Boomstick - animoitu LED -ohjain: 10 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Boomstick on projekti animoidun ohjelmoitavien RGB -LED -merkkijonojen luomiseksi, jotka saavat virtansa pienestä Arduinosta ja jotka reagoivat musiikkiin. Tämä opas keskittyy yhteen laitteistokokoonpanoon, jonka voit koota Boomstick -ohjelmiston käyttämiseksi. Tämä laitteisto on loistava koko käytettäväksi pukeutuvaan esineeseen, kuten kylpytakkiin tai huppuun, tai valaisemaan kannettavan totemipylvään pituutta. Komponentit sisältävät mikrofonin (musiikin poimimiseksi), nupin (kirkkauden säätämiseksi) ja painikkeen (animaatioiden vaihtamiseksi). Koko yksikkö (mukaan lukien LEDit) saa virtansa yhdestä mikro -USB -portista, joka voidaan kytkeä seinäsovittimeen tai kannettavaan USB -laturiin.

Tämä projekti on kohtalaisen vaikea. Sinun on oltava mukava juotos ja kärsivällinen pienten osien kanssa työskentelyyn. Kokonaisaika on 2+ tuntia.

Vaihe 1: Komponentit ja työkalut

• Adafruit Perma-Proto Puolikokoinen leipälevy-piirilevy-4,50 dollaria
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9.95
• Electret -mikrofonivahvistin - MAX5566, jossa säädettävä vahvistus - 6,95 dollaria
• USB Micro -B Breakout Board - 1,50 dollaria
• Leipälevyn säätöpotentiometri - 10K - 1,25 dollaria
• Kosketuspainike (6 mm)
• 10K ohmin vastus
• 3 -nastaiset JST SM -kaapelit - 1,50 dollaria

Kaikki linkit ovat Adafruitista, ja sisällytän tämänhetkisen hinnan kirjoittamishetkellä (muutos voi tapahtua!). Kokonaiskustannusten pitäisi olla alle 30 dollaria. Tarvitset myös:

• NeoPixel RGB -nauha - valitse projektisi tarpeiden mukaan, mutta mielestäni 30LED/m toimii hyvin puettavilla
• Käytettävä esine tai vastaava laittaa LEDit sisään
• Pienikokoinen kytkentäjohto - Minusta tämä Adafruutin kiinteä ytinsarja toimii täydellisesti
• Juotosrauta, juote, flux
• Huuhtele lävistävät leikkurit - täydellinen ylimääräisen langan leikkaamiseen juottamisen jälkeen
• Langanpoistaja
• Kuuma liimapistooli
• Karkea hiekkapaperi

Suosittelen USB -akun hankkimista, jos rakennat puettavaa. Minulla on ollut kunnolliset ajoajat (6+ tuntia 60 LED -merkkijonolla täydellä kirkkaudella) Anker PowerCore 10000: sta.

Vaihe 2: Valmistele PermaProto Board

Haluamme sijoittaa komponentit mahdollisimman tiiviisti, ja valitettavasti tämä tarkoittaa, että meidän on leikattava joitakin piirilevyn jälkiä, jotta piirin eri osat eivät ole yhteydessä toisiinsa.

1. Pidä piirilevyä teksti pystyasennossa ja käännä se ylhäältä alas (niin, että vasen puoli on edelleen vasemmalla).
2. Leikkaa kuvassa näkyvät jäljet varovasti terävän veitsen kärjellä. Pystyjälkien kolme pistettä ovat numeroilla 5, 9 ja 11.
3. Saatat joutua tekemään pisteitä useita kertoja ja jopa naarmuttamaan piirilevyä puhtaan tauon varmistamiseksi. Huomaa, että yläosassa olevat kaksi vaakasuoraa jälkeä ovat syvemmät ja vaativat enemmän leikkuuvoimaa.
4. Vaihtoehtoisesti voit käyttää yleismittaria tarkistaaksesi, ettei johtavuutta ole kaikissa jälkihaaroissa.
5. Halutessasi voit leikata kuvassa näkyvän pienen neliön käyttämällä diagonaalisia uppoleikkureita. Voit tehdä tämän leikkaamalla kaikki neljä sivua niin syvälle kuin mahdollista leikkurilla, kääntämällä levyn ja leikkaamalla toiselta puolelta. Tämä reikä antaa pääsyn mikrofonilevyn säätöpotentiometriin, kun olemme valmiit.

