Lampu Lava Mini Dikawal USB: 9 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Instruksional ini menerangkan tentang pembinaan satu set lampu lava yang dikuasakan dan dikawal oleh USB dari papan kekunci USB dan dua lampu lava Think Think Geek USB menggunakan litar suis geganti transistor sederhana yang digerakkan oleh LED papan kekunci. Ini menggambarkan cara mudah untuk mengawal hingga tiga suis latensi tinggi (hingga 120volts, 0.5 amp) melalui sambungan USB, dengan jumlah wang minimum (0 $ hingga 40 $ bergantung pada koleksi sampah anda), dan tanpa untuk memprogram pemacu kawalan bersiri USB atau mikrokontroler. Berpotensi anda juga dapat menggunakan kekunci keyboard untuk menambahkan lebih dari 100 input yang akan menaip karakter yang dapat digunakan untuk mengendalikan program (seperti yang dijelaskan oleh randofo dan oleh David Merrill, tetapi pendekatan ini tidak digunakan untuk projek ini. Projek ini disusun sebagai hadiah untuk rakan saya Chris Lasher untuk memperingati kepergiannya dan memulakan program siswazah dalam bioinformatik. Chris akan melakukan banyak pengaturcaraan, dan merupakan penganut Pragmatic / Agile Programing, salah satu prinsipnya adalah pengujian unit. ujian unit program sedang berjalan, senang mengetahui apakah mereka berjaya atau gagal, dan mana yang dominan. Terkenal, sebilangan pengaturcara pragmatik membuat sistem maklum balas dengan mengendalikan lampu lava bersaiz penuh dari kerangka pengujian unit dengan menyatukan beberapa alat kawalan rumah di luar rak (harganya lebih dari $ 60). Lampu membolehkan mereka melihat sama ada ujian lulus atau gagal, dan pemanasan secara beransur-ansur pada satu lampu membolehkan mereka melihat yang mana ts dominan. Ini adalah idea yang bagus, tetapi saya ingin menjadikan Chris sesuatu yang: 1) akan mengawal dua lampu lava kecil bertenaga USB, 2) akan mematikan komputer riba baru Chris yang menarik, dan antara muka melalui USB (tidak ada port lama pada komputer yang lebih baru, terutamanya komputer riba), 3) sedikit lebih buatan sendiri dan mesra penggodam, 4) akan lebih murah. Relay memandu dari penukar port USB ke siri sepertinya merupakan penyelesaian mudah. Terdapat banyak litar yang tersedia dalam talian untuk projek kawalan port bersiri. Satu projek yang sangat baik yang saya sesuaikan adalah di https://www.windmeadow.com/node/4. Malangnya, hampir semua peranti bersiri USB ke siri tidak membenarkan pemukul bit tahap rendah (pertukaran baris kawalan secara manual) yang diperlukan untuk menggunakan litar ini. Pendekatan lain ialah membeli litar antara muka USB, atau membuatnya dari mikrokontroler. Walau bagaimanapun, projek ini memerlukan banyak kod dan pemacu mikrokontroler (walaupun menggunakan pemacu antara muka manusia yang sudah ada atau pengawal yang telah dibuat sebelumnya). Saya memilih untuk menyelesaikan masalah ini dengan papan kekunci USB yang selamat, kerana harganya agak murah, dan berisi semua yang diperlukan untuk tiga output on / off sederhana, dalam bentuk LED nombor, topi, dan kunci kunci tatal. Di Linux terdapat sejumlah mekanisme untuk menukar LED anda dari program atau baris perintah (satu bahkan dirujuk dalam Cryptonomicon). Setled adalah yang paling mudah, dan dipasang sebelumnya di hampir semua mesin, ledd dibangun pada model pelayan pelanggan, dan bahkan ada modul dalam bahasa pengaturcaraan Ruby. Windows dan Mac OS, dan bahasa pengaturcaraan lain, semestinya mempunyai mekanisme yang setara - siarkan dalam komen jika anda tahu cara menukar LED papan kekunci di OS lain atau bahasa pengaturcaraan! Saya memberi hadiah kepada Chris, dan sekarang dia tidak hanya dapat melihat apakah itu ujian unit lulus, semua pengaturcara di jabatan barunya dapat mengetahui betapa hebatnya pembuat DIY.

