نرد LED ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذو ستة جوانب مع WIFI وجيروسكوب - PIKOCUBE: 7 خطوات (مع صور)

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

مرحبًا صناع ، إنه صانع Moekoe!

أريد اليوم أن أوضح لك كيفية بناء نرد LED حقيقي على أساس ستة ثنائي الفينيل متعدد الكلور و 54 مصباح LED في المجموع. بجانب المستشعر الجيروسكوبي الداخلي الذي يمكنه اكتشاف الحركة وموضع النرد ، يأتي المكعب مع ESP8285-01F وهو أصغر شبكة WiFi MCU أعرفها حتى الآن. أبعاد MCU هي فقط 10 × 12 ملم. كل ثنائي الفينيل متعدد الكلور له أبعاد 25 × 25 ملم ويحتوي على تسعة وحدات بكسل WS2812-2020 صغيرة LED. بجانب وحدة التحكم توجد بطارية ليبو سعة 150 مللي أمبير في الساعة ودائرة شحن داخل النرد. ضع اكثر في هذا لاحقا…

إذا كنت تبحث عن مكعب أصغر ، فراجع الإصدار الأول الذي قمت بإنشائه على موقع الويب الخاص بي. يصب في راتنجات الايبوكسي!

الإصدار 1 من Pikocube

الخطوة 1: احصل على الإلهام

التمتع الفيديو!

ستجد كل شيء تقريبًا للمكعب في هذا الفيديو. لمزيد من المعلومات والتصميم و PCB وملفات التعليمات البرمجية ، يمكنك التحقق من الخطوات التالية.

الخطوة 2: تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

كما تعلم ، برنامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور المفضل لدي هو Autodesk EAGLE. لهذا السبب استخدمتها لهذا المشروع أيضًا.

لقد بدأت في استخدام تصميمين مختلفين لثنائي الفينيل متعدد الكلور ، لأنني لا أريد أن أجعل المكعب أكبر مما يجب. الأشكال الخارجية لكل من ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي مجرد مربعات بحجم 25 × 25 ملم. الشيء المميز لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو الثقوب الثلاثة على كل جانب والتي توزع الإشارات الثلاث + 5V و GND وإشارة LED في جميع أنحاء المكعب. يظهر ترتيب ثنائي الفينيل متعدد الكلور في أحد المخططات أعلاه. آمل أن تتخيل أن الجوانب الملونة تنتمي معًا بمجرد طي المكعب كمكعب. تشير الأسهم إلى خط إشارة WS2812.

يتم إرفاق المخططات واللوحات وقوائم المواد لكل من ثنائي الفينيل متعدد الكلور بهذه الخطوة.

الخطوة 3: مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومكوناتها

يتكون المكعب بأكمله من نوعين مختلفين من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. الأول يأتي مع دائرة الشحن ومقبس بطارية Lipo والثاني يحتوي على MCU والمستشعر وبعض دائرة مزلاج الطاقة. بالطبع لم يتم تجهيز ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلا مرة واحدة لكل منهما. كل ما تبقى يحتوي فقط على تسعة مصابيح LED على السطح الخارجي للمكعب.

الشيء المميز لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو الثقوب المصقولة على كل جانب. من ناحية ، تُستخدم هذه الثقوب / وسادات اللحام لجعل المكعب يبدو وكأنه مكعب ويثبت كل شيء في مكانه ومن ناحية أخرى ينقل كل من الطاقة لمصابيح LED وإشارة WS2812. الأخير أكثر تعقيدًا لأنه يجب أن يكون بترتيب معين. يحتوي كل ثنائي الفينيل متعدد الكلور على مدخل واحد وإشارة خرج واحدة فقط ، ومن أجل مقاطعة إشارة واحدة في نقطة ما ، أضفت عددًا قليلاً من وسادات وصلة لحام SMD.

