Boomstick - برنامج تشغيل LED متحرك: 10 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

Boomstick هو مشروع لإنشاء سلسلة متحركة من RGB LEDs القابلة للبرمجة ، والتي يتم تشغيلها بواسطة Arduino صغير ، وتتفاعل مع الموسيقى. يركز هذا الدليل على تكوين جهاز واحد يمكنك تجميعه لتشغيل برنامج Boomstick. هذا الجهاز بحجم كبير لوضعه في شيء يمكن ارتداؤه مثل رداء أو غطاء روح ، أو لإضاءة طول عمود الطوطم المحمول. تشتمل المكونات على ميكروفون (لالتقاط الموسيقى) ، ومقبض (لضبط السطوع) وزر (لتبديل الرسوم المتحركة). يتم تشغيل الوحدة بأكملها (بما في ذلك مصابيح LED) من منفذ USB صغير واحد ، يمكن توصيله بمحول حائط ، أو شاحن بطارية USB محمول.

هذا المشروع صعب إلى حد ما. ستحتاج إلى أن تكون لحامًا مريحًا ، وأن تتحلى بالصبر للعمل مع الأجزاء الصغيرة. إجمالي وقت الإنشاء هو 2+ ساعة.

الخطوة 1: المكونات والأدوات

• Adafruit Perma-Proto نصف الحجم اللوح ثنائي الفينيل متعدد الكلور - 4.50 دولار
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5 فولت 16 ميجا هرتز - 9.95
• مضخم ميكروفون Electret - MAX5566 مع كسب قابل للتعديل - $ 6.95
• لوحة اندلاع USB Micro-B - 1.50 دولار
• مقياس الجهد لتقليم اللوح - 10 آلاف - 1.25 دولار
• مفتاح زر اللمس (6 مم)
• 10 كيلو أوم المقاوم
• 3-pin JST SM Cables - 1.50 دولار

جميع الروابط من Adafruit ، وأنا أدرج السعر الحالي وقت كتابة هذا التقرير (قابل للتغيير!) يجب أن تكون التكلفة الإجمالية أقل من 30 دولارًا. ستحتاج أيضًا إلى:

• شريط NeoPixel RGB - حدده وفقًا لاحتياجات مشروعك ، لكنني أجد أن 30LED / م يعمل جيدًا للأجهزة القابلة للارتداء
• عنصر يمكن ارتداؤه أو ما شابه ذلك لوضع مصابيح LED فيه
• سلك ربط صغير الحجم - أجد أن هذه المجموعة الأساسية الصلبة من Adafruit تعمل بشكل مثالي
• لحام الحديد ، جندى ، الجريان
• قواطع قطرية متدفقة - مثالية لقص الأسلاك الزائدة بعد اللحام
• متجرد الأسلاك
• مسدس الغراء الساخن
• ورق صنفرة خشن

أوصي باختيار حزمة بطارية USB إذا كنت تقوم ببناء جهاز يمكن ارتداؤه. لقد حصلت على أوقات تشغيل مناسبة (6+ ساعات مع سلسلة 60 LED في السطوع الكامل) من Anker PowerCore 10000.

الخطوة 2: تحضير لوحة PermaProto

نريد أن نضع مكوناتنا بإحكام قدر الإمكان ، وهذا يعني للأسف أننا بحاجة إلى قطع بعض الآثار على PCB ، بحيث لا يتم توصيل أجزاء مختلفة من الدائرة ببعضها البعض.

1. أمسك PCB مع النص في وضع مستقيم ، ثم اقلبه من أعلى إلى أسفل (بحيث يظل الجانب الأيسر على اليسار).
2. قطع بعناية الآثار الموضحة في الصورة بطرف سكين حاد. الدرجات الثلاثة في الآثار العمودية هي 5 و 9 و 11.
3. قد تحتاج إلى تسجيل التتبع عدة مرات ، وحتى خدش في ثنائي الفينيل متعدد الكلور لضمان كسر نظيف. لاحظ أن المسارين الأفقيين في الأعلى أعمق ويتطلبان المزيد من قوة القطع.
4. اختياريًا ، استخدم مقياسًا متعددًا للتحقق من عدم وجود موصلية عبر كل من قطع التتبع.
5. اختياريًا ، باستخدام قواطع تدفق قطرية ، قم بقص المربع الصغير الموضح في الصورة. يمكنك القيام بذلك عن طريق قطع كل جانب من الجوانب الأربعة بأعمق ما يمكنك باستخدام القاطع ، ثم قلب السبورة والقطع من الجانب الآخر. تتيح هذه الفتحة الوصول إلى مقياس الجهد على لوحة الميكروفون عند الانتهاء.

