USB -juhitavad mini -laavalambid: 9 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

See juhend kirjeldab USB -toitega ja juhitavate laavalampide komplekti ehitamist USB -klaviatuurilt ja kahte Think Geeki USB -laavalampi, kasutades lihtsat transistori releelüliti vooluahelat, mida juhivad klaviatuuri LED -id. See illustreerib lihtsat viisi minimaalse rahasumma eest (0–40 dollarit sõltuvalt rämpskogust) juhtida USB-ühenduse kaudu kuni kolme suure latentsusega lülitit (kuni 120 volti, 0,5 amprit) ja seda ilma USB jadakontrolli draiveri või mikrokontrolleri programmeerimiseks. Võimalik, et võite kasutada ka klaviatuuriklahve, et lisada üle 100 sisendi, mis sisestaksid märke, mida saaks kasutada programmi juhtimiseks (nagu on kirjeldanud randofo ja David Merrill, kuid seda lähenemisviisi selle projekti puhul ei kasutatud. See projekt kavandati kingitus mu sõbrale Chris Lasherile, et mälestada tema kolimist ja bioinformaatika eriala magistriprogrammi alustamist. Chris hakkab palju programmeerima ja järgib pragmaatilist / paindlikku programmeerimist, mille üks põhieesmärke on üksuste testimine. programmi ühikukatsed töötavad, on tore teada, kas need õnnestuvad või ebaõnnestuvad ja mis on valdav. Kuulus on see, et mõned pragmaatilised programmeerijad lõid tagasiside süsteemi, kontrollides täissuuruses laavalampe seadme testimisraamistikust, ühendades mõned riiulil olevad kodu juhtimisseadmed (see maksis neile üle 60 dollari). Lambid võimaldasid neil näha, kas testid läbisid või ebaõnnestusid, ning ühe lambi järkjärguline kuumutamine võimaldas neil näha, millised isegi ts olid ülekaalus. See on lahe idee, kuid ma tahtsin teha Chrisile midagi, mis: 1) juhiks kahte väikest USB-toega laavalampi, 2) oleks välja lülitatud Chrisi uue uhke sülearvuti ja liidese kaudu USB kaudu (uuematel arvutitel pole pärandpordi, eriti sülearvutid), 3) oleks veidi omatehtud ja häkkerite jaoks sõbralikum, 4) oleks odavam. Releejuhtimine USB-lt jadapordi muundurile näib olevat lihtne lahendus. Sarjapordi juhtimisprojektide jaoks on Internetis saadaval palju ahelaid. Üks suurepärane projekt, mida ma kohandasin, oli aadressil https://www.windmeadow.com/node/4. Kahjuks ei võimalda peaaegu kõik USB -jadaseadmed nende vooluahelate kasutamiseks nõutavat madalat bitti löömist (juhtjoonte käsitsi ümberlülitamist). Teine lähenemisviis oleks osta USB -liidese ahel või ehitada see mikrokontrollerist. Mõlemal juhul nõuaks projekt palju mikrokontrolleri koodi ja draivereid (isegi kasutades olemasolevaid inimliidese draivereid või eelnevalt valmistatud kontrollerit). Otsustasin selle probleemi lahendada päästetud USB-klaviatuuriga, kuna need on suhteliselt odavad ja sisaldavad kõike, mida on vaja kolme lihtsa sisse/välja väljundi jaoks, numbrite, korkide ja kerimisluku LED -ide kujul. Linuxis on LED -ide programmist või käsurealt ümberlülitamiseks mitmeid mehhanisme (üks on isegi viidatud Cryptonomiconis). Setled on lihtsaim ja see on peaaegu kõikidele masinatele eelinstallitud, ledd on ehitatud kliendi-serveri mudelile ja seal on isegi Ruby programmeerimiskeele moodul. Windowsil ja Mac OS -il ning muudel programmeerimiskeeltel peaks olema võrreldavad mehhanismid - postitage need kommentaaridesse, kui teate, kuidas lülitada klaviatuuri LED -e sisse teistes operatsioonisüsteemides või programmeerimiskeeltes! Ma andsin Chrisile kingituse ja nüüd näeb ta mitte ainult, kas tema üksuse testid on möödas, kõik tema uue osakonna programmeerijad saavad teada, kui lahe isetegeja ta on.

