หายใจ: ไฟนางฟ้าจางหายไปในบล็อกแก้ว: 6 ขั้นตอน

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

สำหรับคริสต์มาสปีนี้ ฉันตัดสินใจใช้บล็อกแก้ว ตัวควบคุม PWM และไฟ LED แฟรี่ไลท์บางเส้นเพื่อมอบของขวัญสีสันสดใสให้ภรรยาของฉัน

ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่

นี่คือชิ้นส่วนที่คุณต้องการ

ไมโครคอนโทรลเลอร์

ไม่จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่เป็นพิเศษ รวดเร็ว หรือมีหมุดจำนวนมาก (คุณต้องการเพียง 2 หมุดข้อมูลสำหรับการเชื่อมต่อ I2C) ฉันใช้ Adafruit Trinket M0 เพราะมันเล็ก ฉันชอบรูปแบบนี้ และฉันต้องการเรียนรู้ที่จะทำงานกับ CircuitPython

บอร์ดแยกสัญญาณ PWM 16 ช่อง

มีบอร์ดแยกสัญญาณ PWM ที่คล้ายกันหลายแบบรวมถึงจาก Adafruit แม้ว่าคอนโทรลเลอร์ของคุณจะมีพิน PWM จำนวนมาก แต่ฉันก็ยังพยายามหลีกเลี่ยงการพยายามจ่ายไฟให้กับสายทั้งหมดของคุณจากที่นั่น และเลือกใช้บอร์ดแบบแยกส่วนแทน: ไฟ LED สามารถดึงกระแสไฟได้มากกว่าที่คอนโทรลเลอร์จะอนุญาต ตัวควบคุมส่วนใหญ่จะป้องกันสิ่งนี้ แต่จริง ๆ แล้วบางคนอาจมีควัน ควรใช้กระดานแยกส่วนดีที่สุด

ไฟนางฟ้า

ไฟแฟรี่มีหลายสี หลายแบบและหลายความยาวในราคาถูก แม้กระทั่งบางแบบมีไฟ RGB พวกมันมีราคาประมาณ $1 ต่อเส้น ให้หรือรับ ฉันชอบแบบที่แต่ละเกลียวมีสีเดียวเพราะควบคุมเอฟเฟกต์ได้ง่ายกว่า นี่เป็นตัวเลือกหนึ่งใน Amazon แต่ละเกลียวมาพร้อมกับ fob ของตัวเองที่มีแบตเตอรี่แบบเหรียญและสวิตช์ คุณจะไม่สามารถจ่ายไฟให้กับสายได้มากกว่าจำนวนอุปกรณ์ที่รองรับโดยบอร์ดแยก PWM ของคุณ (ในกรณีของฉันคือ 16)

บล็อกแก้ว

คุณสามารถหาบล็อกแก้วประเภทต่างๆ ได้ที่ร้านงานฝีมือและแม้กระทั่งที่ร้านฮาร์ดแวร์ ฉันไม่แนะนำให้ซื้อออนไลน์เพราะราคาแพงเกินไป (อาจเป็นเพราะน้ำหนัก) มีลักษณะแบน เป็นคลื่น ใส กระจาย มีสี หลายขนาด ฯลฯ สวยมาก แต่ก็แตกหักง่าย ลื่น และหนักมาก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าช่องที่คุณได้รับมีรูเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าอยู่ด้านหนึ่ง และเม็ดมีดพลาสติกที่เสียบเข้าไปและปิดรูนั้น

หากน้ำหนักหรือขนาดของบล็อกแก้วเป็นปัญหา ภาชนะใสแทบทุกชนิดก็ใช้ได้ คุณยังสามารถใช้ขวดไวน์หรือสุรา (สะอาด แห้ง) ลูกโลกแก้ว แก้วแชมเปญขนาดใหญ่ หรือภาชนะใสอื่นๆ ฉันจะใช้บางสิ่งที่ค่อนข้างใหญ่ เนื่องจากเอฟเฟกต์จะดีกว่าเมื่อคอนเทนเนอร์มีขนาดใหญ่ ในความคิดของฉัน หากคุณออกจากบล็อกแก้ว คุณจะต้องข้ามหรือทบทวนขั้นตอนการสอนบางอย่าง

