التنفس: أضواء الجنية الباهتة في كتلة زجاجية: 6 خطوات

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

في عيد الميلاد هذا العام ، قررت استخدام كتلة زجاجية ووحدة تحكم PWM وبعض خيوط الإضاءة الخيالية LED لمنح زوجتي هدية ملونة.

الخطوة 1: الأجزاء

إليك الأجزاء التي ستحتاجها.

متحكم

لا يلزم أن يكون هذا شيئًا كبيرًا أو سريعًا ولا يحتوي على الكثير من المسامير (تحتاج فقط إلى دبابيس بيانات لاتصالات I2C). لقد استخدمت Adafruit Trinket M0 لأنه صغير ، أحب هذا التنسيق وأردت تعلم كيفية العمل مع CircuitPython.

16 قناة اندلاع PWM المجلس

هناك العديد من الأنواع المماثلة من الألواح التفصيلية PWM ، بما في ذلك الألواح من Adafruit. حتى إذا كانت وحدة التحكم الخاصة بك تحتوي على الكثير من دبابيس PWM المتاحة ، ما زلت أتجنب محاولة تشغيل جميع خيوطك من هناك ، واختار بدلاً من ذلك لوحة الفصل: يمكن لمصابيح LED أن ترسم تيارًا أكثر بكثير مما تسمح به وحدة التحكم. ستحمي معظم أجهزة التحكم من هذا الأمر ، لكن البعض قد ينبعث منه الدخان بالفعل. الأفضل استخدام اللوح المنفصل.

أضواء خرافية

هناك العديد والعديد من الألوان والأنواع والأطوال للأضواء الخيالية المتاحة بثمن بخس ، حتى أن بعضها مزود بأضواء RGB. تكلفتها حوالي 1 دولار لكل خيط ، عطاء أو يأخذ. أنا أحب النوع الذي يكون فيه كل خصلة لونًا واحدًا لأنه من الأسهل التحكم في التأثيرات. إليك خيار واحد على أمازون. كل حبلا يأتي مع فوب خاص به يحتوي على بطاريات العملات المعدنية ومفتاح. لن تكون قادرًا على تشغيل خيوط أكثر من عدد الأجهزة التي تدعمها لوحة تكسير PWM (في حالتي ، 16).

بلوك زجاجي

يمكنك العثور على أنواع مختلفة من الكتل الزجاجية في متاجر الحرف وحتى في متاجر الأجهزة. أوصي بعدم شرائها عبر الإنترنت لأنها باهظة الثمن (ربما بسبب وزنها). إنها تأتي مسطحة ، مموجة ، شفافة ، منتشرة ، ملونة ، بأحجام مختلفة ، إلخ. إنها جميلة جدًا ، ولكنها أيضًا قابلة للكسر ، وزلقة ، وثقيلة جدًا. تأكد من أن الفتحة التي تحصل عليها بها فتحة مستطيلة على جانب واحد ، وإدخال بلاستيكي ينبثق في تلك الفتحة ويغطيها.

إذا كان وزن أو حجم الكتلة الزجاجية يمثل مشكلة ، فستعمل أي حاوية شفافة تقريبًا. يمكنك أيضًا استخدام زجاجة نبيذ أو خمور (نظيفة وجافة) أو كرة زجاجية أو كأس شمبانيا كبير الحجم أو أي حاوية شفافة أخرى. سأستخدم شيئًا كبيرًا إلى حد ما ، لأن التأثير يكون أفضل عندما تكون الحاوية كبيرة ، في رأيي. إذا خرجت من الكتلة الزجاجية ، فسيتعين عليك تخطي أو ارتجال بعض خطوات التعليمات.

حاوية بلاستيكية للدوائر

أحب أن أضع جميع أجهزتي الإلكترونية في مكان واحد. اختر العلبة المفضلة لديك ، حوالي 2 بوصة × 4 بوصات × 1 بوصة (على سبيل المثال هذه من أمازون) ، ولكن إذا كنت ستتبع هذا المثال ، فتأكد من أنها صغيرة بما يكفي لتناسب الجزء الخارجي من الكتلة بشكل مريح ، لكنها كبيرة بما يكفي لاستيعاب وحدة التحكم ولوحة PWM والأسلاك.

ما كنت أرغب حقًا في استخدامه هو قاعدة خشبية مجوفة يمكن أن تجلس عليها الكتلة. لسوء الحظ ، لم أتمكن من العثور على واحدة من هؤلاء ، ولم يكن لدي الوقت الكافي لصنعها بنفسي. يمكنك حتى تخطي العلبة بالكامل ، ودفع وحدة التحكم ولوحة الكسر في الكتلة الزجاجية ، إذا كنت لا تمانع في شكل ذلك.

