สร้อยคอขับเคลื่อนด้วย Arduino: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ฉันกำลังค้นหาโครงการ Arduino ที่ดีสำหรับวันหยุดสิ้นปีของฉัน แต่จะทำอย่างไร? ลูกสาวตัวน้อยของฉันประหลาดใจมากเมื่อฉันมอบสร้อยคอ "อิเล็กทรอนิกส์" นี้ให้เธอ และมีความสุขมาก ฉันหวังว่าคนที่คุณจะนำเสนอความสำเร็จของคุณจะมีความสุขมาก

ตัวอัญมณีประกอบด้วยตัวควบคุมไมโครและไฟ LED RGB ที่มีขนาดเท่ากัน สร้อยคอประกอบด้วยลวดทองเหลืองบางมาก ซึ่งสามารถบัดกรีได้อย่างง่ายดายด้วยลวดดีบุกขนาดเล็ก การจ่ายพลังงานเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมเซลล์แบบเหรียญ 3V อย่างง่าย ฉันใช้กระดาษกาวแผ่นเล็กๆ ที่พบในร้านขายยาที่บ้านของตัวเอง เพื่อปกป้องและแยกก้อนแบตเตอรี่ออก

ขั้นตอนที่ 1: เครื่องมือและวัสดุ

เครื่องมือ

• หัวแร้ง, ลวดบัดกรีดีบุก 0.5 มม.
• แว่นขยายเพราะสายบัดกรีมีขนาดเล็กมาก
• คอมพิวเตอร์ที่ติดตั้งซอฟต์แวร์ Arduino
• โปรแกรมเมอร์ ISP ตามที่อธิบายไว้ที่นี่
• เครื่องตัดสายไฟขนาดเล็ก

วัสดุ

• แบตเตอรี่ CR2032 พร้อมแบตเตอรี่ชั้นใต้ดิน (ประกอบด้วยสองส่วน หนึ่งส่วนสำหรับแต่ละขั้ว)
• ลวดทองเหลืองบางมาก
• RGB LED หนึ่งดวงในแพ็คเกจ 5050 พร้อมชิป WS2812B อยู่ข้างใน (นี่เป็นสิ่งสำคัญเพราะคุณสามารถหา 5050 LED ได้โดยไม่ต้องใช้คอนโทรลเลอร์ WS2812B ภายใน)
• กระดาษกาวทางการแพทย์ชิ้นเล็ก
• Atmel Attiny85-20SU SMD Micro Controller Unit
• สร้อยคอง่ายๆราคาถูก

ขั้นตอนที่ 2: แผนผังอิเล็กทรอนิกส์

แผนผังอิเล็กทรอนิกส์ตรงไปตรงมามาก เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบแบบพาสซีฟ เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ หรือตัวเหนี่ยวนำ และเนื่องจากมีเพียง 3 ส่วนประกอบเท่านั้น รวมทั้งแบตเตอรี่ด้วย

ชุดไฟที่ฉันใช้คือแบตเตอรี่ลิเธียม 3V CR2032 แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าที่ระบุไว้ในแผ่นข้อมูล WS2812B แต่หลังจากการทดสอบ ไฟ LED RGB จะไม่ได้รับผลกระทบจากการตก 2V นี้

ความจริงที่ว่าสามารถใช้แบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญ 3V ธรรมดาเป็นเงื่อนไขที่สำคัญมากสำหรับฉันในการทำให้โครงการนี้มีชีวิต เราไม่สามารถจินตนาการถึงสร้อยคอที่มีก้อนแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เป็นแหล่งพลังงานได้

Micro Controller Unit (MCU) ยังทำงานได้ดีกับระดับแรงดันไฟฟ้า 3V นี้

ฉันวัดกระแสเฉลี่ย 5.3 mA แบตเตอรี่ลิเธียม CR2032 ดังกล่าวมีความจุทั่วไป 200 mAh ซึ่งหมายความว่าด้วยแบตเตอรี่ใหม่ คุณสามารถปล่อยให้ระบบทำงานเป็นเวลา 40 ชั่วโมง แต่แม้เพียงครึ่งเดียวก็เพียงพอสำหรับการใช้งานทั่วไป

ขั้นตอนที่ 3: ซอฟต์แวร์

Micro Controller Unit เป็น ATTINY85 (~ $1) จาก Atmel ฉันตั้งโปรแกรมด้วย Arduino Nano ราคาถูก (โคลนที่พบในอีเบย์ราคาประมาณ $5) แต่ถ้าคุณเป็นเจ้าของบอร์ด Arduino ของแท้ คุณสามารถใช้เพื่อสิ่งนั้นได้เช่นกัน

