SteamPunk Raadio: 10 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Projekt: SteamPunk Radio

Kuupäev: mai 2019 - august 2019

ÜLEVAADE

See projekt on kahtlemata kõige keerulisem, mille olen ette võtnud, kuusteist IV-11 VFD-toru, kaks Arduino Mega-kaarti, kümme LED-neoonvalgusahelat, servo, elektromagnet, kaks MAX6921AWI IC-kiipi, viis alalisvoolu toiteallikat, HV-toide toiteallikas, kaks alalisvoolumõõturit, alalisvooluvõimendi, FM -stereoraadio, 3 W võimsusvõimendi, LCD -ekraan ja klaviatuur. Lisaks ülaltoodud osade loendile tuli nullist välja töötada kaks tarkvaraprogrammi ja lõpuks nõudis kogu raadio ehitamine umbes 200 tundi tööd.

Otsustasin selle projekti lisada Instructabeli saidile, eeldamata, et liikmed seda projekti tervikuna reprodutseerivad, vaid pigem valin elemendid, mis neid huvitavad. Kaks ala, mis saidi liikmetele eriti huvi pakuvad, võivad olla 16 IV-11 VDF-toru juhtimine, kasutades kahte MAX6921AWI kiipi ja sellega seotud juhtmestikku, ning kahe Mega 2650 kaardi vaheline side.

Sellesse projekti kuuluvad erinevad komponendid on hangitud kohalikult, välja arvatud torud IV-11 ja kiibid MAX6921AWI, mis on mõlemad saadud EBayst. Tahtsin ellu äratada erinevaid esemeid, mis muidu aastaid kastides vireleksid. Kõik kõrgsurveventiilid olid pärit arusaamisega, et kõik, kus üksused ebaõnnestusid.

1. samm: OSADE LOETELU

1. 2 x Arduino Mega 2560 R3

2. RDA5807M FM -raadio

3. PAM8403 3W võimendi

4. 2 x 20W kõlarit

5. Di-pole FM Ariel

6. 16 X IV-11 VDF torud

7. 2 x MAX6921AWI IC kiip

8. 2 x MT3608 2A Max DC-DC võimendusvõimsusmooduli võimendusmoodul

9. 2 x XL6009 400KHz Automatic Buck moodul

10. 1 -kanaliline moodul, 5 V madala taseme käivitaja Arduino ARM PIC AVR DSP jaoks

11. 2-kanaliline 5V 2-kanaliline moodulikilp Arduino ARM PIC AVR DSP jaoks

12. Elektrimagnetitõste 2.5KG/25N solenoidimureja elektromagnet DC 6V

13. 4 -faasilist samm -mootorit saab juhtida ULN2003 kiibiga

14. 20*4 LCD 20X4 5V Sinine ekraan LCD2004 kuvar LCD moodul

15. IIC/I2C jadaliidese moodul

16. 6 x bitti 7 X WS2812 5050 RGB LED -rõngaslamplamp integreeritud draiveritega Neo Pixel

17. 3 x LED -rõngas 12 x WS2812 5050 RGB LED koos integreeritud draiveritega Neo Pixel

18. 2 x LED -rõngas 16 x WS2812 5050 RGB LED koos integreeritud draiveritega Neo Pixel

19. LED riba Paindlik RGB 5m Pikkus

20. 12 Klahvimembraanilüliti klahvistik 4 x 3 maatriksmassiivi maatriksi klaviatuurilüliti klahvistik

