Geek Spinner: 14 sammu (piltidega)

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

Fidget spinnerid on lõbusad ja neid leidub tänapäeval peaaegu iga dollari eest igast väljaregistreerimislauast, kuid mis oleks, kui saaksite selle ise ehitada? Ja sellel olid LED -id? Ja kas saate selle programmeerida nii, et see ütleks või näitaks kõike, mida soovite? Kui see kõlab geeky lahe, see on projekt teile.

Mind on alati huvitanud vilkuvate LED -ide kasutamine, et tekitada lastes huvi programmeerimise vastu. Kõige lihtsam projekt Arduino mikrokontrolleriga on LED -i vilkumine sisse ja välja. Seejärel saate nad näha, kui kiiresti LED võib vilkuda, enne kui tundub, et see pidevalt põleb (umbes 12 millisekundilise intervalliga). Seejärel raputate LED -i edasi -tagasi ja näete, et see hakkab uuesti vilkuma! Seda nähtust nimetatakse "visiooni püsivuseks" (POV) ja see, kuidas see projekt toimib. See võib põhjustada arutelusid nii silmade toimimise kui ka arvutite uskumatult kiire kiiruse üle.

See projekt kasutab programmeeritavat 8-bitist mikrokontrollerit, kaheksat LED-i ja mündielementi. See pöörleb tavalise rulalaagri abil ning kasutab pöörlemise määramiseks Halli efekti andurit ja magnetit. See on valmistatud algajasõbralike aukude osade abil ja seda saab programmeerida Arduino programmeerimiskeskkonna abil. Aitab rääkimisest, hakkame tegema…

Samm: koguge osad, tööriistad ja tarvikud

Alati on masendav ehitada poolel teel ja avastada, et teil on midagi puudu. Need on osad, mida olen proovinud ja leidnud, et need töötavad hästi. Asendamine omal vastutusel:

Materjalide arve =================

• 1 ea, lilla PCB, toodetud armastavalt USA -s OSH Park
• 1 ea, Attiny 84, Atmel ATTINY84A-PU,
• 1 ea, kombatav lüliti, TE 1825910-6,
• 1 ea, slaidilüliti SPDT läbi augu, C&K JS202011AQN,
• 1 ea, akuhoidik, Linx BAT-HLD-001-THM,
• 8 ea, 3 mm punane LED 160 Mcd, Wurth 151031SS04000,
• 8 ea, 330 oomi 1/8W, Stackpole CF18JT330R,
• 1 ea, 0,1 uF kork, KEMET C320C104M5R5TA,
• 1 ea, magnetlüliti, Melexis MLX92231LUA-AAA-020-SP,
• 1 ea, 608 rulalaager,
• 1 ea, väike haruldaste muldmetallide magnet 2 mm x 1 mm,
• 2 ea, 3D trükitud korgid (STL -fail lisatud).
• 1 ea, CR2032 aku, Panasonic BSP või samaväärne,

Tööriistad ja tarvikud: oma töötubade jaoks kasutan SparkFuni algajate tööriistakomplekti, millel on kõik vajalik, välja arvatud pintsetid:

• Jootekolb.
• SolderWire
• Tasapinnalised lõikurid (mulle meeldib $ 5 Hakko CHP170!)
• Joodav punutis
• Super liim

Attiny programmeerimine (4. samm, pole vajalik, kui ostate selle komplektina):

• Arduino (palun vältige odavaid Hiina kloone ja toetage oma USA avatud lähtekoodiga tooteid).

  • SparkFun Redboard
  • Adafruuti metroo
  • Arduino UNO
• AVR programmeerimiskilp.
• Pogo -adapter (kui programmeerimine on installitud kiibiga).
• Tavaline USB A-B Uno jaoks, USB Mini Redboardile või USB Micro Metro jaoks.

Selle projekti komplekt on saadaval saidil Tindie.com (miinus aku). Komplekti ostmine säästab aega ja kulusid mitmelt erinevalt müüjalt tellimisel ning väldib minimaalset PCB tellimuse lisatasu. Samuti pole Attiny programmeerimine triviaalne ja komplekti ostes on see juba eelprogrammeeritud. Samuti aitate mul minu töötubades teisi projekte arendada ja jagada!

