เทียน LED Clapper: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

By sbkirbyStephen B. Kirby ติดตาม เพิ่มเติมโดยผู้เขียน:

เกี่ยวกับ: งานอดิเรกของฉันคืองานไม้, อิเล็กทรอนิกส์, การเขียนโปรแกรม, การพิมพ์ 3 มิติ และการทำขี้เลื่อยด้วย CNC Router ของฉัน เพิ่มเติมเกี่ยวกับ sbkirby »

เมื่อสามปีที่แล้ว ฉันเห็น "My New Flame" โดย MORITZ WALDEMEYER, INGO MAURER UND TEAM 2012 ที่ร้านขายของที่ระลึกของพิพิธภัณฑ์ และรู้สึกหลงรักไอเดียนี้ ฉันหวังว่าจะสร้างสิ่งที่ชวนให้หลงใหล สนุกสนาน มีประโยชน์ใช้สอย และน่าชมขึ้นใหม่ แต่มีการบิดเบี้ยวเล็กน้อย ฉันไม่สามารถเทียบได้กับงานศิลปะที่สวยงามของพวกเขาอย่างแน่นอน ดังนั้นฉันจึงสร้างเวอร์ชัน Clapper ของ LED Candle ปรบมือสองครั้งเพื่อเปิดหรือปิดเทียน ฟีเจอร์ Clapper เป็นอุปกรณ์เสริม และสามารถเปิดหรือปิดได้หากรวมอยู่ในบิลด์ หรือคุณลักษณะนี้อาจถูกละเว้นจากการสร้างทั้งหมด

รอบบ้านของฉันมีเจ็ดชิ้นที่ฉันใช้เป็นเทียนประดับและไฟกลางคืน ฉันเสียบมันไว้กับเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือถือ 5 VDC เพื่อจ่ายไฟให้กับตัวเครื่องและเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ Li-Ion การชาร์จหนึ่งครั้งสามารถใช้งานได้ประมาณ 18 ชั่วโมง ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับไฟฉุกเฉิน

หมายเหตุ: เทียนในวิดีโอทางด้านขวาพร้อมหน้าปกไม่ใช่เทียนลูกตุ้ม

ขั้นตอนที่ 1: ชิ้นส่วนและเครื่องมือ

ชิ้นส่วนที่จำเป็นสำหรับโครงการ:

• 1 ea Lumiere Candles เทียนเรซินเรียบ - 6 "H x 3" OD
• 1 ea Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V
• 1 ชิ้น LED Charlieplexed Matrix - 9x16 LEDs - สีเหลือง [ID:2948]
• 1 ชิ้น Adafruit 16x9 Charlieplexed PWM LED Matrix Driver - IS31FL3731 [ID:2946]
• ที่ชาร์จ Adafruit PowerBoost 500 1 เครื่อง
• 1 ea 18650 Li-Ion แบตเตอรี่
• 1 ea 18650 ที่ใส่แบตเตอรี่
• สวิตช์สลับ SPST 1 ชิ้น
• แผงวงจรพิมพ์แบบกำหนดเอง 1 แผ่น
• พลาสติกอะคริลิคใส 6mm

ด้วย Clapper (อุปกรณ์เสริม):

• ATMEL / Microchip Technology DIP-8 ATTINY85-20PU. 1 เครื่อง
• ซ็อกเก็ต DIP-8 1 อัน
• 1 ea LCB710 โซลิดสเตตรีเลย์
• 1 ea โมดูลตรวจจับเสียงความไวสูง
• 1 ea 220 ตัวต้านทาน
• 1 ea Sub-Miniature Toggle Switch 2MS1T1B1M2QES เปิด/เปิด 3P-SPDT
• แผงวงจรพิมพ์แบบกำหนดเอง 1 แผ่น

เครื่องมือ:

• 1 ea CP2102 Micro USB ไปยังโมดูล UART TTL 6 ขา - ebay.com
• หัวแร้ง

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบฐานอะคริลิก

ด้วยการใช้ภาพวาด PDF Vector ที่ให้มา คุณสามารถสร้างเส้นทางเครื่องมือสำหรับการตัดอะคริลิกออกได้ ไฟล์ PDF แต่ละไฟล์ประกอบด้วยด้านบน ด้านล่าง สองด้าน และสี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่ใช้เป็นตัวเว้นวรรคใต้โมดูลเสียง ส่วนนี้ไม่จำเป็น หากคุณกำลังสร้างเทียน LED รุ่นที่ไม่ใช่ลูกตุ้ม (ไม่มีเสียง)

ฉันใช้ดอกกัด 1/8" เพื่อตัดชิ้นส่วนส่วนใหญ่ และผ่านรอบสุดท้ายด้วยดอกกัด 1/16" ดอกเอ็นมิล 1/16" จำเป็นสำหรับร่องแคบที่ด้านข้างและด้านบน