21. BMP280 digitaalne õhurõhu kõrguse andur 3.3V või 5V Arduino jaoks

22. DS3231 AT24C32 IIC mooduli täpsus RTC reaalajas kella moodul

23. 2 x volditud võlli lineaarne pöörlev potentsiomeeter 50K

24. 12V 1 ampri toiteadapter

2. etapp: IV-11 VDF TORUD JA MAX6921AWI IC CHIP

Selle projekti MAX6921AWI kiibi kasutamine põhineb minu eelmisel äratuskella projektil. Iga kaheksa IV-11 toru komplekti juhitakse ühe MAX6921AWI kiibi abil, kasutades juhtimismeetodit Multiplex. Kahel lisatud PDF-failil on näidatud kaheksatorulise komplekti juhtmestik ja see, kuidas MAX6921AWI kiip on torukomplektiga ühendatud ja omakorda Arduino Mega 2560 külge ühendatud. Selle segmendi ja Võrgu pingeliine hoitakse eraldi. On väga oluline tuvastada toru väljundid, vt lisatud PDF -i, see hõlmab 1,5 V kütteseadme kontakte 1 ja 11, 24 V anoodpistikut (2) ja lõpuks kaheksat segmenti ja „dp“tihvti, 3–10. aega, tasub ka enne torukomplekti juhtmestama asumist testida iga segmenti ja “dp” lihtsa testimisseadme abil. Iga toru tihvt on ühendatud järjestikku, järgmiselt torude rida allapoole kuni viimase toruni, kuhu on lisatud täiendavad juhtmed, et võimaldada kaugühendust MAX6921AWI kiibiga. Sama protsessi jätkatakse ka kahe kütteseadme toitetorustiku tihvti 1 ja 11. puhul. Ma kasutasin värvilist traati iga 11 liini jaoks, kui värvid otsa said, alustasin värvide järjestust uuesti, kuid lisasin traadi mõlema otsa ümber musta riba kasutades kuumtöötlust. Erandiks ülaltoodud juhtmestikust on tihvt 2, 24-anoodiline toide, mille individuaalne traat on ühendatud tihvti 2 ja kiibi MAX6921 anoodväljundite vahele. Lisateavet kiibi ja selle ühenduste kohta leiate lisatud PDF -ist. Ei saa üle tähtsustada, et kiip ei tohi kiibi töötamise ajal mitte mingil ajal kuumaks, soojaks pärast mõne tunni kasutamist jah, kuid mitte kunagi kuumaks. Kiibi ühendusskeemil on näidatud kolm ühendust Mega külge, tihvtid 27, 16 ja 15, 3,5 V-5 V toide Mega tihvtist 27, selle GND Mega tihvti 14 ja 24 V toitetihv 1. Ärge kunagi ületage 5 V toiteallikat ja hoidke anoodi võimsusvahemikku maksimaalselt 24 V kuni 30 V. Enne jätkamist kasutage järjepidevuse testerit, et testida iga traati kõige kaugemate punktide vahel.

Kasutasin selle kiibi AWI versiooni, kuna see oli väikseim formaat, millega olin nõus koostööd tegema. Kiibi ja selle kandja valmistamine algab kahest 14 PCB tihvti komplektist, mis asetatakse leivalauale, laastu kandur asetatakse tihvtide kohale, tihvt 1 üleval vasakul. Jootke voogu ja jootet kasutades tihvtid ja „tina” iga 28 kiibist jalapadja kohta. Kui olete lõpetanud, asetage kiibikandja kiip väga ettevaatlikult, et joondada kiibi jalad jalapadjadega ja veenduda, et kiibi sälk on suunatud tihvti 1 poole. Leidsin, et kiibi ühelt küljelt aitasin kasutada müügilinti kinnitage kiip enne jootmist. Jootmisel veenduge, et säärepatjadele on kantud voolu ja jootekolb on puhas. Vajutage üldiselt igale kiibijalale alla, see painutab seda veidi jalapadjale ja peaksite nägema jootet. Korrake seda kõigi 28 jalaga, selle protsessi ajal ei pea te jootekolbile jootet lisama.

Kui olete lõpetanud, puhastage kiibikandja voost ja katsetage järjepidevuse testeriga iga jalga, asetades ühe sondi kiibijalale ja teise PCB tihvtile. Lõpuks veenduge alati, et enne tegeliku toite sisselülitamist on kiibikandjaga kõik ühendused tehtud, kui kiip hakkab kohe kuumaks minema, lülitage see kohe välja ja kontrollige kõiki ühendusi.

3. samm: RGB -VALGETRÖÖK JA NEON -VALGUSRING

See projekt nõudis kümmet valgustuselementi, kolme RGB valgusköit ja seitset erineva suurusega NEON -valgusrõngast. NEON -valgusrõngast viis olid ühendatud kolme rõngaga. Seda tüüpi valgustusrõngaid on väga mitmekülgne juhtida ja milliseid värve nad kuvada saavad, kasutasin ainult kolme põhivärvi, mis olid sisse või välja lülitatud. Juhtmestik koosnes kolmest juhtmest, 5 V, GND ja juhtliinist, mida juhiti orja Mega kaudu, vt lisateavet Arduino loendist “SteampunkRadioV1Slave”. Ridad 14 kuni 20 on olulised, eriti kindlaksmääratud valgusühikute arv, need peavad vastama füüsilisele numbrile, vastasel juhul ei tööta rõngas õigesti.