Langkah 1: Senarai Bahagian

2 lampu lava USB (dari Thinkgeek atau froogle ~ $ 10 setiap satu) 1 papan kekunci USB (papan kekunci epal juga membolehkan anda menyelamatkan dua bicu USB, menjadikan peretasan yang disenaraikan dalam langkah "bicu USB orang miskin" tidak perlu) $ 0 untuk papan kekunci yang digores dengan satu atau dua kunci mati, hingga $ 4 dalam talian (https://froogle.google.com/froogle?q=usb%20keyboard) hingga $ 30 dengan harga terbaik) 2 relay suis buluh (Radio Shack # 275-233 $ 3.00, Mouser # 677-OMR-112H $ 1.54) semua komponen elektrik lain hanya berharga beberapa dolar. 2 transistor (seperti 2N2222) (Radio Shack # 276-1617, Mouser # 511-2N2222A) 2 perintang (Radio Shack # 271-1124, Mouser # 291-4.7k, jalur kuning-ungu-merah-emas) 4 dioda, sesuatu seperti 1N404 (Radio Shack # 276-1103, Mouser # 512-1N414B) 1 suis kuasa (SPST) sedikit wayar1 perfboard (Radio Shack # 276-1395) 1 Keluarkan kadbod kecil, kepingan filem ketelusan / overhead alat pemateri besi dan / atau alat pembalut wayar dan alat kabel atau alat tangan dan alat sabar dan penanda digital bitsa digital multimeter dan penanda hijauPengetahuan dan kemahiran: Pengetahuan pematerian asas dan elektronik. Saya sangat mengesyorkan buku Forest Mimm jika anda seorang pemula elektronik dan ingin mengetahui bagaimana rangkaian berfungsi. Masa: Projek ini mengambil masa dua petang dan satu petang, termasuk menyelesaikan masalah.

Langkah 2: Pencucian Papan Kekunci

Ketepikan papan kekunci anda semestinya mungkin. Papan kekunci yang saya letak adalah papan kekunci USB multimedia Dynex, nombor model DX-MKB101. Semasa anda membongkar, berhati-hatilah untuk tidak memecahkan wayar nipis yang sering digunakan. Anda harus melihat sesuatu seperti gambar kedua setelah membuka papan kekunci. Anda mahu menyelamatkan bahagian litar dan papan dengan LED (selalunya pada papan litar yang sama) dan kehilangan papan kekunci yang besar. Mudah-mudahan anda dapat melepaskan filem plastik nipis yang berfungsi sebagai suis utama papan kekunci, atau dengan cara lain memotong suis papan kekunci tanpa merosakkan litar utama. Saya terpaksa memotong beberapa plastik untuk membebaskan papan, tetapi setelah selesai, anda seharusnya dapat memasukkan papan kekunci, mengenalinya, dan menukar LED kosong dengan kunci kunci papan kekunci berfungsi yang lain yang dipasang ke komputer yang sama. Anda boleh mempunyai pelbagai papan kekunci, USB dan tidak, dipasang serentak dengan kebanyakan sistem operasi moden dan ia akan saling mencetuskan kunci penutup dan kunci kunci yang lain. Pada ketika ini saya harus mengatakan bahawa adalah mungkin untuk merosakkan atau memusnahkan komputer anda dengan memasang litar kosong ke dalamnya. Berhati-hati dan teruskan dengan teliti. Sekiranya anda bimbang ujian dengan hab USB yang murah. Sebaliknya, saya mencuba pelbagai perkara semasa menyelesaikan masalah litar ini, termasuk menyambung semula rangkaian langsung, dan komputer riba saya masih belum selesai.

