SteamPunk Radio: 10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Նախագիծ ՝ SteamPunk Radio

Ամսաթիվ ՝ մայիս 2019 - օգոստոս 2019

ԱՌԱVIՆՈԹՅՈՆ

Այս նախագիծը, անկասկած, իմ ձեռնարկած ամենաբարդն է ՝ տասնվեց IV-11 VFD խողովակներով, երկու Arduino Mega քարտերով, տասը LED նեոնային լուսային սխեմաներով, մի servo, մի էլեկտրամագնիսով, երկու MAX6921AWI IC չիպերով, հինգ DC հոսանքի աղբյուրներով, HV հզորությամբ: մատակարարում, երկու DC վոլտ հաշվիչ, DC Amp հաշվիչ, FM ստերեո ռադիո, 3W հզորության ուժեղացուցիչ, LCD էկրան և ստեղնաշար: Բացի վերը նշված մասերի ցանկից, զրոյից պետք է մշակվեր երկու ծրագրային ծրագիր, և վերջապես ամբողջ ռադիոյի կառուցումը պահանջեց մոտ 200 ժամ աշխատանք:

Ես որոշեցի այս նախագիծը ներառել Instructables կայքում `չակնկալելով, որ անդամները կվերարտադրեն այս նախագիծն ամբողջությամբ, այլ ավելի շուտ կընտրեն այն տարրերը, որոնք իրենց հետաքրքրում են: Կայքի անդամներին հատուկ հետաքրքրություն ներկայացնող երկու ոլորտ կարող է լինել 16 IV-11 VDF խողովակների կառավարումը `օգտագործելով երկու MAX6921AWI չիպ և դրա հետ կապված լարերը, և երկու Mega 2650 քարտերի միջև հաղորդակցությունը:

Այս նախագծի մեջ մտնող տարբեր բաղադրիչները ստացվել են տեղական աղբյուրներից, բացառությամբ IV-11 խողովակների և MAX6921AWI չիպերի, որոնք ձեռք են բերվել EBay- ում: Ես ուզում էի կյանքի կոչել տարատեսակ իրեր, որոնք հակառակ դեպքում տարիներ շարունակ կտարածվեին տուփերում: HF- ի բոլոր փականները, որտեղից ստացվել են `հասկանալով, որ բոլորը, որտեղ ձախողված միավորներ են:

Քայլ 1. ՄԱՍՆԱԿՈՄՆԵՐԻ ԱՆԿ

1. 2 x Arduino Mega 2560 R3

2. RDA5807M FM ռադիո

3. PAM8403 3W ուժեղացուցիչ

4. 2 x 20W բարձրախոս

5. Դի-բեւեռ FM Արիել

6. 16 X IV-11 VDF խողովակներ

7. 2 x MAX6921AWI IC չիպ

8. 2 x MT3608 2A Max DC-DC Step Up Power Module Booster Power Module

9. 2 x XL6009 400KHz ավտոմատ Buck մոդուլ

10. 1 ալիքի մոդուլ, 5 Վ ցածր մակարդակի ձգան Arduino ARM PIC AVR DSP- ի համար

11. 2 Channel 5V 2-Channel Module Shield for Arduino ARM PIC AVR DSP

12. Էլեկտրական մագնիս բարձրացնող 2.5KG/25N Solenoid Sucker Electromagnet DC 6V

13. 4 փուլային սլաքային շարժիչը կարող է վարվել ULN2003 չիպով

14. 20*4 LCD 20X4 5V Կապույտ էկրան LCD2004 ցուցադրման LCD մոդուլ

15. IIC/I2C Սերիական ինտերֆեյսի մոդուլ

16. 6 x Bits 7 X WS2812 5050 RGB LED Ring Lamp Light with Integrated Drivers Neo Pixel

17. 3 x LED մատանի 12 x WS2812 5050 RGB LED ինտեգրված վարորդներով Neo Pixel

18. 2 x LED մատանի 16 x WS2812 5050 RGB LED ինտեգրված վարորդներով Neo Pixel

19. LED շերտի ճկուն RGB 5 մ երկարություն

20. 12 Key Membrane Switch Keypad 4 x 3 Matrix Array Matrix ստեղնաշարի անջատիչ ստեղնաշար