Vaihe 3: Juotosjohtimien ensimmäinen sarja

Tämän projektin johdot ja komponentit voidaan juottaa yhteen monella tavalla. Tämän oppaan lähestymistapa on kuitenkin palvellut minua hyvin ja on käynyt läpi muutaman iteraation. Johdotuksen asettelutavoitteena on, että lankojen kerroksia ei saa olla enempää kuin kaksi, joten seuraa johdon asentoa ja pituutta tarkasti. Jokaisessa tämän oppaan kuvassa johdot on värikoodattu:

• Punainen osoittaa 5 V: n positiivista johtoa.
• Keltainen osoittaa 3 V: n positiivista johtoa.
• Valkoinen ilmaisee signaalin tai datajohdon.
• Musta tarkoittaa maadoitusjohtoa.

Johtojen valmisteluun ja juottamiseen tarvitaan jonkin verran varovaisuutta. Tämä on tyypillinen prosessini:

1. Katkaise tarvittava langan pituus.
2. Kuori toinen pää - pituus ei ole liian tärkeä, koska leikkaat ylimääräisen jälkeenpäin.
3. Työnnä irrotettu lanka ensimmäisen reiän läpi ja aseta lanka lopulliseen asentoonsa.
4. Pisteytä eristys suoraan toisen reiän päälle pikkukuvallasi.
5. Irrota lanka ja irrota toinen pää pikkukuvan kohdasta.
6. Aseta lanka takaisin ja juota molemmat päät.
7. Leikkaa ylimääräinen.

Tässä ensimmäisessä vaiheessa aiomme asettaa alustavan johdotuskerroksen ennen komponenttien lisäämistä. Tämä helpottaa elämäämme myöhemmin, koska jotkin osat eivät ole käytettävissä juottamiseen ja leikkaamiseen.

1. Juotos 10K ohmin vastuksessa osoitetussa asennossa.
2. Juotos ylimääräiset johdot kuvassa oleviin likimääräisiin paikkoihin. Huomaa mustan/punaisen johdon lisäpituus ja käyrä.
3. Käännä lauta ympäri ja tarkista juotospaikkojen sijainti.

Aiomme myös kiinnittää LED -liittimen tässä vaiheessa. Sen datayhteys ei ole käytettävissä, kun juotamme Arduinolle.

1. Jaa liittimen kolme johtoa.
2. Pidä liitintaulua peukalolla ja aseta keskijohto kuvan osoittamalla tavalla ja ulottuu kohtaan 10.
3. Katkaise lanka sopivan pituiseksi (jätä hieman ylimääräistä reiän läpi).
4. Kuori ja tina lanka.
5. Juotos sen osoitettuun reikään.

Muista leikata ylimääräinen lanka diagonaalisilla huuhteluleikkureilla työskennellessäsi!

Vaihe 4: Arduinon lisääminen

On aika juottaa ensimmäinen komponentti! Huomaa, että Arduino-, mikrofoni- ja mikro-USB-katkaisua varten meidän on esijuotettava nastat jokaiseen niistä. Erityisesti Arduinolle emme juota kaikkia nastoja. Vain osajoukko on välttämätön, ja se helpottaa elämäämme, jos toisella puolella on aukkoja. Seuraa kuvia huolellisesti

1. Jotta voidaan juottaa nastat osiin, minusta on helpointa työntää tapit ja komponentit yhteen leipälaudalle ennen juottamista. Tämä varmistaa, että nastat ovat kaikki kohdakkain pystysuorassa ja nelikulmaiset komponentin kanssa. Varo lyömästä itseäsi! Helpointa on painaa tapit alas tasaisella ja kiinteällä materiaalilla.
2. Suuntaa Arduino kuten kuvassa. Voit sisällyttää koko rivin nastoja reunaan alkaen BAT/G/USB.
3. RST/5V/ARef -reuna katkaisee 4 nastaa ja 6 nastaa. 4 nastaa ovat välillä 5V ja A0 ja 6 nastaa ovat välillä A4 ja 3V.
4. Juotos kaikki nastat yksitellen varmistaen, että Arduino istuu täydellisesti mustan muovin tasalla.
5. Poista se leipälevyltä ja tarkista pohja vielä kerran varmistaaksesi, että nastat näyttävät kuvan mukaisilta.