الخطوة 3: اللحام أول مجموعة من الأسلاك

هناك عدد من الطرق التي يمكن من خلالها لحام الأسلاك والمكونات في هذا المشروع معًا. ومع ذلك ، فإن النهج في هذا الدليل قد خدمني جيدًا ، وخضع لتكرار قليل. الهدف من كيفية تخطيط الأسلاك هو ألا يكون هناك أكثر من طبقتين من الأسلاك متداخلة في أي وقت ، لذا احرص على متابعة أوضاع الأسلاك وأطوالها عن كثب. في كل صورة من صور هذا الدليل ، تم ترميز الأسلاك بالألوان:

• يشير اللون الأحمر إلى سلك موجب 5 فولت.
• يشير اللون الأصفر إلى سلك موجب 3 فولت.
• يشير اللون الأبيض إلى إشارة أو سلك بيانات.
• يشير اللون الأسود إلى سلك أرضي.

هناك حاجة إلى بعض العناية لإعداد الأسلاك ولحامها. هذه هي عمليتي المعتادة:

1. اقطع الطول التقريبي المطلوب للسلك.
2. قم بفك أحد الأطراف - الطول ليس مهمًا للغاية ، حيث ستقوم بقص الفائض بعد ذلك.
3. أدخل السلك الذي تم تجريده من خلال الفتحة الأولى ، ثم ضع السلك في موضعه النهائي.
4. يسجل العزل مباشرة فوق الفتحة الثانية مع إبهامك.
5. قم بإزالة السلك ، وقم بفك الطرف الآخر في موقع نتيجة الصورة المصغرة.
6. أعد إدخال السلك ولحام كل طرف.
7. تقليم الفائض.

في هذه الخطوة الأولى ، سنضع طبقة أولية من الأسلاك قبل إضافة أي مكونات. سيجعل هذا حياتنا أسهل قليلاً في وقت لاحق ، حيث سيصبح الوصول إلى بعض الأجزاء غير ممكن للحام والتشذيب.

1. جندى في المقاوم 10 كيلو أوم في الموضع المشار إليه.
2. قم بلحام الأسلاك الإضافية في المواضع التقريبية الموضحة في الصورة. لاحظ الطول الإضافي والمنحنى في الأسلاك السوداء / الحمراء.
3. اقلب اللوحة وتحقق جيدًا من مواقع نقاط اللحام.

سنقوم أيضًا بإرفاق موصل LED في هذه المرحلة. لن يكون اتصال البيانات الخاص به متاحًا بمجرد اللحام على Arduino.

1. افصل الأسلاك الثلاثة للموصل.
2. أمسك الموصل باللوحة بإبهامك ، ثم ضع السلك الأوسط كما هو موضح ، وقم بالوصول عبره لتتبع رقم 10.
3. قم بقطع السلك بالطول المناسب (اترك القليل من الزيادات في الفتحة).
4. تجريد السلك وصفيحه.
5. جنده في الفتحة المشار إليها.

تذكر أن تستمر في تقليم الأسلاك الزائدة باستخدام قواطع التدفق القطرية أثناء عملك!

الخطوة 4: إضافة Arduino

حان الوقت لحام المكون الأول لدينا! لاحظ أنه بالنسبة لـ Arduino والميكروفون و micro USB ، نحتاج إلى لحام دبابيس مسبقًا لكل منهم. بالنسبة إلى Arduino على وجه التحديد ، لا نقوم بلحام جميع المسامير. فقط مجموعة فرعية ضرورية ، وتجعل حياتنا أسهل إذا كانت هناك بعض الفجوات في جانب واحد. اتبع الصور بعناية

1. من أجل لحام المسامير على المكونات ، أجد أنه من الأسهل دفع المسامير والمكونات معًا لأسفل على لوح التجارب قبل اللحام بها. يتأكد هذا من محاذاة جميع المسامير رأسيًا ومربع مع المكون. احرص على عدم وخز نفسك! من الأسهل الضغط على الدبابيس بشيء مسطح وصلب.
2. قم بتوجيه Arduino كما هو موضح في الصورة. يمكنك تضمين صف كامل من المسامير على طول الحافة بدءًا من BAT / G / USB.
3. بالنسبة لحافة RST / 5V / ARef ، قم بفصل 4 دبابيس و 6 دبابيس. تنتقل الدبابيس الأربعة بين 5V و A0 ، وتنتقل الدبابيس الستة بين A4 و 3V.
4. قم بتلحيم جميع المسامير واحدًا تلو الآخر ، مع التأكد من أن Arduino يتناسب تمامًا مع البلاستيك الأسود.
5. قم بإزالته من اللوح ، وتحقق من الجزء السفلي مرة أخرى للتأكد من أن الدبابيس تبدو كما في الصورة.

