Boomstick - נהג LED מונפש: 10 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

Boomstick הוא פרויקט ליצירת מחרוזת אנימציה של נוריות RGB הניתנות לתכנות, המופעלות על ידי ארדואינו קטן, ותגובות למוסיקה. מדריך זה מתמקד בתצורת חומרה אחת שתוכל להרכיב על מנת להפעיל את תוכנת Boomstick. חומרה זו היא בגודל נהדר להכנסה לפריט לביש כגון חלוק או מכסה מנוע רוח, או להאיר את אורך מוט הטוטם הנייד. הרכיבים כוללים מיקרופון (להרים מוזיקה), כפתור (להתאמת בהירות) וכפתור (להחלפת אנימציות). היחידה כולה (כולל נוריות) מופעלת מיציאת מיקרו USB אחת, שניתן לחבר אותה למתאם קיר, או ממטען USB נייד.

הפרויקט הזה קשה למדי. יהיה עליך להלחם בנוח ולהיות סבלני לעבוד עם חלקים קטנים. זמן הבנייה הכולל הוא שעתיים ומעלה.

שלב 1: רכיבים וכלים

• Adafruit Perma-Proto לוח הלחם בגודל חצי-4.50 $
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9.95
• מגבר מיקרופון אלקטרט - MAX5566 עם רווח מתכוונן - 6.95 $
• לוח פריצת USB Micro -B - $ 1.50
• פוטנציומטר לקצץ לחם - 10K - $ 1.25
• מתג כפתור מישוש (6 מ"מ)
• נגד 10K אוהם
• כבלי JST SM עם 3 פינים - $ 1.50

כל הקישורים הם מ- Adafruit, ואני כולל את המחיר הנוכחי בזמן הכתיבה (כפוף לשינויים!) העלות הכוללת צריכה להיות מתחת ל -30 $. תצטרך גם:

• רצועת NeoPixel RGB - בחר בהתאם לצרכי הפרויקט שלך, אך אני מוצא 30LED/m עובד היטב עבור לבישים
• פריט לביש או דומה להכנסת הלדים
• חוט חיבור למד קטן - אני מוצא שערכת הליבה המוצקה הזו של Adafruit עובדת בצורה מושלמת
• מלחם, הלחמה, שטף
• חותכי סומק באלכסון - מושלם לחיתוך חוט עודף לאחר הלחמה
• חשפן חוטים
• אקדח דבק חם
• נייר זכוכית גרוס גס

אני ממליץ לאסוף מארז סוללות USB אם אתה בונה לביש. היו לי זמני ריצה הגונים (6+ שעות עם מחרוזת 60 LED בהירות מלאה) מאנקר PowerCore 10000.

שלב 2: הכינו את לוח PermaProto

אנו רוצים לפרוס את הרכיבים שלנו בצורה הדוקה ככל האפשר, ולמרבה הצער המשמעות היא שעלינו לחתוך חלק מהעקבות על הלוח המודרני, כך שחלקים שונים של המעגל אינם מחוברים זה לזה.

1. החזק את הלוח המודפס כשהטקסט זקוף, והפוך אותו מלמעלה למטה (כך שהצד השמאלי עדיין בצד שמאל).
2. חותכים בזהירות את העקבות המצוינות בתמונה בעזרת קצה סכין חדה. שלושת הציונים במעקבים האנכיים נמצאים במספר 5, 9 ו -11.
3. ייתכן שיהיה עליך להבקיע את העקיבה מספר פעמים ואף לגרד את ה- PCB על מנת להבטיח שבירה נקייה. שים לב ששני העקבים האופקיים בחלקם העליון עמוקים יותר ודורשים יותר כוח חיתוך.
4. לחלופין, השתמש במולטימטר כדי לבדוק שאין מוליכות בכל אחד מחתכי העקבות.
5. לחלופין, בעזרת חותכי סומק אלכסוניים, חותכים את הריבוע הקטן המוצג בתמונה. אתה יכול לעשות זאת על ידי חיתוך כל אחד מארבעת הצדדים עמוק ככל שתוכל עם החותך, ואז הפוך את הלוח וחיתוך מהצד השני. חור זה נותן גישה לפוטנציומטר החיתוך בלוח המיקרופון כאשר סיימנו.