ตู้พลาสติกสำหรับวงจร

ฉันชอบใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดไว้ในที่เดียว เลือกกล่องหุ้มที่คุณชื่นชอบ ขนาดประมาณ 2 นิ้ว x 4 นิ้ว คูณ 1 นิ้ว (เช่น กล่องนี้จาก Amazon) แต่หากคุณจะทำตามตัวอย่างนี้ ให้มั่นใจว่ากล่องมีขนาดเล็กพอที่จะใส่ไว้ด้านนอกของบล็อกได้อย่างสบาย แต่ใหญ่พอที่จะรองรับคอนโทรลเลอร์ บอร์ด PWM และสายไฟ

สิ่งที่ฉันต้องการใช้จริงๆคือฐานไม้กลวงที่บล็อกสามารถนั่งได้ น่าเสียดายที่ฉันหามันไม่เจอ และไม่มีเวลาทำด้วยตัวเอง คุณสามารถข้ามกล่องหุ้มทั้งหมดได้ และเพียงแค่กดคอนโทรลเลอร์และบอร์ดแยกเข้าไปในบล็อกแก้ว หากคุณไม่สนใจว่าจะหน้าตาเป็นอย่างไร

อะแดปเตอร์ 5v/2A หรือชุดแบตเตอรี่

บอร์ด PWM ส่วนใหญ่มี MAX ที่ 6v ดังนั้นให้รักษาแรงดันไฟฟ้าไว้ใต้นั้น เช่น ประมาณ 5 โวลต์ (เช่น ตัวนี้ใน Amazon) นอกจากนี้ฉันจะไม่ไปน้อยกว่า 2A เพราะไฟ LED ต้องการค่อนข้างน้อย คุณสามารถลองใช้ก้อนแบตเตอรี่ได้เช่นกัน

เพื่อให้ทุกอย่างเรียบง่าย ฉันจะจ่ายไฟให้กับทุกอย่างด้วยแจ็ค 5.5 มม. / 2.1 มม.

ชิ้นส่วนเบ็ดเตล็ด

คุณต้องมี: สวิตช์ (ง่ายต่อการเจาะรูสำหรับสวิตช์ทรงกลม), ซ็อกเก็ตขั้วต่อบาร์เรล (ตรงกับแจ็คของอะแดปเตอร์), สายแพทช์, ส่วนหัวของตัวเมีย, สกรู, สลักเกลียว, น็อต, อุปกรณ์บัดกรี, ใบมีดแนวทแยง, สว่าน, กาวร้อน ปืน มีดเหน็บเงิน ฯลฯ

ขั้นตอนที่ 2: เชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์และบอร์ด PWM

คุณสามารถปฏิบัติตามคำแนะนำเหล่านี้เพื่อเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์และบอร์ด PWM เชื่อมต่อหมุด SCL และ SDA บนอุปกรณ์แต่ละเครื่องเข้าด้วยกัน คุณควรเรียกใช้สาย Vout จากบอร์ด PWM ไปยังอินพุตพลังงานของคอนโทรลเลอร์ และ Vout ของคอนโทรลเลอร์ไปยังพิน Vcc ของบอร์ด PWM

ไม่จำเป็นต้องใช้วงจร หรือแม้แต่เขียงหั่นขนม เนื่องจากคุณสามารถใช้สายแพตช์เพื่อเชื่อมต่อหมุดตัวผู้จากอุปกรณ์เครื่องหนึ่งกับหมุดตัวผู้ของอีกเครื่องหนึ่ง

ต่อไปคุณจะต้องใช้วิธีชั่วคราวในการเชื่อมต่อ 5v DC กับบล็อกสกรูอินพุตของบอร์ด PWM หากคุณมีแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะให้เชื่อมต่อ มิฉะนั้น คุณจะต้องประสานซ็อกเก็ตที่ตรงกับแจ็คของอะแดปเตอร์ (ใช้โวลต์มิเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่าคุณกำลังบัดกรีบวกและลบอย่างถูกต้อง) และเดินสายไฟไปยังบล็อกสกรูอินพุต

