Boomstick - Pemacu LED Animasi: 10 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Boomstick adalah projek untuk membuat rentetan animasi LED RGB yang dapat diprogram, yang dikuasakan oleh Arduino kecil, dan reaktif terhadap muzik. Panduan ini memfokuskan pada satu konfigurasi perkakasan yang dapat anda kumpulkan untuk menjalankan perisian Boomstick. Perkakasan ini adalah ukuran yang bagus untuk memasukkan barang yang boleh dipakai seperti jubah atau tudung semangat, atau menerangi panjang tiang totem mudah alih. Komponennya meliputi mikrofon (untuk mengambil muzik), tombol (untuk menyesuaikan kecerahan) dan butang (untuk menukar animasi). Seluruh unit (termasuk LED) dihidupkan dari port USB mikro tunggal, yang dapat dipasang ke penyesuai dinding, atau pengecas bateri USB mudah alih.

Projek ini agak sukar. Anda mesti selesa menyolder, dan bersabar untuk bekerja dengan bahagian kecil. Jumlah masa pembinaan adalah 2+ jam.

Langkah 1: Komponen dan Alat

• Adafruit Perma-Proto Separuh Breadboard PCB - $ 4,50
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9.95
• Penguat Mikrofon Electret - MAX5566 dengan Keuntungan Boleh Laras - $ 6,95
• Papan Pemecah Mikro USB B - $ 1.50
• Potensiometer Trim Papan Roti - 10K - $ 1,25
• Suis butang taktil (6mm)
• Perintang 10K ohm
• Kabel SM JST 3-pin - $ 1.50

Semua pautan berasal dari Adafruit, dan saya termasuk harga semasa semasa menulis (boleh berubah!) Jumlah kosnya mestilah di bawah $ 30. Anda juga memerlukan:

• Jalur NeoPixel RGB - pilih mengikut keperluan projek anda, tetapi saya dapati 30LED / m berfungsi dengan baik untuk pakaian yang boleh dipakai
• Item yang boleh dipakai atau serupa dengan memasang LED
• Kawat penyambung tolok kecil - Saya dapati set teras pepejal ini dari Adafruit berfungsi dengan sempurna
• Pateri solder, solder, fluks
• Pemotong pepenjuru siram - sesuai untuk memotong lebihan wayar selepas pematerian
• Pelucut wayar
• Pistol gam panas
• Kertas pasir kasar

Saya akan mengesyorkan mengambil pek bateri USB jika anda membina alat yang boleh pakai. Saya mempunyai masa berjalan yang baik (6+ jam dengan rentetan 60 LED pada kecerahan penuh) dari Anker PowerCore 10000.

Langkah 2: Sediakan Papan PermaProto

Kami ingin meletakkan komponen kami sekuat mungkin, dan sayangnya ini bermaksud bahawa kita perlu memotong beberapa jejak pada PCB, supaya bahagian litar yang berlainan tidak saling terhubung.

1. Pegang PCB dengan teks tegak, kemudian balikkan dari atas ke bawah (supaya bahagian kiri masih di sebelah kiri).
2. Potong jejak yang ditunjukkan dalam gambar dengan hati-hati dengan hujung pisau tajam. Ketiga skor dalam jejak menegak adalah pada # 5, 9 dan 11.
3. Anda mungkin perlu menjaringkan jejak berkali-kali, dan bahkan menggaru PCB untuk memastikan rehat yang bersih. Perhatikan bahawa dua jejak mendatar di bahagian atas lebih dalam dan memerlukan daya pemotongan yang lebih banyak.
4. Sebagai pilihan, gunakan multimeter untuk memeriksa bahawa tidak ada kekonduksian di setiap pemotongan jejak.
5. Sebagai pilihan, dengan menggunakan pemotong siram pepenjuru, potong kotak kecil yang ditunjukkan dalam gambar. Anda boleh melakukan ini dengan memotong setiap 4 sisi sedalam yang boleh dengan pemotong, kemudian membalik papan dan memotong dari sisi lain. Lubang ini memberi akses ke potensiometer trim pada papan mikrofon apabila kita selesai.

