Collana con motore Arduino: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Stavo cercando un buon progetto Arduino per le vacanze di fine anno. Ma cosa fare? La mia piccola figlia è rimasta molto sorpresa quando le ho offerto questa collana "elettronica", e anche molto felice. Spero che anche la persona a cui offrirai il tuo traguardo sia molto felice.

Il gioiello stesso è composto da un Micro Controller e da un LED RGB che ha le stesse dimensioni. La collana è costituita da un sottilissimo filo di ottone, che può essere saldato facilmente con un piccolo filo di stagno. L'alimentazione è una semplice batteria al litio a bottone da 3V. Ho usato un piccolo foglio di carta adesiva, trovato nella mia farmacia di casa, per proteggere e isolare il pacco batteria.

Passaggio 1: strumenti e materiali

Utensili

• saldatore, filo per saldatura a stagno da 0,5 mm
• una lente d'ingrandimento, perché i fili da saldare sono così piccoli
• un computer con installato il software Arduino
• un programmatore ISP, come spiegato qui
• un piccolo tagliafili

Materiali

• una batteria CR2032 con relativo basamento batteria (composto da due parti, una per ogni polo)
• filo di ottone molto sottile
• un LED RGB in un pacchetto 5050, con un chip WS2812B all'interno (questo è importante, perché puoi trovare LED 5050 senza il controller WS2812B all'interno)
• un pezzetto di carta adesiva medica
• un'unità micro controller SMD Atmel Attiny85-20SU
• una collana semplice ed economica

Passaggio 2: schema elettronico

Lo schema elettronico è molto semplice, perché non ci sono componenti passivi, come resistori, condensatori o induttanze, e perché ci sono solo 3 componenti, inclusa la batteria.

L'alimentatore che ho usato è una batteria al litio CR2032 da 3V. La sua tensione è inferiore a quella menzionata nella scheda tecnica del WS2812B, ma dopo il test, il LED RGB non ha sofferto di questa caduta di 2V.

Il fatto di poter utilizzare una semplice batteria a bottone da 3V è stata per me una condizione molto importante per rendere vivo questo progetto. Non possiamo immaginare una collana con un grande pacco batteria pesante come fonte di alimentazione.

Anche l'unità micro controller (MCU) funziona molto bene con questo livello di tensione di 3 V.

Ho misurato una corrente media di 5,3 mA. Tale batteria al litio CR2032 ha una capacità tipica di 200 mAh. Ciò significa che, con una batteria nuova di zecca, potresti lasciare acceso il sistema per 40 ore. Ma anche la metà sarebbe ampiamente sufficiente per un uso comune.

Passaggio 3: il software

L'unità micro controller è un ATTINY85 (~ $ 1) di Atmel. L'ho programmato con un Arduino Nano economico (un clone trovato su ebay per circa $ 5). Ma se possiedi una scheda Arduino originale, puoi usarla anche per quello.

L'Arduino Nano è stato programmato con lo sketch "Arduino as ISP".

Lo schizzo da programmare nel Micro Controller ATTINY85 è fornito come allegato in questo passaggio: JeweLED.ino

Attenzione che è necessario masterizzare il bootloader affinché l'MCU sia completamente programmato. Questo in realtà non fa lampeggiare il bootloader Arduino sull'MCU, ma fa lampeggiare alcuni importanti fusibili di configurazione. Senza fare ciò, lo schizzo non verrà eseguito affatto.

Il tipo di scheda da scegliere deve essere: Attiny85 @ 8MHz (oscillatore interno, BOD disabilitato).

BOD sta per Brown-Out Detect. Questa è una funzione speciale che spegne l'MCU quando l'alimentazione scende sotto i 4,3 V. Questo è utile per evitare di danneggiare le batterie ricaricabili. Ma nel nostro caso, deve essere disabilitato, perché alimenteremo il nostro MCU con solo 3V, e anche meno.

Passaggio 4: assemblaggio

Il primo passo è assemblare l'MCU con il LED.

Una volta programmato, devono essere mantenuti solo i pin 4, 5 e 8 dell'MCU Atmel. Gli altri perni possono essere rimossi, perché non necessari.

Il pin 4 dell'MCU deve essere saldato con il pin 3 del pacchetto 5050. Questo sarà collegato al polo negativo della batteria.

Il pin 8 dell'MCU deve essere saldato con il pin 1 del pacchetto 5050. Questo sarà collegato al polo positivo della batteria.

Il pin 5 dell'MCU deve essere saldato con il pin 4 del pacchetto 5050. Il pin 5 corrisponde al PIN0 di Arduino per questo tipo di MCU.

Utilizzare la carta adesiva medica per isolare la batteria a bottone dalla pelle. Questo permette di fissare la parte negativa del filo di ottone al polo negativo della batteria.

Non c'è un interruttore di alimentazione su questo supporto. Per spegnere il LED, è necessario aprire la collana, estraendo il filo negativo dal pacco batteria.

E questo è tutto.

Passaggio 5: test e messa a punto

Come puoi vedere nell'immagine ravvicinata, ho saldato due piccolissimi anelli di filo di ottone sui pin GND e VDD. Lo scopo di questo è attaccare questo gioiello "elettronico" alla collana.

Per la prima prova ho usato solo il filo di ottone come collana. Il filo di ottone è necessario per garantire i contatti elettrici, ma non basta. Il filo di ottone è troppo leggero e la batteria dietro il collo è troppo pesante rispetto al LED sul davanti. Quindi ho dovuto usare una vera collana per far rimanere la batteria al suo posto.

Devi separare la collana in due parti di lunghezza uniforme e chiudere queste due parti sugli anelli gioiello.

Ho attorcigliato il filo di ottone in ogni anello della collana. Il filo è quasi invisibile e garantisce la conduzione elettrica oltre che la rigidità dell'intera costruzione.

Un altro modo per rendere la conduzione elettrica sarebbe quello di utilizzare filo conduttivo inossidabile, che puoi trovare su Adafruit per alcuni dollari.

Nel video, puoi vedere il JeweLED in azione.

Divertiti!

Guardalo in azione