شمعة كلابر LED: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

بقلم سبكيربي ستيفن ب. كيربي

حول: هواياتي هي النجارة والإلكترونيات والبرمجة والطباعة ثلاثية الأبعاد وصنع نشارة الخشب باستخدام جهاز التوجيه CNC الخاص بي. المزيد عن سبكيربي »

قبل ثلاث سنوات شاهدت "My New Flame" من MORITZ WALDEMEYER ، INGO MAURER UND TEAM 2012 في متجر الهدايا بالمتحف ، وأشعر بالحب لهذه الفكرة. كنت أتمنى إعادة إنشاء شيء ساحر وممتع وعملي وشيق لمشاهدته ، ولكن مع لمسة بسيطة. أنا بالتأكيد لا أستطيع أن أقوم بأي شيء مشابه لعملهم الفني الجميل. لذلك ، قمت بإنشاء نسخة Clapper من شمعة LED. صفق مرتين لتشغيل الشمعة أو إيقاف تشغيلها. ميزة Clapper اختيارية ، ويمكن تشغيلها أو إيقاف تشغيلها إذا تم تضمينها في التصميم. أو قد يتم حذف هذه الميزة من التصميم تمامًا.

هناك سبعة من هؤلاء حول منزلي والتي أستخدمها كشموع زينة وأضواء ليلية. احتفظ بها موصولة بشاحن الهاتف الخليوي 5 فولت تيار مستمر لتشغيل الوحدة وإعادة شحن بطارية Li-Ion. يمكن أن تدوم شحنة واحدة حوالي 18 ساعة ، مما يجعلها رائعة لإضاءة الطوارئ.

ملاحظة: الشمعة الموجودة في الفيديو على الجانب الأيمن مع غطاء ليست كلابر كاندل.

الخطوة 1: الأجزاء والأدوات

الأجزاء المطلوبة للمشروع:

• 1 قطعة شمعة Lumiere Candles Smooth Resin - 6 "H x 3" OD
• 1 لكل جهاز Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16 ميجا هرتز 5 فولت
• 1 لكل جهاز LED Charlieplexed Matrix - 9x16 LEDs - أصفر [المعرف: 2948]
• 1 لكل جهاز Adafruit 16x9 Charlieplexed PWM LED Matrix Driver - IS31FL3731 [المعرف: 2946]
• 1 لكل جهاز شاحن Adafruit PowerBoost 500
• بطارية ليثيوم أيون واحدة لكل جهاز
• 1 لكل جهاز 18650 حامل بطارية
• 1 لكل جهاز SPST تبديل التبديل
• عدد 1 لوحة دوائر مطبوعة مخصصة
• واضح الاكريليك البلاستيك 6 مم

مع كلابر (اختياري):

• 1 لكل جهاز ATMEL / Microchip Technology DIP-8 ATTINY85-20PU
• 1 لكل جهاز مقبس DIP-8
• 1 لكل جهاز LCB710 Solid State Relay
• 1 لكل وحدة للكشف عن الصوت عالي الحساسية
• 1 إي 220 المقاوم
• 1 لكل جهاز تبديل شبه مصغر 2MS1T1B1M2QES تشغيل / تشغيل 3P-SPDT
• عدد 1 لوحة دوائر مطبوعة مخصصة

أدوات:

• 1 لكل جهاز CP2102 Micro USB To UART TTL Module 6 Pin - ebay.com
• لحام حديد

الخطوة 2: تجميع قاعدة الاكريليك

باستخدام رسومات PDF Vector المتوفرة ، يمكن إنشاء مسارات الأداة لقص الاكريليك. يحتوي كل ملف PDF على أعلى وأسفل وجانبين ومستطيل صغير يستخدم كمباعد أسفل وحدة الصوت. هذا الجزء ليس ضروريًا إذا كنت تقوم ببناء إصدار غير Clapper (بدون صوت) من شمعة LED هذه.

لقد استخدمت مطحنة نهاية 1/8 "لقطع غالبية الأجزاء ، وقمت بتشغيل ممر تشطيب بمطحنة نهاية 1/16". مطحنة نهاية 1/16 بوصة مطلوبة للفتحات الضيقة على الجانبين والأعلى.