نحن الآن على استعداد لتلحيمه في PCB!

1. ضع Arduino كما هو موضح في الصورة.
2. تأكد من أن سلك البيانات الخاص بموصل LED يقع أسفل الفجوة A1 / A2 / A3.
3. استخدم الشريط لتثبيت المكون على لوحة الدوائر المطبوعة إذا لزم الأمر ، وقم بلحامها باللوحة من الجانب السفلي.
4. قم بقص الدبابيس الزائدة باستخدام قواطع التدفق المائلة. كن حذرًا - فقد يؤدي ذلك إلى إرسال القطع الصغيرة من الدبوس تحلق بسرعة عالية. أوصي بارتداء نوع من النظارات ، وتوجيه السبورة لأسفل في سلة المهملات ، أو ربما في يدك الأخرى.

الخطوة 5: المزيد من المكونات

نحن الآن جاهزون لتلحيم باقي المكونات في ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

أولاً ، نحتاج إلى لحام سلك إضافي على الجانب السفلي من اللوحة. لاحظ السلك الأصفر على الجانب الأيمن من الصورة الأولى!

بمجرد الانتهاء من ذلك ، وتقليم الفائض ، حان وقت الميكروفون.

1. أولاً ، قم بلحام المسامير الثلاثة في لوحة اندلاع الميكروفون. لاحظ أنه بالنسبة لهذا المكون ، من الجيد (حتى المرغوب فيه) وضعه بزاوية على PCB - لاحظ الجانب الأيمن من الصورة الثانية. أسهل طريقة لتحقيق ذلك هي لحام المسامير أثناء الضغط عليها في لوح التجارب ، والسماح للوحة الميكروفون بوضع زاوية على اللوح.
2. اختياريًا ، قم بقص مقياس جهد الميكروفون. بحذر شديد استخدم مفك براغي صغير لتدوير مقياس الجهد في اتجاه عقارب الساعة (المشار إليه في الصورة الثالثة). لاحظ أنه مكون حساس للغاية ويمكن أن ينكسر بسهولة. إنها ستحدث ثورة جزئية فقط ، لا تجبرها أكثر. يؤدي تقليم مقياس الجهد في اتجاه عقارب الساعة إلى خفض قوة مكبر الصوت ، مما يجعل الميكروفون أقل حساسية ، ويسمح بجودة أفضل في البيئات الصاخبة حقًا (مثل ملهى ليلي أو مهرجان موسيقي). ومع ذلك ، لاحظ أنه سيجعل من الصعب تشغيل التأثيرات في البيئات الأكثر هدوءًا ، مثل الاستماع إلى الموسيقى في المنزل.
3. استخدم مسدس الغراء الساخن لوضع نقطة من الغراء في الموضع الموضح في الصورة الثالثة.
4. اضغط على الميكروفون الموجود على لوحة الدوائر المطبوعة في الموضع الموضح - يجب أن تكون الدبابيس في الصف الثاني لأسفل ، عبر الآثار رقم 17-19.
5. اقلب PCB ولحام المسامير. تقليم أي فائض.

الآن ، لنفعل اختراق Micro USB.

1. على عكس الميكروفون ، نريد أن تكون لوحة Micro USB مربعة مع المسامير. هذا بحيث ينقطع كبل USB بالتوازي مع اللوحة عند توصيله ، ولا يتداخل مع PCB. احرص على دعمه أثناء لحام المسامير وأثناء لحامه باللوحة. مرة أخرى ، انظر الصورة الثانية للتوجه النهائي.
2. يمكنك مرة أخرى استخدام الغراء الساخن لوضع الكسر مسبقًا في المكان الصحيح. يجب أن تكون الدبابيس في الصف السفلي (وليس صفي القوة) ، عبر آثار # 15-19.
3. عزز المساحة الموجودة أسفل اللوح بالغراء الساخن الإضافي حسب الحاجة. يوفر هذا القوة التي تشتد الحاجة إليها ، حيث قد يتلقى المنفذ قوى عزم من كابل USB المرفق.

