Respira: llums de fades que s’esvaeixen en un bloc de vidre: 6 passos

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

Aquest any, per Nadal, vaig decidir utilitzar un bloc de vidre, un controlador PWM i uns fils de llum de fades LED per fer un regal de colors a la meva dona.

Pas 1: parts

Aquí teniu les parts que necessitareu.

Microcontrolador

Això no ha de ser gens gran, ràpid ni tenir molts pins (només necessiteu 2 pins de dades per a les connexions I2C). He utilitzat l'Adafruit Trinket M0 perquè és petit, m'agrada aquest format i volia aprendre a treballar amb CircuitPython.

Tauler de ruptura PWM de 16 canals

Hi ha molts tipus similars de taulers PWM, inclòs el d'Adafruit. Fins i tot si el vostre controlador té molts pins PWM disponibles, no deixaria d’intentar alimentar tots els vostres fils des d’allà i, en lloc d’això, optaria pel tauler de ruptura: els LED poden generar molta més intensitat del que permetrà el controlador. La majoria dels controladors es protegiran contra això, però alguns podrien fumar. El millor és utilitzar el tauler de sortida.

Llums de fades

Hi ha molts, molts colors, tipus i longituds de llums de fades disponibles a bon preu, fins i tot alguns amb llums RGB. Costen aproximadament 1 dòlar per cadena, per donar o per prendre. M’agrada el tipus en què cada cadena té un sol color perquè és més fàcil controlar els efectes. Aquí hi ha una opció a Amazon. Cada cadena ve amb el seu propi fob que conté bateries de monedes i un interruptor. No podreu alimentar més fils que el nombre de dispositius compatibles amb el vostre tauler de ruptura PWM (en el meu cas, 16).

Bloc de vidre

Podeu trobar diferents tipus de blocs de vidre a les botigues d'artesania i fins i tot a les ferreteries. Us recomano no comprar-los en línia perquè són massa cars (probablement pel seu pes). Són plans, ondulats, clars, difusos, de colors, de diferents mides, etc. Són molt bonics, però també es poden trencar, relliscosos i molt, molt pesats. Assegureu-vos que el que obtingueu tingui un forat oblong en un costat i una inserció de plàstic que s’inclogui i el cobreixi.

Si el pes o la mida del bloc de vidre és un problema, gairebé qualsevol envàs transparent funcionarà. Fins i tot podeu utilitzar una ampolla de vi o licor (neta i seca), un globus de vidre, una copa de xampany de grans dimensions o un altre recipient transparent. Jo, però, utilitzaria alguna cosa bastant gran, ja que al meu entendre l’efecte és millor quan el contenidor és gran. Si marxeu del bloc de vidre, haureu de saltar-vos o improvisar alguns dels passos d’instruccions.

Tancament de plàstic per als circuits

M’agrada posar tota la meva electrònica en un sol lloc. Trieu el vostre recinte preferit, aproximadament 2 polzades per 4 polzades per 1 polzada (per exemple, aquest d'Amazon), però, si seguiu aquest exemple, assegureu-vos que sigui prou petit per cabre còmodament a l'exterior del bloc. però prou gran per contenir el controlador, la placa PWM i els cables.

El que realment volia utilitzar era una base buida de fusta sobre la qual pogués seure el bloc. Malauradament, no en vaig trobar cap i no vaig tenir temps de fer-ne jo. Fins i tot podeu saltar-vos completament el recinte i, simplement, empènyer el controlador i el tauler de ruptura al bloc de vidre, si no us importa com queda això.

Adaptador de 5v / 2A o bateria

La majoria de les plaques PWM tenen un màxim de 6v, de manera que manteniu la tensió inferior a aquesta, per exemple, aproximadament 5 volts (per exemple, aquesta a Amazon). A més, no aniria molt menys de 2A perquè els LED demanen força. També podeu provar una bateria.

Només per simplificar les coses, sempre alimento tot amb preses de 5,5 mm / 2,1 mm.

Parts diverses

També necessiteu: un interruptor (és més fàcil perforar forats per a interruptors rodons), endoll de connector de canó (que coincideix amb el connector de l'adaptador), cables de connexió, capçals femella, cargols, cargols, femelles, equip de soldadura, talladores diagonals, trepant, cola calenta pistola, punxegut de plata, etc.

Pas 2: connecteu el controlador i la placa PWM

Podeu seguir aquestes instruccions per connectar el controlador i la placa PWM. Connecteu els pins SCL i SDA de cada dispositiu. Hauríeu d’executar la línia Vout des de la placa PWM fins a l’entrada d’alimentació del controlador i la Vout del controlador fins al pin Vcc de la placa PWM.

