Geek Spinner: 14 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Fidget spinner memang menyeronokkan, dan anda boleh menjumpainya di kaunter daftar keluar dengan hanya beberapa dolar belakangan ini, tetapi bagaimana jika anda dapat membina sendiri? Dan ia mempunyai LED? Dan anda boleh memprogramnya untuk mengatakan atau menunjukkan apa sahaja yang anda mahukan? Sekiranya kedengarannya hebat, INI ADALAH PROJEK UNTUK ANDA.

Saya selalu berminat menggunakan LED berkedip untuk membuat anak-anak berminat dalam pengaturcaraan. Projek yang paling mudah dengan mikrokontroler Arduino adalah dengan mematikan dan mematikan LED. Oleh itu, anda dapat melihat seberapa pantas LED boleh berkelip sebelum kelihatan seperti menyala berterusan (selang kira-kira 12 milisaat). Kemudian anda menggegarkan LED berulang-ulang dan anda dapat melihatnya berkelip lagi! Fenomena ini adalah panggilan "kegigihan penglihatan" (POV) dan bagaimana projek ini berfungsi. Ini boleh membawa kepada perbincangan mengenai bagaimana mata berfungsi dan seberapa cepat komputernya.

Projek ini menggunakan mikrokontroler 8-bit yang boleh diprogramkan, lapan LED, dan sel duit syiling. Ia berputar menggunakan bantalan papan selaju standard, dan menggunakan sensor kesan Hall dan magnet untuk menentukan putaran. Ia dibuat dengan menggunakan bahagian lubang yang mesra pemula dan dapat diprogramkan menggunakan persekitaran pengaturcaraan Arduino. Cukup bercakap, mari kita buat…

Langkah 1: Kumpulkan Bahagian, Alat, dan Bekalan

Selalu mengecewakan apabila berjaya membuat pertengahan jalan dan mendapati anda kehilangan sesuatu. Ini adalah bahagian yang telah saya cuba dan dapat berfungsi dengan baik. Pengganti dengan risiko anda sendiri:

Bil Bahan =================

• 1 ea, PCB Ungu, dihasilkan dengan mesra di AS oleh OSH Park
• 1 ea, Attiny 84, Atmel ATTINY84A-PU,
• 1 ea, Taktil suis, TE 1825910-6,
• 1 ea, Slide Switch SPDT Through Hole, C&K JS202011AQN,
• 1 ea, Pemegang bateri, Linx BAT-HLD-001-THM,
• 8 ea, LED Merah 3mm 160 Mcd, Wurth 151031SS04000,
• 8 ea, 330 ohm 1 / 8W, Stackpole CF18JT330R,
• 1 ea, topi 0.1 uF, KEMET C320C104M5R5TA,
• 1 ea, Suis magnetik, Melexis MLX92231LUA-AAA-020-SP,
• 1 ea, 608 Skateboard Bearing,
• 1 ea, magnet nadir bumi kecil 2mm x 1mm,
• 2 ea, topi bercetak 3D (fail STL dilampirkan).
• 1 ea, bateri CR2032, Panasonic BSP atau setaraf,

Alat dan Bekalan: Untuk bengkel saya, saya menggunakan Toolkit Kit Permulaan SparkFun yang mempunyai semua yang anda perlukan kecuali pinset:

• Besi pematerian.
• SolderWire
• Lapisan flush-cut (Saya suka Hakko CHP170 $ 5!)
• Jalinan pemisah
• Lem super

Memprogram Attiny (Langkah 4, tidak diperlukan jika anda membelinya sebagai kit):

• Arduino (sila elakkan klon Cina yang murah dan sokong Pembuatan Sumber Terbuka AS anda).

  • Papan Iklan SparkFun
  • Adafruit Metro
  • Arduino UNO
• Perisai Pengaturcaraan AVR.
• Penyesuai Pogo (jika pengaturcaraan dengan cip dipasang).
• USB A-B standard untuk Uno, USB Mini untuk Redboard, atau USB Micro untuk Metro.

Kit untuk projek ini boleh didapati di Tindie.com (tolak bateri). Membeli kit akan menjimatkan masa dan perbelanjaan membuat pesanan dari beberapa vendor yang berbeza dan mengelakkan premium pesanan PCB minimum. Juga, pengaturcaraan Attiny tidak sepele, dan jika anda membeli kit, ia akan diprogramkan sebelumnya. Anda juga akan membantu saya mengembangkan dan berkongsi projek lain di bengkel saya!

