Náhrdelník s pohonem Arduino: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Hledal jsem dobrý projekt Arduino na prázdniny na konci roku. Ale co dělat? Moje malá dcera byla velmi překvapená, když jsem jí nabídl tento „elektronický“náhrdelník, a také velmi šťastná. Doufám, že velkou radost bude mít i člověk, kterému svůj úspěch nabídnete.

Klenot se skládá z mikrořadiče a RGB LED, které mají stejné rozměry. Náhrdelník se skládá z velmi tenkého mosazného drátu, který lze snadno pájet malým cínovým drátem. Napájení je jednoduché 3V knoflíkové lithiové baterii. K ochraně a izolaci baterie jsem použil malý list lepicího papíru, který jsem našel ve své vlastní domácí lékárně.

Krok 1: Nástroje a materiály

Nástroje

• páječka, cínový pájecí drát 0,5 mm
• lupa, protože dráty na pájení jsou tak malé
• počítač s nainstalovaným softwarem Arduino
• programátor ISP, jak je zde vysvětleno
• malá řezačka drátů

Materiály

• baterie CR2032 s bateriovým podstavcem (skládající se ze dvou částí, pro každý pól jedna)
• velmi tenký mosazný drát
• jedna RGB LED v balení 5050 s čipem WS2812B uvnitř (to je důležité, protože 5050 LED najdete bez ovladače WS2812B uvnitř)
• malý kousek lékařského lepicího papíru
• Mikroprocesorová jednotka SMD Atmel Attiny85-20SU SMD
• levný jednoduchý náhrdelník

Krok 2: Elektronické schéma

Elektronické schéma je velmi jednoduché, protože neexistují žádné pasivní součásti, jako jsou odpory, kondenzátory nebo indukčnosti, a protože existují pouze 3 komponenty, včetně baterie.

Jako napájecí zdroj jsem použil lithiovou baterii 3V CR2032. Jeho napětí je nižší než napětí uvedené v datovém listu WS2812B, ale po testování RGB LED netrpěla tímto poklesem 2V.

Skutečnost, že mohu používat jednoduchou 3V knoflíkovou baterii, byla pro mě velmi důležitá podmínka, abych tento projekt oživil. Nedokážeme si představit náhrdelník s velkým těžkým akumulátorem jako zdrojem energie.

Mikroprocesorová jednotka (MCU) také velmi dobře funguje s touto úrovní napětí 3V.

Naměřil jsem střední proud 5,3 mA. Taková lithiová baterie CR2032 má typickou kapacitu 200 mAh. To znamená, že se zbrusu novou baterií můžete nechat systém zapnutý 40 hodin. Ale i polovina by do značné míry stačila na běžné použití.

Krok 3: Software

Mikroprocesorová jednotka je ATTINY85 (~ $ 1) od společnosti Atmel. Naprogramoval jsem to levným Arduino Nano (klon nalezený na ebay za zhruba 5 $). Pokud ale vlastníte originální desku Arduino, můžete ji použít i k tomu.

Arduino Nano bylo naprogramováno pomocí náčrtu „Arduino jako ISP“.

Náčrt naprogramovaný do mikrořadiče ATTINY85 je uveden jako příloha v tomto kroku: JeweLED.ino

Mějte na paměti, že musíte zavaděč vypálit, aby bylo MCU plně naprogramováno. To ve skutečnosti nebliká zavaděč Arduino na MCU, ale bliká některé důležité konfigurační pojistky. Bez toho se skica vůbec nespustí.

Typ desky, kterou si musíte vybrat, musí být: „Attiny85 @ 8MHz (interní oscilátor, BOD zakázán).

BSK znamená Brown-Out Detect. Toto je speciální funkce, která vypne MCU, když napájení klesne pod 4,3 V. To je užitečné, aby se zabránilo poškození dobíjecích baterií. Ale v našem případě to musí být deaktivováno, protože budeme napájet naše MCU pouze 3V a ještě méně.

Krok 4: Sestavení

Prvním krokem je sestavení MCU pomocí LED.

Po naprogramování musí být ponechán pouze pin 4, 5 a 8 Atmel MCU. Ostatní piny lze odstranit, protože jsou zbytečné.

Kolík 4 MCU musí být pájen s kolíkem 3 balení 5050. Ten bude připojen k zápornému pólu baterie.

Kolík 8 MCU musí být pájen s kolíkem 1 balení 5050. Ten bude připojen k kladnému pólu baterie.

Pin 5 MCU musí být připájen s pinem 4 5050 balení. Pin 5 odpovídá PIN0 Arduino pro tento typ MCU.

Pomocí lékařského lepicího papíru izolujte knoflíkovou baterii od pokožky. To vám umožní upevnit zápornou část mosazného drátu na záporný pól baterie.

Na této montáži není vypínač. Chcete-li vypnout LED, musíte otevřít náhrdelník vytažením záporného vodiče z baterie.

A to je vše.

Krok 5: Testování a ladění

Jak vidíte na detailním obrázku, připájel jsem dva velmi malé kroužky mosazného drátu na piny GND a VDD. Účelem je připojit tento „elektronický“šperk k náhrdelníku.

Pro první testování jsem jako náhrdelník použil pouze mosazný drát. Mosazný drát je nezbytný k zajištění elektrických kontaktů, ale nestačí. Mosazný drát má příliš nízkou hmotnost a baterie za krkem je ve srovnání s LED na přední straně příliš těžká. Musel jsem tedy použít skutečný náhrdelník, aby baterie zůstala na svém místě.

Náhrdelník musíte rozdělit na dvě rovnoměrné části a tyto dvě části zavřít na prsteny šperků.

Mosazný drát jsem spletl do každé smyčky náhrdelníku. Drát je téměř neviditelný a zajišťuje elektrické vedení i tuhost celé konstrukce.

Dalším způsobem, jak vytvořit elektrické vedení, by bylo použít nerezové vodivé vlákno, které najdete na Adafruit za nějaké dolary.

Na videu můžete vidět JeweLED v akci.

Užívat si!

Podívejte se na to v akci