Ratta tagatuled keerdumisega: 9 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:51

Olgem ausad. Tagatuled on igavad.

Parimal juhul lähevad nad pilgutama - vaata mind! Ma pilgutan silma - woohoo 'kogu aeg. Ja nad on alati punased. Väga loominguline. Me suudame sellest paremini, võib -olla mitte palju, kuid siiski paremini kui lihtsalt pilgutama. Sõitsin rattaga uusaastapidustustel ja inimestele see meeldis ning kõik ei olnud purjus;-) Ülejäänud on üsna sirgelt: 2x AA-elemendid, 5V võimendusmuundur, mõned RGB-LED-id, kohustuslik mikrokontroller, kohandatud BatchPCB trükkplaadid, perfboard ja tavaline jootmisseade.

Samm: põhiskeem

Tõesti mitte midagi erilist. Kui teate, kuidas ühendada AVR -kiip leivaplaadil või Arduino leivaplaadil, kui see teile rohkem meeldib, pole teil selle probleemiga probleeme. Kasutasin skeemi ja trükkplaatide kujundamisel KICADi. KICAD on avatud lähtekoodiga ja erinevalt kotkast, millel on ka tasuta (nagu tasuta) versioon, pole tahvlite suurusel piiranguid. Ka teie saate gerber -faile, mis sobivad iga soovitud majaga. Nt. BatchPCB -l polnud nendega probleeme.

Skeemilt leiate lihtsalt protsessori, valgusdioodid, mõned takistid ja kondensaatorid. See on kõik. Seal on ka paar päist. Tahvlitel on alglaaduri vilkumiseks ICSP päis ja mugavaks jadaüleslaadimiseks 6 -pin päis. Viimased 2 päist on peegeldatud ja sisaldavad voolu, I2C -d ja veel kahte GPIO/ADC kontakti. Kõigile 8 ühevärvilisele anoodile kasutatakse voolu varustamiseks 3 GPIO tihvti 3 voolu piirava takistiga. Üksikud valgusdioodid lülitatakse katoodide juhtimiseks sisse või välja 8 GPIO tihvti abil. Sõltuvalt toimingu tüübist on valgusdioodid multipleksitud (PWM rohkemate värvide jaoks) või täielikult sisse lülitatud (suurem heledus). Mõned andmed pakettide kohta, mida ma selle plaadi jaoks kasutasin: - ATmega168-20AU: TQFP32 SMD - LED: PLCC6 5050 SMD - Takistid: 0805 SMD - Kondensaatorid: 0805 SMD, 1206 SMD

2. samm: LED -idega tegelemine

Ma ei hakka siin väga detailidesse laskuma, sest seda on mujal korduvalt käsitletud. Peate lihtsalt veenduma, et te ei ületa mikrokontrolleri maksimaalset väljundvoolu tihvti kohta (umbes 35 mA või nii AVR -ide puhul). Sama kehtib ka valgusdioodide voolu kohta. Nagu pildilt arvata võite, kasutasin üht SMD LED -i, et välja mõelda takisti suhe, et saada hästi tasakaalustatud valge valgus. Teisel pool on kolm 2k midagi potentsiomeetrit. See on kõik. Sel juhul sain takistid vahemikus 90 kuni 110Ω, kuid see sõltub sellest, millist LED -i saate. Kasutage lihtsalt tavalist multimeetrit, et määrata LED -i edasipinge V_led ja olete äris.

Ohmi seadust kasutades saate arvutada väikeste LED -ide jaoks voolu piiravate takistite väärtused järgmiselt: R = (V_bat - V_led) / I_led I_led ei tohiks ületada kasutatavate osade voolupiiranguid. Ka see lähenemisviis sobib ainult väikese vooluga rakendustele (võib -olla kuni 100 mA) ja seda ei tohiks kasutada Luxeoni või CREE LED -ide jaoks! Valgusdioodide läbiv vool sõltub temperatuurist ja tuleks kasutada konstantse voolu draiverit. Kui vajate selle teema kohta lisateavet, on Vikipeedias teavet. Abiks võib olla pooljuhtide elektrijuhtivuse (madal/kõrge doping jne) või negatiivse temperatuurikoefitsiendi otsimine. Olen kasutanud 6 -pin SMD RGB LED -e ilma tavalise asjata. Kui sa neid googeldad, saad palju tulemusi. Võlusõnad on "SMD, RGB, LED, PLCC6 5050". 5050 on mõõtmed x ja y 0,1 mm ühikutes. Suuremahuliste tellimuste puhul leiate neid ebayst ka hinnaga alates 50 ¢ tükk. Praegu pakitakse 10 -kordset pakki umbes 10 dollari eest. Ma saaksin vähemalt 50;-)

3. samm: tagaplaan ja toiteallikas

Tagaplaan pakub mõlemale tahvlile energiat ja ühist I2C -bussi. Igal plaadil on 8 RGB LED -i ja ATmega168 mcu koos sisemise ostsillaatoriga sagedusel 8 MHz. Viimane nõuab plaatide vahelist sünkroniseerimist ja/või ostsillaatorite ümberkalibreerimist. See probleem kuvatakse uuesti koodide jaotises.