Langkah 2: Rintangan Penting

Kami akan menganggap anda mempunyai pengalaman membuat kit. Sekiranya anda memerlukan bantuan pematerian, pergi ke www.sparkfun.com/tutorials/213 untuk menyikat atau menonton Geek Girl menerangkannya di https://www.youtube.com/embed/P5L4Gl6Q4Xo. Saya juga mempunyai kit yang sesuai untuk pemula di

Saya suka memulakan dengan perintang kerana a) mereka agak tahan panas semasa anda memasuki alur pematerian anda dan seterika naik ke suhu, b) mereka tidak mempunyai kekutuban, jadi orientasi tidak kritikal, dan c) mereka adalah komponen paling rendah di papan jadi duduk rapat semasa memateri. Terdapat lapan perintang penghad 330-ohm, satu untuk setiap LED. Anda boleh melakukan satu demi satu, atau semuanya lapan sekaligus.

• Bengkokkan pengarah ke lebar pad dan masukkan perintang.
• Balikkan papan ke atas dan pasangkan palamnya.
• Potong plumbum dengan potongan rata.
• Pukul mereka lagi dengan besi jika anda mahu mereka mengagumkan rakan-rakan geek anda.

Langkah 3: Kod?

Sekiranya anda membeli kit saya, cip tersebut sudah diprogramkan dan boleh melangkah ke langkah seterusnya.

Ya, projek ini memerlukan beberapa kod. Dan, jika anda memperhatikan, dalam Langkah 1 saya memberitahu anda bahawa pengaturcaraan Attiny tidak sepele. Saya menggunakan Arduino, persekitaran pengaturcaraannya, pengaturcara AVR saya, dan jig pin pogo.

Cip tersebut dapat diprogram sebelum disolder di tempatnya (foto 2), atau setelah disolder di tempatnya menggunakan header ISP di bahagian bawah PCB (foto 3). Dalam kedua-dua kes, pengaturcaraan adalah seperti berikut:

• Muat turun Persekitaran Pengaturcaraan Arduino.

• Pasang sokongan untuk Attiny 85 dari mana-mana:

  • https://highlowtech.org/?p=1695 (Arduino Tiny)
  • https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore (Attiny Core)
• Muat naik "Arduino sebagai lakaran ISP": [Fail] -> [Contoh] -> [Arduino sebagai ISP].
• Pasang Perisai Pengaturcaraan AVR dan masukkan kabel pita ke kedudukan Attiny84
• Sekiranya menggunakan Pogo Adapter, letakkan pada header ISP di papan. Pad positif dan negatif ditandai sehingga anda dapat mengarahkan pengepala dengan betul.
• Sekiranya menggunakan cip, masukkan dengan pin satu ke arah penyambung USB.

• Pilih cip yang betul:

  • Arduino Tiny: "Attiny 84 @ 8 Mhz"

  • Teras Attiny: "Attiny 24/44/84"

    • Cip "Attiny 84"
    • 8 Mhz (Dalaman)
    • Pemetaan Pin "lawan arah jam"
• Pilih Programmer, [Tools] -> [Programmer] -> [Arduino sebagai ISP]
• Tetapkan sekering pengaturcaraan, [Alat] -> [Burn Bootloader]
• Muat naik lakaran yang dilampirkan, [Fail] -> [Muat naik menggunakan programmer]

Punca ralat terbesar yang saya lakukan adalah melibatkan pin tidak diselaraskan dengan betul.

Langkah 4: Chip It

Sekarang cip anda mempunyai kod di atasnya, anda boleh memasangnya. Orientasi cip DIP ("dual inline package") biasanya ditunjukkan sama ada oleh lubang yang berdekatan dengan pin satu, atau divot pada hujung cip yang mengandungi pin satu, seperti yang berlaku di sini.

• Bengkokkan plumbum hingga 90 darjah dengan menekannya ke permukaan rata (gambar 1 & 2).
• Sejajarkan cip dengan simbol pada PCB dan masukkan cip (foto 3).
• Pateri satu pin di sisi yang berlawanan, dan periksa bahawa kedua-dua cip itu rata pada PCB dan bahawa orientasinya betul. Ia menjadi sangat sukar untuk diperbaiki selepas ini. Percayalah pada perkara ini.
• Setelah anda yakin betul, pasangkan pin yang tersisa dan kemudian potong dengan rata.

Langkah 5: Tukar dan Kapasitor

Butang tekan berada di sebelah IC, dan kapasitor di sisi lain.

• Tekan butang tekan ke tempatnya (pastikan ia berada dalam arah yang betul).
• Pateri di tempatnya.
• Klip hujung dari belakang.

Kapasitor tidak mempunyai orientasi, tetapi jika anda meletakkan tulisan, rakan geek anda akan mengetahui nilai yang anda gunakan.

