Mini lava lampe s USB upravljanjem: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Ovo uputstvo opisuje izgradnju lava lampe sa USB napajanjem i kontrolisanom lampom sa USB tastature i dvije Think Geek USB lava lampe pomoću jednostavnog tranzistorskog relejnog sklopnog sklopa pokretanog LED diodama na tastaturi. Ilustrira jednostavan način upravljanja do tri prekidača visoke latencije (do 120 volti, 0,5 ampera) preko USB veze, za minimalnu svotu novca (0 $ do 40 $ ovisno o zbirci smeća), a da nemate za programiranje USB serijskog upravljačkog programa ili mikrokontrolera. Potencijalno biste mogli koristiti i tipke na tipkovnici za dodavanje preko 100 ulaza koji bi upisivali znakove koji bi se mogli koristiti za kontrolu programa (kako su opisali randofo i David Merrill, ali ovaj pristup nije korišten za ovaj projekt. Ovaj projekt je zamišljen kao poklon za mog prijatelja Chrisa Lashera u znak sjećanja na preseljenje i početak diplomskog studija iz bioinformatike. Chris će se mnogo baviti programiranjem i pristaša je pragmatičnog / agilnog programiranja, čiji je jedan od principa jedinično testiranje. jedinični testovi programa se izvode, lijepo je znati jesu li uspješni ili neuspješni i što je dominantno. Poznato je da su neki pragmatični programeri napravili sistem povratnih informacija kontrolišući lava lampe u punoj veličini iz okvira za jedinično testiranje tako što su spojili neke kućni kontrolni uređaji (koštalo ih je više od 60 USD). Svjetiljke su im omogućavale da vide jesu li testovi prošli ili nisu uspjeli, a postupno zagrijavanje jedne lampe omogućilo im je da vide koji su čak ts su bili dominantni. Ovo je super ideja, ali htio sam od Chrisa napraviti nešto što će: 1) kontrolirati dvije male lava lampe sa USB pogonom, 2) napajati se iz Chrisovog novog laptopa i sučelja putem USB-a (nema naslijeđenih portova na novijim računarima, posebno prijenosna računala), 3) bi bili malo više domaći i prilagođeni hakerima, 4) bili bi znatno jeftiniji. Čini se da je prenošenje releja s pretvarača USB-a u serijski port jednostavno rješenje. Na mreži je mnogo dostupnih kola za projekte upravljanja serijskim portovima. Jedan odličan projekt koji sam prilagodio bio je na https://www.windmeadow.com/node/4. Nažalost, gotovo svi USB -serijski uređaji ne dopuštaju nisko razbijanje bitova (ručno prebacivanje kontrolnih linija) koje je potrebno za korištenje ovih kola. Drugi pristup bi bio da kupite USB sučelje ili ga napravite od mikrokontrolera. U svakom slučaju, za projekt će biti potrebno mnogo koda i upravljačkih programa mikrokontrolera (čak i koristeći već postojeće upravljačke programe za ljudsko sučelje ili već napravljeni kontroler). Odlučio sam riješiti ovaj problem spašenom USB tipkovnicom jer su relativno jeftini i sadrže sve što je potrebno za tri jednostavna izlaza za uključivanje/isključivanje, u obliku broja, velikih slova i LED -ova za zaključavanje. Pod Linuxom postoji niz mehanizama za prebacivanje LED dioda iz programa ili naredbene linije (jedan se čak spominje u Cryptonomicon -u). Setled je najjednostavniji i unaprijed je instaliran na gotovo svim mašinama, ledd je izgrađen na modelu klijent-server, a postoji čak i modul u programskom jeziku Ruby. Windows i Mac OS i drugi programski jezici trebali bi imati uporedive mehanizme - objavite ih u komentarima ako znate kako prebaciti LED diode na tastaturi u drugim operativnim sistemima ili programskim jezicima! Dao sam Chrisu svoj poklon i sada ne samo da može vidjeti da li je jedinični testovi prolaze, svi programeri u njegovom novom odjelu mogu znati kakav je to cool DIY proizvođač.