2. samm: vastupanu on hädavajalik

Eeldame, et teil on kogemusi komplektide ehitamisega. Kui vajate jootmisel abi, minge veebisaidile www.sparkfun.com/tutorials/213 ja vaadake, kuidas Geek Girl seda selgitab aadressil https://www.youtube.com/embed/P5L4Gl6Q4Xo. Mul on ka algajatele sobiv komplekt aadressil

Mulle meeldib alustada takistist, sest a) need on suhteliselt kuumuskindlad, kui sisenete jootmissoonde ja triikraud jõuab temperatuurini, b) neil pole polaarsust, seega pole orientatsioon kriitiline ja c) need on plaadi madalaim komponent, nii et jootmisel istuge tihedalt. Seal on kaheksa 330 oomi voolu piiravat takistit, üks iga LED-i jaoks. Saate teha ükshaaval või kõik kaheksa korraga.

• Painutage juhtmed padjade laiusele ja sisestage takisti.
• Pöörake plaat ümber ja jootke juhtmed.
• Kärpige juhtmeid loputuslõigetega.
• Kui soovite, et nad teie geekide sõpradele muljet avaldaksid, lööge neid rauaga uuesti.

3. samm: kood?

Kui ostsite minu komplekti, on kiip eelprogrammeeritud ja saab järgmise sammu juurde liikuda.

Jah, see projekt vajab koodi. Ja kui te tähelepanu pööraksite, ütlesin esimeses etapis, et Attiny programmeerimine ei ole tühine. Ma kasutan Arduinot, see on programmeerimiskeskkond, minu AVR -i programmeerija ja pogo pin -jig.

Kiipi saab programmeerida enne jootmist (foto 2) või pärast selle jootmist, kasutades trükkplaadi põhjas asuvat ISP -päist (foto 3). Mõlemal juhul on programmeerimine järgmine:

• Laadige alla Arduino programmeerimiskeskkond.

• Installige Attiny 85 tugi:

  • https://highlowtech.org/?p=1695 (Arduino Tiny)
  • https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore (Attiny Core)
• Laadige üles "Arduino kui Interneti -teenuse pakkuja visand": [Fail] -> [Näited] -> [Arduino kui Interneti -teenuse pakkuja].
• Kinnitas AVR programmeerimiskilbi ja sisestas lintkaabli asendisse Attiny84
• Kui kasutate Pogo -adapterit, asetage see tahvlile Interneti -teenuse pakkuja päisele. Positiivsed ja negatiivsed padjad on märgistatud, nii et saate päise õigesti suunata.
• Kui kasutate kiipi, sisestage see nõelaga üks USB -pistiku poole.

• Valige õige kiip:

  • Arduino Tiny: "Attiny 84 @ 8 Mhz"

  • Attiny Core: "Attiny 24/44/84"

    • Kiip "Attiny 84"
    • 8 Mhz (sisemine)
    • Tihvtide kaardistamine "vastupäeva"
• Valige programmeerija, [Tools] -> [Programmer] -> [Arduino as ISP]
• Seadistage programmeerimiskaitsmed, [Tools] -> [Burn Bootloader]
• Laadige üles lisatud visand, [Fail] -> [Laadi üles programmeerija abil]

Suurim vigade allikas on see, et nööpnõelad pole õigesti joondatud.

4. samm: kiibi

Nüüd, kui teie kiibil on kood peal, saate selle installida. DIP ("dual inline package") kiibi suunda tähistab tavaliselt kas auk, mis asub esimese tihvti kõrval, või kiip otsas olev dott, mis sisaldab esimest tihvti, nagu käesoleval juhul.

• Painutage juhtmeid 90 kraadini, surudes neid vastu tasast pinda (fotod 1 ja 2).
• Joondage kiip trükkplaadil oleva sümboliga ja sisestage kiip (foto 3).
• Jootke üks tihvt vastaskülgedelt ja kontrollige, kas mõlemad kiibid on trükkplaadi vastu tasased ja kas suund on õige. Pärast seda on seda tõesti raske parandada. Usu mind selles.
• Kui olete veendunud, et see on õigesti sisestatud, jootke ülejäänud tihvtid ja lõigake need loputamiseks.

Samm: lüliti ja kondensaator

Nupp läheb IC kõrvale ja kondensaator teisele poole.

• Lükake nupp oma kohale (veenduge, et see on õiges asendis).
• Jootke see oma kohale.
• Lõigake juhtmed tagant ära.

Kondensaatoril pole suunda, kuid kui panete kirjutamispoole välja, saavad teie geek -sõbrad teada, millist väärtust te kasutasite.