Langkah 6: Suis dan Pemegang Bateri

Suis berjalan dengan tahap yang menunjuk ke luar. Seperti barang-barang lain, pateri dua pin, periksa bahawa ia dipasang rata, dan kemudian pateri selebihnya.

Pemegang bateri mempunyai tanda untuk menunjukkan orientasi, tetapi sebenarnya tidak menjadi masalah. Akan tetapi, ia memerlukan haba yang sedikit lebih banyak daripada petunjuk biasa, dan anda ingin memastikannya dipasang rata untuk menahan bateri pada kedudukannya (gambar 4).

Langkah 7: LED

Tidak ada projek yang baik yang tidak termasuk sekurang-kurangnya satu LED. Ini mempunyai LAPAN!

Pimpin panjang positif (anod). Terdapat tanda "+" pada silkscreen, dan padnya bersegi. Sekiranya anda melakukan semua lapan sekaligus, tahan untuk memastikan semua orientasi anda betul.

• Pateri satu plumbum pada setiap LED.

• Sahkan orientasi dan bahawa mereka duduk rata (gambar 3).

  Jika tidak, tekan pada casing dengan paha anda dan panaskan semula plumbum hingga terkunci pada kedudukannya (gambar 4)

• Selesaikan selebihnya.
• Klip petunjuk.

Langkah 8: Periksa

Pada ketika ini, kita masih boleh memeriksa LED dan mematikan:

• Masukkan bateri dengan sisi positif ke luar.
• Hidupkan pemutar dan kemudian tekan butang sehingga semua (semoga) LED menyala (lihat video).
• Putar pemintal dan lihat coraknya. Sekiranya LED tidak menyala, ia mungkin dipasang ke belakang, atau mengalami kerosakan panas. Lekatkannya dan masukkan yang baru.

Penyelesaian masalah:

• Sekiranya tiada lampu LED:

  • Pastikan bateri anda baik dan dalam arah yang betul.
  • Adakah anda memprogram cip anda? Adakah dalam orientasi yang betul? Adakah ia semakin panas?
  • Adakah LED berorientasikan dengan betul? Gunakan sel duit syiling pada sendi pateri yang dipimpin untuk mengujinya?

• Sekiranya suis tidak menjadikan LED berkelip:

  • Periksa sambungan pateri pada LED.
  • Periksa sendi pateri di Attiny.
• Sekiranya semuanya gagal, ambil dan hantarkan gambar beresolusi tinggi di bahagian depan dan belakang dan minta pertolongan dalam komen.

Langkah 9: Waktu Putaran

Galas dipegang di tempat dengan memateri sarung ke pad besar. Ini memerlukan kesabaran dan kepanasan:

• Gunakan sesuatu seperti duit syiling di permukaan yang keras untuk meletakkan galas.
• Panaskan kedua-dua pad dan shell galas sehingga anda melihat solder mengalir ke casing (memerlukan sedikit).
• Ulangi di seberang.
• Sahkan bahawa galas diselaraskan dengan betul dengan memutar pemintal.
• Balikkan papan dan pateri dua titik di sisi lain.

Langkah 10: Adakah Ini Revolusi?

Untuk menunjukkan mesej dan bukannya hanya corak, kita perlu mengetahui kedudukan pemutar dalam hubungan dengan bulatan. Kami akan menggunakan sensor kesan Hall dan magnet. Ini serupa dengan bagaimana enjin pembakaran mengetahui kapan menyalakan percikan api untuk mendapatkan tenaga yang maksimum. Orientasi dan penjajaran sensor dan magnet sangat penting untuk berfungsi.

• Tulisan di muka peranti menghadap galas yang sepadan dengan layar sutera (foto 1).
• Sejajarkan ketinggian tepat di atas galas (di mana magnet di tutupnya).
• Pateri satu plumbum.
• Sahkan ketinggian dan aliment.
• Selesaikan petunjuk yang tinggal.
• Klip petunjuk.

Sekiranya anda menggunakan sensor Omni-pole, anda perlu mengetahui arah magnet. Cara terbaik untuk melakukan ini adalah dengan menetapkan mod selain corak dari langkah sebelumnya dan kemudian cari sisi magnet yang memulakan LED berkelip (lihat video). Lekatkan magnet dengan sisi yang berfungsi menghadap ke luar. Periksa semula kerja anda.

Langkah 11: Mengimbangkan Akta

Sekiranya anda menahan pemutar mendatar dengan bateri masuk, anda akan melihatnya berpusing ke sisi bateri ke bawah. Walaupun usaha terbaik saya menyeimbangkan komponen, ia masih tidak seimbang. Anda boleh menambahkan sedikit berat ke sisi tanpa bateri menggunakan mur & bolt, atau menambahkan sedikit pateri ke pad.