Langkah 3: Set Pendawaian Pertama Solder

Terdapat sebilangan cara wayar dan komponen dalam projek ini dapat disolder bersama. Walau bagaimanapun, pendekatan dalam panduan ini telah memberi manfaat kepada saya, dan telah melalui beberapa lelaran. Tujuan bagaimana pendawaian disusun adalah agar tidak lebih dari dua lapisan wayar yang bertindih pada setiap titik, jadi berhati-hati untuk mengikuti kedudukan dan panjang wayar dengan teliti. Dalam setiap gambar untuk panduan ini, wayar berkod warna:

• Merah menunjukkan wayar positif 5V.
• Kuning menunjukkan wayar positif 3V.
• Putih menunjukkan isyarat atau wayar data.
• Hitam menunjukkan wayar tanah.

Sebilangan penjagaan diperlukan untuk menyiapkan dan memateri wayar. Ini adalah proses tipikal saya:

1. Potong kira-kira panjang wayar yang diperlukan.
2. Jalur satu hujung - panjang tidak terlalu penting, kerana anda akan mengurangkan lebihan selepas itu.
3. Masukkan wayar yang dilucutkan melalui lubang pertama, dan letakkan wayar pada kedudukan terakhirnya.
4. Skor penebat secara langsung di lubang kedua dengan lakaran kecil anda.
5. Tanggalkan wayar, dan lepaskan hujung yang lain di lokasi skor lakaran kecil.
6. Masukkan semula wayar, dan pateri setiap hujungnya.
7. Potong lebihan.

Untuk langkah pertama ini, kita akan meletakkan lapisan pendawaian awal sebelum kita menambah komponen. Ini akan menjadikan hidup kita lebih mudah di kemudian hari, kerana beberapa bahagian menjadi tidak dapat diakses untuk pematerian dan pemangkasan.

1. Pateri pada perintang ohm 10K pada kedudukan yang ditunjukkan.
2. Pateri wayar tambahan pada kedudukan anggaran yang ditunjukkan dalam gambar. Perhatikan panjang dan lengkung tambahan pada wayar hitam / merah.
3. Balikkan papan, dan periksa semula lokasi tempat pateri.

Kami juga akan memasang penyambung LED pada tahap ini. Sambungan datanya tidak akan dapat diakses sebaik sahaja kita menggunakan Arduino.

1. Pisahkan tiga wayar penyambung.
2. Pegang penyambung ke papan dengan ibu jari anda, dan letakkan wayar tengah seperti yang ditunjukkan, menjangkau ke jejak # 10.
3. Potong wayar dengan panjang yang sesuai (membiarkan sedikit tambahan untuk menembusi lubang).
4. Tanggalkan dan timah wayar.
5. Pateri ke lubang yang ditunjukkan.

Ingatlah untuk terus memotong lebihan wayar dengan pemotong siram pepenjuru semasa anda bekerja!

Langkah 4: Menambah Arduino

Sudah tiba masanya untuk menyatukan komponen pertama kami! Perhatikan bahawa untuk pelarian Arduino, mikrofon, dan mikro USB, kami perlu membuat pra-solder pin pada masing-masing. Untuk Arduino secara khusus, kami tidak menyolder semua pin. Hanya satu subset yang diperlukan, dan ini menjadikan hidup kita lebih mudah jika terdapat beberapa jurang di satu pihak. Ikuti gambar dengan teliti

1. Untuk menyisipkan pin ke komponen, saya merasa paling mudah untuk menolak pin dan komponen ke bawah ke papan roti sebelum saya menyoldernya. Ini memastikan bahawa pin semua diselaraskan secara menegak, dan segi empat sama dengan komponen. Berhati-hatilah untuk tidak mencucuk diri! Paling mudah untuk menolak pin dengan sesuatu yang rata dan padat.
2. Orientasikan Arduino seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Anda boleh memasukkan pin penuh di sepanjang tepi bermula dengan BAT / G / USB.
3. Untuk tepi RST / 5V / ARef, pecahkan 4 pin dan 6 pin. 4 pin antara 5V dan A0, dan 6 pin antara A4 dan 3V.
4. Selesaikan semua pin satu demi satu, pastikan Arduino duduk dengan sempurna dengan plastik hitam.
5. Keluarkannya dari papan roti, dan periksa bahagian bawah sekali lagi untuk mengesahkan bahawa pin kelihatan seperti dalam gambar.