تم تحديد موقع فتحات التركيب يدويًا وحفرها يدويًا. يجب حفر بعض الثقوب قبل التجميع. على سبيل المثال ، فتحات تركيب لوحة PowerBoost.

الرمل والاختبار يناسب جميع القطع. أوصي باستخدام Plast-I-Weld لربط القطع معًا.

ملحوظة: يجب أن يكون قطر الجزء العلوي والسفلي متناسبًا مع القطر الداخلي (ID) لأجسام الشموع المصنوعة من الراتينج التي تشتريها.

الخطوة 3: الدوائر مع وبدون Clapper

تتكون دوائر LED Candle الأساسية من بطارية ومفتاح ومصدر طاقة ولوحة دوائر مطبوعة على شكل شمعة (PCB) مع مصفوفة LED Charlieplexed و Charlieplexed Matrix Driver و Arduino Pro Mini 5 VDC. يمكن رؤية نسخة مجمعة من لوحة شمعة الشمعة أعلاه. الاتصال الوحيد لثنائي الفينيل متعدد الكلور هو 5 فولت تيار مباشر يتم توفيره بواسطة مزود الطاقة. البطارية متصلة بمصدر الطاقة PowerBoost ، والذي يمكنه شحن بطارية Li-Ion ، وتوفير الحماية لبطارية ذات جهد كهربي منخفض. يوفر مصدر الطاقة أيضًا وسيلة لتشغيل الشمعة أو إيقاف تشغيلها عن طريق تأريض اتصال EN عبر المفتاح.

يشتمل Clapper PCB على مرحل الحالة الصلبة (LCB710) ومتحكم دقيق (ATTiny85) لمعالجة الإشارات من وحدة الصوت والتحكم في الطاقة إلى شمعة PCB. تمت برمجة ATTiny85 للاستماع إلى صوتين متزامنين عاليين ، وتبديل التتابع في وضع التشغيل أو الإيقاف. لسوء الحظ ، لا يمكن لهذا التكوين تمييز التصفيق عن أي أصوات عالية أخرى ، وبالتالي ، سيتم تنشيط الدائرة في حالة سماع أي صوتين عاليين في وقت واحد.

لقد قمت بتثبيت مقبس DIP-8 على Clapper PCB لتسهيل تثبيت أو إزالة ATTiny85. يمكن لحام جميع المكونات الأخرى باللوحة.

قم بتوصيل المسامير 1 و 2 من J1 للتشغيل العادي. ثانيًا ، قم بتوصيل دبابيس + & - في Clapper PCB بـ + & - الخاصة بشمعة PCB. قم بتوصيل 5V & GND لمزود الطاقة PowerBoost بوصلات "PWR IN" الخاصة بـ Clapper PCB. قم بتوصيل Mini Toggle Switch SPDT بوصلة CLAPPER. قم بتوصيل عمود المحول بـ C والتوصلين الأخريين حسب الرغبة. أخيرًا ، قم بتوصيل VCC و GND لوحدة الصوت بـ + & - لـ "SND MOD" ، و OUT بوصلة Out لـ Clapper PCB.

الخطوة 4: لوحات الدوائر المطبوعة

تم إرفاق ملفات Gerber التي قمت بإنشائها باستخدام KiCad لطلب لوحتي الدوائر المطبوعة. لقد طلبت مؤخرًا 10 من Candle Flame PCBs مقابل 5 دولارات. يحدث ذلك ، لقد طلبت ضعف عدد اللوحات بنصف سعر طلبي الأصلي لعام 2016.