محول 5 فولت / 2 أمبير أو حزمة بطارية

تحتوي معظم لوحات PWM على حد أقصى يبلغ 6 فولت ، لذا حافظ على الجهد أقل من ذلك ، على سبيل المثال ، حوالي 5 فولت (على سبيل المثال ، هذا على أمازون). أيضًا ، لن أذهب أقل من 2A لأن مصابيح LED تتطلب القليل جدًا. يمكنك تجربة حزمة بطارية أيضًا.

فقط لإبقاء الأمور بسيطة ، أقوم دائمًا بتشغيل كل شيء باستخدام مقابس 5.5 مم / 2.1 مم.

أجزاء متنوعة

أنت بحاجة أيضًا إلى: مفتاح (من الأسهل حفر ثقوب للمفاتيح الدائرية) ، ومقبس موصل البرميل (مطابق لمقبس المحول) ، وأسلاك التصحيح ، ورؤوس الأنثى ، والبراغي ، والمسامير ، والصواميل ، ومعدات اللحام ، والقواطع القطرية ، والحفر ، والغراء الساخن مسدس ، شارب فضي ، إلخ.

الخطوة 2: قم بتوصيل وحدة التحكم ولوحة PWM

يمكنك اتباع هذه التعليمات لتوصيل وحدة التحكم ولوحة PWM. قم بتوصيل دبابيس SCL و SDA على كل جهاز ببعضهما البعض. يجب عليك تشغيل خط Vout من لوحة PWM إلى إدخال طاقة وحدة التحكم ، و Vout لوحدة التحكم إلى دبوس Vcc الخاص بلوحة PWM.

ليست هناك حاجة لدائرة كهربائية - أو حتى لوحة خبز ، حيث يمكنك استخدام أسلاك التوصيل لتوصيل دبابيس الذكور من أحد الأجهزة إلى المسامير الذكرية للآخر.

بعد ذلك ، ستحتاج إلى طريقة ما مؤقتًا لتوصيل 5v DC بكتل برغي الإدخال بلوحة PWM. إذا كان لديك مصدر طاقة مقاعد البدلاء ، فقم بتوصيله. خلاف ذلك ، سوف تحتاج إلى لحام المقبس الذي يتطابق مع مقبس المحول (استخدم مقياس الفولت للتأكد من أنك تقوم باللحام الموجب والسالب بشكل صحيح) وتشغيل الأسلاك إلى كتل برغي الإدخال.

الخطوة 3: تحضير خيوط الجنية الخفيفة

لن نستخدم سلاسل البطارية. قبل قطع الأسلاك ، تأكد من العثور على المقاوم الصغير الملحوم في سلسلة بين البطارية ومصباح LED الأول. لا تقطع ذلك (بمعنى آخر ، يجب أن يظل ذلك مع الشريط ، وليس السلسلة). بعد ذلك ، استخدم الأداة الحادة المفضلة لديك ، مثل القواطع المائلة ، لفصل سلسلة البطارية عن الشريط. أحب ترك بوصة أو اثنتين من الأسلاك على جانب البطارية حتى يمكن استخدامها مرة أخرى في المستقبل. لا تقلق بعد بشأن السلك الموجب والسالب. في حين أن هذا مهم دائمًا عند العمل مع مصابيح LED ، إلا أنه ملائم لنا ، لا يهم في هذه المرحلة. تحتوي الخيوط التي اشتريتها بالفعل على شريط رمادي فاتح على السلك الموجب على أي حال. لا تقلق إذا لم يكن لديك.

تحتوي لوحة الفصل PWM على 16 مجموعة من ثلاثة دبابيس: الأرض ، 5 فولت والإشارة ، لذلك سيحتاج كل حبلا إلى مجموعته الخاصة المكونة من 3 مآخذ رأسية أنثوية لمطابقة. سنستخدم فقط المسامير الخارجية (الأرض والإشارة) ، لذلك ، بعد أن تقطع مجموعتك من شريط الرأس الطويل ، ما عليك سوى سحب دبوس الرأس الأنثوي الأوسط (غير الضروري). قم بتلحيم الأسلاك لكل حبلا إلى المسامير الخارجية لمجموعة رأس أنثى واحدة.

