Náhrdelník s pohonom Arduino: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Hľadal som dobrý projekt Arduino na moje koncoročné prázdniny. Čo však robiť? Moja malá dcéra bola veľmi prekvapená, keď som jej ponúkol tento „elektronický“náhrdelník, a tiež veľmi šťastná. Dúfam, že aj človek, ktorému ponúknete svoj úspech, bude veľmi šťastný.

Šperk sa skladá z mikroovládača a RGB LED diódy, ktoré majú rovnaké rozmery. Náhrdelník pozostáva z veľmi tenkého mosadzného drôtu, ktorý je možné ľahko spájkovať malým cínovým drôtom. Napájanie je jednoduchá 3V lítiová gombíková batéria. Na ochranu a izoláciu batérie som použil malý list lepiaceho papiera, ktorý sa nachádza vo vlastnej domácej lekárni.

Krok 1: Nástroje a materiály

Nástroje

• spájkovačka, cínový spájkovací drôt 0,5 mm
• lupa, pretože drôty na spájkovanie sú také malé
• počítač s nainštalovaným softvérom Arduino
• programátor ISP, ako je vysvetlené tu
• malá rezačka drôtov

Materiály

• batéria CR2032 so suterénom pre batérie (pozostávajúca z dvoch častí, pre každý pól jedna)
• veľmi tenký mosadzný drôt
• jedna RGB LED v balení 5050 s čipom WS2812B vo vnútri (to je dôležité, pretože 5050 LED bez ovládača WS2812B nájdete vo vnútri)
• malý kúsok lekárskeho lepiaceho papiera
• mikroprocesorová jednotka SMD Atmel Attiny85-20SU SMD
• lacný jednoduchý náhrdelník

Krok 2: Elektronická schéma

Elektronická schéma je veľmi jednoduchá, pretože neexistujú žiadne pasívne komponenty, ako sú odpory, kondenzátory alebo indukčnosti, a pretože existujú iba 3 komponenty vrátane batérie.

Použitý napájací zdroj je lítiová batéria 3V CR2032. Jeho napätie je nižšie ako napätie uvedené v technickom liste WS2812B, ale po testovaní RGB LED týmto 2V poklesom neutrpela.

Skutočnosť, že môžem používať jednoduchú 3V gombíkovú batériu, bola pre mňa veľmi dôležitá podmienka, aby som tento projekt oživil. Nedokážeme si predstaviť náhrdelník s veľkým ťažkým akumulátorom ako zdrojom energie.

Mikroprocesorová jednotka (MCU) funguje veľmi dobre aj s touto úrovňou napätia 3V.

Nameral som priemerný prúd 5,3 mA. Takáto lítiová batéria CR2032 má typickú kapacitu 200 mAh. To znamená, že s úplne novou batériou môžete nechať systém zapnutý 40 hodín. Ale aj polovica by do značnej miery stačila na bežné použitie.

Krok 3: Softvér

Mikroprocesorová jednotka je ATTINY85 (~ 1 dolár) od spoločnosti Atmel. Naprogramoval som to pomocou lacného Arduina Nano (klon nájdený na ebay za zhruba 5 dolárov). Ale ak vlastníte originálnu dosku Arduino, môžete ju použiť aj na to.

Arduino Nano bolo naprogramované pomocou náčrtu „Arduino ako ISP“.

Náčrt naprogramovaný do mikroovládača ATTINY85 je uvedený ako príloha v tomto kroku: JeweLED.ino

Dávajte si pozor, aby bol MCU úplne naprogramovaný, musíte napáliť bootloader. V skutočnosti to nesvieti bootloader Arduino na MCU, ale bliká niektoré dôležité konfiguračné poistky. Bez toho sa skica vôbec nepohne.

Typ dosky, ktorý si musíte vybrať, musí byť: „Attiny85 @ 8MHz (interný oscilátor, BOD deaktivovaný).

BSK je skratka pre Brown-Out Detect. Ide o špeciálnu funkciu, ktorá vypne MCU, keď napätie klesne pod 4,3 V. Je to užitočné, aby sa zabránilo poškodeniu nabíjateľných batérií. Ale v našom prípade to musí byť vypnuté, pretože budeme napájať náš MCU iba s 3V a ešte menej.

Krok 4: Zostavenie

Prvým krokom je zostavenie MCU s LED diódou.

Po naprogramovaní je potrebné ponechať iba kolíky 4, 5 a 8 Atmel MCU. Ostatné kolíky je možné odstrániť, pretože nie sú potrebné.

Pin 4 MCU musí byť spájkovaný s kolíkom 3 balenia 5050. Ten bude spojený so záporným pólom batérie.

Pin 8 MCU musí byť spájkovaný s kolíkom 1 balenia 5050. Ten bude spojený s kladným pólom batérie.

Pin 5 MCU musí byť spájkovaný s kolíkom 4 balenia 5050. Pin 5 zodpovedá PIN0 Arduino pre tento typ MCU.

Pomocou lekárskeho lepiaceho papiera izolujte gombíkovú batériu od pokožky. To vám umožní pripevniť zápornú časť mosadzného drôtu na záporný pól batérie.

Na tejto montáži nie je vypínač. Ak chcete LED vypnúť, musíte náhrdelník otvoriť tak, že vytiahnete záporný vodič z batérie.

A to je všetko.

Krok 5: Testovanie a ladenie

Ako vidíte na detailnom obrázku, na kolíky GND a VDD som spájkoval dva veľmi malé krúžky z mosadze. Cieľom je pripojiť tento „elektronický“šperk k náhrdelníku.

Na prvé testovanie som ako náhrdelník použil iba mosadzný drôt. Mosadzný drôt je potrebný na zaistenie elektrických kontaktov, ale nestačí. Mosadzný drôt je príliš ľahký a batéria za krkom je v porovnaní s diódou LED na prednej strane príliš ťažká. Preto som musel použiť skutočný náhrdelník, aby batéria zostala na svojom mieste.

Náhrdelník musíte rozdeliť na dve rovnomerné časti a tieto dve časti zavrieť na prstene s klenotmi.

Mosadzný drôt som splietol do každej slučky náhrdelníka. Drôt je takmer neviditeľný a zaisťuje elektrické vedenie a tuhosť celej konštrukcie.

Ďalším spôsobom, ako vytvoriť elektrické vedenie, je použiť nerezové vodivé vlákno, ktoré nájdete na serveri Adafruit za niekoľko dolárov.

Na videu môžete vidieť JeweLED v akcii.

Užite si to!

Pozrite sa na to v akcii