Geek Spinner: 14 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Фиджет ээрэх нь хөгжилтэй байдаг бөгөөд та хэдхэн долларын үнэтэй лангуун дээрээс олж болно, гэхдээ хэрэв та өөрөө барьж чадвал яах вэ? Мөн LED байсан уу? Та хүссэн зүйлээ хэлэх эсвэл үзүүлэхийн тулд үүнийг програмчилж болох уу? Хэрэв энэ нь гайхалтай сонсогдож байвал ЭНЭ ТАНЫ ТӨСӨЛ.

Хүүхдүүдийг програмчлах сонирхолтой болгохын тулд би үргэлж анивчдаг LED ашиглах сонирхолтой байсан. Arduino микроконтроллертой хамгийн энгийн төсөл бол LED -ийг асаах, унтраах явдал юм. Дараа нь та LED -ийг тасралтгүй асаахаасаа өмнө (12 миллисекундын интервалаар) хичнээн хурдан анивчдаг болохыг олж мэдээрэй. Дараа нь та LED -ийг нааш цааш нь сэгсрэхэд дахин анивчихыг харж болно! Энэ үзэгдлийг "алсын хараатай байдал" (POV) гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ төсөл хэрхэн ажилладаг. Энэ нь нүд хэрхэн ажилладаг, компьютер ямар гайхалтай хурдтай ажилладаг талаар ярилцахад хүргэдэг.

Энэхүү төсөлд програмчлах боломжтой 8 битийн микроконтроллер, найман LED, зоосны эсийг ашигладаг. Энэ нь скейтбордын стандарт холхивч ашиглан эргэдэг бөгөөд эргэлтийг тодорхойлохын тулд Hall эффект мэдрэгч, соронз ашигладаг. Энэ нь цооногоор дамжих эхлэгчдэд ээлтэй хэсгүүдийг ашиглан хийгдсэн бөгөөд Arduino програмчлалын орчныг ашиглан програмчилж болно. Хангалттай яриа өрнүүлье…

Алхам 1: Эд анги, багаж хэрэгсэл, хангамжийг цуглуул

Бүтээн байгуулалтын дундуур явж байгаад ямар нэгэн зүйл дутагдаж байгааг олж харах нь үргэлж урам хугардаг. Эдгээр нь миний туршиж үзээд сайн ажиллаж байгааг олж мэдсэн хэсгүүд юм. Өөрсдийн эрсдэлд орлуулах:

Билл материалын материал =================

• 1 ea, Нил ягаан өнгийн ПХБ, АНУ -д OSH Park -ийн хайраар үйлдвэрлэсэн
• 1 ea, Attiny 84, Atmel ATTINY84A-PU,
• 1 ea, Tactile switch, TE 1825910-6,
• 1 ea, Slide Switch SPDT through Hole, C&K JS202011AQN,
• 1 ea, Зай эзэмшигч, Linx BAT-HLD-001-THM,
• 8 ea, 3 мм улаан LED 160 Mcd, Wurth 151031SS04000,
• 8 ea, 330 ohm 1/8W, Stackpole CF18JT330R,
• 1 ea, 0.1 uF cap, KEMET C320C104M5R5TA,
• 1 ea, Соронзон унтраалга, Melexis MLX92231LUA-AAA-020-SP,
• 1 ea, 608 Skateboard Bearing,
• 1 ea, жижиг ховор газрын соронз 2мм 1мм,
• 2 ширхэг, 3D хэвлэсэн таг (STL файл хавсаргасан болно).
• 1 ea, CR2032 зай, Panasonic BSP эсвэл түүнтэй адилтгах,

Багаж хэрэгсэл, хангамж: Миний семинарт би хямсаанаас бусад хэрэгтэй бүх зүйлийг агуулсан SparkFun -ийн анхан шатны багаж хэрэгслийг ашигладаг.

• Гагнуурын төмөр.
• SolderWire
• Угаах хавчаар (би 5 долларын Hakko CHP170-т дуртай!)
• Цэвэрлэгч сүлжих
• супер цавуу

Аттинийг програмчлах (4 -р алхам, хэрэв та үүнийг иж бүрдэл болгон худалдаж авбал шаардлагагүй):

• Arduino (хямд хятадын клонуудаас зайлсхийж, АНУ -ын нээлттэй эхийн үйлдвэрлэлийг дэмжээрэй).

  • SparkFun Redboard
  • Адафрутын метро
  • Ардуино НҮБ
• AVR програмчлалын бамбай.
• Пого адаптер (хэрэв програмыг чип суулгасан бол).
• Uno-д зориулсан стандарт USB A-B, Redboard-д зориулсан USB Mini эсвэл метроны USB Micro.

