisjes. Nëse e dini që nuk do të keni nevojë të riprogramoni mikrokontrolluesin, atëherë kjo nuk është e nevojshme.

Koka me kënd të drejtë me 4 kunja-titulli me kënd të drejtë përdoret nëse dëshironi që lidhësi USB të ngjitet drejtpërsëdrejti nga pjesa e pasme e pajisjes, në vend që të jetë anash.

Hapi 4: Programoni Mikrokontrolluesin

Unë nuk do të hyj në shumë detaje në lidhje me programimin e mikrokontrolluesit, sepse udhëzimet gjenden lehtësisht diku tjetër (unë përfshij një lidhje më poshtë). Kam përdorur një bord Arduino UNO për të vepruar si një pajisje programimi për kontrolluesin duke përdorur metodën e përshkruar në këtë Udhëzues. Në të, ajo tregon hartëzimin e mëposhtëm nga kunjat Arduino në kunjat ATtiny për programim:

• 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

Kodi burimor për dritën e natës mund të gjendet këtu (https://github.com/cacklestein/led-night-light).

Hapi 5: Mblidhni Bordin (Hapi Fillestar opsional)

Pjesët duhet të shtohen në tabelë në një mënyrë të veçantë për t'i bërë gjërat më të lehta. Nëse jeni mirë me pozicionin e lidhësit USB në tabelë, mund të kaloni pjesën tjetër të këtij hapi dhe të kaloni në pjesën tjetër të montimit. Sidoqoftë, nëse dëshironi që lidhësi të dalë nga pjesa e pasme e tabelës, tani është koha për të shtuar kokën me kënd të drejtë.

Filloni duke shkëputur me kujdes lidhësin USB nga pjesa tjetër e tabelës së qarkut të shtypur. Mbajeni pjesën më të madhe të dërrasës me njërën dorë dhe përdorni pincë me një skaj direkt pranë vijës së shpimit të vrimave të vogla për të hequr me kujdes tabelën. Vendoseni skedën mënjanë. do t'ju duhet kjo në një hap të mëvonshëm.

Vendoseni kokën me kënd të drejtë në anën e pasme të tabelës siç tregohet në figurë. Pjesa e pasme e tabelës është në anën me "123D CIRCUITS" të ekranit të mëndafshit (ose ndoshta duhet të them "123D CIRC", sepse sapo e prishët "UITS").

Ngjitni kokën në vend, duke aplikuar saldim në anën e sipërme të tabelës.

Duke përdorur prerës të mirë të telave, kapni kapat e kokës që dalin nga ana e sipërme e tabelës sa më afër tabelës. Kjo është e rëndësishme sepse ato drejtime po sëmuren diku në qendër të vendit ku përfundimisht do të shkojë ATtiny85.

Hapi 6: Shtoni prizën e mikrokontrolluesit

Tani është koha për të bashkuar ose folenë 8-pin DIP -OR- ATtiny85 në vend. Unë rekomandoj shumë përdorimin e prizës, sepse lejon që ATtiny85 të hiqet dhe lidhet lehtësisht në rast se dëshironi të bëni ndryshime në program më vonë. Vendoseni prizën (ose ATtiny85 me kunj 1 më afër buzës së bordit) përmes 8 vrimave që përputhen në anën e sipërme të tabelës. Ana e sipërme është ajo pa "Qarqet 123D" të shtypura në të. Kthejeni dërrasën sipër dhe vendoseni atë në tryezë ose në një vend tjetër pune për të mbajtur prizën në vend. Ngjitini kunjat në tabelë. Nëse e keni shtuar kokën me kënd të drejtë me 4 kunja në hapin e mëparshëm, atëherë ato kunjat do të jenë disi në rrugën e duhur. Ngrohni hekurin për t'u ngjitur nën to.

Hapi 7: Shtoni më shumë gjëra

Tani është koha për të shtuar butonin ose titujt e kërcyesit, marrësin IR dhe kondensatorin.