ขั้นตอนที่ 3: เตรียม Fairy Light Strands

เราจะไม่ใช้แบตเตอรี fobs ก่อนที่จะตัดสายไฟ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณพบตัวต้านทานขนาดเล็กที่บัดกรีแบบอนุกรมระหว่างแบตเตอรี่กับ LED ตัวแรก อย่าตัดสิ่งนั้นออก (กล่าวอีกนัยหนึ่งว่าควรอยู่กับเกลียวไม่ใช่ fob) หลังจากนั้น ให้ใช้เครื่องมือคมที่คุณชื่นชอบ เช่น มีดตัดทแยง เพื่อแยกแบตเตอรี่ออกจากเกลียว ฉันชอบที่จะทิ้งสายไฟไว้ด้านแบตเตอรี่หนึ่งหรือสองนิ้วเพื่อให้สามารถใช้งานได้อีกครั้งในอนาคต อย่าเพิ่งกังวลว่าสายใดเป็นบวกและสายใดเป็นลบ แม้ว่าสิ่งนี้จะสำคัญเสมอเมื่อทำงานกับ LED แต่สะดวกสำหรับเรา ณ จุดนี้ไม่สำคัญ เส้นที่ฉันซื้อจริง ๆ แล้วมีแถบสีเทาอ่อนบนลวดบวกอยู่ดี ไม่ต้องกังวลหากคุณไม่ทำ

บอร์ดแยกสัญญาณ PWM มี 16 กลุ่มที่มีสามพิน: กราวด์ 5v และสัญญาณ ดังนั้นแต่ละเกลียวจะต้องมีคลัสเตอร์ของตัวเองที่มีซ็อกเก็ตส่วนหัว 3 ตัวเพื่อให้ตรงกัน เราจะใช้หมุดด้านนอกเท่านั้น (กราวด์และสัญญาณ) ดังนั้น หลังจากที่คุณตัดคลัสเตอร์ของคุณจากแถบส่วนหัวแบบยาว ให้ดึงหมุดตรงกลางของส่วนหัวตัวเมีย (ที่ไม่จำเป็น) ออก ประสานสายไฟสำหรับแต่ละเกลียวเข้ากับหมุดด้านนอกของคลัสเตอร์ส่วนหัวตัวเมียหนึ่งอัน

หลังจากที่คุณบัดกรีแต่ละเกลียวแล้ว คุณควรทดสอบมัน ฉันทำสิ่งนี้โดยเปิดคอนโทรลเลอร์และบอร์ด PWM จากนั้นโหลดโปรแกรมชั่วคราวซึ่งจะเปิดพินทั้งหมด 16 ชุด

หากคุณกำลังใช้คอนโทรลเลอร์ CircuitPython (เช่น M0 Trinket) Adafruit จะให้บทช่วยสอนที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับวิธีการเริ่มต้น อัปเดต และตั้งโปรแกรมบอร์ด เมื่อเสร็จแล้ว และบอร์ดเชื่อมต่อผ่านสาย USB กับคอมพิวเตอร์ของคุณ คุณสามารถเขียนและบันทึกไฟล์ชื่อ "code.py" ลงในไดเร็กทอรีรากของบอร์ดควบคุมได้ ซอฟต์แวร์ในตัวบนคอนโทรลเลอร์จะรันโปรแกรม python ใน code.py โปรแกรมง่าย ๆ ที่ฉันใช้ทดสอบเส้นนั้นแนบมาด้านล่าง ชื่อ test_code.py คุณควรเปลี่ยนชื่อสิ่งนี้เป็น code.py และคัดลอกไปยังไดเรกทอรีรากของ Trinket M0

หากคุณไม่ได้ใช้ CircuitPython คุณควรใช้ Arduino IDE หรือวิธีอื่นในการเขียนโปรแกรมคอนโทรลเลอร์ของคุณเพื่อส่งสัญญาณที่จำเป็นในการเปลี่ยนพอร์ต PWM ทั้งหมดให้เป็นเอาต์พุตเต็ม

เมื่อโหลดโปรแกรมแล้ว ให้ทดสอบเกลียวโดยกดส่วนหัวของเกลียวตัวเมียบนพิน PWM ชุดใดก็ได้ หากด้ายไม่สว่าง ให้ดึงออก หมุนกลับ แล้วดันกลับเข้าไปใหม่ หากยังไม่ได้ผล คุณควรขายสายไฟและลองอีกครั้ง เมื่อสายไฟสว่างขึ้น คุณควรทำเครื่องหมายที่ด้านบวก ("สัญญาณ") ของส่วนหัวเพื่อที่คุณจะได้ทราบวิธีที่ถูกต้องในการกดเปิดในครั้งต่อไป ฉันใช้มีดสีเงินเพื่อทำเครื่องหมายด้านบวกของส่วนหัวที่ทดสอบแต่ละอัน