أخيرًا ، نحتاج إلى لحام الزر ومقياس الجهد.

1. ابدأ بالزر. قم بتوسيع ساقيها قليلاً ، وأدخلها في الموضع الموضح في الصورة.
2. يمكنك ثني الساقين للداخل على الجانب السفلي للمساعدة في تثبيت الزر في مكانه.
3. جندى كل من الأرجل من أعلى اللوحة.
4. الآن أدخل مقياس الجهد كما هو موضح. لاحظ أن الدبابيس موجودة في الجزء العلوي من الصورة.
5. قم بتثبيته على اللوحة مؤقتًا باستخدام بعض الأشرطة ، وقم بلحامها من الجانب السفلي من اللوحة.

الخطوة 6: الأسلاك النهائية

سأحافظ على التعليمات موجزة ، لكننا بحاجة إلى إنهاء الأسلاك على الجانب السفلي من اللوحة.

1. جندى الأسلاك السوداء والصفراء في أعلى اليسار في الصورة الأولى. توفر هذه نطاق الفولتية التي سيخرجها مقياس الجهد.
2. جندى الأسلاك السوداء والبيضاء في أسفل يمين الصورة الثانية. توفر هذه الأسلاك الأرضية والمخرج للميكروفون.
3. تأكد من وجود جميع الأسلاك كما هو موضح.

انتهينا الآن من الجانب السفلي! يمكنك اختياريًا تحديد الغراء الساخن بشكل استراتيجي للضغط على الأسلاك وتوفير الحماية ضد السراويل القصيرة - على الرغم من أنني عادة لا أزعج نفسي.

الخطوة 7: توصيل طاقة موصل LED

يحتاج موصل LED إلى سحب الطاقة مباشرة من إدخال USB. دعنا نصلح هذا في مكانه الآن.

1. أمسك الموصل على اللوحة بإبهامك ، في موقعه النهائي (انظر الصورة 2).
2. سنقوم بنزع طول صغير (1-2 مم) من الأسلاك واللحام مباشرة إلى الجزء العلوي من وصلات اللحام الموجودة في الصف الثاني من الصف السفلي.
3. قم بقص كل من السلكين وتجريده وفقًا لذلك. كما هو موضح في الصورة الأولى ، يجب أن يتصل السلك السفلي بمفصل 5 فولت ، ويجب أن يتصل السلك العلوي بـ GND.
4. قصدير كل من الأجزاء المجردة من السلك.
5. جندهم بعناية في مفاصل اللحام الموجودة. تأكد من أن سلك 5V لا يتصل بالتتبع الموجود على يساره ، لأن هذا يحمل إشارة 3.3V ، وقد يؤدي القيام بذلك إلى قتل Arduino. يوصى بالتحقق من عدم وجود موصلية بين الأثرين بمقياس متعدد ، قبل تشغيل اللوحة.
6. قم بالغراء الساخن بموصل LED لأسفل بإحكام على السبورة ، وعززه بالكثير من الغراء.

تأكد من أن منتداك يشبه الصورة!

الخطوة 8: الاتصال باللوحة

هناك طريقتان أساسيتان يمكنك من خلالهما الاتصال باللوحة.

• لبرمجة Arduino ، قم بالاتصال بمنفذ USB الموجود عليه مباشرة (الصورة 1).
• لتشغيل مصابيح LED ، قم بالاتصال بمنفذ USB في الأسفل ، وقم بتوصيل مصابيح LED (الصورة 2).

الخطوة 9: اللمسات الأخيرة

تم وضع المكونات مضغوطة قدر الإمكان ، لذلك يظل بعض ثنائي الفينيل متعدد الكلور فارغًا. يمكنك قص هذا بعناية كما هو موضح في الصورة. لست متأكدًا من أفضل طريقة للقيام بذلك بالضبط - أستخدم بعض قواطع الأسلاك شديدة التحمل ، ولكن ربما يمكنك أيضًا استخدام منشارا إذا كنت حريصًا. قطع الثقوب الموجودة يجعل الأمر أسهل قليلاً.

بمجرد قطع الفائض ، أوصي بشدة بصنفرة الحواف والزوايا باستخدام ورق صنفرة خشن ، حيث يمكن أن يكون ثنائي الفينيل متعدد الكلور حادًا جدًا.

يمكن لف هذه الوحدة بأكملها بشريط عريض من الانكماش الحراري مع وجود فتحات مقطوعة للوصول إلى أدوات التحكم والمنافذ.