Korak 1: Lista dijelova

2 USB lava lampe (sa Thinkgeeka ili froogla ~ 10 USD svaka) 1 USB tastatura (Apple tastatura bi vam takođe omogućila spašavanje dva USB priključka, čineći hakeru navedenu u koraku "USB priključak siromaha" nepotrebnom) 0 USD za grebanu tastaturu s mrtvim ključem ili dva, do 4 USD on-line (https://froogle.google.com/froogle?q=usb%20keyboard) do 30 USD u najboljoj kupovini) 2 releja sa trskastim prekidačem (Radio Shack #275-233 3,00 USD, Mouser #677-OMR-112H 1,54 USD) sve ostale električne komponente trebale bi koštati samo nekoliko dolara. 2 tranzistora (poput 2N2222) (Radio Shack #276-1617, Mouser #511-2N2222A) 2 otpornika (Radio Shack #271-1124, Mouser #291-4.7k, žuto-ljubičasto-crveno-zlatne trake) 4 diode, nešto poput 1N404 (Radio Shack #276-1103, Mouser #512-1N414B) 1 prekidač za napajanje (SPST) malo žice1 perfboard (Radio Shack #276-1395) 1 Altoids tanki karton, list prozirne folije/folije iznad glave Alati: alat za lemljenje i / ili omatanje žicom i alat za ožičenje ili ručni alat i strpljenjesvrdlo i bitsa digitalni multimetar i marker za zelene oštrice Znanje i vještine: Osnovno znanje o lemljenju i elektronici. Toplo preporučujem knjigu Forest Mimma ako ste početnik u elektronici i želite znati kako kola rade. Vrijeme: Ovaj projekt je trajao dvije večeri i popodne, uključujući rješavanje problema.

Korak 2: Evisceracija tastature

Rastavite tastaturu što je moguće nerazornije. Tastatura koju sam ležao bila je multimedijalna USB tastatura Dynex, broj modela DX-MKB101. Prilikom rastavljanja pazite da ne prekinete tanke žice koje se često koriste. Trebali biste vidjeti nešto poput druge slike nakon otvaranja tastature. Želite spasiti tijelo kruga i ploču LED diodama (često na istoj ploči) i izgubiti glomaznu tastaturu. Nadamo se da možete odvojiti tanku plastičnu foliju koja djeluje kao prekidač tipki na tipkovnici ili na neki drugi način odrezati prekidače na tipkovnici bez oštećenja glavnog kola. Morao sam presjeći malo plastike da oslobodim ploču, ali nakon završetka trebali biste moći priključiti tastaturu, prepoznati je i prebaciti gole LED diode s drugom, funkcionalnom tipkom za zaključavanje tastature priključenom na isti računar. Možete imati više tastatura, USB i ne, priključenih istovremeno sa većinom modernih operativnih sistema i one će međusobno aktivirati Caps Lock i druge ključeve za zaključavanje. Na ovom mjestu bih trebao reći da je moguće oštetiti ili uništiti vaš računar tako što ćete u njega priključiti gola kola. Budite oprezni i nastavite pažljivo. Ako ste zabrinuti, isprobajte jeftino USB čvorište. S druge strane, pokušavao sam sve moguće stvari pri rješavanju problema sa ovim krugom, uključujući ponovno ožičenje strujnih krugova, a moj laptop ostaje nepržen.

Korak 3: USB utikač siromašnog čovjeka

Nisam želio uništiti USB utikače na lava svjetiljkama kako bi se mogli koristiti zasebno i kako bi kontroler USB lava lampe bio modularni (drugi uređaji se mogu koristiti uključeni i isključeni umjesto svjetiljki). Ako ste u posljednjem koraku rastavljali Apple tastaturu, imali biste dva ženska USB-A priključka koja možete koristiti, pa možete preskočiti ovaj korak. Ženske USB-A priključke možete kupiti i sa miševa ili ih spašavati sa rezervnog USB čvorišta. Odlučio sam se za jeftinu i jednostavnu opciju - jednostavnu USB utičnicu napravljenu od neke prugaste žice (bilo koja tanka žica bi bila dovoljna), malo perfarbona i nešto papira i prozirne folije za izolaciju. Jednostavno izrežite malo perfboard ploče kako biste ušli unutar USB utikača, dodajte žicu kroz rupice tako da ih umetanjem utikača nećete izvući i omogućiti im kontakt sa +5V i uzemljenim konektorima u utikaču (pogledajte pinouts na " Napravite krug "korak za koju je vezu). Zatim izrežite prozirnu foliju da pokrije jednu stranu ploče tako da se žica za perforaciju ne spoji prema metalnom tijelu utikača. Zaglavite ovu izoliranu ploču u USB utikač i svojim multimetrom potvrdite da žice imaju dobar kontakt i da ne kratka. Ovako su lava USB lampe spojene na kolo. Za ovaj projekt, napravite dva utikača ovih siromaha jedan do drugog na istom komadu ploče (pogledajte sliku). Tijekom koraka montaže vidjet ćete kako kućište drži oba USB priključka na ovom priključku.

Korak 4: Izrežite kućište i Perfboard

Pronađite izgled vašeg projekta u prilogu. Koristio sam uvijek popularni lim Altoids. Izbušite rupu na stražnjoj strani lima Altoids za veliki prekidač za uključivanje/isključivanje SPST, jednu sprijeda za USB kabel tipkovnice i dvije rupe sa strane za utikače USB lava lampe. Izrežite proreze za ključanicu pomoću dremel reznog kotača ili ručne pile do prednjih i bočnih rupa tako da se USB kabeli mogu uklopiti (vidi sliku). Rupe obložite ljepljivom trakom kako biste spriječili rezanje kabela. Odlučite se o obliku vaše perfboard ploče za svoje kolo i izrežite taj oblik pomoću dremel alata. Ovo će biti prilično usko…

Korak 5: Napravite krug

Srce ovog projekta je jednostavno korištenje softvera za prebacivanje LED dioda na tipkovnici i otimanje LED dioda za prebacivanje većih struja. Ovdje bih trebao napomenuti da se neke LED diode uključuju uključivanjem pozitivnog napona na anodu, dok druga kola (poput one na ovoj tipkovnici) lebde anodu LED visoko (pa je LED isključena) i vezuju katodu LED za uzemljenje kada se aktivira (prekidač za spuštanje). Možete promijeniti ovaj krug da radi s bilo kojim, ali ja ću prikazati dijagram negativne metode vezanja. LED koji se isključuje (postavljen visoko) uključuje tranzistorski prekidač koji zatvara relej i na kraju se aktivira lava lampa. To znači da će softverski prekidač za lampu biti obrnut od LED -a. Prilagodio sam krug iz windmeadowa, ali se temelji na jednostavnom tranzistorskom prekidaču kako je opisano u većini elektroničkih tekstova (str. 50 u Mimmovoj knjizi ili na wikipediji). Uključio sam ktechlab datoteku tako da možete vidjeti kako radi tranzistorski prekidač i cijelu shemu (u formatima svg i png). Za ispis obavezno upotrijebite originalnu shemu ili svn datoteku jer manje slike nisu jasne. Morat ćete ukloniti LED diode s ploče s tipkovnicom i odrediti njihov polaritet i sa koje strane se mijenja pomoću multimetra. Povucite jednu žicu od svake LED diode koja će biti uključena u sklopni krug (oni su označeni SCROLLLOCK i CAPSLOCK na shemi). Odlepite +5v i uzemljenje iz kruga tastature kako biste napajali ploču, a zatim vodite žice za vraćanje napajanja na ploču (ovo je +5V i osnova je na shemi). Zatim slijedite shemu kako biste napravili krug, koristeći pinouts komponenti za identifikaciju veza. Prvo sastavite ovaj krug na ploči i testirajte krug. Ovo je bio korak u kojem sam utvrdio da su LED diode povučene umjesto da se isključuju i općenito dosegle točku najvećeg kaosa na mom radnom stolu. Kada krug radi (može se testirati pritiskom na tipku Caps Lock ili Scroll Lock i provjeriti da li se lava lampe prebacuju), smislite kako spakirati komponente na ploču. Može se koristiti žičana traka, ali najjednostavniji način sastavljanja je jednostavno ugurati komponente kroz rupe, omotati žice i lemiti ih zajedno. Provjerite radi li sklopljeni krug na ploči.