Samm: osade loend

2 USB -laavalampi (Thinkgeekilt või froogle'ilt ~ 10 dollarit) surnud võtme või kahega, kuni 4 dollarit võrgus (https://froogle.google.com/froogle?q=usb%20keyboard) kuni 30 dollarini parimal juhul) 2 pilliroo lülitit (Radio Shack #275-233 3,00 $, Mouser #677-OMR-112H $ 1.54) kõik muud elektrilised komponendid peaksid maksma vaid paar dollarit. 2 transistorit (nagu 2N2222) (raadiosaatja #276-1617, Mouser #511-2N2222A) midagi sellist nagu 1N404 (raadiosaatja #276-1103, hiir #512-1N414B) 1 toitelüliti (SPST), natuke traati jootekolvi ja / või traatmähise tööriist ja traadiga remeli tööriist või käsitööriist ja patrillrill ja bitsa digitaalsed multimeetrilised ja rohelised teravad tähised Teadmised ja oskused: jootmise ja elektroonika põhiteadmised. Soovitan soojalt Forest Mimmi raamatut, kui olete elektroonika algaja ja soovite teada, kuidas vooluringid töötavad. Aeg: see projekt võttis kaks õhtut ja pärastlõunat, kaasa arvatud tõrkeotsing.

2. samm: klaviatuuri eemaldamine

Võtke klaviatuur võimalikult hävitavalt lahti. Klaviatuur, millel ma lebasin, oli Dynexi multimeedia USB-klaviatuur, mudeli number DX-MKB101. Lahtivõtmisel olge ettevaatlik, et mitte katkestada õhukesi juhtmeid, mida sageli kasutatakse. Pärast klaviatuuri avamist peaksite nägema midagi sellist nagu teine pilt. Soovite päästa vooluahela korpust ja plaati koos LED -idega (sageli samal trükkplaadil) ja kaotada mahukas klaviatuur. Loodetavasti saate eemaldada õhukese plastkile, mis toimib klaviatuuri võtmelülititena, või muul viisil katkestada klaviatuuri lülitid ilma põhiahelat kahjustamata. Tahvli vabastamiseks pidin plastikust läbi lõikama, kuid pärast lõpetamist peaksite saama klaviatuuri ühendada, lasta see ära tunda ja lülitada tühjad LED -id teise funktsionaalse klaviatuuri lukustusklahviga, mis on ühendatud samasse arvutisse. Enamiku kaasaegsete operatsioonisüsteemidega saate korraga ühendada mitu USB -klaviatuuri ja mitte, ning need käivitavad üksteise suurtähe ja muud lukustusklahvid. Siinkohal peaksin ütlema, et arvutit on võimalik kahjustada või hävitada, ühendades sellega tühjad ahelad. Olge ettevaatlik ja toimige ettevaatlikult. Kui olete mures, proovige odavat USB -jaoturit. Teisest küljest proovisin selle vooluahela tõrkeotsingu ajal igasuguseid asju, sealhulgas vooluahelate uuesti ühendamist, ja minu sülearvuti jääb praadimata.

3. samm: vaese mehe USB -pistik

Ma ei tahtnud laavalampide USB -pistikuid hävitada, et neid saaks eraldi kasutada, ja nii, et USB -laavalambi kontroller oleks modulaarne (lampide asemel saaks sisse ja välja lülitada ka teisi seadmeid). Kui eemaldasite viimases etapis õunaklaviatuuri, oleks teil kaks naissoost USB-A-pesa, mida saaksite kasutada ja seega saaksite selle sammu vahele jätta. Naissoost USB-A-pistikupesad saate osta ka hiirelt või päästa USB-jaoturist. Valisin siiski odava ja lihtsa variandi - lihtsa USB -pistikupesa, mis on valmistatud mõnest triibulisest traadist (piisab igasugusest õhukesest traadist), natuke perforeeritud plaati ning isoleerimiseks paberit ja läbipaistvat kilet. USB -pistikute sisemusse minemiseks lõigake lihtsalt natuke esipaneeli, lisage juhtmed läbi aukude, nii et pistiku sisestamine ei tõmba neid välja ja võimaldab neil kontakti saada pistiku +5 V ja maanduspistikutega (vaadake jaotist " Tehke vooluring "samm, mille jaoks ühendus on). Seejärel lõigake plaadi ühe külje katmiseks mõni läbipaistvam kile, nii et papptraat ei läheks pistiku metallkorpuse külge. Pange see isoleeritud plaat USB -pistikusse kinni ja kinnitage oma multimeetriga, et juhtmed loovad hea kontakti ega ole lühised. Nii ühendatakse ahelaga USB laavalambid. Selle projekti jaoks tehke kaks vaese mehe pistikut üksteise otsa samale servale (vt pilti). Kokkupanemise ajal näete, kuidas korpus hoiab selle pistiku mõlemat USB -pistikut.