21. BMP280 Թվային բարոմետրիկ ճնշման բարձրության սենսոր 3.3V կամ 5V Arduino- ի համար

22. DS3231 AT24C32 IIC մոդուլի ճշգրիտ RTC իրական ժամանակի ժամացույցի մոդուլ

23. 2 x Knurled Shaft Linear Rotary Potentiometer 50K

24. 12 Վ 1 ամպ հզորության ադապտեր

Քայլ 2. IV-11 VDF խողովակներ և MAX6921AWI IC CHIP

Այս նախագծերի կողմից MAX6921AWI չիպի օգտագործումը հիմնված է իմ նախորդ Alaարթուցիչի նախագծի վրա: IV-11 խողովակների ութ փաթեթը վերահսկվում է մեկ MAX6921AWI չիպի միջոցով `օգտագործելով Multiplex հսկողության մեթոդը: Երկու կցված PDF ֆայլերը ցույց են տալիս ութ խողովակի հավաքածուի միացումը և ինչպես է MAX6921AWI չիպը միացված խողովակների հավաքածուին, իսկ իր հերթին ՝ Arduino Mega 2560-ին: Այդ հատվածը և Անցի լարման գծերը պահվում են առանձին: Շատ կարևոր է խողովակի ելքերը նույնականացնելը, տես կցված PDF- ը: Սա ներառում է 1.5 Վ տաքացուցիչի կապում 1 և 11, 24 վ անոդի քորոց (2), և վերջապես ութ հատվածի և «դպ» կապում, 3 - 10. Այս դեպքում ժամանակ, նաև արժե փորձարկել յուրաքանչյուր հատված և «dp» ՝ օգտագործելով պարզ փորձնական սարք, նախքան խողովակի հավաքածուն լարելը սկսել: Յուրաքանչյուր խողովակի քորոց շարված է հաջորդաբար խողովակների գծից ներքև մինչև վերջին խողովակը, որտեղ լրացուցիչ լարեր են ավելացվում `MAX6921AWI չիպին հեռակա միացման հնարավորություն տալու համար: Այս նույն գործընթացը շարունակվում է ջեռուցիչի մատակարարման երկու գծերի 1 և 11 կապերի դեպքում: Ես 11 տողերից յուրաքանչյուրի համար օգտագործել եմ գունավոր մետաղալարեր, երբ գույներս սպառվել են, նորից սկսել եմ գունային հաջորդականությունը, բայց մետաղալարերի յուրաքանչյուր ծայրին ավելացրել եմ սև շերտ: օգտագործելով ջերմային նեղացում: Վերոնշյալ էլեկտրագծերի հաջորդականությունից բացառություն է կապում 2-ը, 24-անոդի մատակարարումը, որն ունի առանձին մետաղալար, որը լարված է պտուտակ 2-ի և անոդի հզորության ելքերի միջև MAX6921 չիպի վրա: Չիպի և դրա միացումների մանրամասների համար տես կցված PDF ֆայլը: Չի կարելի գերագնահատել, որ չիպի շահագործման ընթացքում ոչ մի դեպքում չիպը չպետք է տաքանա, տաքանա մի քանի ժամ անց օգտագործել այո, բայց ոչ երբեք տաք: Չիպերի միացման դիագրամը ցույց է տալիս Mega- ի երեք միացումները ՝ 27, 16 և 15 կապում, 3,5V-5V մատակարարումը Mega pin 27-ից, դրա GND- ից Mega pin 14-ին և 24V մատակարարման քորոց 1: Երբեք մի գերազանցեք 5 Վ լարման մատակարարումը և անոդի հզորությունը պահեք 24 Վ -ից մինչև 30 Վ առավելագույն: Շարունակելուց առաջ օգտագործեք անընդհատության փորձարկիչ `յուրաքանչյուր մետաղալարը իր ամենահեռավորության կետերի միջև փորձարկելու համար:

Ես օգտագործեցի այս չիպի AWI տարբերակը, քանի որ դա ամենափոքր ձևաչափն էր, որի հետ պատրաստ էի աշխատել: Չիպի և դրա կրիչի պատրաստումը սկսվում է 14 հատ PCB- ի երկու կապոցների երկու հավաքածուով, որոնք տեղադրված են հացի տախտակի վրա, իսկ չիպերի կրիչը տեղադրված է կապում, որի վերևում գտնվում է 1 կապը: Օգտագործելով հոսք և զոդում, կպցրեք կապումներն ու «թիթեղները» յուրաքանչյուր 28 չիպի ոտքի բարձիկներից: Ավարտելուց հետո տեղադրեք չիպերի կրիչի չիպը ՝ մեծ ուշադրություն դարձնելով չիպի ոտքերը ոտքերի բարձիկներով շարելուն և ապահովելով, որ չիպի խազը ուղղված լինի դեպի քորոց 1: ամրացնել չիպը եռակցումից առաջ: Soldոդման ժամանակ համոզվեք, որ հոսքը կիրառվել է ոտքերի բարձիկների վրա, և եռակցման երկաթը մաքուր է: Սեղմեք ընդհանրապես ներքև յուրաքանչյուր չիպի ոտքի վրա, դա մի փոքր կթեքի ոտքի բարձիկի վրա, և դուք պետք է տեսնեք, որ զոդման ընթացքը վազում է: Կրկնեք սա բոլոր 28 ոտքերի համար, այս գործընթացում չպետք է որևէ զոդ ավելացնել եռակցման երկաթին:

Ամբողջությամբ մաքրեք չիպերի կրիչը հոսքից, այնուհետև շարունակականության փորձարկիչ օգտագործելով, յուրաքանչյուր ոտք փորձարկեք մեկ զոնդը չիպի ոտքի վրա, իսկ մյուսը ՝ PCB- ի քորոցին: Ի վերջո, միշտ համոզվեք, որ բոլոր միացումներն իրականացվել են չիպերի կրիչին ՝ նախքան որևէ փաստացի էներգիա կիրառելը, եթե չիպը սկսում է անմիջապես անջատվել և ստուգել բոլոր միացումները:

Քայլ 3: RGB LIGHT ROPE և NEON LIGHT RING

Այս նախագիծը պահանջում էր լուսավորման տասը տարր, երեք RGB լուսապարան և տարբեր չափերի յոթ NEON լուսային օղակներ: NEON թեթև օղակներից հինգը միացված էին երեք օղակների շարքով: Այս տեսակի լուսավորման օղակները շատ բազմակողմանի են իրենց կառավարման մեջ և ինչ գույներ կարող են ցուցադրել դրանք, ես օգտագործեցի միայն երեք հիմնական գույները, որոնք կամ միացված էին կամ անջատված: Լարերը բաղկացած էին երեք լարերից ՝ 5V, GND և հսկիչ գծից, որը կառավարվում էր ստրուկ Mega- ի միջոցով, մանրամասների համար տե՛ս կից Arduino- ի «SteampunkRadioV1Slave» ցանկը: 14 -ից 20 -րդ տողերը կարևոր են հատկապես լուսային միավորների սահմանված քանակով, դրանք պետք է համապատասխանեն ֆիզիկական թվին, հակառակ դեպքում մատանին ճիշտ չի աշխատի:

RGB թեթև պարանները պահանջում էին կառավարման միավորի կառուցում, որը Mega- ից վերցնում էր երեք հսկիչ գիծ, որոնցից յուրաքանչյուրը վերահսկում էր երեք հիմնական գույները ՝ կարմիրը, կապույտը և կանաչը: Կառավարման միավորը բաղկացած էր ինը TIP122 N-P-N տրանզիստորներից, տե՛ս կից TIP122 տվյալների թերթը, յուրաքանչյուր միացում բաղկացած է երեք TIP122 տրանզիստորից, որտեղ մեկ ոտքը հիմնավորված է, երկրորդը `12 Վ էլեկտրասնուցման աղբյուրին, իսկ միջինը` Մեգա կառավարման գծին: RGB պարանների մատակարարումը բաղկացած է չորս գծից, մեկ GND գծից և երեք հսկիչ գծերից ՝ մեկը TIP122 երեք միջին ոտքերից յուրաքանչյուրից: Սա ապահովում է երեք հիմնական գույներ, լույսի ինտենսիվությունը վերահսկվում է ՝ օգտագործելով անալոգային գրելու հրաման ՝ 0 արժեքով, անջատման դեպքում, իսկ առավելագույնը ՝ 255:

