Arbeide med lysdioder kan variere fra det enkle LED kaste til avanserte fullfargede veggmatrisedisplayer. Dette prosjektet ser på verden av adresserbare RGB-fargelampe og hvordan man bruker dem i morsomme elektronikkprosjekter. I denne veiledningen vil jeg vise deg hvordan du bygger en RGB-lommelykt hvor fargen på lyset, lysstyrken og blinkhastigheten er alle kontrollerbare med ringer på lommelykten.
Jeg skal vise deg hvordan du bruker en Atmega Tiny85 plattform for Arduino-kompatible prosjekter med lav pris, arbeid med adresserbare RGB-lysdioder, les og bruk verdiene fra potensiometerbrytere og byttebrytere, og lær noen grunnleggende tips for å jobbe med elektroniske komponenter i et prosjekt fra breadboard.
En Prototype Strip Board med kobberbekledning som forbinder rader
Varmekrympeslange
komponenter
Verktøy
Hobbykniv
Bor med 5/64 tommers bit
Varm limpistol og lim
Wire stripper som kan stripe 26-gauge wire
Datamaskin med Arduino IDE for programmering Trinket
USB A-Male til Mini-B Cable (for programmering Trinket)
Nåle-nosed tang
Fint punkt permanent markør
Loddejern
Hjelpe håndverktøy
Utility shears
Elektrisk tape
Oversikt
Ved å følge instruksjonene for dette prosjektet vil du opprette kretsen, som vist i diagrammet under, inne i en lommelykts kropp og uten brødbrett.
Teorien bak den er enkel. Den Arduino-kompatible smykke styret vil lese verdiene til potensitetsmålerne. Det vil bruke disse verdiene til å manipulere fargen, lysstyrken og blinkhastigheten til LED-ringen. Toggle bryteren vil bringe en annen pinne på Trinket høy og lav til å bytte modusene i lommelykten fra fargeskift modus til lysstyrke og blinkmodus.
Undersøk diagrammet nedenfor, og legg merke til hvordan komponentene er koblet til Trinket. Instruksjonene vil lede deg gjennom å installere kretsen i en lommelykts kropp. Før du går videre, ta lipo-laderen og begynn å lade deg lipobatteri fra en USB-port. Du trenger dette belastet i noen få trinn.
Kretskort
Klargjør lommelyktkroppen og reflektor
For dette prosjektet vil du strippe ut lommelykten på innsiden og bruke kroppen til å huse prosjektet. I dette stadiet vil du forberede lommelykten til å bli din nye skapelse.
Forbered lommelyktkroppen
Skru av ringen som holder det klare objektivet og reflektoren på plass. Legg til ringen, linsen og reflektoren for neste halvdel av denne fasen.
Ved hjelp av nålens nakkestang fjernes bryteren fra siden av lommelykten og batterifjæren fra innsiden. Hvis du brukte modellen som er koblet over i komponentlisten, bruker du tangen til å skyve tappen på innsiden av bryteren utover til bryteren løsner. En liten kraft vil være nødvendig. Snip eller pry metallkomponentene inn i lommelykten til du bare har den tomme plastkroppen.
Lommelykt kropp
Sett hver komponent på lommelyktkroppen og merk hvor komponentpinnene går gjennom plasten med markøren. Oppsettet jeg brukte så ut som bildene nedenfor.
Komponenter på lommelyktkroppen
Bor hullene i kroppen som gjør at pinnene kan passere gjennom
Klipp vipebryteren ut med hobbykniven. Bryteren jeg brukte hadde en fin på den ene siden, og jeg måtte hakke sirkelen for å imøtekomme den. Ikke pass på delene sammen ennå. Du vil ha lodding å gjøre før du monterer den.
Forbered reflektoren
Sentrer LED-ringen på reflektorfeltet
Merk plasseringen av I, VCC, og GND pinner på reflektorens kant med markøren
Bor et hull i koppen på reflektoren for å la en ledning passere til LED-ringen. Ignorer det fjerde hullet i reflektoren. Jeg ble litt bortført. Du trenger bare de tre nevnte ovenfor.
