Clapper LED sviečka: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Stephen B. Kirby Nasledovať viac od autora:

O mojom koníčku je obrábanie dreva, elektronika, programovanie, 3D tlač a výroba pilín pomocou môjho CNC routera. Viac o sbkirby »

Pred tromi rokmi som v obchode so suvenírmi uvidel „Môj nový plameň“od MORITZA WALDEMEYERA, INGO MAURER UND TEAM 2012 a zamiloval som sa do tejto myšlienky. Dúfal som, že znova vytvorím niečo fascinujúce, zábavné, funkčné a zaujímavé na sledovanie, ale s miernym zvratom. Rozhodne som nemohol urobiť nič porovnateľné s ich krásnym umeleckým dielom. Preto som vytvoril Clapper verziu LED sviečky. Dvakrát zatlieskajte, aby ste sviečku ZAPNUTÉ alebo VYPNUTÉ. Funkcia klapky je voliteľná a dá sa zapnúť alebo vypnúť, ak je súčasťou zostavy. Alebo môže byť táto funkcia v zostave úplne vynechaná.

V mojom dome je sedem z nich, ktoré používam ako okrasné sviečky a nočné svetlá. Nechávam ich zapojené do 5 V DC nabíjačky mobilného telefónu na napájanie jednotky a nabíjanie Li-Ion batérie. Na jedno nabitie môže trvať približne 18 hodín, čo ich robí skvelými pre núdzové osvetlenie.

Poznámka: Sviečka vo videu na pravej strane s krytom nie je Clapper Candle.

Krok 1: Diely a nástroje

Časti potrebné pre projekt:

• 1 ea Sviečka Lumiere Hladká živicová sviečka - 6 palcov x 3 palcov
• 1 ea Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V
• 1 ea LED Charlieplexed Matrix - 9x16 LED - žltá [ID: 2948]
• 1 ea Adafruit 16x9 Charlieplexed PWM LED Matrix Driver - IS31FL3731 [ID: 2946]
• 1 kus nabíjačka Adafruit PowerBoost 500
• 1 batéria Li-Ion 18650
• 1 kus držiak batérie 18650
• 1 ea prepínač SPST
• 1 ea Vlastná doska plošných spojov
• Priehľadný akrylový plast 6 mm

S klapkou (voliteľné):

• 1 ea ATMEL / Microchip Technology DIP-8 ATTINY85-20PU
• 1 zásuvka DIP-8
• 1 kus LCB710 polovodičové relé
• 1 ea Vysoko citlivý modul detekcie zvuku
• 1 ea 220 odpor
• 1 ea Subminiatúrny prepínač 2MS1T1B1M2QES ON/ON 3P-SPDT
• 1 kus doska s plošnými spojmi na mieru

Náradie:

• 1 ea CP2102 Micro USB to UART TTL Module 6 Pin - ebay.com
• Spájkovačka

Krok 2: Zostava akrylovej základne

Pomocou dodaných vektorových výkresov PDF je možné vytvoriť dráhy nástrojov na vyrezávanie akrylu. Každý súbor PDF obsahuje hornú, dolnú časť, dve strany a malý obdĺžnik, ktorý sa používa ako rozpera pod zvukovým modulom. Táto časť nie je potrebná, ak staviate verziu tejto LED sviečky bez klapky (bez zvuku).

Na rezanie väčšiny dielov som použil stopkovú frézu 1/8 "a dokončil som dokončovací prechod frézou na 1/16". Pre úzke štrbiny na bokoch a na vrchu je potrebná 1/16 "stopková fréza.

Montážne otvory boli manuálne umiestnené a vyvŕtané ručne. Pred montážou je potrebné vyvŕtať niektoré otvory. Napríklad otvory pre montáž dosky PowerBoost.

Pieskujte a vyskúšajte, či vyhovujú všetkým kusom. Odporúčam použiť Plast-I-Weld na spojenie kusov dohromady.

Poznámka: Priemer hornej a spodnej časti musí zodpovedať vnútornému priemeru (ID) telies živice, ktoré ste si kúpili.

Krok 3: Obvod s klapkou a bez nej

Základné obvody LED sviečok sa skladajú z batérie, vypínača, napájacieho zdroja a dosky plošných spojov so sviečkou (LED) s LED diódou Charlieplexed Matrix, ovládačom Charlieplexed Matrix a Arduino Pro Mini 5 VDC. Zostavenú verziu obvodovej dosky sviečky môžete vidieť vyššie. Jediné pripojenie k tejto doske plošných spojov je 5 VDC zabezpečené napájaním. Batéria je pripojená k napájaciemu zdroju PowerBoost, ktorý dokáže nabíjať lítium-iónovú batériu a poskytuje ochranu batérii nízkeho napätia. Napájací zdroj tiež poskytuje spôsob zapnutia alebo vypnutia sviečky uzemnením pripojenia EN pomocou vypínača.

DPS Clapper obsahuje polovodičové relé (LCB710) a mikrokontrolér (ATTiny85) na spracovanie signálov zo zvukového modulu a ovládanie napájania dosky plošných spojov sviečky. ATTiny85 je naprogramovaný tak, aby počúval dva hlasné simultánne zvuky a zapínal alebo vypínal relé. Táto konfigurácia bohužiaľ nedokáže rozlíšiť tlieskanie od iných hlasných zvukov, preto sa obvod aktivuje, ak súčasne zaznejú akékoľvek dva hlasné zvuky.