6. samm: lüliti ja akuhoidik

Lüliti läheb tasemega väljapoole. Sarnaselt teiste esemetega jootke kaks tihvti sisse, kontrollige, kas see on tasane ja seejärel jootke ülejäänud osa.

Akuhoidikul on orientatsiooni näitamiseks märgistus, kuid see pole tõesti oluline. See nõuab aga tavalisest juhtmest üsna palju rohkem soojust ja soovite veenduda, et see asetseb tasaselt, et hoida akut paigal (joonis 4).

Samm: LED -id

Pole ühtegi korralikku projekti, mis ei sisaldaks vähemalt ühte LED -i. Sellel on KAHEKS!

Pikk juhe on positiivne (anood). Siiditrükil on märk "+" ja padi on ruudukujuline. Kui teete kõik kaheksa korraga, hoidke neid üleval, et veenduda, et kõik suunad on õiged.

• Jootke igale LED -le üks juhe.

• Kontrollige suunda ja seda, et need oleksid tasasel kohal (joonis 3).

  Kui ei, siis vajutage pöidlaga korpusele ja soojendage juhet uuesti, kuni see kohale klõpsatab (joonis 4)

• Ülejäänud jootke.
• Lõika juhtmed kinni.

8. samm: kontrollige seda

Siinkohal saame LED -e veel kontrollida ja välja lülitada:

• Sisestage aku positiivne pool väljapoole.
• Lülitage ketrus sisse ja seejärel vajutage nuppu, kuni kõik (loodetavasti) LED -id põlevad (vt videot).
• Keerake ketrusringi ja vaadake mustrit. Kui LED ei sütti, võib selle paigaldada tahapoole või olla kuumakahjustusi tekitanud. Eemaldage jootmine ja pange uus.

Veaotsing:

• Kui ükski LED ei sütti:

  • Veenduge, et aku oleks hea ja õiges suunas.
  • Kas te programmeerisite oma kiibi? Kas see on õiges suunas? Kas läheb kuumaks?
  • Kas valgusdioodid on õigesti orienteeritud? Kasutada nende testimiseks mündielementi üle led -jooteühenduste?

• Kui lüliti ei pane LED -id vilkuma:

  • Kontrollige LED -i jootekohti.
  • Kontrollige Attiny jootekohti.
• Kui kõik muu ebaõnnestub, tehke ja postitage kõrge eraldusvõimega fotosid eest ja tagant ning paluge abi kommentaarides.

9. samm: tsentrifuugimisaeg

Laager hoitakse paigal, jootes korpuse suurele padjale. See nõuab kannatlikkust ja palju soojust:

• Laagri paigutamiseks kasutage kõval pinnal midagi sarnast.
• Kuumutage nii padi kui ka laagrikesta, kuni näete jootet korpusele voolamas (see võtab natuke aega).
• Korda teisel pool.
• Veenduge, et laager on õigesti joondatud, pöörates ketrat.
• Pöörake laud ümber ja jootke teisel pool kaks punkti.

Samm: kas see on revolutsioon?

Selleks, et kuvada sõnumeid lihtsalt mustrite asemel, peame teadma vurri positsiooni ringi suhtes. Kasutame Halli efekti andurit ja magnetit. See on sarnane sellele, kuidas sisepõlemismootorid teavad, millal säde välja lasta, et saada kõige rohkem energiat. Selle toimimiseks on kriitilise tähtsusega nii anduri kui ka magneti orientatsioon ja joondamine.

• Seadme esiküljel olev kiri on suunatud laagrile, mis sobib siidiekraaniga (foto 1).
• Joondage kõrgus laagri kohal (kohas, kus asub korgi magnet).
• Jootke üks juhe.
• Kontrollige kõrgust ja toitu.
• Joodage ülejäänud juhtmed.
• Lõika juhtmed kinni.

Kui kasutate mitmepooluselist andurit, peate välja selgitama magneti suuna. Parim viis seda teha on määrata mõni muu režiim kui eelmise sammu muster ja seejärel leida magneti külg, millelt LED -id hakkavad vilkuma (vt videot). Liimige magnet küljega, mis töötas väljapoole. Kontrollige oma tööd veel kord.

11. samm. Tasakaalustusseadus

Kui hoiate ketrajat horisontaalselt, kui aku on sees, näete, et see pöörleb aku poolega allapoole. Hoolimata minu pingutustest komponentide tasakaalustamisel on see siiski tasakaalust väljas. Mutri ja poldi abil saate lisada akule mittevastavale küljele kaalu või lisada padjale jootet.