Энэхүү төслийн хэрэгслийг Tindie.com дээрээс авах боломжтой (зай хасах). Энэхүү иж бүрдлийг худалдаж авснаар хэд хэдэн өөр үйлдвэрлэгчдээс захиалга авахад зарцуулах цаг, зардлаа хэмнэж, ПХБ -ийн захиалгын доод хэмжээнээс зайлсхийх болно. Түүнчлэн Attiny програмчлах нь тийм ч чухал биш бөгөөд хэрэв та уг иж бүрдлийг худалдаж авбал үүнийг аль хэдийн урьдчилан програмчлах болно. Та мөн миний семинар дээр бусад төслүүдийг боловсруулж, хуваалцахад надад туслах болно!

Алхам 2: Эсэргүүцэл зайлшгүй шаардлагатай

Танд иж бүрдэл хийх туршлагатай гэж бид таамаглаж байна. Хэрэв танд гагнах ажилд тусламж хэрэгтэй бол www.sparkfun.com/tutorials/213 руу орж, угааж цэвэрлэх эсвэл Geek Girl -ийн тайлбарыг https://www.youtube.com/embed/P5L4Gl6Q4Xo дээрээс үзнэ үү. Надад https://www.tindie.com/products/3447/ дээрээс эхлэн сурагчдад тохирсон иж бүрдэл байна.

Би резистороор эхлэх дуртай, учир нь а) тэд гагнуурын ховилд орохдоо харьцангуй халуунд тэсвэртэй, төмрийн температур ойртдог, б) туйлшралгүй тул чиглэл нь тийм ч чухал биш, в) тэдгээр нь Самбар дээрх хамгийн бага бүрэлдэхүүн хэсэг тул гагнахдаа сайтар суу. LED тус бүрт нэг ширхэг 330 Ом гүйдэл хязгаарлах 8 резистор байдаг. Та нэг нэгээр нь, эсвэл бүгдийг нэг дор хийж болно.

• Утаснуудыг дэвсгэрийн өргөн хүртэл нугалж, резисторыг оруулна уу.
• Самбарыг эргүүлээд утаснуудаа гагнана.
• Цахилгааны ирмэгийг таслах замаар хайчилж ав.
• Геек найзуудаа гайхуулахыг хүсч байвал тэднийг төмрөөр дахин цохь.

Алхам 3: Код?

Хэрэв та миний иж бүрдлийг худалдаж авсан бол чипийг урьдчилан програмчилсан бөгөөд дараагийн алхам руу шилжиж болно.

Тийм ээ, энэ төсөлд код хэрэгтэй байна. Хэрэв та анхаарлаа хандуулж байсан бол 1 -р алхам дээр Attiny програмчлах нь тийм ч чухал биш гэж би хэлсэн. Би Arduino -г ашигладаг, энэ бол програмчлалын орчин, миний AVR програмист, pogo pin jig.

Чипийг гагнахаас өмнө програмчилж болно (зураг 2), эсвэл ПХБ -ийн доод хэсэгт байрлах ISP толгой ашиглан гагнаж дууссаны дараа (зураг 3). Аль ч тохиолдолд програмчлал дараах байдалтай байна.

• Arduino програмчлалын орчныг татаж авах.

• Attiny 85 -ийн дэмжлэгийг дараахаас суулгана уу.

  • https://highlowtech.org/?p=1695 (Arduino Tiny)
  • https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore (Attiny Core)
• "Arduino -ийг ISP -ийн ноорог" -ыг байршуулна уу: [Файл] -> [Жишээ] -> [Arduino -ийг ISP болгон].
• AVR програмчлалын бамбайг холбож, тууз кабелийг Attiny84 байрлалд оруулна уу
• Хэрэв Pogo адаптер ашиглаж байгаа бол самбар дээрх ISP толгой дээр байрлуулна уу. Эерэг ба сөрөг дэвсгэрүүдийг тэмдэглэсэн тул та толгойн хэсгийг зөв чиглүүлэх боломжтой болно.
• Хэрэв та чип ашиглаж байгаа бол түүнийг нэг зүүгээр USB холбогч руу оруулна уу.