שלב 3: הלחמה ראשונה של חיווט

ישנן מספר דרכים בהן ניתן להלחם את החוטים והרכיבים בפרויקט זה יחד. עם זאת, הגישה במדריך זה שימשה אותי היטב, ועברה כמה חזרות. המטרה לאופן פרסום החיווט היא שלא יהיו יותר משתי שכבות של חוטים החופפים בכל נקודה, לכן הקפידו לעקוב מקרוב אחר מיקומם ואורכם של החוטים. בכל אחת מהתמונות למדריך זה החוטים מקודדים בצבע:

• אדום מציין חוט חיובי 5V.
• צהוב מציין חוט חיובי 3V.
• הלבן מציין אות או חוט נתונים.
• שחור מציין חוט הארקה.

יש צורך בטיפול זה בכדי להכין ולהלחם את החוטים. זהו התהליך הטיפוסי שלי:

1. חותכים את אורך החוט המשוער הדרוש.
2. רצו קצה אחד - האורך אינו חשוב מדי, מכיוון שתקצצו את העודפים לאחר מכן.
3. הכנס את החוט המופשט דרך החור הראשון, והנח את החוט במיקומו הסופי.
4. ניקוד את הבידוד ישירות מעל החור השני בעזרת התמונה הממוזערת שלך.
5. הסר את החוט ופשט את הקצה השני במיקום ציון התמונות הממוזערות.
6. הכנס מחדש את החוט והלחם כל קצה.
7. חתכו את העודף.

בשלב זה, אנו הולכים להניח שכבה ראשונית של חיווט לפני שנוסיף רכיבים כלשהם. זה יהפוך את חיינו לקלים יותר מאוחר יותר, מכיוון שחלקים מסוימים יהפכו לבלתי נגישים להלחמה וקיצוץ.

1. הלחמה בנגד 10K אוהם במיקום המצוין.
2. הלחם את החוטים הנוספים במיקומים המשוערים המוצגים בתמונה. שים לב לאורך והעקומה הנוספים בחוטים השחורים/אדומים.
3. הפוך את הלוח ובדוק שוב את מיקומי נקודות ההלחמה.

אנו הולכים גם לצרף את מחבר ה- LED בשלב זה. חיבור הנתונים שלו לא יהיה נגיש לאחר שנלחם על הארדואינו.

1. פיצול שלושת החוטים של המחבר.
2. החזק את המחבר ללוח בעזרת האגודל שלך, והנח את החוט האמצעי כפי שמוצג, והגיע עד לעקוב אחר מס '10.
3. חותכים את החוט באורך המתאים (משאירים תוספת קטנה לדקור דרך החור).
4. מפשיטים ומתחים את החוט.
5. הלחם אותו לתוך החור המצוין.

זכור להמשיך ולחתוך חוט עודף בעזרת חותכי ההדחה האלכסוניים שלך בזמן העבודה!

שלב 4: הוספת הארדואינו

הגיע הזמן להלחם את הרכיב הראשון שלנו! שים לב כי עבור פריצת ה- Arduino, המיקרופון והמיקרו USB, עלינו להלחים סיכות מראש לכל אחד מהם. עבור Arduino במיוחד, אנחנו לא הלחמה כל הסיכות. רק קבוצת משנה נחוצה, וזה מקל על חיינו אם יש כמה פערים בצד אחד. עקוב אחר התמונות בזהירות

1. על מנת להלחים סיכות על רכיבים, אני מוצא שהכי קל לדחוף את הסיכות והרכיב יחד למטה על לוח לחם לפני שאני מלחם אותם. זה מוודא שהסיכות כל מיושרות אנכית ומרובעות עם הרכיב. היזהר לא לחטט בעצמך! הכי קל לדחוף את הסיכות למטה עם משהו שטוח ומוצק.
2. כוון את הארדואינו כפי שמוצג בתמונה. אתה יכול לכלול שורה של פינים לאורך הקצה החל מ- BAT/G/USB.
3. עבור קצה RST/5V/ARef, ניתקו 4 סיכות ו -6 סיכות. 4 הסיכות עוברות בין 5V ל- A0, ו- 6 הסיכות עוברות בין A4 ל -3V.
4. הלחם את כל הסיכות אחת אחת, וודא שהארדואינו יושב בצורה מושלמת עם הפלסטיק השחור.
5. הסר אותו מלוח הלחם ובדוק שוב את החלק התחתון כדי לוודא שהסיכות נראות כמו בתמונה.

