Boomstick - Driver LED animat: 10 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Boomstick este un proiect pentru crearea unui șir animat de LED-uri RGB programabile, alimentat de un mic Arduino și reactiv la muzică. Acest ghid se concentrează pe o configurație hardware pe care o puteți asambla pentru a rula software-ul Boomstick. Acest hardware este de o dimensiune excelentă pentru a pune într-un articol purtabil, cum ar fi o halat sau o glugă spirală, sau pentru a lumina lungimea unui stâlp portabil de totem. Componentele includ un microfon (pentru a ridica muzică), un buton (pentru a regla luminozitatea) și un buton (pentru a comuta animațiile). Întreaga unitate (inclusiv LED-urile) este alimentată de la un singur port micro USB, care poate fi conectat la un adaptor de perete sau la un încărcător portabil de baterii USB.

Acest proiect este moderat dificil. Va trebui să vă lipiți confortabil și să aveți răbdare să lucrați cu piese mici. Timpul total de construcție este de peste 2 ore.

Pasul 1: Componente și instrumente

• Adafruit Perma-Proto PCB de jumătate de dimensiune - 4,50 USD
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9,95
• Amplificator de microfon Electret - MAX5566 cu câștig reglabil - 6,95 USD
• Placă USB Micro-B Breakout - 1,50 USD
• Potențiometru de tăiere a panourilor - 10K - 1,25 USD
• Buton tactil (6mm)
• Rezistor de 10K ohm
• Cabluri JST SM cu 3 pini - 1,50 USD

Toate link-urile provin de la Adafruit și includ prețul curent în momentul redactării acestui articol (sub rezerva modificărilor!) Costul total ar trebui să fie sub 30 USD. De asemenea, veți avea nevoie de:

• Banda NeoPixel RGB - selectați în funcție de necesitățile proiectului dvs., dar consider că 30LED / m funcționează bine pentru portabile
• Articol purtabil sau similar pentru a introduce LED-urile
• Sârmă de conectare de dimensiuni mici - consider că acest set solid de miez de la Adafruit funcționează perfect
• Fier de lipit, lipit, flux
• Freze diagonale spălate - perfecte pentru tăierea excesului de sârmă după lipire
• Dispozitiv de sârmă
• Pistol de lipit fierbinte
• Hârtie de șlefuit grosieră

Aș recomanda să ridicați un acumulator USB dacă construiți un dispozitiv portabil. Am avut timpi de rulare decenți (6+ ore cu un șir de 60 de LED-uri la luminozitate maximă) de la un Anker PowerCore 10000.

Pasul 2: Pregătiți placa PermaProto

Vrem să ne așezăm componentele cât mai bine posibil și, din păcate, acest lucru înseamnă că trebuie să tăiem o parte din urmele de pe PCB, astfel încât diferite părți ale circuitului să nu fie conectate între ele.

1. Țineți PCB-ul cu textul în poziție verticală, apoi întoarceți-l de sus în jos (astfel încât partea stângă să fie încă în stânga).
2. Tăiați cu atenție urmele indicate în imagine cu vârful unui cuțit ascuțit. Cele trei scoruri din urmele verticale sunt pe # 5, 9 și 11.
3. Este posibil să fie nevoie să înregistrați de mai multe ori urmele și chiar să zgâriați PCB-ul pentru a vă asigura o pauză curată. Rețineți că cele două urme orizontale din partea de sus sunt mai adânci și necesită o forță de tăiere mai mare.
4. Opțional, utilizați un multimetru pentru a verifica dacă nu există conductivitate în fiecare dintre tăieturile de urmărire.
5. Opțional, folosind freze diagonale, decupați pătratul mic prezentat în imagine. Puteți face acest lucru tăind fiecare dintre cele 4 laturi cât mai adânc cu cutterul, apoi răsuciți placa și tăiați de cealaltă parte. Această gaură oferă acces la potențiometrul de tăiere de pe placa de microfon când am terminat.

Pasul 3: Primul set de cabluri de lipit

Există mai multe moduri în care firele și componentele din acest proiect ar putea fi lipite împreună. Cu toate acestea, abordarea din acest ghid m-a servit bine și a trecut prin câteva iterații. Scopul pentru modul în care cablajul este așezat este să nu se suprapună mai mult de două straturi de fire în orice moment, așa că aveți grijă să urmăriți îndeaproape pozițiile și lungimile firelor. În fiecare dintre imaginile acestui ghid, firele sunt codificate în culori:

• Roșu indică un fir pozitiv de 5V.
• Galbenul indică un fir pozitiv de 3V.
• Albul indică un fir de semnal sau de date.
• Negrul indică un fir de împământare.

Este necesară o anumită îngrijire pentru a pregăti și lipi firele. Acesta este procesul meu tipic:

1. Tăiați lungimea aproximativă a firului necesar.
2. Îndepărtați un capăt - lungimea nu este prea importantă, deoarece veți tăia excesul după aceea.
3. Introduceți firul dezbrăcat prin prima gaură și așezați firul în poziția sa finală.
4. Scorați izolația direct peste a doua gaură cu miniatura.
5. Scoateți firul și dezbrăcați celălalt capăt la locul punctajului miniaturii.
6. Reintroduceți firul și lipiți fiecare capăt.
7. Tăiați excesul.