RGB valgusköied nõudsid juhtploki ehitamist, mis võttis Megast kolm juhtjoont, millest igaüks juhtis kolme põhivärvi, punast, sinist ja rohelist. Juhtseade koosnes üheksast TIP122 N-P-N transistorist, vt lisatud TIP122 andmelehte, iga vooluahel koosneb kolmest TIP122 transistorist, kus üks jalg on maandatud, teine jalg on ühendatud 12 V toiteallikaga ja keskmine jalg on kinnitatud Mega juhtliini külge. RGB trossivarustus koosneb neljast liinist, ühest GND liinist ja kolmest juhtliinist, üks igast kolmest TIP122 keskjalast. See annab kolm põhivärvi, valguse intensiivsust reguleeritakse analoogkirjutuskäskluse abil, mille väärtus on 0, väljas ja maksimaalselt 255.

4. samm: ARDUINO MEGA 2560 KOMMUNIKATSIOONID

See projekti aspekt oli minu jaoks uus ja nõudis seetõttu IC2 jaotusplaadi kriimustuste ehitamist ja iga Mega GND ühendamist. IC2 jaotusplaat võimaldas kahte Mega -kaarti ühendada tihvtide 21 ja 22 kaudu, plaati kasutati ka LCD -ekraani, BME280 anduri, reaalajas kella ja FM -raadio ühendamiseks. Vaadake lisatud Arduino faili “SteampunkRadioV1Master”, et saada üksikasju ühe tähemärgi suhtluse kohta kaptenilt orjaüksusele. Kriitilised koodiridad on rida 90, mis määratleb teise Mega alamüksusena, rida 291 on tüüpiline alamtoimingu taotluse protseduurikõne, protseduur algab realt 718, lõpuks rida 278, millel on orjaprotseduurilt vastus, kuid ma otsustas seda funktsiooni täielikult mitte rakendada.

Lisatud fail „SteampunkRadioV1Slave” kirjeldab üksikasjalikult selle side orjapoolt, kriitilised read on rida 57, määratleb alam -IC2 aadressi, read 119 ja 122 ning protseduur „ReceiveEvent”, mis alustab 133.

Seal on väga hea You Tube'i artikkel: DroneBot Workshopi Arduino IC2 Communications, mis aitas sellest teemast aru saada.

5. samm: ELEKTROMAGNETI JUHTIMINE

Jällegi oli selle projekti uus element elektromagneti kasutamine. Kasutasin 5V seadet, mida juhtis ühe kanaliga relee. Seda seadet kasutati Morse -koodi võtme liigutamiseks ja see töötas väga hästi lühikeste või pikkade impulssidega, pakkudes tüüpilisi Morse -klahvide "punkti" ja "kriipsu" helisid. Selle seadme kasutamisel tekkis aga probleem, mis viis vooluahelasse tagumise EMF -i, mille tulemuseks oli kinnitatud Mega lähtestamine. Selle probleemi lahendamiseks lisasin paralleelselt elektromagnetiga dioodi, mis lahendas probleemi, kuna see haaraks tagumise EMF -i kinni enne, kui see toiteahelat mõjutas.

6. toiming: FM -RAADIO ja 3 W võimendi

Nagu projekti nimi ütleb, on see raadio ja otsustasin kasutada RDA5807M FM -moodulit. Kuigi see seade töötas hästi, nõuab selle formaat PCB -plaadi loomiseks juhtmete ühendamisel väga suurt hoolt. Selle seadme jooteklapid on väga nõrgad ja purunevad, muutes juhtme selle ühenduse külge jootmise väga keeruliseks. Lisatud PDF -failis on näidatud selle seadme juhtmestik, SDA ja SDL juhtimisliinid juhivad seda seadet Mega kaudu, VCC liin vajab 3,5 V pinget, ärge ületage seda pinget või see kahjustab seadet. GND ja ANT liin on iseenesestmõistetavad, liinid Lout ja Rout toidavad tavalist 3,5 mm naissoost kõrvaklappide pesa. Lisasin mini FM antenni pistikupesa ja kahepooluselise FM-antenni ning vastuvõtt on väga hea. Ma ei tahtnud raadio kuulamiseks kõrvaklappe kasutada, seega lisasin võimendisse sisendiga kaks 20 W kõlarit, mis olid ühendatud PAM8403 3W võimendi kaudu, kasutades sama 3,5 mm emakõrvaklappide pistikut ja kaubanduslikku 3,5 mm isas -mees pistikut. Just sel hetkel tekkis mul probleem RDA5807M väljundiga, mis ületas võimendi ja põhjustas olulisi moonutusi. Selle probleemi lahendamiseks lisasin igale kanaliliinile kaks takisti 1M ja 470 oomi järjestikku ja see eemaldas moonutused. Selle vorminguga ei suutnud ma seadme helitugevust 0 -ni vähendada, isegi seadme 0 -le seadmisel ei eemaldatud kogu heli täielikult, nii et lisasin käsu „radio.setMute (true)”, kui helitugevus oli seatud 0 -le. ja see eemaldas tõhusalt kogu heli. Viimased kolm IV-11 toru torude alumisel real näitavad tavaliselt temperatuuri ja niiskust, kuid helitugevuse regulaatori kasutamisel muudetakse seda ekraani, et kuvada praegune helitugevus maksimaalselt 15 ja minimaalselt 0. See helitugevuse näidik on kuvatakse seni, kuni süsteem värskendab ülemisi torusid kuupäeva kuvamisest kellaaja kuvamiseni, misjärel kuvatakse uuesti temperatuur.