Na dosku plošného spoja Clapper som nainštaloval zásuvku DIP-8, aby sa uľahčila inštalácia alebo vybratie ATTiny85. Všetky ostatné komponenty je možné na dosku spájkovať.

Pripojte kolíky 1 a 2 J1 pre normálnu prevádzku. Za druhé, pripojte + & - kolíky DPS klapky k + & - PCB Sviečky. Pripojte 5 V a GND napájacieho zdroja PowerBoost k + a - prípojkám „PWR IN“na doske klapky. Pripojte mini prepínač SPDT k spojeniu „CLAPPER“. Pripojte pól prepínača k C a ďalšie dve pripojenia podľa potreby. Nakoniec pripojte VCC a GND zvukového modulu k + a - „SND MOD“a OUT k výstupu Out na klapke PCB.

Krok 4: Dosky s plošnými spojmi

V prílohe sú súbory Gerbera, ktoré som vytvoril pomocou KiCad na objednanie dvoch dosiek plošných spojov. Nedávno som objednal 10 PCB sviečky Flame za 5 dolárov. Stáva sa to tak, že som objednal dvakrát toľko dosiek za polovičnú cenu, ako bola moja pôvodná objednávka na rok 2016.

Krok 5: Zostava dosky plošných spojov

1. Nainštalujte zásuvkové konektory zo zadnej časti dosky plošných spojov tak, aby najdlhšia časť vyčnievala spredu. Neinštalujte hlavičku, ak je to uvedené.
2. Zaistite záhlavia vzadu a preklopte dosku. Spájkujte všetky kolíky záhlavia na prednej strane DPS.
3. Orežte všetky kolíky, ako je znázornené na fotografii, tak, aby boli zarovnané s doskou.
4. Orientujte hornú časť matice LED Charlieplexed LED ako na fotografii.
5. Prevráťte maticu LED a nainštalujte LED diódy UP a spájkovací modul na kolíky.
6. Spájkovacia hlavička k mini doske Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V a spájka zo spodnej časti dosky plošných spojov s najdlhšou časťou vyčnievajúcou z vrchu dosky plošných spojov. To sa neskôr použije na programovanie Arduina. Po spájkovaní záhlavia odporúčam vypáčiť plastovú časť záhlavia z kolíkov. Dôvodom je, že dĺžka kolíkov bude orezaná pred montážou DPS do akrylovej základne.
7. Prevráťte dosku plošných spojov dozadu a nasaďte Ardiuno na kolíky záhlavia a spájku.
8. Orientujte a namontujte ovládač Matrix na kolíky v hornej časti chrbta a spájku.
9. Pripojte modul USB k UART TTL k kolíkom záhlavia Arduina. 5 VDC -> VCC, GND -> GND, TX -> RX, RX -> TX.
10. Pripojte USB modulu k počítaču a spustite program Arduino IDE.

Krok 6: Programy pre Arduino Pro Mini a ATTiny85

Spoločnosť Adafruit poskytuje návod na používanie matice LED a ovládača CharliePlexed v systéme Animated Flame Pendant. Použil som ten istý náčrt pre svoj Arduino Pro Mini, ale zmenil som data.h na plameň svojej výroby. Tento tutoriál ponúka všetko, čo potrebujete, aby ste mohli začať s LED CharliePlexes.

ATTiny85 používa náčrt, ktorý som našiel v Henryho lavici -Arduino Snímač detekcie zvuku: návod a používateľská príručka. Táto stránka vás prevedie konfiguráciou a doladením modulu Sound Sensor Module a Arduino. Moja skica (ClapperCandle_V2.ino) pre ATTiny je takmer identická s jeho príkladom.

Krok 7: Konečná montáž

Hneď ako sú dosky plošných spojov zostavené, je ich možné nainštalovať na akrylový základ. Ako už bolo spomenuté, vŕtanie otvorov sa odporúča pred lepením. Ak vyrábate verziu Clapper, predtým vyrezaný obdĺžnikový rozperný kus sa nachádza na boku miesta montáže zvukového modulu. To je vidieť na fotografii vyššie. DPS klapky je namontovaná pod zvukovým modulom a na tej istej strane.

Pripojte napájací zdroj PowerBoost 500 k batérii a hlavnému vypínaču, a ak sa plošný spoj klapky nepoužije, zapojte 5 VDC a GND priamo do konektora „PWR IN“na doske Candle. V opačnom prípade zapojte výstupné napätie zdroja napájania do + a - dosky plošného spoja. Zapojte prepínač SPDT do pripojení „CLAPPER“podľa vyššie uvedeného postupu a zvukový modul zapojte do „SND MOD“podľa vyššie uvedeného postupu. Príslušné pripojenia (+ - TRG) klapky PCB sú pripojené k doske Candle PCB. Pripojenie TRG nie je k ničomu pripojené.

Skontrolujte zapojenie podľa schém a keď budete pripravení, nainštalujte batériu a zapnite ju.

Živicová sviečka vyžaduje otvor na pripojenie kábla micro USB k napájaciemu zdroju. Preto som tieto namontoval na svoje CNC a vyrezal dieru v správnej vzdialenosti od spodnej časti.

UŽITE SI TO!

Druhé miesto v súťaži o PCB