หลังจากที่คุณได้ทดสอบการบัดกรีแล้ว คุณจะต้องป้องกันจุดบัดกรีโดยวางกาวร้อนหนึ่งหรือสองหยดลงบนลวดที่สัมผัส บัดกรี และโลหะ ฉันตัดสินใจใช้กาวร้อน (ต่างจากหลอดหด) เพราะมันใสเหมือนสายไฟ นอกเหนือจากการหลีกเลี่ยงกางเกงขาสั้นแล้ว คุณลักษณะนี้ยังมีประโยชน์ในการรักษาเสถียรภาพและเสริมกำลังการเชื่อมต่อ ดังนั้นจึงมีโอกาสน้อยที่จะงอและหัก

เมื่อเกลียวทั้งหมดถูกบัดกรี ทดสอบ และหุ้มฉนวน คุณควรจะสามารถเลื่อนส่วนหัวทั้งหมดไปที่หมุดของบอร์ด PWM และทุกเส้นจะสว่างขึ้น ลำดับของสีไม่สำคัญสำหรับต้นแบบนี้

ขั้นตอนที่ 4: เตรียม Glass Block และ Enclosure

ตามที่ฉันเขียนไว้ข้างต้น บล็อกแก้วต้องมีรูเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า และต้องมีเม็ดมีดพลาสติกแข็งที่โผล่เข้าที่เพื่อปิดรู ก่อนอื่น คุณต้องตัดสินใจว่าบล็อกจะวางแนวใด ดังนั้นกล่องหุ้มจะอยู่ด้านใด: ซ้าย บน หรือขวา ฉันเลือกที่จะวางมันไว้ทางด้านขวา ฉันต้องการให้สวิตช์อยู่ด้านหลัง และช่องเสียบอะแดปเตอร์อยู่ด้านล่าง

ตอนนี้เราต้องยึดตู้อิเล็กทรอนิกส์ของเราไว้กับส่วนแทรกนี้

เราจำเป็นต้องใส่สลักเกลียวขนาดเล็กสองอัน (หรือมากกว่า) ผ่านชิ้นพลาสติกสองชิ้นเพื่อติดอันหนึ่งเข้ากับอีกอันหนึ่ง ขณะที่สอดเม็ดมีดเข้าไปในบล็อกแก้ว ให้จับที่ครอบไว้เพื่อให้อยู่ตรงกลาง เทปเข้าด้วยกัน ถอดเม็ดมีดและกล่องหุ้มออกจากบล็อกอย่างระมัดระวังโดยไม่เปลี่ยนตำแหน่งที่สัมพันธ์กัน ตัดสินใจเลือกจุดสองจุดที่จะยึดสองชิ้นเข้าด้วยกันอย่างดี หาที่ที่ปลอดภัยเพื่อวางและเจาะรู 2 รูผ่านทั้งสองข้าง ลอกเทปออก ดึงออกจากกัน และทำความสะอาดรู ใส่กลับเข้าด้วยกัน ดันโบลท์เข้าไป แล้วใส่และขันน็อตให้แน่น

เมื่อสามารถติดตั้งกล่องหุ้มเข้ากับบล็อกแก้วได้แล้ว เราต้องการวิธีที่จะร้อยเกลียวผ่านเข้าไป ฉันใช้ดอกสว่านเจาะขนาดใหญ่มากและเจาะรูตรงกลางด้านหลังของตัวเครื่อง เม็ดมีดของฉันมีรูขนาดใหญ่ตรงกลางอยู่แล้ว หากของคุณไม่เป็นเช่นนั้น ให้เจาะทั้งสองอย่าง

ตอนนี้คุณควรเตรียมสวิตช์และซ็อกเก็ตอะแดปเตอร์ของคุณ เจาะรูตามลำดับ ฉันต้องใช้เดรเมลขัดเพื่อขยายรูสำหรับสวิตช์ รูสำหรับสวิตช์จะต้องใช้ร่องเล็กๆ ด้วย ดังนั้นให้ใช้ตะไบหรือมีดที่คมและแข็งแรง ดันสวิตช์ผ่าน (จะเด้งเข้าที่) ดันแม่แรงเข้าไปแล้วใส่แหวนและน็อตไปด้านนอก ขัน.