Langkah 3: Palam Usb Orang Miskin

Saya tidak mahu memusnahkan palam USB pada lampu lava sehingga boleh digunakan secara berasingan, dan supaya pengawal lampu lava USB modular (peranti lain boleh digunakan dihidupkan dan dimatikan dan bukannya lampu). Sekiranya anda membongkar papan kekunci epal pada langkah terakhir, anda akan mempunyai dua bicu USB-A wanita yang boleh anda gunakan, dan begitu juga boleh melangkau langkah ini. Anda juga boleh membeli bicu USB-A wanita dari mouser atau yang menyelamatkan dari hab USB tambahan. Namun saya memilih untuk memilih dengan pilihan yang murah dan sederhana - bicu USB ringkas yang diperbuat daripada bungkus wayar bergaris (wayar nipis mana pun mencukupi), sedikit papan wangi, dan beberapa kertas dan filem ketelusan untuk penebat. Cukup potong sedikit papan wangi untuk masuk ke dalam palam USB, tambahkan wayar melalui lubang sehingga memasukkan palam tidak akan menariknya keluar dan akan membolehkan mereka menghubungi penyambung +5V dan arde di palam (lihat pin di " Buat litar "langkah untuk sambungan mana). Kemudian potong sedikit filem ketelusan untuk menutup satu sisi papan sehingga wayar perfboard tidak akan pendek pada badan logam palamnya. Masukkan papan bertebat ini ke dalam palam USB, dan sahkan dengan multimeter anda bahawa wayar membuat hubungan yang baik dan tidak sesak. Ini adalah bagaimana lampu lava USB disambungkan ke litar. Untuk projek ini, sediakan dua dari palam orang miskin ini secara kepala-ke-kepala pada sedikit papan wangi yang sama (lihat gambar). Semasa langkah pemasangan, anda akan melihat bagaimana sarung memegang kedua-dua palam USB pada penyambung ini.

Langkah 4: Potong Lekapan dan Perfboard

Tentukan susun atur projek anda di kandangnya. Saya menggunakan timah Altoids yang selalu popular. Bor lubang di bahagian belakang tin Altoids untuk suis SPST on / off yang besar, satu di bahagian depan untuk kabel USB papan kekunci, dan dua lubang di sisi untuk soket lampu lava USB. Potong celah lubang kunci dengan roda pemotong dremel atau tangan ke bawah ke lubang depan dan sisi sehingga kabel USB dapat masuk (lihat gambar). Gariskan lubang dengan pita saluran untuk mengelakkan pemotongan kabel. Tentukan bentuk papan wangi anda untuk litar anda dan potong bentuk itu dengan alat dremel. Ini akan sangat sesuai…

Langkah 5: Buat Litar

Inti projek ini hanya menggunakan perisian untuk menukar LED papan kekunci, dan merampas LED untuk menukar arus yang lebih besar. Saya harus menyebutkan di sini bahawa beberapa LED dihidupkan dengan menerapkan voltan positif ke anod, sementara litar lain (seperti yang ada di papan kekunci ini) mengapung anod LED tinggi (sehingga LED mati) dan mengikat katod LED ke tanah semasa diaktifkan (pull-down switching). Anda boleh mengubah suai litar ini untuk berfungsi sama ada, tetapi saya akan gambarkan kaedah ikatan negatif. LED dimatikan (set tinggi) menghidupkan suis transistor, yang menutup geganti, dan akhirnya lampu lava diaktifkan. Ini bermaksud bahawa pertukaran perisian untuk lampu akan terbalik dari LED. Saya menyesuaikan litar dari windmeadow, tetapi berdasarkan suis transistor sederhana seperti yang dijelaskan dalam kebanyakan teks elektronik (hlm. 50 dalam buku Mimm, atau di wikipedia). Saya telah memasukkan fail ktechlab supaya anda dapat melihat bagaimana sakelar transistor berfungsi, dan skema penuh (dalam format svg dan png). Pastikan menggunakan skema asal atau fail svn untuk mencetak, kerana gambar yang lebih kecil tidak jelas. Anda perlu mengeluarkan LED dari papan litar papan kekunci dan menentukan kekutuban mereka dan bahagian mana yang ditukar dengan multimeter. Jalankan satu wayar dari setiap LED yang akan terlibat dalam litar pensuisan (ini berlabel SCROLLLOCK dan CAPSLOCK pada skema). Tolak + 5v dan arahkan dari litar papan kekunci untuk memberi kuasa ke papan wangi, dan kemudian jalankan wayar untuk mengembalikan kuasa ke papan (ini adalah + 5V dan landasan pada skema). Kemudian ikuti skema untuk membuat litar, menggunakan pinout komponen untuk mengenal pasti sambungan. Pasang litar ini pada papan roti terlebih dahulu, dan uji litar. Ini adalah langkah di mana saya menentukan bahawa LED ditarik dan bukannya ditarik ke bawah, dan umumnya mencapai titik kekacauan maksimum di meja kerja saya. Apabila litar berfungsi (boleh diuji dengan menekan Caps Lock Key atau Scroll Lock Key dan melihat apakah lampu lava beralih), cari tahu cara mengemas komponen ke papan wangi. Wirewrap dapat digunakan, tetapi kaedah pemasangan yang paling mudah adalah dengan hanya mendorong komponen melalui lubang, membungkus petunjuk bersama, dan menyatukannya bersama-sama. Uji bahawa litar yang dipasang berfungsi di papan wangi.