الأجزاء التي ستحتاجها للوحة MCU:

• ESP8285-01F WiFi MCU
• جيروسكوب ADXL345
• مكثفات SMD 0603 (100n ، 1µ ، 10µ)
• مقاومات SMD 0603 (600 ، 1 ك ، 5 ك ، 10 ك ، 47 ك ، 100 ك ، 190 ك ، 1 م)
• SMD ديود SOD123 1N4148
• SMD LED 0805
• SMD Mosfet (IRLML2244 ، IRLML2502)
• SMD LDO MCP1700
• زر SMD 90deg
• WS2812 2020 LED

الأجزاء التي ستحتاجها للوحة الطاقة:

• MCP73831 شاحن IC
• مكثفات SMD 0603 (100n ، 1µ ، 10µ)
• مقاومات SMD 0603 (1 ك ، 5 ك ، 10 ك)
• SMD ديود MBR0530
• SMD LED 0805
• SMD Mosfet (IRLML2244)
• موصل JST مقاس 1.25 مم 2P
• WS2812 2020 LED

الخطوة 4: تجميع المكعب

للحصول على جميع تفاصيل تجميع المكعب ، يجب عليك الرجوع إلى الفيديو أعلاه.

تجميع المكعب ليس أسهل جزء ، ولكن لجعله أكثر سهولة ، فقد صممت أداة لحام صغيرة حيث يمكن لحام ثلاثة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور على الأقل معًا. عند القيام بذلك مرتين ، ستحصل على حافتي PCB يجب توصيلهما بمجرد عمل كل شيء. نعم ، تأكد من أن كل شيء يعمل. لم أختبرها حتى الآن ، لكن فك لحام ثنائي الفينيل متعدد الكلور من المكعب قد يكون صعبًا.

تأكد من لحام ثلاث لوحات ثنائي الفينيل متعدد الكلور معًا قبل توصيل مقبس البطارية. وإلا ، فسيتعين عليك تعديل ملف.stl بفتحة صغيرة حيث يُلائم المقبس.

الخطوة 5: كود اردوينو

سيبدأ المكعب بشبكة WiFi معطلة لتوفير بعض الطاقة ، وهو ما يسمى سكون المودم. فيما يتعلق بورقة بيانات ESPs ، لا تستغرق MCU سوى 15 مللي أمبير أثناء وضع السكون في المودم ، بينما تحتاج إلى حوالي 70 مللي أمبير في الوضع العادي. جيد للأجهزة التي تعمل بالبطاريات مثل هذا الجهاز. لتحقيق ذلك ، ستحتاج إلى جزء الكود التالي قبل استدعاء وظيفة الإعداد.

باطل مسبق () {

ESP8266WiFiClass:: preinitWiFiOff () ؛ }

بضغطة زر أخرى ، يمكنك إيقاظ WiFi عن طريق استدعاء وظيفة WiFi.begin () القياسية أو في هذه الحالة Blynk.begin () وهي مكالمة الإعداد للتطبيق الذي اخترته للتحكم في المكعب.

تحويل بعض الرسوم المتحركة إلى المكعب ليس سوى القليل من الرياضيات. يتم تحويل المصفوفة إلى بكسل على جدار خارجي معين بهذه الوظيفة المساعدة البسيطة:

int get_pixel (int mat، int px، int py) {

// بدءًا من أعلى الزاوية اليسرى يعود (px + py * 3) + mat * 9 ؛ }

بالإشارة إلى نظرة عامة على بكسل ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الخطوة 2 ، المصفوفة الأولى هي الأعلى ، والثانية هي الواجهة الأمامية ، والمصفوفة التالية حول المكعب تسير في الاتجاه الصحيح والمصفوفة الأخيرة هي المصفوفة السفلية.

عند استخدام الرمز المرفق ، يجب عليك تعديل بيانات اعتماد WiFi لتتناسب مع شبكتك. للاستخدام الصحيح مع تطبيق Blynk ، تأكد من وضع كلا الملفين (BLYNK.ino والآخر مع Blynk بداخله) في نفس المجلد قبل فتح الرسم التخطيطي. يحتوي الرسم على علامتي تبويب مختلفتين. لا يلزم أن يكون الملف الآخر ، الذي لا يفعل شيئًا في الواقع ، مزودًا بعلامة تبويب أخرى. إنه فقط لجعل المكعب ينام عندما لا يتم الضغط على الزر. وإلا فلن يدخل المكعب في وضع السكون وسيرسم التيار طوال الوقت.