รูยึดถูกระบุตำแหน่งด้วยมือและเจาะด้วยมือ ควรเจาะรูบางส่วนก่อนประกอบ ตัวอย่างเช่น รูสำหรับยึดบอร์ด PowerBoost

ทรายและทดสอบพอดีทุกชิ้น ฉันแนะนำให้ใช้ Plast-I-Weld เพื่อเชื่อมชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน

หมายเหตุ: เส้นผ่านศูนย์กลางของด้านบนและด้านล่างต้องมีขนาดเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID) ของตัวเทียนเรซินที่คุณซื้อ

ขั้นตอนที่ 3: วงจรไฟฟ้าแบบมีและไม่มี Clapper

วงจร LED Candle พื้นฐานประกอบด้วยแบตเตอรี่ สวิตช์ แหล่งจ่ายไฟ และ Candle Printed Circuit Board (PCB) ที่มี LED Charlieplexed Matrix, Charlieplexed Matrix Driver และ Arduino Pro Mini 5 VDC สามารถดูเวอร์ชันประกอบของ Candle Circuit Board ได้ที่ด้านบน การเชื่อมต่อเพียงอย่างเดียวกับ PCB นี้คือ 5 VDC ที่จัดหาโดยแหล่งจ่ายไฟ แบตเตอรี่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ PowerBoost ซึ่งสามารถชาร์จแบตเตอรี่ Li-Ion และให้การป้องกันแบตเตอรี่แรงดันต่ำ แหล่งจ่ายไฟยังมีวิธีการในการเปิดหรือปิด Candle โดยการต่อสายดินของการเชื่อมต่อ EN ผ่านสวิตช์

Clapper PCB ประกอบด้วยโซลิดสเตตรีเลย์ (LCB710) และไมโครคอนโทรลเลอร์ (ATTiny85) เพื่อประมวลผลสัญญาณจากโมดูลเสียงและควบคุมพลังงานไปยัง Candle PCB ATTiny85 ได้รับการตั้งโปรแกรมให้ฟังเสียงที่ดังสองเสียงพร้อมกัน และสลับเปิดหรือปิดรีเลย์ น่าเสียดายที่การกำหนดค่านี้ไม่สามารถแยกแยะเสียงปรบมือจากเสียงที่ดังอื่น ๆ ดังนั้นวงจรจะเปิดใช้งานหากได้ยินเสียงดังสองเสียงพร้อมกัน

ฉันติดตั้งซ็อกเก็ต DIP-8 บน Clapper PCB เพื่อให้ง่ายต่อการติดตั้งหรือถอด ATTiny85 ส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมดสามารถบัดกรีเข้ากับบอร์ดได้

ต่อพิน 1&2 ของ J1 สำหรับการใช้งานปกติ ประการที่สอง เชื่อมต่อหมุด + & - ของ Clapper PCB กับ + & - ของ Candle PCB เชื่อมต่อ 5V & GND ของแหล่งจ่ายไฟ PowerBoost กับ + & - ของการเชื่อมต่อ "PWR IN" ของ Clapper PCB เชื่อมต่อ Mini Toggle Switch SPDT กับการเชื่อมต่อ "CLAPPER" ต่อขั้วของสวิตช์ไปที่ C และการเชื่อมต่ออีกสองจุดตามต้องการ สุดท้าย เชื่อมต่อ VCC และ GND ของ Sound Module กับ + & - ของ "SND MOD" และเชื่อมต่อ OUT กับ Out ของ Clapper PCB

ขั้นตอนที่ 4: แผงวงจรพิมพ์

สิ่งที่แนบมาคือไฟล์ Gerber ที่ฉันสร้างด้วย KiCad เพื่อสั่งซื้อแผงวงจรพิมพ์สองแผ่น ฉันเพิ่งสั่งซื้อ Candle Flame PCB จำนวน 10 ชิ้นในราคา $5 มันเกิดขึ้นแล้ว ฉันสั่งแผงมากเป็นสองเท่าในราคาครึ่งหนึ่งของคำสั่งซื้อเดิมในปี 2559