No hi ha cap necessitat de circuit ni de placa, ja que podeu utilitzar cables de connexió per connectar els pins masculins d’un dispositiu als pins masculins de l’altre.

A continuació, necessiteu alguna manera temporalment per connectar 5 V CC als blocs de cargol d'entrada de la placa PWM. Si teniu una font d'alimentació de banc, connecteu-la. En cas contrari, haureu de soldar un endoll que coincideixi amb la presa de l'adaptador (utilitzeu un voltímetre per assegurar-vos que esteu soldant correctament en positiu i en negatiu) i feu passar els cables als blocs de cargol d'entrada.

Pas 3: prepareu els fils de llum de fades

No farem servir els mòbils de la bateria. Abans de tallar els cables, assegureu-vos de trobar la petita resistència soldada en sèrie entre la bateria i el primer LED. NO talleu això (en altres paraules, això hauria de quedar-se amb el fil, no amb el fob). Després, utilitzeu la vostra eina nítida preferida, com ara talladors diagonals, per separar el moll de la bateria del fil. M'agrada deixar una polzada o dues de cable al costat de la bateria perquè es pugui tornar a utilitzar en el futur. No us preocupeu encara per quin cable és positiu i quin és negatiu. Tot i que això sempre és important quan es treballa amb LED, és convenient per a nosaltres, no importa en aquest moment. De totes maneres, els fils que he comprat tenen una franja de color gris clar al fil positiu. No us preocupeu si els vostres no ho fan.

El tauler de ruptura PWM té 16 clústers de tres pins: terra, 5v i senyal, de manera que cada cadena necessitarà el seu propi clúster de 3 endolls de capçalera femenins per coincidir. Només utilitzarem els passadors externs (terra i senyal), de manera que, després de tallar el clúster de la llarga franja de capçalera, només cal que treieu el passador central (innecessari) del capçal femení. Soldeu els cables de cada fil als passadors externs d’un cúmul femení de capçalera.

Després d’haver soldat cada fil, hauríeu de provar-ho. Ho vaig fer engegant el controlador i la placa PWM i després carregant un programa temporal que simplement encén els 16 conjunts de pins.

Si utilitzeu un controlador CircuitPython (com el M0 Trinket), Adafruit us ofereix un excel·lent tutorial sobre com iniciar, actualitzar i programar la placa. Un cop fet això i la placa connectada mitjançant un cable USB a l'ordinador, podeu escriure i desar un fitxer anomenat "code.py" al directori arrel de la placa del controlador. El programari integrat al controlador executarà el programa python a code.py. A continuació s’adjunta el programa senzill que he utilitzat per provar els fils, anomenat test_code.py. Heu de canviar el nom a code.py i copiar-lo al directori arrel del Trinket M0.

Si no utilitzeu CircuitPython, hauríeu d'utilitzar l'IDE Arduino o alguna altra forma de programar el controlador per enviar els senyals necessaris per convertir tots els ports PWM a la sortida completa.

Quan es carrega el programa, proveu un fil empenyent la capçalera femenina del fil a qualsevol conjunt de pins PWM. Si el fil no s’encén, traieu-lo, gireu-lo i torneu-lo a encendre. Si això encara no funciona, hauríeu de tornar a vendre els cables i tornar-ho a provar. Un cop la cadena s'encengui, haureu de marcar el costat positiu ("senyal") de la capçalera d'alguna manera, de manera que conegueu la manera correcta d'encendre-la la propera vegada. Vaig utilitzar una punxeta de plata per marcar el costat positiu de cada capçalera provada.

Després de provar la soldadura, voldreu aïllar els punts de soldadura posant una o dues gotes de cola calenta sobre el fil exposat, la soldadura i el metall. Vaig decidir utilitzar cola calenta (a diferència del tub retràctil) perquè és clara, com els cables. A més d’evitar pantalons curts, això té l’avantatge d’estabilitzar i enfortir la connexió, de manera que és menys probable que es doblegui i es trenqui.

Quan totes les cadenes estiguin soldades, provades i aïllades, hauríeu de poder lliscar TOTES les capçaleres sobre els pins de la placa PWM i TOTES les cadenes haurien d’il·luminar-se. L’ordre dels colors no serà important per a aquest prototip.