• Зөв чипийг сонгоно уу:

  • Arduino Tiny: "Attiny 84 @ 8 Mhz"

  • Attiny Core: "Attiny 24/44/84"

    • "Attiny 84" чип
    • 8 МГц (Дотоод)
    • "Цагийн зүүний эсрэг" зүү зурах
• Програмист, [Багаж хэрэгсэл] -> [Программист] -> [Arduino -ийг ISP болгон сонгоно уу]
• Програмчлалын гал хамгаалагчийг тохируулна уу, [Хэрэгсэл] -> [Ачаалагчийг шарна уу]
• Хавсаргасан эскизээ байршуулах, [Файл] -> [Программист ашиглан байршуулах]

Надад тохиолддог хамгийн том алдааны эх үүсвэр нь тээглүүрийг зөв байрлуулахгүй байх явдал юм.

Алхам 4: Чип хийх

Одоо таны чип дээр код байгаа тул та үүнийг суулгаж болно. DIP ("давхар шугамын багц") чипний чиглэлийг ихэвчлэн нэг зүүтэй зэргэлдээх нүх эсвэл нэг зүү агуулсан чипний төгсгөлд байрлуулдаг.

• Туузыг хавтгай гадаргуу дээр дарж 90 градус хүртэл нугална (зураг 1 ба 2).
• Чипийг ПХБ дээрх тэмдэгтэй тааруулж, чипийг оруулна уу (зураг 3).
• Эсрэг талдаа нэг зүүг гагнаж, чип хоёулаа ПХБ -ийн эсрэг хавтгай, чиглэл зөв эсэхийг шалгаарай. Үүний дараа засахад үнэхээр хэцүү болно. Энэ талаар надад итгээрэй.
• Үүнийг зөв оруулсан гэдэгт итгэлтэй болсны дараа үлдсэн тээглүүрийг гагнаж, дараа нь тэгшлээд хайчилж ав.

Алхам 5: Шилжүүлэгч ба конденсатор

Товчлуур нь IC -ийн хажууд, нөгөө талд нь конденсатор орно.

• Товчлуурыг байрандаа дарна уу (зөв чиглэлд байгаа эсэхийг шалгаарай).
• Газар дээр нь гагнана.
• Хойнуудыг ар талаас нь хайчилж ав.

Конденсатор нь чиг баримжаа байхгүй, гэхдээ хэрэв та бичих талыг нь гадагш гаргавал таны найз нөхөд таны ямар үнэ цэнийг ашигласныг мэдэх болно.

Алхам 6: Шилжүүлэгч ба зай эзэмшигч

Шилжүүлэгч нь түвшинг гадагш чиглүүлдэг. Бусад зүйлсийн нэгэн адил хоёр тээглүүрийг гагнаж, хавтгай суусан эсэхийг шалгаад үлдсэн хэсгийг нь гагнана.

Зай эзэмшигч нь чиг баримжаагаа харуулах тэмдэглэгээтэй боловч энэ нь хамаагүй. Гэсэн хэдий ч энэ нь ердийн утаснаас арай илүү дулаан шаардагдах бөгөөд батерейг байрлуулахын тулд түүнийг суулгасан эсэхийг шалгаарай (зураг 4).

Алхам 7: LED

Наад зах нь нэг LED ороогүй зохистой төсөл байхгүй. Энэ нь НАЙМАН байна!

Урт хар тугалга нь эерэг (анод). Торгоны дэлгэц дээр "+" тэмдэг байгаа бөгөөд дэвсгэр нь дөрвөлжин хэлбэртэй байна. Хэрэв та нэг дор найман дасгал хийвэл бүх чиг баримжаа зөв эсэхийг шалгахын тулд тэдгээрийг дээш нь барь.

• LED тус бүр дээр нэг тугалга гагнана.

• Чиглэлийг шалгаж, хавтгай суусан эсэхийг шалгаарай (зураг 3).

  Хэрэв тийм биш бол хуруугаараа товчлуур дээр дарж, тугалган байрлалыг нь дуустал нь дахин халаана (зураг 4)

• Үлдсэн хэсгийг нь гагнана.
• Утаснуудаа хавчуул.

Алхам 8: Үүнийг шалгаж үзээрэй

Энэ үед бид LED -ийг шалгаж, унтраах боломжтой хэвээр байна.

• Эерэг талыг гадагш чиглэсэн батерейг оруулна уу.
• Ээрэх төхөөрөмжийг асаагаад бүх LED асах хүртэл товчлуурыг дарна уу (видеог үзнэ үү).
• Ээрэх төхөөрөмжийг эргүүлээд хэв маягийг нь үзээрэй. Хэрэв LED асахгүй бол түүнийг арагш нь суулгаж эсвэл халуунд гэмтэл учруулж болзошгүй. Үүнийг гагнаж, шинээр оруулна уу.