12. samm: olete töökorras

Kui magnet ja andur on paigas, olete valmis oma Geek Spinner'i täielikku suurepärasust kontrollima. Ketrusrežiimi näitab LED, mis süttib sisselülitamisel või pärast nupuvajutust (D0 - D7). Režiimi saab muuta nupule vajutades (vt videot).

int režiimid = 8; // saadaolevate režiimide arv

// 0 -> tekst "Tere maailm!" // 1 -> RPM // 2 -> aeg sekundites // 3 -> tsentrifuugide arv // 4 -> tsentrifuugimiste arv (kokku) // 5 -> "lilly pad" muster // 6 -> kuju 1 (süda) // 7 -> kuju 2 (naeratus)

13. samm: aga oodake, on veel midagi.

"Süda" ja "naeratus" mustrid loodi polaargraafiku abil, et näidata, kuidas kaheksa segmenti iga 5 pöörlemisastme järel välja näeksid.

Käsitsi:

• Laadige alla ja printige täisresolutsiooniga pilt (pilt 1).
• Oma pildi tegemiseks täitke plokid (joonis 2).

• Piki radiaali, alustades 0 -st, arvutage bait, kasutades musta = 1, valge = 0;

  Südame esimene radiaal on 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, seega bait = 0b100000000;

• Jätkake, kuni olete valmis (vihje, kui teie pilt on sümmeetriline, peate tegema ainult poole).
• Kleepige oma baidid visandi jaotisesse „textAndShapes.h” jaotise „shape_1 ” või „shape_2 ” alla.

Pythoni kasutamine:

• Installige Python.
• Installige Pythoni pilditeek.
• Laadige alla lisatud skript "readGraph.py".
• Laadige alla täisresolutsiooniga pilt (pilt 1).
• Avage pilt oma lemmikredaktoris (GIMP või MS Paint).
• Kasutage käsku "Täida", valides musta värvi, et täita segmendid, mida soovite valgustada (joonis 2).
• Salvestage pilt samasse kataloogi, kus on skript "readGraph.py", ja muutke skripti failinime sellele vastavaks:

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

Käivitage skript ja kleepige väljund visandi jaotisesse „textAndShapes.h” jaotise „shape_1 ” või „shape_2 ” alla

Mõlemal juhul jagage julgelt oma loomingut (pilt ja kood) kommentaarides!

14. samm: autorid ja lõplikud mõtted

Kindlasti ei tulnud ma selle kõigega üksi. Mitte kaugeltki.

• Minu esimene praktiline kogemus POV-iga oli Nick Sayeri projektiga POV Twirlie: https://www.tindie.com/products/nsayer/pov-twirlie/. (Ma kasutan ka pogo adapterit).
• Mõte "LED + Fidget spinner = POV" tekkis mu ajus pärast Techydiy Instructable'i https://www.instructables.com/id/LED-FIDGET-SPINNER/ nägemist
• Iga kord, kui teil on suurepärane idee, on keegi seda juba teinud: https://www.instructables.com/id/POV-Arduino-Fidget-Spinner/. Pinnakinnitusega jootmine on midagi, mida ma saan teha, kuid mitte päris algajatele sõbralik. Tema kood oli ka natuke üle pea, kuid ma kasutasin tema ideid RPM -i ja loenduste kuvamise kohta.
• Ma suutsin aru saada ja kasutasin teksti kuvamiseks Reger-meeste POV-kella koodijuppe:

Ükski projekt pole kunagi täielik ega täiuslik. Siin on mõned mõtted, mis mul edasi lähevad:

• Saldo: andmelehtedel on harva teavet komponentide kaalu kohta, seega on raske isegi haritud oletusi tasakaalu kohta ilma seda lihtsalt üles ehitada. Aku on ilmselgelt kõige raskem komponent. Lisasin igasse otsa augud, et saaksin selle tasakaalustamiseks vajadusel kaalu lisada.
• Päripäeva? Kui märkasite, kuvatakse tekst õigesti ainult siis, kui keerutate päripäeva. Teises suunas pöörlemine loob peegelpildi. Teise Halli anduri või magneti lisamine võimaldaks teil tuletada pöörlemissuunda (seda tegi Seani projekt).
• Värv? Programmeeritavate RGB -valgusdioodide kasutamine võimaldaks teil värve teha. Tavaliselt paigaldatakse need siiski pinnale.