Espelma LED Clapper: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Per sbkirbyStephen B. Kirby Segueix més de l'autor:

Quant a: Les meves aficions són la fusta, l'electrònica, la programació, la impressió 3D i fer serradures amb el meu encaminador CNC. Més informació sobre sbkirby »

Fa tres anys vaig veure "My New Flame" de MORITZ WALDEMEYER, INGO MAURER UND TEAM 2012 a la botiga de regals del museu, i em vaig enamorar de la idea. Esperava recrear alguna cosa fascinant, agradable, funcional i interessant de veure, però amb un petit gir. Sens dubte, no podria fer res comparable amb la seva bella obra d’art. Per tant, vaig crear una versió Clapper d’una espelma LED. Pica dues vegades per encendre o apagar l'espelma. La funció Clapper és opcional i es pot activar o desactivar si s’inclou a la compilació. O bé, aquesta característica es pot ometre completament de la compilació.

N’hi ha set al voltant de casa que faig servir com a espelmes ornamentals i llums nocturns. Els mantinc endollats a un carregador de telèfon mòbil de 5 V CC per alimentar la unitat i recarregar la bateria de Li-Ion. Una càrrega pot durar unes 18 hores, cosa que els fa ideals per a la il·luminació d’emergència.

Nota: L'espelma del vídeo a la part dreta amb una tapa no és una espelma de Clapper.

Pas 1: peces i eines

Peces necessàries per al projecte:

• 1 espelma Lumiere Espelma de resina llisa - 6 "H x 3" OD
• 1 placa Arduino Pro Mini ATMEGA328P 16MHz 5V
• 1 matriu Charlieplexed amb LED - 9x16 LED - Groc [ID: 2948]
• 1 controlador de matriu LED Adafruit 16x9 PWM Charlieplexed - IS31FL3731 [ID: 2946]
• 1 carregador Adafruit PowerBoost 500
• 1 bateria de ions de litre 18650
• 1 suport de bateria 18650
• 1 commutador de commutació SPST
• 1 placa de circuit imprès personalitzada
• Plàstic acrílic transparent de 6 mm

Amb Clapper (opcional):

• 1 tecnologia ATMEL / Microchip DIP-8 ATTINY85-20PU
• 1 sòcol DIP-8
• 1 relé d'estat sòlid LCB710
• 1 mòdul de detecció de so d'alta sensibilitat
• 1 ea 220 Resistor
• 1 commutador alternador subminiatura 2MS1T1B1M2QES ON / ON 3P-SPDT
• 1 placa de circuit imprès personalitzada

Eines:

• 1 CP2102 Mòdul micro USB a UART TTL de 6 pins - ebay.com
• Soldador

Pas 2: Muntatge de la base acrílica

Mitjançant els dibuixos vectorials PDF subministrats, es poden crear els camins de les eines per retallar l’acrílic. Cada fitxer PDF conté part superior, inferior, dues cares i un petit rectangle que s’utilitza com a espaiador sota el mòdul de so. Aquesta part no és necessària si esteu construint la versió que no sigui Clapper (sense so) d'aquesta espelma LED.

Vaig utilitzar un molí d’extrem de 1/8 "per tallar la majoria de les peces i vaig executar una passada d’acabat amb un molí d’extrem de 1/16". Es requereix un molí d’extrem de 1/16 "per a les ranures estretes dels costats i de la part superior.

Els forats de muntatge es van localitzar manualment i es van perforar a mà. Alguns dels forats s’han de perforar abans del muntatge. Per exemple, els forats per muntar la placa PowerBoost.

Lijeu i proveu que s’adapti a totes les peces. Recomano utilitzar Plast-I-Weld per unir les peces.

Nota: El diàmetre de la part superior i inferior s’ha de dimensionar al diàmetre interior (ID) dels cossos de les espelmes de resina que compreu.

Pas 3: Circuit amb i sense claqueta

Els circuits bàsics de LED Candle consisteixen en una bateria, un commutador, una font d’alimentació i una placa de circuits impresos Candle (PCB) amb un LED Charlieplexed Matrix, Charlieplexed Matrix Driver i Arduino Pro Mini 5 VDC. A la versió anterior es pot veure una versió muntada de la placa de circuits Candle. L'única connexió a aquest PCB és de 5 V CC proporcionada per la font d'alimentació. La bateria està connectada a la font d'alimentació PowerBoost, que pot carregar la bateria Li-Ion i proporcionar protecció a una bateria de baixa tensió. La font d'alimentació també proporciona un mitjà per encendre o apagar l'espelma posant a terra la connexió EN mitjançant l'interruptor.

El PCB Clapper inclou un relé d’estat sòlid (LCB710) i un microcontrolador (ATTiny85) per processar els senyals del mòdul de so i controlar l’alimentació del PCB Candle. L'ATTiny85 està programat per escoltar dos sons simultanis forts i activar o desactivar el relé. Malauradament, aquesta configuració no pot distingir un clap de cap altre so fort, per tant, el circuit s’activarà si se senten dos sons forts simultàniament.