Samm: lõigake ümbris ja perfboard

Mõelge välja oma projekti paigutus selle korpuses. Kasutasin üha populaarsemat Altoids pleki. Puurige Altoidsi pleki tagaküljele auk suure sisse/välja lülitatud SPST -lüliti jaoks, üks ees klaviatuuri USB -kaabli jaoks ja kaks auku külgedel USB -laavalambi pistikute jaoks. Lõika võtmeaugu pilud dremeli lõikerattaga või käsisaega esi- ja külgaukudeni, nii et USB-kaablid mahuksid (vt pilti). Kaablite lõikamise vältimiseks vooderdage augud kleeplindiga. Otsustage oma vooluringi jaoks oma parfüüri kuju ja lõigake see kuju dremeli tööriista abil välja. Sellest saab päris tihe kinnitus…

Samm: tehke vooluring

Selle projekti keskmes on lihtsalt tarkvara kasutamine klaviatuuri LED -ide vahetamiseks ja LED -ide kaaperdamine suuremate voolude vahetamiseks. Peaksin siinkohal mainima, et mõned valgusdioodid lülitatakse sisse, rakendades anoodile positiivset pinget, samas kui teised vooluahelad (näiteks klaviatuuril) tõstavad LED -anoodi kõrgele (nii et LED on välja lülitatud) ja seovad LED -i katoodi maandamisel, kui see on aktiveeritud (alla-väljalülitus). Saate seda vooluringi kummagi jaoks muuta, kuid ma joonistan negatiivse sidumismeetodi. Välja lülitatud (kõrgele seatud) LED lülitab sisse transistorlüliti, mis sulgeb relee ja lõpuks aktiveeritakse laavalamp. See tähendab, et lambi tarkvaralüliti pööratakse LED -ist tagasi. Kohandasin vooluringi tuuleniidult, kuid see põhineb lihtsal transistorilülitil, nagu on kirjeldatud enamikus elektroonikatekstides (lk 50 Mimm'i raamatus või wikipedias). Olen lisanud ktechlabi faili, et saaksite näha, kuidas transistori lüliti töötab, ja täielikku skemaatilist (svg- ja-p.webp

6. samm: värvige USB -laavalambid

Värvige läbipaistvad USB -laavalambid, värvides punase või rohelise markeriga kattekile, seejärel lõigake välja ring, mis asetatakse lambi alusse valguse ja laavakambri vahele. Pange laavatuled uuesti kokku.

7. samm: lõplik kokkupanek

Altoidipurgid moodustavad suurepäraseid korpusi. Nad on head varjestuses, kuid kahjuks on nad juhtmed ja lühistavad kaitsmata ahelaid. Selle vältimiseks lõigake papp ja läbipaistv kile kile suuruseks ning mahutage klaviatuuri trükkplaadi ja parfüümi vahele. Sisestage lüliti oma tina tagumisse auku. Sisestage vaese mehe USB -pistikuga ühendatud USB -pistikud küljel asuvate võtmeauku lõikude külge, nii et plekk hoiab pistikud pistikusse. Täitke kartongist ja päästetud klaviatuuriahelast, isoleerige papi ja läbipaistva kilega. Proovige tina sulgeda (meie vaevalt mahtus).

8. samm: kood

Laavalampe juhitakse süsteemikõnedega programmiga "setled", mis lülitab sisse ja välja lülituse ja kerimisluku LED -id. Proovige seda, käivitades käsurealt järgmise käsurealt (võimalik juurjuhina, sõltuvalt teie konfiguratsioonist), et lambid vilkuma hakkaksid: setleds -L -caps +scroll < /dev /tty0; sleep 3s; setleds -L +caps -croll < /dev /tty0; magada 3; setleds -L </dev/tty0 selle maha murdmine: #Punase lambi sisselülitamiseks: setleds -L -caps +kerige </dev/tty0#rohelise lambi sisselülitamiseks: setleds -L +caps -scroll </dev/ tty0#, et naasta olekusse, kus LED -id näitavad klaviatuuri seadeid -L </dev/tty0 Saate need süsteemikõned oma programmi lisada või kasutada Phython -seadme testimoodulit, mille Chris kirjutas PyUniti seadme testimisraamistiku põhjal pythonisse. Pakkige failid tõrvaarhiivist lahti (tar -xzvf lava_unittest.tar.gz konsoolist) ja proovige konsoolilt järgmisi käske: python lava_unittest.py test_lava_unittest-passpython lava_unittest.py test_lava_unittest-failorpython test_lava_unittunest-pass. Terminal-emulaatoritest käivitamiseks tühistage hoiatusmärgiga read ja proovige käivitada itas root terminali emulaatorist. Selle koodiga on vaja vahetada "unittest" eksemplarid "lava_unittest" Pythoni skriptides, mis on kirjutatud üksuse testimine. Ümberkodeerimist pole vaja.

Samm: ilus pakend

Selle projekti lõpetamiseks tehke ja printige välja oma silt või kasutage lisatud pilti (avage täissuuruses secong-pilt või xcf-fail gimp-iga). Lihtsalt kleepige oma hämmastavate USB -juhitavate laavalampide kaanele.