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบแผงวงจรพิมพ์

1. ติดตั้งส่วนหัวของตัวผู้จากด้านหลังของ PCB โดยให้ส่วนที่ยาวที่สุดยื่นออกมาด้านหน้า ห้ามติดตั้งส่วนหัวของตัวผู้ตามที่ระบุไว้
2. ยึดส่วนหัวไว้ด้านหลังแล้วพลิกกระดาน ประสานหมุดส่วนหัวทั้งหมดที่ด้านหน้าของ PCB
3. ตัดหมุดทั้งหมดตามที่ระบุในรูปภาพ ให้ล้างออกที่กระดาน
4. ปรับทิศทางด้านบนของ LED Charlieplexed Matrix ตามที่เห็นในรูปภาพ
5. พลิก LED Matrix และติดตั้ง LED ขึ้น และประสานโมดูลเข้ากับหมุด
6. บัดกรีส่วนหัวกับบอร์ด Arduino Pro Mini ATMEGA328P 16MHz 5V และบัดกรีจากด้านล่างของ PCB โดยส่วนที่ยาวที่สุดจะยื่นออกมาจากด้านบนของ PCB ซึ่งจะนำไปใช้ในการเขียนโปรแกรม Arduino ในภายหลัง หลังจากบัดกรีส่วนหัวแล้ว ฉันแนะนำให้งัดส่วนพลาสติกของส่วนหัวออกจากหมุด เนื่องจากความยาวของหมุดจะถูกตัดแต่งก่อนที่จะติดตั้ง PCB ในฐานอะคริลิก
7. พลิก PCB ไปทางด้านหลังและใส่ Ardiuno เข้ากับหมุดส่วนหัวและตัวประสาน
8. ปรับทิศทางและติดตั้ง Matrix Driver บนหมุดที่ด้านบนของด้านหลังและประสาน
9. ต่อ USB เข้ากับโมดูล UART TTL เข้ากับหมุดส่วนหัวของ Arduino 5 VDC -> VCC, GND -> GND, TX -> RX, RX -> TX
10. เชื่อมต่อ USB ของโมดูลกับพีซีและเปิด Arduino IDE เพื่อโหลดโปรแกรม

ขั้นตอนที่ 6: โปรแกรมสำหรับ Arduino Pro Mini และ ATTiny85

Adafruit ให้การสอนเกี่ยวกับการใช้ LED CharliePlexed Matrix และไดรเวอร์ที่ Animated Flame Pendant ฉันใช้ภาพสเก็ตช์เดียวกันสำหรับ Arduino Pro Mini ของฉัน แต่เปลี่ยน data.h เป็นเปลวไฟที่ฉันสร้างขึ้น บทช่วยสอนนี้มีทุกสิ่งที่คุณต้องการเพื่อเริ่มต้นใช้งาน LED CharliePlexes

ATTiny85 ใช้ภาพร่างที่ฉันพบที่ Henry's Bench -Arduino Sound Detection Sensor: บทช่วยสอนและคู่มือการใช้งาน หน้านี้จะแนะนำคุณเกี่ยวกับการกำหนดค่าและการปรับแต่งโมดูลเซนเซอร์เสียงและ Arduino ภาพร่างของฉัน (ClapperCandle_V2.ino) สำหรับ ATTiny เกือบจะเหมือนกับตัวอย่างของเขา

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบขั้นสุดท้าย

เมื่อประกอบ PCB แล้ว สามารถติดตั้งบนฐานอะคริลิกได้ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ แนะนำให้เจาะรูก่อนที่จะติดกาว หากคุณกำลังสร้างเวอร์ชัน Clapper ชิ้นส่วนตัวเว้นวรรคสี่เหลี่ยมที่ตัดออกก่อนหน้านี้จะอยู่ที่ด้านข้างของตำแหน่งการติดตั้งโมดูลเสียง สามารถเห็นได้ในภาพด้านบน Clapper PCB ติดตั้งอยู่ใต้โมดูลเสียงและอยู่ด้านเดียวกัน

ต่อสายไฟ PowerBoost 500 เข้ากับแบตเตอรี่และสวิตช์ไฟหลัก และหากไม่ได้ใช้ Clapper PCB ให้ต่อ 5 VDC และ GND โดยตรงกับการเชื่อมต่อ "PWR IN" ของ Candle PCB มิฉะนั้น ให้ต่อแรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟไปที่ + & - ของ Clapper PCB ต่อสวิตช์สลับ SPDT ไปที่การเชื่อมต่อ "CLAPPER" ตามคำแนะนำก่อนหน้านี้ และเชื่อมต่อโมดูลเสียงกับ "SND MOD" ตามคำแนะนำก่อนหน้านี้ การเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้อง (+ - TRG) ของ Clapper PCB เชื่อมต่อกับ Candle PCB การเชื่อมต่อ TRG ไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใด

ตรวจสอบการเดินสายของคุณกับแผนผัง และเมื่อคุณพร้อม ให้ติดตั้งแบตเตอรี่และเปิดเครื่อง

เทียนเรซินต้องการรูสำหรับสายไมโคร USB เพื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นฉันจึงติดตั้งสิ่งเหล่านี้บน CNC ของฉันและตัดรูตามระยะทางที่ถูกต้องจากด้านล่าง

เพลิดเพลิน!

รองชนะเลิศในการประกวด PCB