Nëse dëshironi të keni butonin, vendosni 4 kunjat përmes vrimave nën prizën e mikrokontrolluesit në anën e sipërme të tabelës. Do të vini re se ka 6 vrima. Mos u shqetësoni për këtë. Dy vrimat në mes nuk do të përdoren. Kthejeni dërrasën dhe lidhni butonin në vend.

Nëse dëshironi të përdorni kërcyesit e shuntit, futni dy titujt me 3 kunja (ana më e shkurtër e kunjave poshtë) në këto vrima në anën e sipërme. Përsëri, përmbysni dërrasën dhe lidhni kunjat në vend.

Tjetra, vendosni marrësin infra të kuqe përmes 3 vrimave në anën e sipërme të tabelës. Përputhni orientimin e tij me skicën në ekranin e mëndafshit. futeni atë sa të shkojë dhe përkuleni prapa në mënyrë që ana e vogël e flluskës të kthehet nga bordi. Kthejeni dërrasën sipër dhe ngjiteni këtë në vend. Përdorni prerës teli për të hequr gjatësinë e tepërt të kunjave nga ana e poshtme pas bashkimit.

Së fundi, shtoni kondensatorin. Kunjat e tij përshtaten përmes dy vrimave të mbetura mbi marrësin infra të kuqe. Shiriti i bardhë në anën e kondensatorit ('-' ana negative) përballet me prizën ATtiny85. Përsëri, rrokullisni dërrasën, lidhni plumbat në vend dhe hiqni tepricën me hapëse teli.

Hapi 8: Shtoni Unazën NeoPixel

Unaza NeoPixel është e bashkangjitur duke përdorur 4 copë tela me bazë 22-matës, me izolimin e hequr. Filloni duke prerë një pjesë teli të paktën 4 inç të gjatë. Përdorni shirita teli për të hequr të gjithë izolimin.

Pritini këtë tel në 4 gjatësi të barabarta. Përkulni çdo tel në një formë "L" rreth 1/4 inç nga një fund.

Me anën e poshtme të tabelës drejtuar lart, futini këto tela në vrimat në 4 qoshet e tabelës. Seksioni i përkulur do t'i mbajë ata të mos rrëshqasin gjatë gjithë rrugës. Lidhini ato në vend dhe hiqni tepricën e përkulur nga ana e poshtme me hapëse teli.

Kthejeni dërrasën nga ana tjetër dhe ushqeni me kujdes telat përmes 4 vrimave të unazës NeoPixel me NeoPixels të kthyer nga bordi i qarkut. Kini kujdes që vrimat e unazës NeoPixel të përputhen me ato në tabelën e qarkut. Emrat e vrimave janë të shtypura në secilën. Përputhni PWR, GND, IN dhe OUT.

Shtyjeni unazën sa më afër bordit të qarkut. Gjërat mund të jenë pak të ngushta, veçanërisht rreth kondensatorit dhe sensorit IR. Nëse unaza nuk do të zbresë deri në fund, mos e djersitni.

Duke e mbajtur unazën aq afër sa do të shkojë në tabelën e qarkut, përkulni telat për t'i mbajtur gjërat në vend.

Ngjitni unazën në tela dhe hiqni tela të tepërt me hapëse teli.

Hapi 9: Shtoni skedën e lidhësit USB (hapi opsional)

Nëse keni zgjedhur që lidhësi USB të ngjitet direkt nga pjesa e pasme, tani është koha ta lidhni atë me kokën me kënd të drejtë me 4 kunja që keni shtuar më herët.

Vendosni vrimat e skedës që keni hequr më herët në kokën me kënd të drejtë në mënyrë që 4 kontaktet e bakrit USB të jenë përballë anës "CIRC" të tabelës, dhe ana "UITS" e skedës të jetë përballë anës "123D" Me

Lidheni këtë në vend.

Hapi 10: Shtoni ATtiny85

Nëse e lidhni prizën DIP me 8 kunja në vend, tani është koha për të vendosur ATtiny85 në të.