Sekarang kita sudah bersedia untuk memasangkannya ke PCB!

1. Posisikan Arduino seperti yang ditunjukkan dalam gambar.
2. Pastikan wayar data penyambung LED berada di bawah jurang A1 / A2 / A3.
3. Gunakan pita untuk menahan komponen ke PCB jika perlu, dan pasangkannya ke papan dari bahagian bawah.
4. Potong pin lebihan menggunakan pemotong siram pepenjuru anda. Hati-hati - ini boleh menghantar kepingan kecil terbang dengan kelajuan tinggi. Saya akan mengesyorkan memakai beberapa jenis cermin mata, dan mengarahkan papan ke tong sampah, atau ke tangan anda yang lain.

Langkah 5: Lebih Banyak Komponen

Sekarang kita sudah siap untuk menyatukan komponen yang lain ke PCB.

Pertama, kita perlu menyolder wayar tambahan di bahagian bawah papan. Perhatikan wayar kuning di sebelah kanan gambar pertama!

Setelah selesai, dan kelebihannya dipangkas, inilah masanya untuk mikrofon.

1. Pertama, pasangkan tiga pin ke papan pemecah mikrofon. Perhatikan bahawa untuk komponen ini, tidak apa-apa (walaupun diinginkan) untuk meletakkan pada sudut PCB - perhatikan sebelah kanan gambar kedua. Cara termudah untuk mencapainya adalah dengan menyolatkan pin semasa ditekan ke papan roti, dan membiarkan papan mikrofon meletakkan miring ke papan roti.
2. Sebagai pilihan, potong potensiometer mikrofon. SANGAT berhati-hati menggunakan pemutar skru kecil untuk memutar potensiometer mengikut arah jam (ditunjukkan dalam gambar ketiga). Perhatikan bahawa ia adalah komponen yang sangat halus, dan mudah pecah. Itu hanya akan membuat revolusi separa, jangan memaksanya lagi. Memotong potensiometer mengikut arah jam mengubah kekuatan penguat turun, yang menjadikan mikrofon kurang sensitif, dan memungkinkan kualiti yang lebih baik di persekitaran yang sangat keras (seperti kelab malam atau festival muzik). Namun, perhatikan bahawa kesannya akan lebih sukar untuk memicu persekitaran yang lebih tenang, seperti mendengar muzik di rumah.
3. Gunakan pistol lem panas untuk meletakkan gumpalan gam pada kedudukan yang ditunjukkan dalam gambar ketiga.
4. Tekan mikrofon ke PCB pada posisi yang ditunjukkan - pin harus berada di baris kedua ke bawah, melintasi jejak # 17-19.
5. Balikkan PCB dan pateri pin. Potong lebihan.

Sekarang, mari lakukan pelarian USB Mikro.

1. Tidak seperti mikrofon, kami mahu papan Mikro USB bersegi dengan pin. Ini supaya kabel USB keluar selari dari papan ketika terpasang, dan tidak mengganggu PCB. Berhati-hati untuk menopangnya semasa menyolder pin, dan sambil menyoldernya ke papan. Sekali lagi, lihat gambar kedua untuk orientasi akhir.
2. Anda mungkin sekali lagi menggunakan lem panas untuk mempratetkan pelarian di lokasi yang betul. Pin harus berada di baris bawah (BUKAN dua baris kuasa), melintasi jejak # 15-19.
3. Kukuhkan ruang di bawah papan dengan gam panas tambahan jika diperlukan. Ini memberikan kekuatan yang sangat diperlukan, kerana port mungkin menerima daya tork dari kabel USB yang terpasang.