Langkah 6: Lampu USB Lava Warna

Jadikan lampu lava USB yang jelas berwarna dengan mewarnakan tampalan filem overhead dengan penanda merah atau hijau, kemudian potong bulatan untuk memasukkan di dasar lampu antara cahaya dan ruang "lava". Pasang semula lampu lava.

Langkah 7: Perhimpunan Akhir

Tin Altoids membuat kandang yang hebat. Mereka pandai melindungi, tetapi malangnya mereka adalah konduktor dan akan memendekkan litar yang tidak dilindungi. Untuk mengelakkan ini, potong kadbod dan filem ketelusan dengan ukuran timah, dan pas di antara papan litar papan kekunci dan papan wangi anda. Masukkan suis di lubang belakang timah anda. Masukkan palam USB yang dipadankan dengan penyambung USB orang miskin ke dalam lubang kunci di sisi sehingga timah memegang palam ke penyambung. Lekatkan di litar papan kekunci dan papan kekunci yang selamat, lindungi dengan kadbod dan filem ketelusan. Cuba tutup timah (kita hampir tidak muat).

Langkah 8: Kod

Lampu lava akan dikawal oleh panggilan sistem ke program "setled" yang akan menghidupkan dan mematikan LED locklock dan locklock. Uji dengan menjalankan perintah berikut dari baris perintah (mungkin sebagai root, bergantung pada konfigurasi anda) untuk membuat lampu anda berkedip: setleds -L -caps + scroll </ dev / tty0; sleep 3s; setleds -L + caps -scroll </ dev / tty0; tidur 3; setleds -L </ dev / tty0 memecahkan ini: #Untuk menghidupkan lampu merah: setleds -L -caps + tatal </ dev / tty0 # untuk menghidupkan lampu hijau: setleds -L + caps -scroll </ dev / tty0 # untuk kembali ke keadaan di mana LED memaparkan tetapan papan kekunci set -L </ dev / tty0Anda boleh memasukkan panggilan sistem ini dalam program anda sendiri, atau menggunakan modul ujian unit phython yang ditulis oleh Chris berdasarkan kerangka ujian unit PyUnit yang dibina menjadi ular sawa. Buka sahaja fail dari arkib tar (tar -xzvf lava_unittest.tar.gz dari konsol) dan cuba arahan berikut dari konsol: python lava_unittest.py test_lava_unittest-passpython lava_unittest.py test_lava_unittest-failorpython test_lava_unittest-pass.unpest-test.lava_unittest-pass. fail.pyUntuk menjalankan dari emulator terminal, lepaskan garis yang diberi tanda amaran dan cuba jalankan root dari emulator terminal. Dengan kod ini, yang perlu dilakukan hanyalah menukar contoh "tidak terkuat" dengan "lava_unittest" dalam skrip Python yang ditulis untuk ujian unit. Tidak perlu pengekodan semula.

Langkah 9: Pembungkusan Cantik

Untuk menyelesaikan projek ini, buat dan cetak label anda sendiri atau gunakan gambar yang disertakan (buka gambar secong bersaiz penuh atau fail xcf dengan gimp). Cukup tampal pada penutup lampu lava terkawal USB anda yang menakjubkan.