Samm 7: SERVO CONTROL

Kellamehhanismi liigutamiseks kasutati 5 V servot. Pärast „ainult osadeks” kellamehhanismi ostmist ja seejärel peavedru ja poole mehhanismi eemaldamist puhastati, õlitati ja seejärel kasutati servo abil toite, kinnitades servohoova ühe varukelliga. Servo toimimise kriitilise koodi leiate failist „SteampunRadioV1Slave”, alustades realt 294, kus 2048 impulsi annavad 360-kraadise pöörde.

8. samm: ÜLDINE EHITUS

Karp tuli vanast raadiost, vana lakk eemaldati, esi- ja tagaosa eemaldati ja seejärel uuesti lakkiti. Kõigil viiel ventiilil eemaldati alused, seejärel kinnitati NEON -valgusrõngad nii ülemise kui ka alumise külje külge. Kahe tagumise klapi põhja oli puuritud kuusteist väikest auku ja seejärel iga augu külge suleti kuusteist LCD -valgust, iga LCD -tuli ühendati järjestikku järgmisega. Kõik torustikud kasutasid 15 mm vasktorusid ja ühendusi. Sisemised vaheseinad olid valmistatud 3 mm kihist mustaks ja esikülg oli 3 mm läbipaistev Perspex. Perspexi esiosa ja iga IV-11 toru lahtri sisekülje vooderdamiseks kasutati väljapressitud kujuga messinglehte. Sisse/välja, helitugevuse ja sageduse kolm eesmist juhtnuppu kasutavad lineaarseid pöörlevaid potentsiomeetreid, mis on plasttoru kaudu kinnitatud sulgventiili varre külge. Vase kujuga antenn oli valmistatud 5 mm keermega vasktraadist, samas kui spiraalmähis kahe ülemise klapi ümber oli valmistatud 3 mm roostevabast terasest traadist, mis oli värvitud vaskvärviga. Kolm jaotusplaati, kus need on ehitatud, 12V, 5V ja 1,5V ning veel üks tahvel jaotab IC2 ühendusi. Neli alalisvoolu toiteallikat on varustatud 12 V toitega 12 V ja 1 A võimendiga. Kaks toidavad 24 V toitega MAX6921AWI IC kiipidele, üks pakub 5 V toiteallikat, mis toetab kõiki valgustus- ja liikumissüsteeme, ja üks pakub 1,5 V. kahe IV-11 kütteseadme jaoks.

9. samm: TARKVARA

Tarkvara töötati välja kahes osas, Master ja Slave. Põhiprogramm toetab BME208 andurit, reaalajas kella, kahte MAX6921AWI IC kiipi ja IC2. Slave programm juhib kõiki tulesid, servot, elektromagnetit, võimendimõõdikut ja mõlemat voltmeetrit. Põhiprogramm toetab kuusteist IV-11 toru, LCD-tagumist ekraani ja 12 klahvistikku. Slave programm toetab kõiki valgustusfunktsioone, servot, elektromagnetit, releed, võimendimõõdikut ja mõlemat voltmõõturit. Testprogrammide seeria, mis töötati välja kõigi funktsioonide testimiseks enne iga funktsiooni lisamist programmidele Master või Slave. Vaadake lisatud Arduino faile ja koodi toetamiseks vajalike täiendavate raamatukogufailide üksikasju.

Kaasa failid: Arduino.h, Wire.h, radio.h, RDA5807M.h, SPI.h, LiquidCrystal_I2C.h, Wire.h, SparkFunBME280.h, DS3231.h, Servo.h, Adafruit_NeoPixel.h, Stepper-28BYJ -48.h.

10. samm: PROJEKTI LÄBIVAATAMINE

Mulle meeldis selle projekti arendamine koos uute Mega side elementide, elektromagneti, Servo ja kuueteistkümne IV-11 VFD toru toega. Vooluahela keerukus oli kohati keeruline ja Duponti pistikute kasutamine tekitab aeg -ajalt ühendusprobleeme, nende ühenduste kinnitamiseks kuuma liimi kasutamine aitab vähendada juhuslikke ühendusprobleeme.