עכשיו אנחנו מוכנים להלחם אותו ל- PCB!

1. מקם את הארדואינו כפי שמוצג בתמונה.
2. וודא שחוט הנתונים של מחבר ה- LED עובר מתחת לפער A1/A2/A3.
3. השתמש בקלטת כדי להחזיק את הרכיב ללוח ה PCB במידת הצורך, והלחם אותו ללוח מהצד התחתון.
4. חתוך את הפינים העודפים בעזרת חותכי ההדחה האלכסוניים שלך. היזהר - זה יכול לשלוח את פיסות הסיכה הזעירות לעוף במהירות גבוהה. הייתי ממליץ להרכיב משקפיים כלשהם ולכוון את הלוח אל האשפה, או אולי אל היד השנייה שלך.

שלב 5: רכיבים נוספים

כעת אנו מוכנים להלחם את שאר הרכיבים למחשב הלוח.

ראשית, עלינו להלחם חוט נוסף בחלק התחתון של הלוח. שימו לב לחוט הצהוב בצד ימין של התמונה הראשונה!

ברגע שזה נעשה והעודפים נגזרו, הגיע הזמן למיקרופון.

1. ראשית, הלחם את שלוש הסיכות ללוח פריצת המיקרופון. שים לב שלרכיב זה, זה בסדר (אפילו רצוי) שהוא יונח בזווית ל- PCB - שים לב לצד ימין של התמונה השנייה. הדרך הקלה ביותר להשיג זאת היא להלחם את הפינים בזמן שהם נלחצים לתוך לוח לחם, ולאפשר ללוח המיקרופון להישכב בזווית אל לוח הלחם.
2. לחלופין, חתוך את פוטנציומטר המיקרופון. השתמש בזהירות רבה במברג קטן כדי לסובב את הפוטנציומטר בכיוון השעון (מצוין בתמונה השלישית). שים לב שזה מרכיב עדין מאוד ויכול להישבר בקלות. היא תחולל מהפכה חלקית בלבד, אל תכריח אותה הלאה. קיצוץ הפוטנציומטר עם כיוון השעון מוריד את עוצמת המגבר כלפי מטה, מה שהופך את המיקרופון לרגיש פחות, ומאפשר איכות טובה יותר בסביבות רועשות ממש (כמו מועדון לילה או פסטיבל מוזיקה). עם זאת, שים לב שזה יקשה על הפעלת האפקטים בסביבות שקטות יותר, כמו האזנה למוסיקה בבית.
3. השתמש באקדח דבק חם להנחת כתם דבק במיקום המצוין בתמונה השלישית.
4. לחץ על המיקרופון על הלוח במיקום המצוין - הסיכות צריכות להיות בשורה השנייה למטה, על פני עקבות מס '17-19.
5. הפוך את הלוח הלוח והלחם את הסיכות. חתוך כל עודף.

עכשיו, בואו נעשה את הפריצה למיקרו USB.

1. שלא כמו המיקרופון, אנו רוצים שלוח המיקרו USB יהיה מרובע עם הפינים. זאת על מנת שכבל ה- USB יתנתק במקביל מהלוח כשהוא מחובר, ואינו מפריע ללוח ה PCB. הקפד להרים אותו בזמן הלחמת הסיכות, ותוך כדי הלחמה ללוח. שוב, עיין בתמונה השנייה לכיוון האחרון.
2. תוכל שוב להשתמש בדבק חם כדי למקם מראש את ההתפרצות במיקום הנכון. הסיכות צריכות להיות בשורה התחתונה (לא בשתי שורות הכוח), על פני עקבות מס '15-19.
3. לחזק את החלל שמתחת ללוח בעזרת דבק חם נוסף לפי הצורך. זה מספק כוח נחוץ, מכיוון שהיציאה עשויה לקבל כוחות גרירה מכבל ה- USB המחובר.