Pas 4: prepareu el bloc de vidre i el recinte

Com he escrit més amunt, el bloc de vidre ha de tenir un forat oblong i també ha de contenir una mena d’inserció de plàstic dur que es posi al seu lloc per tapar el forat. Primer de tot, heu de decidir per quina direcció s’orientarà el bloc i, per tant, per quin costat estarà el recinte: esquerra, superior o dreta. Vaig optar per posar-lo a la dreta. Volia que l’interruptor fos a la part posterior i que la presa de l’adaptador fos a la part inferior.

Ara hem d’assegurar la caixa electrònica a aquesta inserció.

Hem d’adaptar dos (o més) cargols petits a les dues peces de plàstic per fixar-ne l’un a l’altre. Mentre la inserció es posa dins del bloc de vidre, subjecteu-hi el recinte perquè quedi centrat. Enganxeu-los amb cinta adhesiva. Traieu amb cura l’insert i el recinte del bloc sense canviar la seva posició relativa. Decidiu dos punts que asseguraran bé les dues peces. Cerqueu un lloc segur per col·locar-los i practiqueu 2 forats a través d’ambdós. Traieu la cinta, estireu-les i netegeu els forats. Torneu a posar-los junts, empenyeu els parabolts i col·loqueu i torneu les femelles.

Ara que el recinte es pot fixar al bloc de vidre, necessitem una manera perquè els fils hi passin. He utilitzat una broca de forat molt gran i he fet un forat pel centre de la part posterior del recinte. La meva inserció ja tenia un gran forat al centre. Si el vostre no ho fa, només cal que exploreu tots dos.

Ara hauríeu de preparar l'interruptor i el sòcol de l'adaptador. Practicar forats en conseqüència. Vaig haver d’utilitzar un dremel de polir per eixamplar el forat de l’interruptor. El forat de l’interruptor també necessitarà una ranura petita, així que utilitzeu una llima o un ganivet afilat i resistent. Premeu l'interruptor (apareix al seu lloc). Introduïu el gat i col·loqueu les volanderes i les femelles a l'exterior; apretar.

Cerqueu filferro negre i vermell de 20 AWG. Soldeu els cables a la presa de l'adaptador; el passador interior és positiu i la carcassa exterior és negativa; utilitzeu un voltímetre per esbrinar quin pin coincideix. M'agrada posar el positiu (vermell) a través del commutador, però realment no importa. Tireu els extrems lliures del cable i proveu-lo introduint la presa de l'adaptador, engegant-la i provant el voltatge. Si hi ha algun problema, reventeu-lo i reveneu-lo si cal. Comproveu també que el voltatge és zero quan l’interruptor està apagat.

Introduïu el controlador i la placa PWM al recinte. Introduïu els cables d'alimentació als blocs de cargol de la placa PWM: vermell a positiu i negre a negatiu.

Pas 5: Inseriu fils al bloc

Desconnecteu l'adaptador.

Amb la inserció empesa al bloc de vidre, empenyeu lentament una cadena a través del forat del recinte, cap al bloc. Deixeu-lo enrotllar de forma natural mentre el premeu suaument, sense intentar controlar molt. Quan estigui prou endinsat, empenyeu la capçalera sobre un conjunt de pins de la placa PWM, amb precaució per alinear correctament el costat positiu. Repetiu per a cada fil. A mesura que s’amuntega més a la quadra, els fils s’enrotllaran i es giraran uns amb altres amb més astúcia.

Quan la capçalera de l'última cadena s'hagi empès als passadors de la placa PWM, connecteu l'adaptador i engegueu-lo. Tots els fils haurien d’il·luminar-se. Si alguns no ho fan, torneu a comprovar l'orientació de la capçalera de la cadena als pins. Comproveu també les connexions de soldadura, és possible que s’hagi trencat alguna cosa. Corregiu el que és necessari fins que s'encenguin tots els fils.

Poseu la tapa a la carcassa de l'electrònica i enrosqueu-la. Com que la inserció del bloc surt del bloc de vidre amb força facilitat, vaig pensar que seria una bona idea assegurar-lo millor, així que vaig fer servir una mica de cinta d’embalatge.

Pas 6: Respira

Ara hem d’escriure un programa més interessant per a les llums.

Torneu a connectar el controlador a l’ordinador.

El meu nom per a aquesta peça és "Respira", de manera que volia que les cadenes semblessin "respirar", després per fora, i després fer una pausa aleatòria abans de tornar a respirar, cada cadena treballant independentment de les altres. A continuació es mostra l’escriptura python que produeix el resultat que m’ha agradat; copia això al tauler per veure-ho funcionar. Per descomptat, experimenteu amb diferents patrons, temps, pauses, flashs, etc., per fer que el que creieu que sigui bonic.