بعد أن تقوم بلحام كل خصلة ، يجب عليك اختبارها. لقد قمت بذلك عن طريق تشغيل وحدة التحكم ولوحة PWM ، ثم تحميل برنامج مؤقت يقوم ببساطة بتشغيل جميع مجموعات المسامير البالغ عددها 16.

إذا كنت تستخدم وحدة تحكم CircuitPython (مثل M0 Trinket) ، فإن Adafruit تقدم برنامجًا تعليميًا ممتازًا حول كيفية بدء تشغيل اللوحة وتحديثها وبرمجتها. بمجرد الانتهاء من ذلك ، وتوصيل اللوحة عبر كبل USB بجهاز الكمبيوتر الخاص بك ، يمكنك كتابة وحفظ ملف باسم "code.py" في الدليل الجذر للوحة التحكم. سيقوم البرنامج المدمج في وحدة التحكم بتنفيذ برنامج python في code.py. البرنامج البسيط الذي استخدمته لاختبار الخيوط مرفق أدناه ، باسم test_code.py. يجب إعادة تسمية هذا إلى code.py ونسخه إلى الدليل الجذر لـ Trinket M0.

إذا كنت لا تستخدم CircuitPython ، فيجب عليك استخدام Arduino IDE أو طريقة أخرى لبرمجة وحدة التحكم الخاصة بك لإرسال الإشارات اللازمة لتحويل جميع منافذ PWM إلى الإخراج الكامل.

عندما يتم تحميل البرنامج ، اختبر خصلة عن طريق دفع رأس الأنثى للحبلا على أي مجموعة من دبابيس PWM. إذا لم تضيء الخصلة ، فقم بسحبها ، وقلبها ، وادفعها مرة أخرى. إذا لم يفلح ذلك ، فيجب عليك إعادة لحام الأسلاك والمحاولة مرة أخرى. بمجرد أن تضيء الخصلة ، يجب أن تحدد الجانب الإيجابي ("الإشارة") من الرأس بطريقة ما حتى تعرف الطريقة الصحيحة لدفعها في المرة القادمة. لقد استخدمت شحذًا فضيًا لتمييز الجانب الإيجابي لكل رأس تم اختباره.

بعد اختبار اللحام ، ستحتاج إلى عزل نقاط اللحام عن طريق وضع قطرة أو اثنتين من الغراء الساخن على السلك المكشوف واللحام والمعدن. قررت استخدام الغراء الساخن (على عكس أنبوب الانكماش) لأنه واضح ، مثل الأسلاك. بالإضافة إلى تجنب السراويل القصيرة ، فإن هذا له فائدة في استقرار الاتصال وتقويته ، لذلك من غير المرجح أن ينحني وينكسر.

عندما يتم لحام جميع الخيوط واختبارها وعزلها ، يجب أن تكون قادرًا على تحريك جميع الرؤوس على دبابيس لوحة PWM ، ويجب أن تضيء جميع الخيوط. لن يكون ترتيب الألوان مهمًا لهذا النموذج الأولي.

الخطوة 4: قم بإعداد الكتلة الزجاجية والحاوية

كما كتبت أعلاه ، يجب أن تحتوي الكتلة الزجاجية على ثقب مستطيل ، ويجب أن تحتوي أيضًا على نوع من البلاستيك الصلب الذي ينبثق في مكانه لتغطية الفتحة. بادئ ذي بدء ، عليك أن تقرر في أي اتجاه سيتم توجيه الكتلة ، وبالتالي ، على أي جانب ستكون العلبة: يسارًا أو علويًا أو يمينًا. اخترت وضعه على اليمين. كنت أرغب في أن يكون المفتاح في الخلف ، وأن يكون مقبس المحول في الأسفل.

يجب علينا الآن تأمين العلبة الإلكترونية الخاصة بنا بهذا الملحق.

نحتاج إلى تركيب برغيين صغيرين (أو أكثر) خلال القطعتين البلاستيكيتين لربط أحدهما بالآخر. بينما يتم إدخال الملحق في الكتلة الزجاجية ، أمسك العلبة به بحيث يتم توسيطها. الصقهم معًا. قم بإزالة أداة الإدراج والحاوية بعناية من الكتلة دون تغيير موضعها النسبي. حدد نقطتين ستثبتان القطعتين معًا جيدًا. ابحث عن مكان آمن لتثبيتها واثقب فتحتين من خلال كليهما. قم بإزالة الشريط وفصلهما وتنظيف الثقوب. ضعهم معًا مرة أخرى ، وادفع البراغي من خلالها ، وثبّت الصواميل وشدّها.

