Candela LED Clapper: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Di sbkirbyStephen B. KirbyFollow Altro dell'autore:

Informazioni: I miei hobby sono la lavorazione del legno, l'elettronica, la programmazione, la stampa 3D e la produzione di segatura con il mio router CNC. Maggiori informazioni su sbkirby »

Tre anni fa ho visto "My New Flame" di MORITZ WALDEMEYER, INGO MAURER UND TEAM 2012 al negozio di souvenir del museo, e mi sono innamorato dell'idea. Speravo di ricreare qualcosa di affascinante, divertente, funzionale e interessante da guardare, ma con una leggera svolta. Di certo non potrei fare nulla di paragonabile alla loro bellissima opera d'arte. Pertanto, ho creato una versione Clapper di una candela LED. Batti due volte per accendere o spegnere la candela. La funzione Clapper è opzionale e può essere attivata o disattivata se inclusa nella build. In alternativa, questa funzionalità può essere omessa completamente dalla build.

Ce ne sono sette in giro per casa mia che uso come candele ornamentali e luci notturne. Li tengo collegati a un caricabatterie per cellulare da 5 VDC per alimentare l'unità e per ricaricare la batteria agli ioni di litio. Una carica può durare circa 18 ore, il che li rende ottimi per l'illuminazione di emergenza.

Nota: la candela nel video sul lato destro con una copertina non è una candela da batacchio.

Passaggio 1: parti e strumenti

Parti necessarie per il progetto:

• 1 candela Lumiere Candles in resina liscia - 6" H x 3" OD
• 1 mini scheda Arduino Pro ATMEGA328P 16MHz 5V
• 1 ciascuno LED Charlieplexed Matrix - 9x16 LED - Giallo [ID:2948]
• 1 driver per matrice LED Adafruit 16x9 Charlieplexed PWM - IS31FL3731 [ID:2946]
• 1 caricatore Adafruit PowerBoost 500
• 1 batteria 18650 agli ioni di litio
• 1 portabatteria 18650 ciascuno
• 1 interruttore SPST a levetta
• 1 ea Circuito stampato personalizzato
• Plastica acrilica trasparente 6 mm

Con Clapper (Opzionale):

• 1 cad. ATMEL / Tecnologia Microchip DIP-8 ATTINY85-20PU
• 1 ciascuna presa DIP-8
• 1 relè a stato solido LCB710
• 1 modulo di rilevamento del suono ad alta sensibilità
• 1 ogni 220 resistore
• 1 interruttore a levetta subminiaturizzato 2MS1T1B1M2QES ON/ON 3P-SPDT
• 1 ea Circuito stampato personalizzato

Utensili:

• 1 ea CP2102 Micro USB a modulo UART TTL 6 pin - ebay.com
• Saldatore

Passaggio 2: assemblaggio della base acrilica

Utilizzando i disegni vettoriali PDF forniti, è possibile creare i percorsi utensile per ritagliare l'acrilico. Ogni file PDF contiene Alto, Basso, due Lati e un piccolo rettangolo che viene utilizzato come distanziatore sotto il Modulo Sonoro. Questa parte non è necessaria se stai costruendo la versione senza Clapper (senza suono) di questa candela LED.

Ho usato una fresa a candela da 1/8" per tagliare la maggior parte delle parti e ho eseguito una passata di finitura con una fresa a candela da 1/16". La fresa a candela da 1/16" è necessaria per le fessure strette sui lati e sulla parte superiore.

I fori di montaggio sono stati localizzati manualmente e praticati a mano. Alcuni dei fori devono essere praticati prima del montaggio. Ad esempio, i fori per montare la scheda PowerBoost.

Carteggiare e testare tutti i pezzi. Consiglio di utilizzare Plast-I-Weld per unire i pezzi.

Nota: il diametro della parte superiore e inferiore deve essere dimensionato in base al diametro interno (ID) dei corpi delle candele in resina acquistati.

Passaggio 3: circuiti con e senza batacchio

Il circuito LED Candle di base è costituito da una batteria, un interruttore, un alimentatore e un circuito stampato (PCB) a candela con una matrice LED Charlieplexed, un driver Charlieplexed Matrix e Arduino Pro Mini 5 VDC. Una versione assemblata del circuito della candela può essere vista sopra. L'unico collegamento a questo PCB è 5 VDC fornito dall'alimentatore. La batteria è collegata all'alimentatore PowerBoost, che può caricare la batteria agli ioni di litio e fornire protezione per una batteria a bassa tensione. L'alimentatore fornisce anche un mezzo per accendere o spegnere la candela mettendo a terra la connessione EN tramite l'interruttore.

Il PCB Clapper include un relè a stato solido (LCB710) e un microcontrollore (ATTiny85) per elaborare i segnali dal modulo audio e controllare l'alimentazione al PCB Candle. L'ATTiny85 è programmato per ascoltare due forti suoni simultanei e attivare o disattivare il relè. Sfortunatamente, questa configurazione non è in grado di distinguere un battito di mani da altri suoni forti, quindi il circuito si attiverà se si sentono due suoni forti contemporaneamente.