Nyt olemme valmiita juottamaan sen PCB: lle!

1. Aseta Arduino kuvan mukaisesti.
2. Varmista, että LED -liittimen datajohto menee A1/A2/A3 -aukon alle.
3. Pidä komponenttia tarvittaessa piirilevyllä teipillä ja juota se levylle alapuolelta.
4. Leikkaa ylimääräiset tapit diagonaalisilla huuhteluleikkureillasi. Ole varovainen - tämä voi saada pienet tapit lentämään suurella nopeudella. Suosittelen käyttämään jonkinlaisia laseja ja kohdistamaan levyn roskakoriin tai mahdollisesti toiseen käteen.

Vaihe 5: Lisää komponentteja

Nyt olemme valmiita juottamaan loput komponentit piirilevylle.

Ensinnäkin meidän on juotettava lisälanka levyn alapuolelle. Huomaa keltainen lanka ensimmäisen kuvan oikealla puolella!

Kun tämä on tehty ja ylimääräinen leikattu, on mikrofonin aika.

1. Juota ensin kolme nastaa mikrofonin katkaisukorttiin. Huomaa, että tälle komponentille on hyvä (jopa toivottavaa), että se sijaitsee kulmassa piirilevyyn nähden - huomioi toisen kuvan oikea puoli. Helpoin tapa saavuttaa tämä on juottaa nastat sisään, kun ne on painettu leipälautaan, ja antaa mikrofonilevyn asettua kulmaan leipälautaa vasten.
2. Vaihtoehtoisesti voit leikata mikrofonin potentiometrin. Kierrä potentiometriä myötäpäivään pienellä ruuvitaltalla (HYVIN HUOLELLISESTI) (näkyy kolmannessa kuvassa). Huomaa, että se on erittäin herkkä komponentti ja voi rikkoutua helposti. Se tekee vain osittaisen vallankumouksen, älä pakota sitä pidemmälle. Potentiometrin leikkaaminen myötäpäivään vähentää vahvistimen lujuutta, mikä tekee mikrofonista vähemmän herkän ja mahdollistaa paremman laadun todella kovissa ympäristöissä (kuten yökerho tai musiikkifestivaali). Huomaa kuitenkin, että se vaikeuttaa tehosteiden laukaisua hiljaisemmissa ympäristöissä, kuten musiikin kuuntelussa kotona.
3. Aseta kuumalla liimapistoolilla liimapallo kolmannen kuvan osoittamaan kohtaan.
4. Paina mikrofoni piirilevyyn osoitetussa kohdassa - nastojen tulee olla toisella rivillä alaspäin, jälkien #17-19 poikki.
5. Käännä piirilevy ympäri ja juota nastat. Leikkaa ylimääräinen.

Tehdään nyt Micro USB -katkaisu.

1. Toisin kuin mikrofoni, haluamme, että Micro USB -kortti on nelikulmainen nastojen kanssa. Tämä johtuu siitä, että USB -kaapeli irtoaa rinnakkain levyltä, kun se on kiinnitetty, eikä häiritse piirilevyä. Ole varovainen tukemaan sitä juotettaessa tappeja ja juotettaessa se levylle. Jälleen katso toinen kuva lopullisesta suunnasta.
2. Voit jälleen käyttää kuumaa liimaa esiasettaaksesi halkeaman oikeaan paikkaan. Nastat tulee olla alimmalla rivillä (EI molemmilla virtariveillä) jälkien #15-19 poikki.
3. Vahvista levyn alla olevaa tilaa tarvittaessa kuumalla liimalla. Tämä tarjoaa kaivattua voimaa, koska portti voi vastaanottaa vääntövoimia liitetystä USB-kaapelista.