الخطوة 6: التطبيق

كما قيل سابقًا ، يبدأ المكعب بضغطة زر واحدة. لكنها لن تبدأ بوظيفة WiFi على الإطلاق. الضغط مرة أخرى أثناء تشغيل المكعب بالفعل سيبدأ WiFi ويتصل بشبكة محددة مسبقًا. بعد ذلك يمكنك استخدام BlynkAPP للتحكم في المكعب. بالطبع يمكنك تمديد الوظائف ، هناك الكثير من الاحتمالات لهذا الشيء …

يظهر هنا نموذج تخطيط بسيط داخل تطبيق Blynk. يتكون من سلايدر (السطوع وسرعة الرسوم المتحركة) ، وزرين STYLED (تغيير نمط الرسوم المتحركة وإيقاف تشغيل المكعب) ، وخطوة واحدة لتغيير وضع المكعب ، ومصباح LED لإظهار جانب النرد لأعلى وأخيرًا وليس آخرًا مقياسًا لـ عرض حالة البطارية. كل هذه الأدوات تستخدم الدبابيس الافتراضية لاتصالات APP-MCU. شيء لقراءة الدبابيس الافتراضية عبر MCU هو استدعاء هذه الوظيفة ، بينما يشير V1 إلى الدبوس الظاهري المستخدم و param.asInt () يحمل القيمة الحالية للدبوس. وظيفة التقييد هي فقط للحد من القيم الواردة (السلامة أولاً: D).

BLYNK_WRITE (V1) {

// StepH t = millis () ؛ Current_mode = تقييد (param.asInt () ، 0 ، n_modes - 1) ؛ }

لكتابة دبوس افتراضي إلى تطبيق Blynk ، يمكنك استخدام الوظيفة التالية:

بيانات int = getBatteryVoltage () ؛

Blynk.virtualWrite (V2 ، بيانات) ؛

سوف تحصل على مزيد من المعلومات حول هذا داخل رسم Arduino!

الخطوة 7: استمتع

كان تصميم وبناء المكعب ممتعًا جدًا بالنسبة لي! ومع ذلك فقد واجهت بعض المشاكل معها. الأول هو أنني أردت استخدام دائرة محول التعزيز داخل الإصدار الأول من المكعب لضمان تشغيل مصابيح WS2812 عند 5 فولت. لحسن الحظ ، سيتم تشغيلهم بجهد ليبو بحوالي 3 ، 7 فولت أيضًا ، لأن محول التعزيز كان صاخبًا جدًا ويزعج إشارة LED مما ينتج عنه مكعب وامض غير مقصود.

المشكلة الكبيرة الثانية هي أنني أردت استخدام إمكانية الشحن اللاسلكي ، حتى بالنسبة للإصدار الثاني. لحسن الحظ ، لقد أضفت بعض منصات الشحن التي يمكن الوصول إليها من خارج المكعب لأن الطاقة الاستقرائية تتعطل من خلال طائرات GND الخاصة بـ PCB والمكونات. لذلك لا بد لي من إنشاء حامل شحن مطبوع ثلاثي الأبعاد ، بحيث يمكن وضع المكعب والضغط على بعض جهات الاتصال على المكعب.

آمل أن تكون قد استمتعت بقراءة هذه التعليمات وقد تجد طريقة لبناء المكعب الخاص بك!

لا تتردد في مراجعة Instagram وموقع الويب وقناة Youtube للحصول على مزيد من المعلومات حول المكعب والمشاريع الرائعة الأخرى!

إذا كانت لديك أسئلة أو كان هناك شيء مفقود ، فيرجى إبلاغي بذلك في التعليقات أدناه!

استمتع بخلق!:)

الجائزة الأولى في تحدي تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور