Boomstick - Animirani LED upravljački program: 10 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Boomstick je projekt za stvaranje animiranog niza programabilnih RGB LED dioda, koji pokreće mali Arduino, a reagira na glazbu. Ovaj vodič fokusira se na jednu hardversku konfiguraciju koju možete sastaviti kako biste pokrenuli softver Boomstick. Ovaj hardver je odlične veličine za umetanje u nosivi predmet poput haljetka ili kapuljače, ili za osvjetljavanje dužine prijenosnog totemskog stupa. Komponente uključuju mikrofon (za slušanje muzike), dugme (za podešavanje osvetljenosti) i dugme (za prebacivanje animacija). Cijela jedinica (uključujući LED diode) napaja se iz jednog mikro USB priključka koji se može priključiti u zidni adapter ili prijenosni USB punjač baterija.

Ovaj projekat je umjereno težak. Morat ćete imati ugodno lemljenje i imati strpljenja za rad s malim dijelovima. Ukupno vrijeme izgradnje je 2+ sata.

Korak 1: Komponente i alati

• Adabruit Perma-Proto PCB tiskane ploče polovice veličine-4,50 USD
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9.95
• Pojačalo za mikrofon Electret - MAX5566 s podesivim pojačanjem - 6,95 USD
• USB Micro -B razvodna ploča - 1,50 USD
• Potenciometar za doradu, 10K - 1,25 USD
• Prekidač sa taktilnim dugmetom (6 mm)
• 10K ohm otpornik
• 3 -pinski JST SM kablovi - 1,50 USD

Svi linkovi su s Adafruit -a, uključujući i trenutnu cijenu u vrijeme pisanja (podložnu promjenama!) Ukupni troškovi trebali bi biti manji od 30 USD. Takođe će vam trebati:

• NeoPixel RGB traka - odaberite prema potrebama vašeg projekta, ali smatram da 30LED/m dobro radi za nošenje
• Nosivi predmet ili slično za ugradnju LED dioda
• Priključna žica malog promjera - Smatram da ovaj set punih jezgri iz Adafruta savršeno funkcionira
• Lemilica, lem, fluks
• Ukošeni dijagonalni rezači - savršeni za podrezivanje viška žice nakon lemljenja
• Skidač žice
• Pištolj za vruće ljepilo
• Brusni papir krupnog zrna

Preporučujem da uzmete USB bateriju ako gradite nosivi uređaj. Imao sam pristojna vremena rada (6+ sati sa 60 LED žica pri punoj svjetlini) sa Anker PowerCore 10000.

Korak 2: Pripremite PermaProto ploču

Želimo položiti naše komponente što je moguće čvršće, a to nažalost znači da moramo izrezati neke tragove na PCB -u, tako da različiti dijelovi kola nisu međusobno povezani.

1. Držite PCB s uspravnim tekstom, a zatim ga preokrenite odozgo prema dolje (tako da lijeva strana i dalje bude lijeva).
2. Vrhovima oštrog noža pažljivo izrežite tragove navedene na slici. Tri rezultata u vertikalnim tragovima su na #5, 9 i 11.
3. Možda ćete morati više puta ocjenjivati trag, pa čak i ogrebati PCB kako biste osigurali čist prekid. Imajte na umu da su dva vodoravna traga na vrhu dublja i zahtijevaju veću silu rezanja.
4. Po izboru, pomoću multimetra provjerite nema li vodljivosti na svakom od tragova tragova.
5. Po želji, pomoću dijagonalnih noževa za ispiranje izrežite mali kvadrat prikazan na slici. To možete učiniti tako što ćete rezati svaku od 4 strane što dublje možete rezačem, zatim okrenuti ploču i rezati s druge strane. Ova rupa daje pristup potenciometru za podrezivanje na ploči mikrofona kada završimo.

Korak 3: Lemljenje prvog seta ožičenja

Postoji mnogo načina na koje se žice i komponente u ovom projektu mogu lemiti zajedno. Međutim, pristup u ovom vodiču dobro mi je poslužio i prošao je nekoliko ponavljanja. Cilj postavljanja ožičenja je da se u bilo kojem trenutku ne preklapaju više od dva sloja žica, stoga pazite da pomno pratite položaje i dužine žica. Na svakoj od slika za ovaj vodič, žice su označene bojama:

• Crvena označava pozitivnu žicu od 5V.
• Žuta označava 3V pozitivnu žicu.
• Bijela označava signalnu ili podatkovnu žicu.
• Crna označava žicu za uzemljenje.

Za pripremu i lemljenje žica potrebna je određena pažnja. Ovo je moj tipičan proces:

1. Odrežite približnu dužinu žice koja je potrebna.
2. Skinite jedan kraj - dužina nije previše važna jer ćete nakon toga skratiti višak.
3. Uvucite ogoljenu žicu kroz prvu rupu i položite žicu u krajnji položaj.
4. Nanesite izolaciju direktno na drugu rupu pomoću sličice.
5. Uklonite žicu, a drugi kraj skinite na mjestu ocjene sličice.
6. Ponovo umetnite žicu i zalemite svaki kraj.
7. Odrežite višak.

Za ovaj prvi korak položit ćemo početni sloj ožičenja prije nego što dodamo bilo koje komponente. To će nam kasnije malo olakšati život jer će neki dijelovi postati nedostupni za lemljenje i rezanje.

1. Lemiti u 10K ohmskom otporniku na naznačeni položaj.
2. Lemite dodatne žice u približnim položajima prikazanim na slici. Obratite pažnju na dodatnu dužinu i krivulju u crnoj/crvenoj žici.
3. Preokrenite ploču i dvaput provjerite lokacije mjesta za lemljenje.

U ovoj fazi ćemo također priključiti LED konektor. Njegova podatkovna veza neće biti dostupna nakon što lemimo na Arduinu.

1. Razdvojite tri žice konektora.
2. Palcem držite konektor na ploči i postavite srednju žicu kao što je prikazano, pružajući preko do traga #10.
3. Odrežite žicu na odgovarajuću dužinu (ostavljajući malo više da proviri kroz rupu).
4. Ogolite i pokosite žicu.
5. Lemite ga u naznačenu rupu.

Ne zaboravite da nastavljate obrezivati višak žice svojim dijagonalnim nožima za ispiranje dok radite!

Korak 4: Dodavanje Arduina

Vrijeme je za lemljenje naše prve komponente! Imajte na umu da za probijanje Arduina, mikrofona i mikro USB-a moramo prethodno lemiti pinove na svaki od njih. Konkretno, za Arduino ne lemimo sve pinove. Potreban je samo podskup i olakšava nam život ako s jedne strane postoje praznine. Pažljivo pratite slike

1. Kako bih lemio pinove na komponente, najlakše mi je gurnuti pinove i komponente zajedno na ploču prije nego što ih lemim. Ovo osigurava da su sve igle poravnate okomito i u kvadratu s komponentom. Pazite da se ne ubodete! Najlakše je pritisnuti iglice nečim ravnim i čvrstim.
2. Orijentirajte Arduino kako je prikazano na slici. Možete uključiti cijeli niz pinova uz rub, počevši od BAT/G/USB.
3. Za rub RST/5V/ARef, odlomite 4 i 6 pinova. 4 pina idu između 5V i A0, a 6 pinova idu između A4 i 3V.
4. Lemite sve igle jednu po jednu, pazeći da Arduino sjedi savršeno u ravnini s crnom plastikom.
5. Uklonite ga s matične ploče i još jednom provjerite dno kako biste provjerili izgledaju li iglice kao na slici.

Sada smo spremni za lemljenje na PCB!

1. Postavite Arduino kao što je prikazano na slici.
2. Uvjerite se da žica za podatke LED konektora ide ispod A1/A2/A3 razmaka.
3. Pomoću trake pričvrstite komponentu na PCB ako je potrebno i lemite je s donje strane na ploču.
4. Odrežite višak igle pomoću dijagonalnih noževa za ispiranje. Budite oprezni - ovo može poslati male komadiće iglica koji lete velikom brzinom. Preporučio bih nošenje neke vrste naočara i usmjeravanje daske u smeće, ili možda u drugu ruku.

Korak 5: Više komponenti

Sada smo spremni za lemljenje ostalih komponenti na PCB.

Prvo moramo lemiti dodatnu žicu na donjoj strani ploče. Obratite pažnju na žutu žicu s desne strane prve slike!

Kad to učinite, a višak smanjite, vrijeme je za mikrofon.

1. Prvo lemite tri pina na ploču za razbijanje mikrofona. Imajte na umu da je za ovu komponentu u redu (čak i poželjno) da leži pod kutom u odnosu na PCB - obratite pažnju na desnu stranu druge slike. Najlakši način da to postignete je lemljenje igala unutra dok su utisnute u ploču za ploču i dopuštanje ploče mikrofona da leži pod uglom prema ploči.
2. Po želji, obrežite potenciometar mikrofona. VRLO PAŽLJIVO koristite mali odvijač za okretanje potenciometra u smjeru kazaljke na satu (prikazano na trećoj slici). Imajte na umu da je to vrlo osjetljiva komponenta i da se lako može slomiti. Napravit će samo djelomičnu revoluciju, nemojte je dalje forsirati. Skraćivanje potenciometra u smjeru kazaljke na satu smanjuje snagu pojačala, što mikrofon čini manje osjetljivim, i omogućava bolji kvalitet u zaista glasnim okruženjima (poput noćnog kluba ili muzičkog festivala). Međutim, imajte na umu da će otežati aktiviranje efekata u mirnijim okruženjima, poput slušanja muzike kod kuće.
3. Pištoljem za vruće ljepilo položite mrlju ljepila na položaj označen na trećoj slici.
4. Pritisnite mikrofon na PCB na naznačenom položaju - pinovi bi trebali biti u drugom redu prema dolje, preko tragova #17-19.
5. Preokrenite PCB i zalemite iglice. Odrežite višak.