Ho installato una presa DIP-8 sul PCB Clapper per facilitare l'installazione o la rimozione dell'ATTiny85. Tutti gli altri componenti possono essere saldati alla scheda.

Collegare i pin 1 e 2 di J1 per il normale funzionamento. In secondo luogo, collegare i pin + e - del PCB Clapper ai pin + e - del PCB Candle. Collegare i 5V e GND dell'alimentatore PowerBoost ai collegamenti + e - di "PWR IN" del PCB Clapper. Collegare il mini interruttore a levetta SPDT alla connessione "CLAPPER". Collegare il polo dell'interruttore a C e gli altri due collegamenti a piacere. Infine, collega il VCC e GND del Modulo Sonoro al + & - di "SND MOD" e l'OUT alla connessione Out del Clapper PCB.

Passaggio 4: circuiti stampati

In allegato i file Gerber che ho creato con KiCad per ordinare i due circuiti stampati. Di recente ho ordinato 10 PCB Candle Flame per $ 5. Si dà il caso che ho ordinato il doppio delle schede a metà del prezzo del mio ordine originale del 2016.

Passaggio 5: assemblaggio del circuito stampato

1. Installare i connettori maschio dal retro del PCB con la parte più lunga che sporge dalla parte anteriore. Non installare collettore maschio dove indicato.
2. Fissare le intestazioni sul retro e capovolgere il tabellone. Saldare tutti i pin dell'intestazione sul lato anteriore del PCB.
3. Tagliare tutti i perni, come indicato nella foto, a filo della scheda.
4. Orientare la parte superiore della matrice LED Charlieplexed come mostrato nella foto.
5. Capovolgi la matrice LED e installa i LED SU e il modulo di saldatura sui pin.
6. Saldare l'intestazione alla mini scheda Arduino Pro ATMEGA328P 16 MHz 5 V e saldare dal fondo del PCB con la parte più lunga che sporge dalla parte superiore del PCB. Questo verrà utilizzato in seguito per programmare Arduino. Dopo aver saldato l'intestazione, consiglio di staccare la parte di plastica dell'intestazione dai pin. Questo perché la lunghezza dei pin verrà tagliata prima di montare il PCB nella base acrilica.
7. Capovolgi il PCB sul retro e inserisci l'Ardiuno sui pin dell'intestazione e sulla saldatura.
8. Orientare e montare il Matrix Driver sui perni nella parte superiore del retro e saldare.
9. Collegare il modulo TTL da USB a UART ai pin dell'intestazione di Arduino. 5 VDC -> VCC, GND -> GND, TX -> RX, RX -> TX.
10. Collega l'USB del modulo al PC e apri Arduino IDE per caricare il programma.

Passaggio 6: programmi per Arduino Pro Mini e ATTiny85

Adafruit fornisce un tutorial sull'uso della matrice LED CharliePlexed e del driver a Animated Flame Pendant. Ho usato lo stesso schizzo per il mio Arduino Pro Mini, ma ho cambiato data.h in una fiamma di mia creazione. Questo tutorial fornisce tutto il necessario per iniziare con i LED CharliePlex.

L'ATTiny85 utilizza uno schizzo che ho trovato su Henry's Bench - Arduino Sound Detection Sensor: Tutorial and User Manual. Questa pagina ti guiderà attraverso la configurazione e la messa a punto del Sound Sensor Module e di Arduino. Il mio schizzo (ClapperCandle_V2.ino) per l'ATTiny è quasi identico al suo esempio.

Passaggio 7: assemblaggio finale

Una volta che i PCB sono stati assemblati, ora possono essere installati sulla base acrilica. Come accennato in precedenza, si consiglia di eseguire i fori prima dell'incollaggio. Se stai costruendo la versione Clapper, il distanziatore rettangolare ritagliato in precedenza si trova sul lato della posizione di montaggio del modulo sonoro. Questo può essere visto nella foto sopra. Il PCB Clapper è montato sotto il modulo sonoro e sullo stesso lato.

Collegare l'alimentatore PowerBoost 500 alla batteria e all'interruttore di alimentazione principale e, se il PCB Clapper non viene utilizzato, collegare i 5 VDC e GND direttamente alla connessione "PWR IN" del PCB Candle. Altrimenti, collegare la tensione di uscita dell'alimentatore al + e - del PCB Clapper. Collegare l'interruttore a levetta SPDT alle connessioni "CLAPPER" come indicato in precedenza e collegare il modulo sonoro a "SND MOD" come indicato in precedenza. Le rispettive connessioni (+ - TRG) della scheda Clapper sono collegate alla scheda Candle. La connessione TRG non è collegata a nulla.

Controlla il cablaggio rispetto agli schemi e quando sei pronto installa la batteria e accendila.

La candela in resina richiede un foro per il cavo micro USB per il collegamento all'alimentazione. Pertanto, li ho montati sul mio CNC e ho praticato un foro alla distanza corretta dal fondo.

GODERE!

Secondo classificato al PCB Contest