Reflektor forberedt
Løsne ledningene på komponentene
Hver av komponentene vil trenge tilkobling ledninger festet. Ulike teknikker kan brukes til å koble den strengede ledningen til pinnene til komponentene og til hverandre. Her er noen tips:
Før lodding av strengetråd til en pinne, tinn ledningen ved å påføre et lett belegning av loddetråd til ledningen først
Bruk et hjelpende håndverktøy for å holde ledningen og komponentene sammen slik at du kan holde loddet og stryke i de andre to hendene
Når du bruker et hjelpende håndverktøy for å holde ledningsklipsen en tommers eller to vekk fra loddetrinnet eller varmen fra loddet, vil PVC-belegget bli mykt og du kan få klemmer eller hull i ledningen
Bruk varme krympeslange hvor som helst du kan for å dekke skarver og tilkoblinger. Dette vil forhindre utilsiktet shorts og fungere som strekkavlastning
Ikke bruk varmekrympeslanger til ledningene før du tråder dem gjennom lommelyktens kropp eller de ikke passer. Unrrinking slangen er vanskeligere enn du ville forestille deg, så planlegge fremover
Bruk en lighter eller varmepistol for å krympe slangen (når det er tid)
Et godt hjelpende håndverktøy er et must for prosjekter hvor du vil spleise og lodde komponenter sammen uten et prototypebrett. Jeg anbefaler på det sterkeste SparkFun Third Hand fordi den er stabil og enkel å bruke. Du kan også velge å bygge det selv basert på den instruerbare lenken på produktsiden hvis du er så tilbøyelig.
potensiometre
Klipp tre 4 "lengder av svart, rød og gul ledning hver og strip 1/4" av slutten
Lod de røde, gule og svarte ledningene på tommelhjulspotentiometeret, hvor henholdsvis rød og svart er spenning og jord. Motstanderene er ikke polarisert, så det spiller ingen rolle hvilken pin er spenning og som er bakken, men være konsistent
Løs den gule ledningen på utgangspinnen på potensiometeret, midtpunktet til delen som er oppført ovenfor. Denne ledningen vil bære den justerte spenningen til en analog pinne på Trinket, slik at den kan lese verdien når du bytter den
Vippebryter
Klipp, stripp og lodd en 4 "rød ledning til en flens av vippebryteren. Vrikkebryteren vil avbryte batterispenningen. I mange komponenter er det nyttig å feste først på bakken når du bruker strøm.
Kutt JST-ledningstrådene i halve og lag den mannlige enden. Du vil ikke bruke den til dette prosjektet
Trekk den røde og den svarte ledningen fra hverandre på JST-jumperen med JST-kontakten for kvinnelige, slik at du har ca. to inches separert
Løs den røde ledningen fra den kvinnelige JST-jumperen til den andre flensen på vippebryteren
LED-ring
Klipp og strip en 4 "lengde rød, svart og grønn ledning
Løs de røde og svarte ledningene til VCC og GND hull i LED-ringen fra baksiden, slik at ledningene strekker seg vekk fra baksiden av ringen
Løs den grønne ledningen til I hull fra baksiden
Trekk ledningene gjennom hullene i reflektoren
Pass på at LED-ringen er sentrert på reflektoren og sett en blomst av varmt lim på baksiden av reflektoren der ledningene kommer gjennom, slik at ledningene holdes og deretter LED-ringen på plass
Vekslebryter
Klipp og strikk en 4 "lang rød tråd
Løs den røde ledningen til en pin på bryteren
Klipp og strip en 2 "lang svart wire
Løs den svarte ledningen til den andre kontakten på bryteren
Fest komponentene til lommelykten
Før lodding av komponentene til Trinket, må ledningene mates gjennom lommelyktens vegg. Følg trinnene nedenfor for å feste alle komponentene til lommelyktens kropp.
Trekk forsiktig ledningene til potensiometeret gjennom hullene i lommelykten som trekker ledningene ut av munnen
Fest komponentene
Sett en liten dråpe varmt lim på undersiden av potensiometeret og trykk det godt til lommelyktens kropp
Gjenta for alle tre potensiometrene
Bruk samme prosess for å sette bryteren på kroppen
Fest ledningene til vippebryteren gjennom hullet du kutter og trykk på bryteren på plass
Komponenter vedlagt
Komplett montering Lodding
Vekslebryter
Toggle bryteren skal koble 3.3V strøm til en pinne på Trinket som er satt til INPUT-modus. Når strømmen har lov til å strømme, registreres stiften som HØY, og programmet vil bytte modusen der lommelykten er i bruk. Motstanden forbinder tappen på Trinket til bakken til trekke ned tappen slik at den ikke plukker opp forbigående spenningsendringer og bestemmer seg for tilfeldigvis å bli høy.