לבסוף, עלינו להלחם את הכפתור ואת הפוטנציומטר.

1. התחל עם הכפתור. הרחיבו מעט את רגליו והכניסו אותן למיקום המוצג בתמונה.
2. אתה יכול לכופף את הרגליים כלפי פנים בצד התחתון כדי לעזור להחזיק את הכפתור במקומו.
3. הלחמה כל אחת מהרגליים מהחלק העליון של הלוח.
4. כעת הכנס את הפוטנציומטר כפי שמוצג. שימו לב שהסיכות נמצאות בחלק העליון של התמונה.
5. אבטח אותו ללוח באופן זמני בעזרת סרט דבק, והלחם אותו מחלקו התחתון של הלוח.

שלב 6: חיווט סופי

אשאיר את ההוראות קצרות, אך עלינו לסיים את החיווט בחלק התחתון של הלוח.

1. הלחם את החוטים השחורים והצהובים בפינה השמאלית העליונה בתמונה הראשונה. אלה מספקים את טווח המתחים שיפיק הפוטנציומטר.
2. הלחם את החוטים בשחור לבן בפינה הימנית התחתונה בתמונה השנייה. אלה מספקים חיווט הארקה ופלט למיקרופון.
3. ודא שכל החוטים קיימים כפי שמוצג.

עכשיו סיימנו עם החלק התחתון! אתה יכול להבחין בדבק חם באופן אסטרטגי כדי להחזיק את החוטים ולספק הגנה מפני מכנסיים קצרים - למרות שבדרך כלל אני לא טורח.

שלב 7: חיווט מתח מחבר ה- LED

מחבר ה- LED צריך לשאוב חשמל ישירות מכניסת ה- USB. בואו נעשה את ההלחמה במקום עכשיו.

1. החזק את המחבר כלפי מטה על הלוח עם האגודל, במיקומו הסופי (ראה תמונה 2).
2. אנו הולכים להפשיט אורך זעיר (1-2 מ"מ) של חוט והלחמה ישירות לחלק העליון של מפרקי ההלחמה הקיימים בשורה השנייה התחתונה.
3. חיתוך והסרת כל אחד משני החוטים בהתאם. כפי שמוצג בתמונה הראשונה, החוט התחתון צריך להתחבר למפרק 5V, והחוט העליון צריך להתחבר ל- GND.
4. פח את שני החלקים המופשטים של החוט.
5. הלחם אותם בזהירות למפרקי הלחמה הקיימים. וודא שחוט 5V אינו מתחבר למעקה שמשמאל לו, מכיוון שהוא נושא אות 3.3V, והדבר עלול להרוג את הארדואינו שלך. מומלץ לבדוק שאין מוליכות בין שני העקבות עם מולטימטר, לפני שתפעיל את הלוח.
6. הדבק חם את מחבר ה- LED כלפי מטה היטב ללוח, וחיזק אותו עם הרבה דבק.

אשר שהלוח שלך נראה כמו התמונה!

שלב 8: התחברות ללוח

ישנן שתי דרכים עיקריות שבהן תוכל להתחבר ללוח.

• לתכנות ה- Arduino, התחבר ליציאת ה- USB ישירות עליו (תמונה 1).
• להפעלת נוריות, התחבר ליציאת ה- USB בתחתית וחיבר את הנורות (תמונה 2).

שלב 9: גימור נגיעות

הרכיבים פרוסים בצורה קומפקטית ככל האפשר, כך שחלק מה- PCB נשאר ריק. אתה יכול לחתוך את זה בזהירות כפי שמוצג בתמונה. אני לא בטוח מהי הדרך הטובה ביותר לעשות זאת בדיוק - אני משתמש בכמה חותכי תיל כבדים, אך סביר להניח שתוכל להשתמש במסור גם אם היית זהיר. חיתוך החורים הקיימים מקל קצת יותר.

לאחר שחתכת את העודף, הייתי ממליץ בחום לשפשף את הקצוות והפינות בעזרת נייר זכוכית גרוס גס, מכיוון שה- PCB יכול להיות חד למדי.

ניתן לעטוף את כל היחידה הזו בקלטת כיווץ חום רחבה עם חורים חתוכים כדי לגשת לפקדים וליציאות.