Алдааг олж засварлах:

• Хэрэв LED гэрэл асахгүй бол:

  • Таны батерей сайн, зөв чиглэлд байгаа эсэхийг шалгаарай.
  • Та чипээ програмчилсан уу? Энэ нь зөв чиглэлд байна уу? Халуурч байна уу?
  • LED нь зөв чиглэсэн байна уу? Гагнуурын үеийг туршиж үзэхийн тулд зоосны үүрийг ашиглана уу?

• Хэрэв унтраалга нь LED -ийг анивчихгүй бол:

  • LED дээрх гагнуурын үеийг шалгана уу.
  • Attiny дээрх гагнуурын үеийг шалгана уу.
• Хэрэв бүх зүйл амжилтгүй болбол урд болон хойд талын өндөр нарийвчлалтай зураг авч, коммент хэсэгт тусламж хүсээрэй.

Алхам 9: Цаг эргүүлэх

Том дэвсгэр дээр хэргийг гагнах замаар холхивчийг тогтооно. Энэ нь тэвчээр, маш их дулаан шаарддаг:

• Холхивчийг байрлуулахын тулд хатуу гадаргуу дээр зоос гэх мэт зүйлийг ашигла.
• Гагнуурын хайрцаг руу урсаж буйг харах хүртэл дэвсгэр болон холхивчийн хальсыг халаана (бага зэрэг хугацаа шаардагдана).
• Нөгөө тал дээр давтана.
• Ээрэх ээрэх замаар холхивч зөв тохирсон эсэхийг шалгаарай.
• Самбарыг эргүүлээд нөгөө талдаа хоёр цэгийг гагнана.

Алхам 10: Энэ бол хувьсгал уу?

Зөвхөн хэв маягийн оронд мессеж харуулахын тулд бид ээрэгчийн тойрогтой холбоотой байрлалыг мэдэх хэрэгтэй. Бид Hall-эффект мэдрэгч, соронз ашиглах болно. Энэ нь шаталтын хөдөлгүүрүүд хамгийн их хүч авахын тулд очоо хэзээ асаахаа мэддэгтэй төстэй юм. Мэдрэгч ба соронзны аль алиных нь чиглэл, тохируулга нь ажиллахад маш чухал юм.

• Төхөөрөмжийн нүүрэн дээрх бичээс нь торгон дэлгэцтэй тохирсон холхивчтой харагддаг (зураг 1).
• Өндөрийг холхивчийн дээгүүр (малгай дахь соронз байх болно) тэгшлээрэй.
• Нэг тугалга гагнах.
• Хоолны өндөр, тэжээлийг шалгана уу.
• Үлдсэн утаснуудыг гагнана.
• Утаснуудаа хавчуул.

Хэрэв та Omni туйл мэдрэгч ашиглаж байгаа бол соронзны чиглэлийг тодорхойлох хэрэгтэй болно. Үүнийг хийх хамгийн сайн арга бол өмнөх алхамаас өөр горимыг тохируулах, дараа нь LED анивчдаг соронзны талыг олох явдал юм (видеог үзнэ үү). Соронзыг хажуу тийш нь харсан тал руу нь наа. Ажлаа давхар шалгаарай.

Алхам 11: Тэнцвэржүүлэх тухай хууль

Хэрэв та ээрэх төхөөрөмжийг батерейгаа хэвтээ байдлаар дээш нь барьсан бол зайны тал руу доошоо эргэхийг харах болно. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тэнцвэржүүлэхийн тулд би хамгийн их хичээсэн ч энэ нь тэнцвэргүй хэвээр байна. Та самар, боолт ашиглан батерейны бус хэсэгт жинг нэмж эсвэл дэвсгэр дээр бага зэрэг гагнуур нэмж болно.

Алхам 12: Та үйл ажиллагаагаа явуулж байна

Соронзон болон мэдрэгчээ байрлуулснаар та Geek Spinner -ийнхээ гайхалтай чадварыг шалгахад бэлэн байна. Ээрэх горимыг асаах үед LED асдаг эсвэл товчлуур дарсны дараа харуулдаг (D0 - D7). Товчлуурыг дарж горимыг өөрчилдөг (видеог үзнэ үү).

int горимууд = 8; // боломжтой горимуудын тоо

// 0 -> "Сайн уу Дэлхий!" // 1 -> RPM // 2 -> секундын доторх цаг // 3 -> эргэлтийн тоо // 4 -> эргэлтийн тоо (нийт) // 5 -> "lilly pad" загвар // 6 -> хэлбэр 1 (зүрх) // 7 -> хэлбэр 2 (инээмсэглэл)

Алхам 13: Гэхдээ түр хүлээгээрэй, илүү их зүйл байна.