ค้นหาลวด 20 AWG สีดำและสีแดง บัดกรีสายไฟเข้ากับซ็อกเก็ตอะแดปเตอร์ หมุดด้านในเป็นค่าบวกและตัวเรือนด้านนอกเป็นค่าลบ ใช้โวลต์มิเตอร์เพื่อหาว่าพินไหนตรงกัน ฉันชอบใส่ค่าบวก (สีแดง) ผ่านสวิตช์ แต่มันไม่สำคัญหรอก ดึงปลายสายที่ว่างออก แล้วทดสอบโดยเสียบแจ็คของอะแดปเตอร์ เปิดสวิตช์ และทดสอบแรงดันไฟฟ้า หากมีปัญหา ให้ unsolder และ resolder ตามความจำเป็น ตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์เมื่อปิดสวิตช์

ใส่คอนโทรลเลอร์และบอร์ด PWM ลงในกล่องหุ้ม ใส่สายไฟลงในบล็อกสกรูของบอร์ด PWM: สีแดงเป็นค่าบวกและสีดำเป็นค่าลบ

ขั้นตอนที่ 5: ใส่เส้นเข้าไปในบล็อก

ถอดปลั๊กอะแดปเตอร์

เมื่อสอดเม็ดมีดเข้าไปในบล็อกแก้ว ค่อยๆ ดันเกลียวผ่านรูของกล่องหุ้มเข้าไปในบล็อก แค่ปล่อยให้มันม้วนตัวไปรอบๆ อย่างเป็นธรรมชาติในขณะที่คุณกดเข้าไปเบาๆ โดยไม่ต้องพยายามควบคุมอะไรมาก เมื่อเข้าไปมากพอแล้ว ให้ดันส่วนหัวเข้ากับชุดพินของบอร์ด PWM ระวังจัดตำแหน่งด้านบวกให้ถูกต้อง ทำซ้ำสำหรับทุกเส้น เมื่อมันแออัดมากขึ้นในบล็อก เกลียวจะคดเคี้ยวและบิดไปมาอย่างมีศิลปะมากขึ้น

เมื่อส่วนหัวของเกลียวสุดท้ายถูกผลักไปที่พินของบอร์ด PWM ให้เสียบอะแดปเตอร์และเปิดเครื่อง เส้นทั้งหมดควรสว่าง หากไม่เป็นเช่นนั้น ให้ตรวจสอบทิศทางของส่วนหัวของเกลียวบนหมุดอีกครั้ง ตรวจสอบการต่อประสานด้วย อาจมีบางอย่างเสียหาย แก้ไขสิ่งที่จำเป็นจนกว่าเกลียวทั้งหมดจะสว่าง

ปิดฝาบนกล่องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แล้วขันให้แน่น เนื่องจากเม็ดมีดของบล็อกหลุดออกจากบล็อกแก้วค่อนข้างง่าย ฉันคิดว่าควรยึดให้แน่นกว่านี้ ดังนั้นฉันจึงใช้เทปกาวสำหรับสิ่งนั้น

ขั้นตอนที่ 6: หายใจ

ตอนนี้เราต้องเขียนโปรแกรมที่น่าสนใจมากขึ้นสำหรับไฟ

เสียบคอนโทรลเลอร์กลับเข้าไปในคอมพิวเตอร์

ชื่อของฉันสำหรับชิ้นนี้คือ "หายใจ" ฉันจึงต้องการให้เส้นใยดูเหมือน "หายใจ" เข้าแล้วออก จากนั้นหยุดชั่วขณะหนึ่งก่อนจะหายใจอีกครั้ง โดยแต่ละเกลียวจะทำงานแยกจากกัน ด้านล่างนี้คือสคริปต์ python ที่สร้างผลลัพธ์ที่ฉันชอบ คัดลอกสิ่งนี้ไปที่บอร์ดเพื่อดูว่ามันใช้งานได้ ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม ทดลองกับรูปแบบต่างๆ เวลา การหยุดชั่วคราว การกะพริบ ฯลฯ เพื่อทำให้สิ่งที่คุณคิดว่าสวยงาม