Lopuksi meidän on juotettava painike ja potentiometri alas.

1. Aloita painikkeella. Laajenna jalkoja hieman ja aseta se kuvan osoittamaan asentoon.
2. Voit taivuttaa jalat alaspäin sisäänpäin, jotta painike pysyy paikallaan.
3. Juotos jokainen jalka levyn yläosasta.
4. Aseta nyt potentiometri kuvan mukaisesti. Huomaa, että nastat ovat kuvan yläosassa.
5. Kiinnitä se tilapäisesti levyyn teipillä ja juota se levyn alapuolelta.

Vaihe 6: Lopullinen johdotus

Pidän ohjeet lyhyinä, mutta johdotukset on saatettava loppuun levyn alapuolelle.

1. Juotos mustat ja keltaiset johdot vasemmassa yläkulmassa ensimmäisessä kuvassa. Ne tarjoavat jännitealueen, jonka potentiometri antaa.
2. Juotos mustavalkoiset johdot oikeassa alakulmassa toisessa kuvassa. Ne tarjoavat maadoitus- ja lähtöjohdot mikrofonille.
3. Varmista, että kaikki johdot ovat kuvan mukaisesti.

Nyt olemme saaneet alasivun valmiiksi! Voit halutessasi havaita strategisesti strategisesti kuumaa liimaa pitämään johdot alhaalla ja suojaamaan oikosulkuja vastaan - vaikka en yleensä vaivaudu.

Vaihe 7: LED -liittimen virran kytkeminen

LED -liittimen on otettava virta suoraan USB -tulosta. Laitetaan se nyt paikalleen.

1. Pidä liitintä peukalolla levylle lopullisessa paikassaan (katso kuva 2).
2. Irrotamme pienen pituuden (1-2 mm) lankaa ja juotetta, jotka ovat suoraan olemassa olevien juotosliitosten yläreunassa toisella alhaalla olevasta rivistä.
3. Leikkaa ja kuori molemmat johdot vastaavasti. Kuten ensimmäisessä kuvassa näkyy, alajohdon tulee kiinnittyä 5 V: n liitokseen ja ylemmän johdon tulee kiinnittyä GND: hen.
4. Tina langan molemmat irrotetut osat.
5. Juottaa ne varovasti olemassa oleviin juotosliitoksiin. Varmista, että 5 V: n johto ei muodosta yhteyttä sen vasemmalla puolella olevaan jälkeen, koska se kuljettaa 3,3 V: n signaalin, ja tämä voi tappaa Arduinosi. On suositeltavaa tarkistaa, että kahden jäljen välillä ei ole johtavuutta yleismittarilla, ennen kuin käynnistät levyn.
6. Kuumaa liimaa LED -liitin tiukasti levyyn ja vahvista se runsaalla liimalla.

Varmista, että taulusi näyttää valokuvalta!

Vaihe 8: Yhdistäminen korttiin

On kaksi ensisijaista tapaa muodostaa yhteys taululle.

• Jos haluat ohjelmoida Arduinon, liitä se suoraan USB -porttiin (kuva 1).
• Jos haluat käyttää LED -valoja, liitä ne USB -porttiin alhaalla ja kytke LED -valot (kuva 2).

Vaihe 9: Viimeistely

Komponentit on sijoitettu mahdollisimman kompakteiksi, joten osa piirilevystä jää tyhjäksi. Voit leikata tämän varovasti pois kuvan osoittamalla tavalla. En ole varma parhaasta tavasta tehdä tämä täsmälleen - käytän raskaita lankaleikkureita, mutta luultavasti voisit käyttää myös rautasahaa, jos olisit varovainen. Olemassa olevien reikien leikkaaminen helpottaa hieman.

Kun olet leikannut ylimääräisen pois, suosittelen voimakkaasti reunojen ja kulmien hiomista hiukan karkealla hiekkapaperilla, koska piirilevy voi olla varsin terävä.

Koko yksikkö voidaan kääriä johonkin laajaan lämpökutistusteippiin, jossa on reiät leikattuina ohjainten ja porttien käyttämiseksi.