"Зүрх" ба "инээмсэглэл" загварыг туйлын график ашиглан 5 градусын эргэлт бүрт найман сегмент хэрхэн харагдахыг харуулсан болно.

Гараар:

• Бүрэн нарийвчлалтай зургийг татаж аваад хэвлэ (зураг 1).
• Өөрийнхөө зургийг гаргахын тулд блокуудыг бөглөнө үү (зураг 2).

• Радиалын дагуу 0 -ээс эхлэн байтыг хар = 1, цагаан = 0 ашиглан тооцоолно;

  Зүрхний эхний радиаль нь 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, тэгэхээр байт = 0b100000000;

• Дуусгах хүртэл үргэлжлүүлээрэй (хэрэв таны дүрс тэгш хэмтэй бол та зөвхөн талыг нь хийх хэрэгтэй).
• Байтыг ноорог хэсгийн "textAndShapes.h" хэсэгт "хэлбэр_1 " эсвэл "хэлбэр_2 " хэсэгт оруулна уу.

Python ашиглах:

• Python суулгана уу.
• Python -ийн зургийн санг суулгана уу.
• Хавсаргасан "readGraph.py" скриптийг татаж авна уу.
• Бүрэн нарийвчлалтай зургийг татаж авах (зураг 1).
• Зургийг дуртай редактор дээрээ нээнэ үү (GIMP эсвэл MS Paint).
• Харуулахаар сонгосон хар өнгийн "Fill" командыг ашиглан асаахыг хүссэн хэсгүүдийг бөглөнө үү (зураг 2).
• Зургийг "readGraph.py" скрипттэй ижил директорт хадгалаад скрипт дэх файлын нэрийг өөрчилж тохируулна уу.

im = Image.open ('heart.png')

Скриптийг ажиллуулаад гаралтыг "хэлбэр_1 " эсвэл "хэлбэр_2 " хэсэгт ноорог хэсгийн "textAndShapes.h" хэсэгт оруулна уу

Ямар ч байсан өөрийн бүтээлээ (зураг, код) сэтгэгдлээр хуваалцаарай!

Алхам 14: Зээл ба эцсийн бодол

Мэдээжийн хэрэг, би энэ бүхнийг ганцаараа гаргаагүй. Холын цохилтоор биш.

• Миний POV-тэй хийсэн анхны туршлага бол Ник Сайерын POV Twirlie нэртэй төсөл байсан: https://www.tindie.com/products/nsayer/pov-twirlie/. (Би бас pogo адаптер ашигладаг).
• Techydiy's Instructable https://www.instructables.com/id/LED-FIDGET-SPINNER/ -ийг үзээд "LED + Fidget spinner = POV" гэсэн бодол тархинд минь орж ирэв.
• Гайхалтай санаа төрөх үед хэн нэгэн үүнийг аль хэдийн хийчихсэн байдаг: https://www.instructables.com/id/POV-Arduino-Fidget-Spinner/. Гадаргуу дээр гагнах нь миний хийж чадах зүйл боловч эхлэгчдэд ээлтэй биш юм. Түүний код миний толгойноос арай дээгүүр байсан ч би түүний RPM болон тоон үзүүлэлтийг харуулах талаархи санаагаа ашигласан.
• Би текстийг харуулахын тулд Reger-men POV Clock кодын хэсгүүдийг ойлгож, ашиглаж чадсан:

Аливаа төсөл хэзээ ч төгс эсвэл төгс байдаггүй. Миний урагшлах зарим бодол энд байна:

• Тэнцвэр: Мэдээллийн хүснэгтэд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жингийн талаархи мэдээлэл бараг байдаггүй тул тэнцвэрийг бий болгохгүйгээр мэдлэгтэй таамаглахад хэцүү байдаг. Батерей нь мэдээж хамгийн хүнд эд анги юм. Би тэнцвэржүүлэхийн тулд шаардлагатай бол жинг нэмэхийн тулд төгсгөл бүрт нүх нэмсэн.
• Цагийн зүүний дагуу? Хэрэв та анзаарсан бол, хэрэв та цагийн зүүний дагуу эргэдэг бол текст зөв харагдана. Нөгөө чиглэлд эргэх нь толин тусгал дүрсийг үүсгэдэг. Хоёрдахь танхимын мэдрэгч эсвэл соронз нэмснээр эргэлтийн чиглэлийг олж авах боломжтой болно (Шоны төсөл үүнийг хийсэн).
• Өнгө? Програмчлагдах RGB LED ашиглах нь өнгө хийх боломжийг танд олгоно. Тэдгээр нь ихэвчлэн гадаргуу дээр бэхлэгддэг.