5V võimendusmuunduri skeem on võetud Maxim MAX756 andmelehelt ilma muudatusteta. Võite kasutada mis tahes muud sobivat kiipi, mis suudab 5 V juures pakkuda umbes 200 mA. Lihtsalt veenduge, et väliste osade arv oleks väike. Tavaliselt vajate vähemalt kahte elektrolüütkondensaatorit, Schottky dioodi ja induktiivpooli. Andmelehe viitekujunduses on kõik numbrid. Selle töö jaoks kasutasin kvaliteetseid FR4 (klaaskiust) plaate. Odavamad kampolil põhinevad plaadid võivad samuti töötada, kuid need purunevad liiga kergesti. Ma ei taha, et lauad laguneksid konarlikul sõidul. Kui teil on juba MintyBoost, saate seda ka kasutada, kui saate selle oma rattale sobitada.

Samm: teil peab olema kood

Suure heledusega režiimis toetab plaat 6 erinevat värvi + valget. Värv valitakse, seades 3 GPIO tihvti kõrgele või madalale. Nii saavad kõik kaheksa valgusdioodi täielikult põleda, kuid näitavad ainult sama värvi.

PWM -režiimis määratakse värv, kasutades kolme GPIO tihvti impulsi laiuse moduleeritud signaali ja 8 LED -i multipleksimist. See vähendab üldist heledust, kuid nüüd on võimalik individuaalne värvikontroll. Seda teeb taustal katkestusrutiin. Valgusdioodide teatud värviväärtuse seadmiseks on saadaval põhifunktsioonid kas RGB kolmiku või HUE väärtuse abil. Mugavuse huvides on seade programmeeritud C -s, kasutades Arduino IDE -d. Lisasin praeguse koodi, mida kasutan. Minu ajaveebis on saadaval ajakohased versioonid. GIT -i hoidlat saate sirvida gitwebi liidese abil. Paljud rumalad programmeerimisvead ilmuvad, olen selles kindel;-) Teine joonis illustreerib PWM-i genereerimist. Riistvara loendur loeb BOTTOM kuni TOP. Kui loendur on suurem kui teatud arv, mis tähistab soovitud värvi, lülitatakse väljund sisse. Kui loendur on saavutanud oma TOP väärtuse, lähtestatakse kõik. LED-i tajutav heledus on mõnevõrra proportsionaalne signaali sisselülitusajaga. Rangelt võttes on see vale, kuid seda on lihtsam mõista.

Samm: vaadake seda tegevuses

Lihtsalt mõned esialgsed testid. Jah, see saab teha ka täielikke RGB-värve;-)

Reaalse maailma testimine. Jah, meil oli natuke lund, aga see oli enne jõule. Nüüd on meil jälle natuke lund. Kuid nagu tavaliselt, oli jõulupühade ja uue aasta pidustuste ajal ainult vihma. Palun ignoreerige mind umbes video keskel kurtmist, ma hakkan vanaks jääma, nii et kükitamine läheb natuke raskeks. Lõpuks mõned parandatud efektid. Missioon täidetud. Naljakad tagatuled ja ebaseaduslikud ka seal, kus ma elan;-) Olen üsna kindel, et unised või asjatundmatud autojuhid ei jäta mind enam tähelepanuta. Aegu pisut häälestades saate luua päris tüütuid efekte, mis on head pilgupüüdjad. Eriti öösel. Kuna tahvlitel on 4 GPIO/ADC tihvti (2 võib kasutada väikese I2C -võrgu ehitamiseks), peaks olema lihtne vajutusnuppu ühendada, et käivitada igasuguseid efekte. CdSe fototakisti ühendamine toimiks samuti. Materjali kogumaksumus on umbes 50 dollarit. Suurim tükk läks trükkplaatidele. Väikese mahuga tellimustrahv nagu tavaliselt. Analoogselt kunagi laialt levinud telereklaamiga USA mobiiltelefoniettevõttele lubage mul küsida teilt järgmist: "Kas näete mind nüüd? - Hea."

6. samm: uuendatud disain

Olen siin ja seal muutnud mõnda asja.

Kõige olulisem on madala langusega pingeregulaatori lisamine. Nüüd saab plaat töötada 4 kuni 14 V alalisvooluga. Samuti olen muutnud trükkplaadi värvi kollaseks ja lisanud džemprid automaatse lähtestamise keelamiseks ja pingeregulaatori ümbersõitmiseks, kui seda pole vaja. Haaratsite demo -kood ja monteerimisjuhised. Siit leiate ka KiCAD -failid ja skeemi. Kui soovite seda, leiate minu blogist rohkem teavet.

7. samm: ülisuur

Järgmine asi loendis: Tic Tac Toe

8. samm: rohkem valgust häkkimist

3 juhtme ja veel 3 takisti lisamisega saab heledust kahekordistada. Nüüd kasutatakse voolu hankimiseks kahte GPIO tihvti värvi kohta.

Samm: rohkem värskendusi

Nii et olen lõpuks lülitunud "lollilt" katkestusega juhitud PWM -lt BCM -le (binaarkoodimodulatsioon). See vähendab drastiliselt protsessori aega, mis kulub LED -nööpnõelte keerutamisele ja suurendab heledust üsna palju. Täiustatud koodi leiate githubist. Video esimesed sekundid näitavad vasaku plaadi paranemist. Kuni selle plaadi järgmine riistvararevisjon on lõppenud (tahvlite saabumist oodates), toidab see natuke vajadust "rohkem valgust" järele. Uute laudade vaatamine on valus.