Učinimo probijanje Micro USB -a.

1. Za razliku od mikrofona, želimo da mikro USB ploča bude kvadratna sa pinovima. To je tako da se USB kabel odvoji paralelno s ploče kada je priključen i ne ometa PCB. Pazite da ga poduprete tijekom lemljenja igala i lemljenja na ploču. Ponovo pogledajte drugu sliku za konačnu orijentaciju.
2. Možete ponovo koristiti vruće ljepilo za prethodno postavljanje pucanja na pravo mjesto. Igle bi trebale biti u donjem redu (NE dva reda za napajanje), preko tragova #15-19.
3. Ojačajte prostor ispod ploče dodatnim vrućim ljepilom po potrebi. Ovo osigurava prijeko potrebnu čvrstoću jer port može primiti sile zakretanja s priključenog USB kabela.

Na kraju, moramo lemiti dugme i potenciometar.

1. Počnite s gumbom. Malo mu proširite noge i umetnite ga u položaj prikazan na slici.
2. Noge možete saviti prema unutra sa donje strane kako biste lakše držali dugme.
3. Lemite svaku nogu s vrha ploče.
4. Sada umetnite potenciometar kao što je prikazano. Imajte na umu da su igle na vrhu slike.
5. Privremeno ga pričvrstite na ploču nekom trakom i lemite ga sa donje strane ploče.

Korak 6: Završno ožičenje

Upute će biti kratke, ali moramo dovršiti ožičenje na donjoj strani ploče.

1. Lemite crne i žute žice u gornjem lijevom kutu na prvoj slici. Oni pružaju raspon napona koje će potenciometar izlaziti.
2. Lemite crno -bijele žice u donjem desnom kutu na drugoj slici. Oni pružaju uzemljenje i izlazno ožičenje za mikrofon.
3. Potvrdite da su sve žice prisutne kao što je prikazano.

Sada smo završili sa donjom stranom! Po želji možete strateški uočiti vruće ljepilo kako biste zadržali žice i pružili zaštitu od kratkih hlača - iako se obično ne trudim.

Korak 7: Ožičenje LED konektora za napajanje

LED konektor mora napajati direktno iz USB ulaza. Hajdemo sada to zalemiti.

1. Palcem držite konektor na ploči na njegovom konačnom mjestu (pogledajte sliku 2).
2. Odvojit ćemo malu žicu (1-2 mm) žice i lemiti je direktno na vrh postojećih lemnih spojeva u drugom od donjeg reda.
3. Odrežite i ogolite svaku od dvije žice u skladu s tim. Kao što je prikazano na prvoj slici, donja žica trebala bi se pričvrstiti na spoj 5V, a gornja žica bi trebala biti pričvršćena na GND.
4. Limeti oba ogoljena dijela žice.
5. Pažljivo ih zalemite na postojeće lemne spojeve. Pazite da se žica od 5 V ne poveže s tragom lijevo od nje, jer ona nosi signal 3,3 V, a to bi moglo ubiti vaš Arduino. Preporučuje se da prije uključivanja ploče provjerite da nema vodljivosti između dva traga.
6. Vruće zalijepite LED konektor čvrsto na ploču i pojačajte ga s puno ljepila.

Potvrdite da vaša tabla izgleda kao fotografija!

Korak 8: Povezivanje na ploču

Postoje dva osnovna načina povezivanja na ploču.

• Za programiranje Arduina, spojite se na USB priključak direktno na njemu (slika 1).
• Za pokretanje LED dioda, spojite se na USB priključak na dnu i spojite LED diode (slika 2).

Korak 9: Završni dodiri

Komponente su postavljene što je moguće kompaktnije, pa neke od PCB -a ostaju prazne. Ovo možete pažljivo odrezati kao što je prikazano na slici. Nisam siguran koji je najbolji način za to točno - koristim neke teške rezače žice, ali vjerovatno biste mogli koristiti i nožnu pilu ako ste oprezni. Presecanjem postojećih rupa postaje malo lakše.

Kada odrežete višak, toplo preporučujem da brušite rubove i uglove nekim brusnim papirom krupnijeg zrna, jer PCB može biti prilično oštra.

Cijela ova jedinica može biti omotana u neku široku traku sa hladnjakom s izrezanim rupama za pristup kontrolama i priključcima.