الخطوة 5: تجميع لوحة الدوائر المطبوعة

1. قم بتثبيت رؤوس الذكور من الجزء الخلفي من لوحة الدوائر المطبوعة مع الجزء الأطول البارز من الأمام. لا تقم بتثبيت رأس الذكور في المكان المحدد.
2. قم بتأمين الرؤوس في الخلف ، واقلب اللوحة. قم بلحام جميع دبابيس الرأس الموجودة على الجانب الأمامي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
3. قم بقص جميع المسامير ، كما هو موضح في الصورة ، ثم قم بتدفقها على اللوحة.
4. قم بتوجيه الجزء العلوي من مصفوفة LED Charlieplexed كما هو موضح في الصورة.
5. اقلب مصفوفة LED وقم بتثبيت مصابيح LED ، ووحدة اللحام على المسامير.
6. موصل اللحام إلى Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V ولحام من أسفل PCB مع أطول جزء بارز من أعلى PCB. سيتم استخدام هذا لاحقًا لبرمجة Arduino. بعد لحام الرأس ، أوصي بفك الجزء البلاستيكي للرأس من المسامير. هذا لأنه سيتم قطع طول المسامير قبل تركيب ثنائي الفينيل متعدد الكلور في قاعدة الأكريليك.
7. اقلب PCB إلى الخلف وقم بتركيب Ardiuno على دبابيس الرأس واللحام.
8. قم بتوجيه وتثبيت برنامج Matrix Driver على المسامير الموجودة في الجزء العلوي من الجزء الخلفي واللحام.
9. قم بتوصيل USB بوحدة UART TTL إلى دبابيس رأس Arduino. 5 VDC -> VCC ، GND -> GND ، TX -> RX ، RX -> TX.
10. قم بتوصيل USB للوحدة بجهاز الكمبيوتر وافتح Arduino IDE لتحميل البرنامج.

الخطوة السادسة: برامج Arduino Pro Mini و ATTiny85

يوفر Adafruit برنامجًا تعليميًا حول استخدام مصفوفة CharliePlexed LED والسائق في Animated Flame Pendant. لقد استخدمت نفس الرسم التخطيطي لـ Arduino Pro Mini الخاص بي ، لكنني غيرت البيانات. h إلى شعلة من صنعتي. يوفر هذا البرنامج التعليمي كل ما تحتاجه لبدء استخدام CharliePlexes LED.

يستخدم ATTiny85 رسمًا وجدته في مستشعر اكتشاف الصوت من Henry's Bench -Arduino: البرنامج التعليمي ودليل المستخدم. ستوجهك هذه الصفحة خلال تكوين وضبط وحدة مستشعر الصوت و Arduino. رسم تخطيطي (ClapperCandle_V2.ino) لـ ATTiny مطابق تقريبًا لمثاله.

الخطوة 7: التجميع النهائي

بمجرد تجميع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يمكن الآن تثبيتها على قاعدة الأكريليك. كما ذكرنا من قبل ، يوصى بحفر الثقوب قبل اللصق. إذا كنت تقوم ببناء إصدار Clapper ، فإن قطعة المباعد المستطيلة التي تم قصها مسبقًا تقع على جانب موقع تركيب وحدة الصوت. يمكن رؤية هذا في الصورة أعلاه. يتم تركيب Clapper PCB أسفل وحدة الصوت وعلى نفس الجانب.

قم بتوصيل مصدر الطاقة PowerBoost 500 بالبطارية ومفتاح الطاقة الرئيسي ، وإذا لم يتم استخدام سلك Clapper PCB ، فإن 5 VDC و GND مباشرة إلى اتصال "PWR IN" الخاص بشمعة PCB. خلاف ذلك ، قم بتوصيل جهد خرج مصدر الطاقة بـ + & - الخاص بـ Clapper PCB. قم بتوصيل مفتاح تبديل SPDT بوصلات "CLAPPER" كما هو موضح سابقًا ، وقم بتوصيل وحدة الصوت بـ "SND MOD" كما هو موضح سابقًا. التوصيلات الخاصة (+ - TRG) الخاصة بـ Clapper PCB متصلة بـ Candle PCB. اتصال TRG غير متصل بأي شيء.

تحقق من الأسلاك الخاصة بك مقابل المخططات ، وعندما تكون جاهزًا ، قم بتثبيت البطارية وتشغيلها.

تتطلب شمعة الراتينج فتحة لكابل USB الصغير للاتصال بمصدر الطاقة. لذلك ، قمت بتركيبها على CNC الخاصة بي وقمت بقطع فتحة بالمسافة الصحيحة من الأسفل.

التمتع!

الوصيف في مسابقة PCB