Akhirnya, kita perlu meletakkan butang dan potensiometer.

1. Mulakan dengan butang. Lebar kakinya sedikit, dan masukkan ke kedudukan yang ditunjukkan dalam gambar.
2. Anda boleh membengkokkan kaki ke arah bawah untuk membantu menahan butang di tempatnya.
3. Memateri setiap kaki dari bahagian atas papan.
4. Sekarang masukkan potensiometer seperti yang ditunjukkan. Perhatikan bahawa pin berada di bahagian atas dalam gambar.
5. Lekatkannya ke papan sementara dengan beberapa pita, dan pateri dari bahagian bawah papan.

Langkah 6: Pendawaian Akhir

Saya akan memberi arahan ringkas, tetapi kami perlu menyelesaikan pendawaian di bahagian bawah papan.

1. Pateri wayar hitam dan kuning di kiri atas pada gambar pertama. Ini memberikan julat voltan yang akan dihasilkan oleh potensiometer.
2. Pateri wayar hitam dan putih di bahagian bawah kanan pada gambar kedua. Ini menyediakan kabel tanah dan output untuk mikrofon.
3. Sahkan bahawa semua wayar ada seperti yang ditunjukkan.

Kami sudah selesai dengan bahagian bawah! Anda boleh memilih lem panas secara strategik untuk menahan wayar dan memberikan perlindungan terhadap seluar pendek - walaupun saya biasanya tidak mengganggu.

Langkah 7: Pendawaian Daya Penyambung LED

Penyambung LED perlu menarik kuasa terus dari input USB. Mari dapatkan yang disolder sekarang.

1. Pegang penyambung ke bawah ke papan dengan ibu jari anda, di lokasi terakhirnya (lihat gambar 2).
2. Kami akan menanggalkan wayar dan pateri yang panjangnya (1-2mm) yang terus ke bahagian atas sambungan pateri yang ada di baris kedua dari baris bawah.
3. Potong dan lepaskan kedua-dua wayar dengan sewajarnya. Seperti yang ditunjukkan pada gambar pertama, wayar bawah harus melekat pada sendi 5V, dan wayar atas harus melekat pada GND.
4. Tin kedua-dua bahagian wayar yang dilucutkan.
5. Pateri dengan berhati-hati ke sendi pateri yang ada. Pastikan wayar 5V tidak menyambung ke jejak di sebelah kiri, kerana ini membawa isyarat 3.3V, dan melakukannya boleh membunuh Arduino anda. Sebaiknya periksa bahawa tidak ada kekonduksian antara kedua jejak dengan multimeter, sebelum anda menghidupkan papan.
6. Panaskan pelekat LED dengan kuat ke papan, dan kuatkan dengan gam yang banyak.

Sahkan bahawa papan anda kelihatan seperti foto!

Langkah 8: Menyambung ke Papan

Terdapat dua cara utama untuk menyambung ke papan.

• Untuk memprogram Arduino, sambungkan ke port USB secara langsung di atasnya (gambar 1).
• Untuk menjalankan LED, sambungkan ke port USB di bahagian bawah, dan sambungkan LED (gambar 2).

Langkah 9: Menyentuh Sentuhan

Komponennya ditata sekerap mungkin, sehingga beberapa PCB tetap kosong. Anda boleh memotongnya dengan teliti seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Saya tidak pasti cara terbaik untuk melakukan ini dengan tepat - saya menggunakan beberapa pemotong wayar tugas berat, tetapi anda mungkin juga boleh menggunakan gergaji besi jika anda berhati-hati. Memotong lubang yang ada menjadikannya lebih mudah.

Sebaik sahaja anda memotong lebihan, saya sangat mengesyorkan mencabut tepi dan sudut dengan beberapa kertas pasir kasar, kerana PCBnya cukup tajam.

Seluruh unit ini dapat dibungkus dalam pita heatshrink lebar dengan lubang yang dipotong untuk mengakses alat kawalan dan port.