Korak 6: USB lava lampe u boji

Učinite jasne USB lava lampe obojanim tako što ćete mrlju na vrhu filma obojiti crvenim ili zelenim markerima, a zatim izrežite krug da biste ga umetnuli u podnožje lampe između svjetla i komore "lava". Ponovo sastavite lava svjetla.

Korak 7: Završna montaža

Altoidi limenke čine odlična kućišta. Dobri su u zaštiti, ali nažalost su vodiči i kratki će biti nezaštićeni krugovi. Da biste to spriječili, izrežite karton i prozirnu foliju na veličinu lima i postavite ih između ploče za tastaturu i vaše perfboard ploče. Umetnite prekidač u zadnju rupu u limenci. Umetnite USB utikače povezane s USB konektorom siromaha u rupe na ključaonici sa strane tako da lim drži utikače u konektoru. Utrpajte u perfboard i spašeno kolo tipkovnice, izolirajte kartonom i prozirnom folijom. Pokušajte zatvoriti lim (naš jedva stane).

Korak 8: Kodirajte

Lava lampe će se kontrolirati sistemskim pozivima na program "setled" koji će uključiti i isključiti capslock i LED diode za zaključavanje. Testirajte ga pokretanjem sljedećeg iz komandne linije (moguće kao root, ovisno o vašoj konfiguraciji) kako bi vaše lampe treperile: setleds -L -caps +scroll < /dev /tty0; sleep 3s; setleds -L +caps -scroll < /dev /tty0; spavati 3; setleds -L </dev/tty0razbijanje ovoga:#Za uključivanje crvene lampe: setleds -L -caps +scroll </dev/tty0#za uključivanje zelene lampe: setleds -L +caps -scroll </dev/ tty0#za povratak u stanje u kojem LED diode prikazuju postavke tastature -L </dev/tty0Ove sistemske pozive možete uključiti u svoj program ili upotrijebiti testni modul jedinice phython koji je Chris napisao na osnovu izgrađenog okvira za testiranje jedinica PyUnit u python. Raspakirajte datoteke iz tar arhive (tar -xzvf lava_unittest.tar.gz s konzole) i isprobajte sljedeće naredbe s konzole: python lava_unittest.py test_lava_unittest-passpython lava_unittest.py test_lava_unittest-failorpython test_lava_unit fail.pyDa biste pokrenuli iz emulatora terminala, dekomentirajte redove označene upozorenjem i pokušajte pokrenuti ga kao root iz emulatora terminala. S ovim kodom sve što trebate učiniti je zamijeniti instance "unittest" sa "lava_unittest" u Python skriptama unit testing. Ponovno kodiranje nije potrebno.

Korak 9: Lijepo pakiranje

Da biste dovršili ovaj projekat, napravite i odštampajte svoju etiketu ili koristite priloženu sliku (otvorite secong sliku u punoj veličini ili xcf datoteku sa gimpom). Jednostavno zalijepite poklopac vaših nevjerojatnih lava svjetiljki s USB upravljanjem.