Rreshtoni ATtiny85 në mënyrë që këndi me pikën të jetë më afër pikës së bardhë në tabelën e qarkut. Shtypni me kujdes ATtiny85 në vend, duke u siguruar që të gjitha kunjat të shkojnë aty ku duhet.

Hapi 11: Trashni lidhësin USB

Në mënyrë tipike, bordet e qarkut të shtypur që merrni do të jenë pak më të hollë se sa pritet nga një lidhës USB. Një zgjidhje e thjeshtë për këtë është prerja e një sheshi të vogël të Gorilla Tape dhe shtimi i tij në pjesën e pasme të lidhësit USB (në anën pa kontaktet e bakrit USB!). Kaseta Gorilla është rreth dy herë më e trashë se kaseta normale dhe ka punuar në mënyrë perfekte për mua.

Hapi 12: Provojeni

Lidhni dritën tuaj të re të natës në një përshtatës muri të fuqizuar USB, ose një prizë tjetër USB të disponueshme (në kompjuterin tuaj, etj.). Nëse gjithçka shkoi mirë, duhet të ndizet! Nëse keni shtuar marrësin IR opsional dhe keni një telekomandë që punon me firmuerin (si telekomanda e Apple TV në fotografi), mund të ndryshoni mënyrën e shfaqjes.

Përndryshe, nëse e keni instaluar butonin, mund ta shtypni për të ndryshuar modalitetet.

Nëse në vend të kësaj, keni instaluar titujt e kërcyesit të shuntit, atëherë kërcyesit e shuntit mund të pozicionohen për të ndryshuar mënyrën e shfaqjes së fillimit.

Hapi 13: Shunt Jumper Settings

Nëse keni zgjedhur të instaloni titujt e kërcyesit të shuntit, atëherë mund të vendosni mënyrën e fillimit, bazuar në vendin ku janë pozicionuar kërcyesit e shuntit:

Pozicioni i majtë A + Pozicioni i djathtë A: Modaliteti rrotullues i ylberit

Pozicioni i majtë B + Pozicioni i djathtë A: Modaliteti i ndryshimit të ngjyrës

Pozicioni i majtë A + Pozicioni i djathtë B: Mënyra e rastësishme e shkëndijës

Pozicioni i majtë B + Pozicioni i djathtë B Ndryshimi i modalitetit të ngjyrave të ngurta

Hapi 14: Përdorimi i telekomandës

Kam gjetur një telekomandë të lirë në EBay që është krijuar për të punuar me ndriçim LED me ngjyra. Dukej një përshtatje natyrale. Unë regjistrova kodet e krijuara nga secili buton dhe vendosa firmware -in të veprojë në përputhje me rrethanat. Fotografia e mësipërme tregon se çfarë bëjnë butonat e ndryshëm.

Nëse nuk e keni këtë telekomandë, mund t'i gjeni kodet e lidhura me shumicën e telekomandave të tjera duke përdorur të njëjtin kod burimor Arduino, por në një Arduino aktual, në vend të ATtiny85. Programi nxjerr një kod të lidhur me çdo shtypje butoni të shumicës së telekomandave në tastierën serike. Për ta bërë këtë, lidhni modulin e marrësit IR në hapësirat e kokës dixhitale të kokës 2, 3 dhe 4, me lenten përballë pjesës tjetër të tabelës.

Në foton e mësipërme, kodi 0xFD00FF korrespondon me butonin e energjisë në distancë DFRobot IR. Këtu është kodi që funksionon në Tinkercad. Për ta provuar, klikoni "Kodi", i ndjekur nga "Serial Monitor", i ndjekur nga "Start Simulation". Në atë pikë, mund të filloni të shtypni butonat në telekomandën virtuale për të parë daljen e tekstit serik të tastierës:

Regjistroni këto për secilin buton të telekomandës tuaj. Pastaj mund të modifikoni kodin burimor për të shtuar kodet e butonave për telekomandën tuaj.