Pentru acest prim pas, vom stabili un strat inițial de cablare înainte de a adăuga componente. Acest lucru ne va ușura viața un pic mai târziu, deoarece unele piese vor deveni inaccesibile pentru lipire și tăiere.

1. Lipiți rezistența de 10K ohm în poziția indicată.
2. Lipiți firele suplimentare în pozițiile aproximative prezentate în imagine. Rețineți lungimea și curba suplimentare în firele negre / roșii.
3. Întoarceți placa și verificați de două ori locațiile locurilor de lipit.

De asemenea, vom atașa conectorul LED în această etapă. Conexiunea sa de date nu va fi accesibilă după ce vom lipi pe Arduino.

1. Împărțiți cele trei fire ale conectorului.
2. Țineți conectorul de tablă cu degetul mare și așezați firul din mijloc așa cum se arată, atingând transversal pentru a urmări # 10.
3. Tăiați firul la lungimea potrivită (lăsând un pic în plus pentru a trece prin gaură).
4. Îndepărtați și tăiați firul.
5. Lipiți-l în gaura indicată.

Amintiți-vă să continuați să tundeți excesul de sârmă cu tăietoarele diagonale în timp ce lucrați!

Pasul 4: Adăugarea Arduino

Este timpul să lipim prima noastră componentă! Rețineți că pentru Arduino, microfon și micro USB breakout, trebuie să pre-lipiți pinii fiecăruia dintre ei. În mod special pentru Arduino, nu lipim toate pinii. Sunt necesare doar un subset și ne ușurează viața dacă există unele goluri pe o parte. Urmăriți cu atenție imaginile

1. Pentru a lipi știfturile pe componente, mi se pare cel mai ușor să împing știfturile și componentele împreună în jos pe o placă înainte de a le lipi. Acest lucru asigură faptul că știfturile sunt aliniate vertical și pătrate cu componenta. Ai grijă să nu te bagi! Este cel mai ușor să împingeți în jos pinii cu ceva plat și solid.
2. Orientează Arduino așa cum se arată în imagine. Puteți include un rând complet de pini de-a lungul marginii, începând cu BAT / G / USB.
3. Pentru marginea RST / 5V / ARef, rupeți 4 pini și 6 pini. Cei 4 pini se situează între 5V și A0, iar cei 6 pini se situează între A4 și 3V.
4. Lipiți toți știfturile unul câte unul, asigurându-vă că dispozitivul Arduino stă perfect la același nivel cu plasticul negru.
5. Scoateți-l din panou și verificați încă o dată partea de jos pentru a confirma că pinii arată ca în imagine.

Acum suntem gata să-l lipim pe PCB!

1. Poziționați Arduino așa cum se arată în imagine.
2. Asigurați-vă că firul de date al conectorului LED se află sub golul A1 / A2 / A3.
3. Folosiți bandă pentru a menține componenta pe PCB, dacă este necesar, și lipiți-o pe placa din partea inferioară.
4. Tăiați pinii în exces cu ajutorul tăietorilor tăiți în diagonală. Fii atent - acest lucru poate trimite micile bucăți de știft zburând la viteză mare. Aș recomanda să purtați un fel de ochelari și să țintiți scândura în coșul de gunoi sau, eventual, în cealaltă mână.

Pasul 5: Mai multe componente

Acum suntem gata să lipim restul componentelor pe PCB.

În primul rând, trebuie să lipim un fir suplimentar pe partea inferioară a plăcii. Rețineți firul galben din partea dreaptă a primei imagini!

Odată ce acest lucru este făcut și excesul tăiat, este timpul pentru microfon.

1. Mai întâi, lipiți cei trei pini pe placa de separare a microfonului. Rețineți că pentru această componentă este bine (chiar de dorit) să se așeze într-un unghi față de PCB - notați partea dreaptă a celei de-a doua imagini. Cea mai ușoară modalitate de a realiza acest lucru este să lipiți pinii în timp ce sunt presați într-o placă și să permiteți plăcii de microfon să se așeze înclinat până la placă.
2. Opțional, tăiați potențiometrul microfonului. Folosiți cu multă atenție o șurubelniță mică pentru a roti potențiometrul în sensul acelor de ceasornic (indicat în a treia imagine). Rețineți că este o componentă foarte delicată și se poate rupe cu ușurință. Va face doar o revoluție parțială, nu o forța mai departe. Tunderea potențiometrului în sensul acelor de ceasornic reduce puterea amplificatorului, ceea ce face microfonul mai puțin sensibil și permite o calitate mai bună în medii foarte puternice (cum ar fi un club de noapte sau un festival de muzică). Cu toate acestea, rețineți că va face mai greu declanșarea efectelor în medii mai liniștite, cum ar fi ascultarea de muzică acasă.
3. Utilizați un pistol de adeziv fierbinte pentru a așeza un blob de lipici în poziția indicată în a treia imagine.
4. Apăsați microfonul pe PCB în poziția indicată - pinii ar trebui să fie pe al doilea rând în jos, pe urmele # 17-19.
5. Întoarceți PCB-ul și lipiți pinii. Tăiați orice exces.