Løs en motstand mot den svarte ledningen fra bryteren. Hvis du føler deg eventyrlystne kan du prøve å bruke NASA-stilen, men jeg fant en straight splice fungerer også bra også
Skyv varmekrympeslangen over motstanden og opp ledningen. Dette vil bli brukt til å dekke motstandsklemmen, motstanden og skarven på den andre enden av motstanden, slik at et to-tommers stykke kan gjøre. Bruk en rørstørrelse som vil glide over to ledninger sammen. Du vil se hvorfor i en i de neste trinnene
Klipp og strip en 3 "-del av grønn ledning og svart ledning
Vri den ene enden av den grønne og svarte ledningen sammen og tinn med loddetinn
Løs den andre ledningen av motstanden til de grønne og svarte ledningene du nettopp forberedt. Dette vil gjøre en Y-tilkobling
Skyv varmekrympeslangen over motstanden og Y-spalten
Bølg forsiktig en flamme under røret til den krymper på plass. Pass på at du ikke brenner røret eller PVC-belegget på ledningen. Det lukter dårlig og røykene er ikke gode. Ikke spør meg hvordan jeg vet
Uregulert kraft
Selv om uregulert strøm høres veldig spennende ut, er det ikke bra for elektronikk. LED-ringen og Trinket kan akseptere den røde batterispenningen fra bryteren, men resten skal reguleres ned til 3,3 V ved Trinkets ombordspenningsregulator. Trinnene nedenfor viser hvordan du sprer sammen de uregulerte strømledninger.
Slip en 1 "-del av varmekrympeslange som vil dekke to trådbredder over den røde ledningsledningen fra vippebryteren
Klipp og strikk en 3 "-del av rød ledning
Vri på rattbryterens røde ledning sammen med den røde ledningen du bare kutter og tinn dem med loddetinn. Den løse ledningen vil til slutt gå til Trinket
Splice de to ledningene du bare har laget med den røde ledningen fra LED-ringen
Slip slangen over skjøten og krymp det forsiktig
Løs den løse røde ledningen fra denne Y-spalten i FLAGGERMUS+ hull på trinket. Når du gjør dette, setter du kabletipset inn i Trinket fra bunnen. La et lite mellomrom være mellom trinketplaten og PVC-belegget på ledningen. Hvis du trykker PVC-belegget opp godt mot baksiden av Trinket, står det en sjanse til å smelte PVC inn i skjøten. Igjen, ikke spør
Regulert kraft
Det skulle være fire gjenværende strømledninger som dangler fra lommelyktens munn. Disse vil trenge regulert kraft.
Klipp og strikk en 4 "-del av rød ledning
Løs en ende til 3V hull på trinket
Klipp en rad av prototabellen, og kontroller at raden er koblet til kobberbekledning. Et stødt par saks vil gjøre rask arbeid på proto bordet.
Prototype brettsnitt
Klipp et 5-hulls stykke av proto-stripen
Løs den røde ledningen fra Trinket i det første hullet på prototabellen. Før kabelen gjennom ryggen, slik at du slipper metallenden til kobberet av brettet
Løs de resterende 4 røde ledningene til prototabellen. Sørg for å fjerne dem og rute dem forsiktig før lodding
Wrap den synlige ledningen og stripen i elektrisk tape for å forhindre at denne strømbussen kortere når den skyves inn i lommelyktens kropp
Ground Bus
Det kommer til å være 6 svarte jordledninger fra lommelykten. Disse må jordes sammen med Trinket.
Klipp et syv-hulls stykke av proto-stripen
Klipp og strip en 4 "svart wire
Løsn kabelen til GND hull på trinket på samme måte som måten du lodd den røde ledningen på
Lodde de andre 6 svarte fører til bakken
Dekk med elektrisk tape
Signal fører til trinket
På dette punktet bør du stå med to grønne (en fra LED-ringen) og tre gule ledninger. De grønne ledningene er digitale tilkoblinger for LED-ringdata-kontrollen og HIGH / LOW-bryteren. De gule ledningene er det analoge spenningsnivået fra potensiometeret som Trinket vil analogRead (). Trinnene nedenfor beskriver hvor du skal koble dem.
Løs den grønne ledningen fra LED-ringen til #1 hull på trinket
Løs den grønne ledningen fra bryterbryteren til # 0 hull på trinket
Løs den gule ledningen fra potensiometeret du angir for å kontrollere den røde fargeværdien til # 2 hull på trinket. I min bygning var dette det venstre potensiometeret. Jeg konfigurerer røde, grønne, blå kontroller fra venstre til høyre
Løs den gule ledningen fra det grønne kontrollpotensiometeret til # 3 hull på trinket
Løs den gule ledningen fra det blå kontrollpotensiometeret til # 4 hull på trinket
Wire rats nest
Alle ledninger skal nå loddes og regnskapsføres. Før du fyller mye i lommelykten, vil du programmere Trinket og teste byggingen.