Arduino Nano ได้รับการตั้งโปรแกรมด้วยภาพร่าง "Arduino as ISP"

ภาพสเก็ตช์สำหรับโปรแกรมลงใน ATTINY85 Micro Controller เป็นไฟล์แนบในขั้นตอนนี้: JeweLED.ino

ระวังว่าคุณต้องเบิร์น bootloader เพื่อให้ MCU ตั้งโปรแกรมได้อย่างสมบูรณ์ ที่จริงแล้วสิ่งนี้ไม่ได้แฟลช Arduino bootloader บน MCU แต่แฟลชฟิวส์การกำหนดค่าที่สำคัญบางอย่าง หากไม่ทำเช่นนี้ ภาพร่างจะไม่ทำงานเลย

ประเภทของบอร์ดที่จะเลือกต้องเป็น: Attiny85 @ 8MHz (ออสซิลเลเตอร์ภายใน, ปิดใช้งาน BOD)

BOD ย่อมาจาก Brown-Out Detect นี่เป็นคุณสมบัติพิเศษที่จะปิด MCU เมื่อกำลังไฟต่ำกว่า 4.3V วิธีนี้มีประโยชน์เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อชุดแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ แต่ในกรณีของเรา มันจะต้องปิดการใช้งาน เพราะเราจะจ่ายไฟให้กับ MCU ของเราด้วย 3V เท่านั้น และน้อยกว่านั้นอีก

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบ

ขั้นตอนแรกคือการประกอบ MCU กับ LED

เมื่อตั้งโปรแกรมแล้วจะต้องเก็บเฉพาะพิน 4, 5 และ 8 ของ Atmel MCU หมุดอื่นสามารถถอดออกได้เพราะไม่จำเป็น

ต้องบัดกรีขา 4 ของ MCU ด้วยพิน 3 ของแพ็คเกจ 5050 นี้จะเชื่อมต่อกับขั้วลบของแบตเตอรี่

ต้องบัดกรีขา 8 ของ MCU ด้วยพิน 1 ของแพ็คเกจ 5050 นี้จะเชื่อมต่อกับขั้วบวกของแบตเตอรี่

ต้องบัดกรีขา 5 ของ MCU ด้วยพิน 4 ของแพ็คเกจ 5050 Pin 5 สอดคล้องกับ PIN0 ของ Arduino สำหรับ MCU ประเภทนี้

ใช้กระดาษกาวทางการแพทย์เพื่อแยกแบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญออกจากผิวหนัง ช่วยให้คุณสามารถแก้ไขส่วนที่เป็นลบของลวดทองเหลืองกับขั้วลบของแบตเตอรี่ได้

ไม่มีสวิตช์ไฟบนการติดตั้งนี้ หากต้องการปิดไฟ LED คุณต้องเปิดสร้อยคอโดยดึงสายขั้วลบออกจากก้อนแบตเตอรี่

และนั่นคือทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 5: การทดสอบและปรับแต่ง

ดังที่คุณเห็นในภาพระยะใกล้ ฉันได้บัดกรีวงแหวนลวดทองเหลืองขนาดเล็กมากสองวงบนหมุด GND และ VDD จุดประสงค์ของสิ่งนี้คือการติดอัญมณี "อิเล็กทรอนิกส์" นี้เข้ากับสร้อยคอ

สำหรับการทดสอบครั้งแรก ฉันใช้เฉพาะลวดทองเหลืองเป็นสร้อยคอ ลวดทองเหลืองเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสทางไฟฟ้า แต่ไม่เพียงพอ ลวดทองเหลืองมีน้ำหนักเบาเกินไป และแบตเตอรี่ด้านหลังคอหนักเกินไปเมื่อเทียบกับ LED ที่ด้านหน้า ดังนั้นฉันจึงต้องใช้สร้อยคอจริงเพื่อให้แบตเตอรี่อยู่กับที่

คุณต้องแยกสร้อยคอออกเป็นสองส่วนที่มีความยาวเท่ากัน และปิดสองส่วนนั้นลงบนวงแหวนอัญมณี

ฉันพันลวดทองเหลืองเข้ากับห่วงแต่ละอันของสร้อยคอ ลวดเกือบมองไม่เห็น และให้แน่ใจว่ามีการนำไฟฟ้าตลอดจนความแข็งแกร่งของโครงสร้างทั้งหมด

อีกวิธีหนึ่งในการนำไฟฟ้าคือการใช้เกลียวนำไฟฟ้าที่คุณสามารถหาได้ใน Adafruit ในราคาไม่กี่ดอลลาร์

ในวิดีโอ คุณสามารถเห็นการทำงานของ JewelLED

สนุก!

เห็นผลจริง