Acum, să facem breakout-ul Micro USB.

1. Spre deosebire de microfon, dorim ca placa Micro USB să fie pătrată cu pinii. Acest lucru se face astfel încât cablul USB să se desprindă paralel de placa atunci când este atașat și să nu interfereze cu PCB-ul. Aveți grijă să îl sprijiniți în timp ce lipiți știfturile și în timp ce îl lipiți pe tablă. Din nou, a se vedea a doua imagine pentru orientarea finală.
2. Puteți utiliza din nou lipici fierbinte pentru a pre-poziționa ruptura în locația corectă. Știfturile trebuie să fie în rândul de jos (NU cele două rânduri de putere), pe urmele # 15-19.
3. Consolidați spațiul de sub placă cu adeziv fierbinte suplimentar, după cum este necesar. Aceasta oferă puterea mult necesară, deoarece portul poate primi forțe de strângere de la cablul USB atașat.

În cele din urmă, trebuie să lipim butonul și potențiometrul.

1. Începeți cu butonul. Lărgiți-i puțin picioarele și introduceți-l în poziția indicată în imagine.
2. Puteți îndoi picioarele spre interior pe partea inferioară pentru a ajuta la menținerea butonului în poziție.
3. Lipiți fiecare dintre picioare din partea superioară a plăcii.
4. Acum introduceți potențiometrul așa cum se arată. Rețineți că pinii sunt în partea de sus a imaginii.
5. Fixați-l temporar pe tablă cu o bandă și lipiți-l din partea inferioară a plăcii.

Pasul 6: Cablarea finală

Voi păstra instrucțiunile pe scurt, dar trebuie să terminăm cablajul de pe partea inferioară a plăcii.

1. Lipiți firele negre și galbene din partea stângă sus în prima imagine. Acestea oferă gama de tensiuni pe care le va emite potențiometrul.
2. Lipiți firele alb-negru din dreapta jos în a doua imagine. Acestea asigură cabluri de masă și de ieșire pentru microfon.
3. Confirmați că toate firele sunt prezente așa cum se arată.

Acum am terminat cu partea inferioară! Opțional, puteți observa strategic lipici fierbinte pentru a ține apăsat firele și a oferi protecție împotriva pantalonilor scurți - deși de obicei nu mă deranjez.

Pasul 7: Cablarea alimentării conectorului LED

Conectorul LED trebuie să scoată energie direct de la intrarea USB. Hai să le lipim acum.

1. Țineți conectorul pe tablă cu degetul mare, în locația sa finală (a se vedea imaginea 2).
2. Vom dezlipi o lungime minusculă (1-2 mm) de sârmă și lipit direct în partea superioară a îmbinărilor de lipit existente în al doilea rând din rândul inferior.
3. Tăiați și decupați fiecare dintre cele două fire în consecință. Așa cum se arată în prima imagine, firul inferior ar trebui să se atașeze la articulația de 5V, iar firul superior ar trebui să se atașeze la GND.
4. Întindeți ambele părți dezbrăcate ale firului.
5. Lipiți-le cu atenție la îmbinările de lipire existente. Asigurați-vă că firul de 5V nu se conectează la urmele din stânga acestuia, deoarece acesta poartă un semnal de 3,3V, iar acest lucru vă poate ucide Arduino. Este recomandat să verificați dacă nu există conductivitate între cele două urme cu un multimetru, înainte de a porni placa.
6. Lipiți conectorul cu LED-uri fierbinți până la bord și întăriți-l cu o mulțime de lipici.

Confirmați că tabloul dvs. arată ca fotografia!

Pasul 8: Conectarea la placa

Există două moduri principale de conectare la placă.

• Pentru programarea Arduino, conectați-vă la portul USB direct de pe acesta (imaginea 1).
• Pentru funcționarea LED-urilor, conectați-vă la portul USB din partea de jos și conectați LED-urile (imaginea 2).

Pasul 9: Atingeri de finisare

Componentele sunt așezate cât mai compact posibil, astfel încât o parte din PCB rămâne goală. Puteți tăia cu atenție acest lucru așa cum se arată în imagine. Nu sunt sigur de cel mai bun mod de a face acest lucru exact - folosesc niște tăietori de sârmă grele, dar probabil că ați putea folosi și un ferăstrău, dacă ați fi atent. Tăierea găurilor existente o face puțin mai ușoară.

După ce ați eliminat excesul, vă recomand cu tărie să șlefuiți marginile și colțurile cu niște hârtie de șlefuit, deoarece PCB-ul poate fi destul de ascuțit.

Întreaga unitate poate fi înfășurată într-o bandă largă termocontractabilă cu găuri tăiate pentru a accesa comenzile și porturile.