الآن بعد أن أصبح من الممكن ربط العلبة بالكتلة الزجاجية ، نحتاج إلى طريقة لتمرير الخيوط من خلالها. لقد استخدمت مثقابًا كبيرًا جدًا وحفر حفرة في وسط الجزء الخلفي من العلبة. كان الإدخال الخاص بي يحتوي بالفعل على فتحة كبيرة في المنتصف. إذا لم يكن لديك ، فما عليك سوى البحث في كليهما.

يجب عليك الآن تجهيز مقبس المحول والمحول. حفر الثقوب وفقا لذلك. اضطررت إلى استخدام dremel الرملي لتوسيع فتحة المفتاح. ستحتاج فتحة المفتاح إلى أخدود صغير أيضًا ، لذا استخدم ملفًا أو سكينًا حادًا قويًا. ادفع المفتاح من خلال (ينبثق في مكانه). ادفع الرافعة من خلال وضع الغسالات والصواميل في الخارج ؛ تشديد.

ابحث عن بعض الأسلاك مقاس 20 AWG باللونين الأسود والأحمر. جندى الأسلاك بمقبس المحول ؛ الدبوس الداخلي إيجابي والغلاف الخارجي سلبي ؛ استخدم مقياس فولت لمعرفة تطابق الدبوس. أحب أن أضع الموجب (الأحمر) من خلال المفتاح ، لكن هذا لا يهم حقًا. قم بفصل الأطراف الحرة من السلك ، واختبر عن طريق إدخال مقبس المحول وتشغيل واختبار الجهد. إذا كانت هناك مشكلة ، فقم بإلغاء التجنيد وإعادة التشكيل حسب الضرورة. تحقق أيضًا من أن الجهد الكهربائي هو صفر عند إيقاف تشغيل المفتاح.

ضع وحدة التحكم ولوحة PWM في العلبة. أدخل أسلاك الطاقة في الكتل اللولبية للوحة PWM: الأحمر إلى الموجب والأسود إلى السالب.

الخطوة 5: أدخل الخيوط في الكتلة

افصل المحول.

مع إدخال الإدخال في الكتلة الزجاجية ، ادفع حبلا ببطء عبر فتحة العلبة ، إلى الكتلة. فقط اتركه يتجعد بشكل طبيعي وأنت تدفعه برفق ، دون محاولة التحكم كثيرًا. عندما يكون بعيدًا بدرجة كافية ، ادفع الرأس على مجموعة من دبابيس لوحة PWM ، مع الحرص على محاذاة الجانب الإيجابي بشكل صحيح. كرر لكل خصلة. نظرًا لأنه يزداد ازدحامًا في الكتلة ، فإن الخيوط سوف تلتف حول بعضها البعض بشكل أكثر براعة.

عندما يتم دفع رأس الخيط الأخير إلى دبابيس لوحة PWM ، قم بتوصيل المحول وتشغيله. يجب أن تضيء جميع الخيوط. إذا لم يفعل البعض ذلك ، أعد فحص اتجاه رأس الخصلة على المسامير. تحقق أيضًا من اتصالات اللحام ، فقد يكون هناك شيء ما قد تعطل. أصلح ما هو ضروري حتى تضيء كل الخيوط.

ضع الغطاء على حاوية الإلكترونيات وقم بلفه. نظرًا لأن إدراج الكتلة يخرج من الكتلة الزجاجية بسهولة إلى حد ما ، فقد اعتقدت أنه سيكون من الجيد تأمينه بشكل أفضل ، لذلك استخدمت بعض أشرطة التعبئة لذلك.

الخطوة السادسة: تنفس

نحتاج الآن إلى كتابة برنامج أكثر تشويقًا للأضواء.

أعد توصيل وحدة التحكم بالكمبيوتر.

اسمي لهذه القطعة هو "التنفس" ، لذلك أردت أن تظهر الخيوط وكأنها "تتنفس" ، ثم تخرج ، ثم تتوقف مؤقتًا لفترة عشوائية من الوقت قبل التنفس مرة أخرى ، كل خصلة تعمل بشكل مستقل عن الأخرى. يوجد أدناه نص Python الذي ينتج النتيجة التي أعجبتني ؛ انسخ هذا إلى السبورة لتراه يعمل. بكل الوسائل ، جرب أنماطًا مختلفة ، وتوقيتًا ، وتوقفًا مؤقتًا ، ومضات ، وما إلى ذلك ، من أجل جعل ما تعتقد أنه جميل.