Langkah 12: Anda Beroperasi

Dengan menggunakan magnet dan sensor anda, anda bersedia untuk melihat kehebatan Geek Spinner anda. Mod pemintal ditunjukkan oleh LED yang menyala semasa menghidupkan atau selepas tekan butang (D0 - D7). Mode diubah dengan menekan butang (lihat video).

mod int = 8; // bilangan mod yang ada

// 0 -> teks "Hello World!" // 1 -> RPM // 2 -> masa dalam detik // 3 -> kiraan putaran // 4 -> kiraan putaran (jumlah) // 5 -> corak "pad lilly" // 6 -> bentuk 1 (jantung) // 7 -> bentuk 2 (senyum)

Langkah 13: Tapi Tunggu, Masih Ada Lagi.

Corak "hati" dan "senyuman" dibuat dengan menggunakan grafik polar untuk menunjukkan bagaimana lapan segmen akan kelihatan setiap 5 darjah putaran.

Dengan tangan:

• Muat turun dan cetak gambar beresolusi penuh (gambar 1).
• Isi blok untuk membuat gambar anda (gambar 2).

• Sepanjang jejari, mulakan 0, hitung bait menggunakan hitam = 1, putih = 0;

  Jejari pertama jantung adalah 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, jadi bait = 0b100000000;

• Teruskan sehingga anda selesai (petunjuk, jika gambar anda simetris, anda hanya perlu melakukan separuh).
• Tampal bait anda ke bahagian "textAndShapes.h" pada lakaran di bawah "bentuk_1 " atau "bentuk_2 ".

Menggunakan Python:

• Pasang Python.
• Pasang pustaka Imej Python.
• Muat turun skrip "readGraph.py" yang dilampirkan.
• Muat turun gambar beresolusi penuh (gambar 1).
• Buka gambar di editor kegemaran anda (GIMP atau MS Paint).
• Gunakan perintah "Isi" dengan warna hitam yang dipilih untuk mengisi segmen yang anda inginkan menyala (gambar 2).
• Simpan gambar di direktori yang sama dengan skrip "readGraph.py" dan ubah nama fail dalam skrip agar sesuai dengan:

im = Image.open ('heart.png')

Jalankan skrip dan tampalkan output ke bahagian "textAndShapes.h" pada lakaran di bawah "bentuk_1 " atau "bentuk_2"

Walau apa pun, sila kongsi ciptaan anda (gambar dan kod) dalam komen!

Langkah 14: Kredit dan Pemikiran Akhir

Saya pasti tidak menghasilkan semua ini sendiri. Bukan dengan tembakan panjang.

• Pengalaman pertama saya dengan POV adalah dengan projek dari Nick Sayer yang dipanggil POV Twirlie: https://www.tindie.com/products/nsayer/pov-twirlie/. (Saya juga menggunakan adapter pogo).
• Pemikiran "LED + Fidget spinner = POV" muncul di otak saya setelah melihat Techydiy Instructable
• Bila-bila masa anda mempunyai idea hebat, seseorang telah melakukannya: https://www.instructables.com/id/POV-Arduino-Fidget-Spinner/. Pematerian permukaan permukaan adalah sesuatu yang dapat saya lakukan, tetapi tidak begitu mesra pemula. Kodnya juga sedikit di atas kepala saya, tetapi saya menggunakan idea-ideanya tentang memaparkan RPM dan jumlahnya.
• Saya dapat memahami dan menggunakan coretan kod Jam POV Reger-men untuk memaparkan teks:

Tidak ada projek yang lengkap atau sempurna. Berikut adalah beberapa fikiran yang saya lalui:

• Imbangan: Lembaran data jarang mempunyai maklumat mengenai berat komponen, jadi sukar untuk membuat tekaan kira-kira yang seimbang tanpa hanya membuatnya. Bateri jelas merupakan komponen yang paling berat. Saya menambah lubang di setiap hujungnya sehingga saya dapat menambahkan berat badan yang diperlukan untuk mengimbangkannya.
• Mengikut arah jam? Sekiranya anda perhatikan, teks hanya akan dipaparkan dengan betul jika anda berputar mengikut arah jam. Memusing ke arah lain membuat imej cermin. Menambah sensor atau magnet Hall kedua akan membolehkan anda memperoleh arah putaran (projek Sean melakukan ini).
• Warna? Menggunakan LED RGB yang dapat diprogramkan membolehkan anda melakukan warna. Mereka biasanya dipasang di permukaan.