Programmer Trinket
Trinket ligner Arduino-familien av brett fordi den bruker en Atmel-chip, spesielt ATtiny85. Dette er en mindre brikke enn de større Arduino-bordets fettere, men fortsatt ganske kraftig.
For å få kostnadene ned til noe som kunne løses inn i et prosjekt og forlot, sluttet produsenten noen av de dyrere delene som utgjør kostnaden i noe som en Arduino Uno. På grunn av dette er det nødvendig med noen få trinn for å programmere Trinket. Heldigvis er det en strålende opplæring om hvordan du konfigurerer din eksisterende Arduino IDE eller installer en pre-fast versjon. Følg instruksjonene i opplæringen og trykk på prøveblinkskissen til Trinket. Forsikre deg om at du er komfortabel med å skyve en skisse til din Trinket vellykket før du fortsetter.
Når du har dratt en skisse til Trinket, åpner du rgbflashlight skisse som er i glidelås pakke med denne opplæringen. Du kan også finne den og det siste Fritzing-diagrammet på rgbflashlight github-depotet.
Legg merke til at pinnene som er definert i skissen for de røde, grønne og blå pinnene, ikke er de samme som silkeskjermhullene som lederne ble loddet. Dette er sikkert forvirrende, men hvis du refererer tilbake til opplæringen om programmering av Trinket og leser utskrift, vil du se at analogRead funksjon på Trinket-plattformen tallene de analoge pinnene annerledes. Ikke spør meg hvor mye tid jeg spilte før jeg fant den lille perlen.
Slå på og teste
Nå er du klar til å koble batteristrømmen og teste enheten.
Koble fra programmerings USB-kabelen
Kontroller at bryteren er i avstand
Koble deg til Lipo-batteriet til JST-kontakten på prosjektet
Vri bryteren til på-stillingen
Det som skjer neste vil avhenge av orienteringen til potensiometrene og bryteren. Etter et par sekunder skal lysene komme på. De to typer atferd du bør forvente er:
Toggle bryteren åpen (ingen nåværende passering): I denne modusen styrer rattene de røde, grønne og blåmetningsnivåene ved å skru dem. Prøv dem ut.
Toggle bryteren lukket (nåværende passering, pin er HIGH): I denne modusen styrer skiven som styrer den røde fargen i den andre modusen, nå lysstyrken på LED-ringen. Det blir veldig lyst. Den grønne tallerkenen styrer hvor raskt LED-ringen blinker. Ha det gøy med dette.
Nå som du har bekreftet at alt fungerer, er det på tide å sette det sammen.
Monter lommelykten
Kontroller at bryteren er slått av før du starter.
Brett forsiktig ledningene i en bunt og legg dem inn i lommelyktens kropp. Pass på at det ikke er utilsiktet kontakt med utsatt ledning. Hvis du brukte varmekrympeslangen og elektrisk tape som foreslått, bør du ikke bekymre deg
Skyv batteriet inn i lommelykten på en måte slik at det blir enkelt å komme seg ut for lading
Sett LED-ringen og reflektoren inn i lommelyktens munn og dekk dem med linsen og ringen
Hold linsen fast mot LED-ringen og skru lommelyktringen forsiktig. Ved å trykke på linsen forhindrer du LED-ringen fra å spinne og klemme ledningene inne i lommelykten. Lommelyktringen vil ikke skrues helt lukket på grunn av det rommet LED-ringen tar opp mellom reflektoren og linsen. Stram forsiktig.
Sammendrag
Denne opplæringen har vist deg hvordan du bygger en høyteknologisk lommelykt som kjører på et litiumionbatteri og kan skinne i alle regnbuens farger. På toppen av det kan barna ikke holde hendene av det, vel, det kan jeg ikke.
Enda viktigere har du utvidet dine ferdigheter i å jobbe med Arduino-basert elektronikk. Du lærte å bruke en Atmega Tiny85 basert trinket for Arduino-kompatible prosjekter med lav pris. Du jobbet med adresserbare RGB-lysdioder og leser verdier fra potensiometerhjul og bryterbrytere for å kontrollere fargene, lysstyrken og blinkhastigheten til lysene.
Du har også fått noen tips og litt erfaring med å bygge et prosjekt inn i et ikke-standardisert tilfelle. Den blinkende spesielle effekten er trolig den enkleste effekten som kan gjøres med LED-ringen, så vær så snill å utforske med koden for Trinket og se hvilke andre spesialeffekter du kan opprette.
Share
Hva du skal skape
komponenter 
Kretskort
Lommelykt kropp
Komponenter på lommelyktkroppen 
Reflektor forberedt 
Fest komponentene
Komponenter vedlagt
Prototype brettsnitt
Wire rats nest
Accentsconagua