He instal·lat un sòcol DIP-8 al PCB Clapper per facilitar la instal·lació o la retirada de l'ATTiny85. La resta de components es poden soldar al tauler.

Connecteu els pins 1 i 2 de J1 per al funcionament normal. En segon lloc, connecteu els pins + & - del PCB Clapper al + & - del PCB Candle. Connecteu els 5V i GND de la font d'alimentació PowerBoost a les connexions + & - de "PWR IN" de la placa Clapper. Connecteu el mini commutador SPDT a la connexió "CLAPPER". Connecteu el pol de l’interruptor a C i les altres dues connexions segons vulgueu. Finalment, connecteu el VCC i el GND del mòdul de so al + & - de "SND MOD" i la connexió OUT a Out de la placa Clapper.

Pas 4: plaques de circuits impresos

S'adjunten els fitxers Gerber que he creat amb KiCad per demanar les dues plaques de circuit imprès. Recentment he demanat 10 dels PCB de Candle Flame per 5 dòlars. D’acord, vaig demanar el doble de taulers a la meitat del preu de la meva comanda original del 2016.

Pas 5: muntatge de la placa de circuit imprès

1. Instal·leu les capçaleres masculines des de la part posterior del PCB amb la part més llarga que sobresurt per la part frontal. No instal·leu la capçalera masculina on s'indiqui.
2. Assegureu les capçaleres a la part posterior i gireu el tauler. Soldeu tots els passadors de capçalera a la part frontal del PCB.
3. Retalleu tots els passadors, tal com s’indica a la foto, al nivell del tauler.
4. Orientar la part superior de la matriu LED Charlieplexed tal com es veu a la foto.
5. Doneu la volta a la matriu LED i instal·leu els LED UP, i soldeu el mòdul als pins.
6. Capçal de soldadura a la placa mini Arduino Pro ATMEGA328P 16MHz 5V i soldadura des de la part inferior del PCB amb la part més llarga que sobresurt des de la part superior del PCB. Això s’utilitzarà més endavant per programar l’Arduino. Després de soldar la capçalera, recomano retirar la part de plàstic de la capçalera dels passadors. Això es deu al fet que la longitud dels pins es retallarà abans de muntar el PCB a la base acrílica.
7. Gireu el PCB cap a la part posterior i col·loqueu l'Ardiuno als passadors de la capçalera i soldeu.
8. Orientar i muntar el controlador Matrix a les clavilles de la part superior de la part posterior i soldar.
9. Connecteu el mòdul USB a UART TTL als pins de capçalera de l’Arduino. 5 VDC -> VCC, GND -> GND, TX -> RX, RX -> TX.
10. Connecteu l'USB del mòdul al PC i obriu Arduino IDE per carregar el programa.

Pas 6: Programes per a Arduino Pro Mini i ATTiny85

Adafruit proporciona un tutorial sobre l’ús de la matriu i el controlador CharliePlexed LED a Animated Flame Pendant. He utilitzat el mateix esbós per al meu Arduino Pro Mini, però he canviat el data.h per una flama que he creat. Aquest tutorial proporciona tot el necessari per començar a utilitzar els CharliePlexes LED.

L'ATTiny85 utilitza un esbós que he trobat a Henry's Bench - Arduino Sound Detector Sensor: Tutorial and User Manual. Aquesta pàgina us guiarà a través de la configuració i l’ajust del mòdul del sensor de so i d’Arduino. El meu esbós (ClapperCandle_V2.ino) per a ATTiny és gairebé idèntic al seu exemple.

Pas 7: Assemblea final

Un cop muntats els PCB, ja es poden instal·lar a la base acrílica. Com s'ha esmentat anteriorment, es recomana la perforació de forats abans de l'encolat. Si esteu construint la versió Clapper, la peça espaiadora rectangular retallada anteriorment es troba al lateral de la ubicació de muntatge del mòdul de so. Això es pot veure a la foto superior. El PCB Clapper està muntat a sota del mòdul de so i al mateix costat.

Connecteu la font d’alimentació PowerBoost 500 a la bateria i a l’interruptor d’alimentació principal i, si no s’utilitza el PCB Clapper, connecteu-lo directament a 5 VDC i GND a la connexió “PWR IN” del PCB Candle. En cas contrari, connecteu la tensió de sortida de la font d'alimentació a la + i - de la placa Clapper. Connecteu el commutador SPDT a les connexions "CLAPPER" tal com s'indicava anteriorment i connecteu el mòdul de so al "SND MOD" tal com s'indicava anteriorment. Les connexions respectives (+ - TRG) del PCB Clapper estan connectades al PCB Candle. La connexió TRG no està connectada a res.

Comproveu el cablejat amb els esquemes i, quan estigueu a punt, instal·leu la bateria i engegueu-la.

L'espelma de resina requereix un forat per connectar el cable micro USB a la font d'alimentació. Per tant, els he muntat al CNC i he tallat un forat a la distància correcta de la part inferior.

GAUDEIX!

Accèssit al concurs de PCB