Քայլ 4. ARDUINO MEGA 2560 ԿԱՊ

Aspectրագրի այս ասպեկտն ինձ համար նորություն էր և որպես այդպիսին պահանջում էր IC2 բաշխիչ տախտակի քերծվածք կառուցելը և Mega GND- երից յուրաքանչյուրի միացումը: IC2 բաշխիչ տախտակը թույլ տվեց երկու Mega քարտերին միանալ 21 և 22 կապում, տախտակը նաև օգտագործեց LCD էկրանը, BME280 սենսորը, Իրական ժամանակի ժամացույցը և FM ռադիոն: Տե՛ս կից Arduino ֆայլը «SteampunkRadioV1Master» ՝ Վարպետից մինչև Ստրուկ միավոր միանձնյա հաղորդումների մանրամասների համար: Կրիտիկական ծածկագրի տողերն են տող 90 -ը, որը երկրորդ Մեգան սահմանում է որպես ստրուկի միավոր, տող 291 -ը տիպիկ ստրուկի գործողությունների հարցման ընթացակարգի զանգ է, ընթացակարգը սկսվում է 718 տողից, վերջապես տող 278 -ից, որն ունի պատասխան ստրուկի ընթացակարգից, սակայն I որոշեց ամբողջությամբ չկիրառել այս հնարավորությունը:

Կցված «SteampunkRadioV1Slave» ֆայլը մանրամասնում է այս հաղորդակցության ստրուկ կողմը, կրիտիկական տողերն են տողը 57, սահմանում է ստրուկի IC2 հասցեն, տողերը 119 և 122 և 133 -ը սկսող «ReceEvent» ընթացակարգը:

Կա մի շատ լավ You Tube հոդված ՝ Arduino IC2 Communications by DroneBot Workshop, որը շատ օգտակար էր այս թեման հասկանալու համար:

Քայլ 5. ELECTROMAGNET CONTROL

Կրկին, այս նախագծի նոր տարրը էլեկտրամագնիսների օգտագործումն էր: Ես օգտագործել եմ 5 Վ լարման միավոր, որը վերահսկվում է մեկ ալիքի ռելեի միջոցով: Այս միավորը օգտագործվում էր Մորզեի կոդի բանալին տեղափոխելու համար և այն շատ լավ էր աշխատում կարճ կամ երկար իմպուլսներով, որոնք ապահովում էին «կետ» և «գծիկ» հնչյուններ, որոնք ցուցադրում է տիպիկ Մորզեի բանալին: Այնուամենայնիվ, խնդիր առաջացավ, երբ այս միավորն օգտագործվում էր, այն միացման մեջ մտցրեց հետևի EMF, որն ունեցավ ամրացված Mega- ի վերագործարկման ազդեցություն: Այս խնդիրը հաղթահարելու համար ես էլեկտրամագնիսին զուգահեռ ավելացրի մի դիոդ, որը լուծեց խնդիրը, քանի որ այն կբռնի հետևի EMF- ն, նախքան դա կազդի հոսանքի շղթայի վրա:

Քայլ 6: FM ռադիո և 3W ուժեղացուցիչ

Ինչպես ցույց է տալիս նախագծի անունը, սա ռադիո է, և ես որոշեցի օգտագործել RDA5807M FM մոդուլը: Թեև այս միավորը լավ էր աշխատում, դրա ձևաչափը շատ մեծ խնամք է պահանջում լարերի ամրացման համար `PCB տախտակ ստեղծելու համար: Այս միավորի զոդման ներդիրները շատ թույլ են և կկոտրվեն, ինչը շատ դժվար կդարձնի այդ միացման վրա մետաղալարերի զոդումը: Կցված PDF- ը ցույց է տալիս այս միավորի էլեկտրագծերը, SDA և SDL կառավարման գծերը ապահովում են այս միավորի հսկողությունը Mega- ից, VCC գծի համար պահանջվում է 3.5V, մի գերազանցեք այս լարումը, այլապես այն կվնասի միավորը: GND և ANT գիծն ինքնին հասկանալի են, Lout և Rout գծերը սնուցում են ականջակալների 3,5 մմ ստանդարտ կանացի միակցիչ: Ես ավելացրել եմ մինի FM օդային միացման կետ և երկբևեռ FM ալեհավաք և ընդունումը շատ լավ է: Ես ականջակալներ չէի ուզում ռադիո լսել, այնպես որ ես ավելացրեցի երկու 20 Վտ բարձրախոս, որոնք միացված էին PAM8403 3W ուժեղացուցիչի միջոցով և ուժեղացուցիչին մուտքագրելով նույն 3.5 մմ ականջակալների կանացի խրոցը և 3.5 մմ արու առևտրային միակցիչ մետաղալար: Հենց այս պահին ես հանդիպեցի RDA5807M- ի ելքի հետ կապված խնդրի, որը ճնշեց ուժեղացուցիչը և առաջացրեց զգալի խեղաթյուրում: Այս խնդիրը հաղթահարելու համար ես ալիքի տողերից յուրաքանչյուրին ավելացրեցի երկու դիմադրություն 1M և 470 ohms, և դա հանեց աղավաղումը: Այս ձևաչափով ես չկարողացա միավորի ծավալը հասցնել 0 -ի, նույնիսկ միավորը 0 -ի վրա դնելը ամբողջ ձայնը ամբողջությամբ հանված չէր, ուստի ես ավելացրեցի «radio.setMute (true)» հրամանը, երբ ձայնի ձայնը սահմանվեց 0 և սա արդյունավետորեն հեռացրեց ամբողջ ձայնը: Խողովակների ներքևի գծի վերջին երեք IV-11 խողովակները սովորաբար ցույց են տալիս ջերմաստիճանը և խոնավությունը, սակայն, եթե օգտագործվում է ձայնի կարգավորիչը, այս էկրանը փոխվում է ՝ ցույց տալով ընթացիկ ծավալը առավելագույնը 15 և նվազագույնը 0. Այս ծավալի ցուցադրումը ցուցադրվում է մինչև համակարգը կթարմացնի վերին խողովակները ՝ ամսաթիվը ցուցադրելուց մինչև ժամանակը ցույց տալը, որի դեպքում ջերմաստիճանը կրկին ցուցադրվում է:

Քայլ 7: SERVO CONTROL

5V Servo- ն օգտագործվել է ժամացույցի մեխանիզմը շարժելու համար: «Միայն մասերի համար» ժամացույցի մեխանիզմ գնելուց, այնուհետև հիմնական զսպանակն ու մեխանիզմի կեսը հանելուց հետո մնացածը մաքրվեց, յուղվեց և այնուհետև սնուցվեց սերվոյի միջոցով ՝ սերվոյի թևը ամրացնելով պահեստային օրիգինալ ատամներից մեկին: Servo- ի շահագործման համար կարևոր կոդը կարելի է գտնել «SteampunRadioV1Slave» ֆայլում ՝ սկսած 294 տողից, որտեղ 2048 իմպուլսները արտադրում են 360 աստիճանի պտույտ:

Քայլ 8. ԸՆԴՀԱՆՈՐ ՇԻՆԱՐԱՐՈԹՅՈՆ

Տուփը գալիս էր հին ռադիոյից, հին լաքը հանվում էր, առջևի և հետևի հատվածը հանվում, ապա նորից լաքապատվում: Հինգ փականներից յուրաքանչյուրի հիմքերը հանված էին, այնուհետև NEON թեթև օղակները ամրացված էին ինչպես վերևին, այնպես էլ ներքևին: Ամենավերջին երկու փականները տասներեք փոքր անցք էին փորել հիմքում, այնուհետև տասնվեց LCD լուսարձակներ կնքվել էին յուրաքանչյուր անցքի վրա, յուրաքանչյուր LCD լույս միացվել էր հաջորդին հաջորդաբար: Բոլոր խողովակաշարերում օգտագործվել է 15 մմ պղնձե խողովակ և միացումներ: Ներքին միջնապատերը, որտեղ պատրաստված էր 3 մմ շերտով, ներկված էր սև գույնով, իսկ առջևը ՝ 3 մմ հստակ Perspex- ով: Փողային թերթիկը ՝ սեղմված ձևերով, օգտագործվել է առջևի Perspex- ի և IV-11 խողովակների յուրաքանչյուր ծոցի ներսի երեսպատման համար: Միացման/անջատման, ծավալի և հաճախության երեք առջևի հսկիչներն օգտագործում են գծային պտտվող պոտենցիոմետրեր, որոնք պլաստիկ խողովակով ամրացված են դարպասի փականի ցողունին: Պղնձաձև օդափոխիչը կառուցված էր 5 մմ շղթայված պղնձե մետաղալարից, իսկ երկու ամենագլխավոր փականների շուրջ պարույրը պատրաստվել էր չժանգոտվող պողպատից 3 մմ երկարությամբ մետաղալարով, որը ներկված էր պղնձի ներկով: Երեք բաշխիչ տախտակ, որտեղ դրանք կառուցված են ՝ 12V, 5V և 1.5V, իսկ հետագա տախտակը բաշխում է IC2 միացումները: Չորս DC սնուցման աղբյուրներ, որտեղ ապահովված է 12 Վ 12 Վ, 1 Ամպ հզորության ադապտերից: Երկու հոսանք 24 Վ լարման համար MAX6921AWI IC չիպերի սնուցման համար, մեկն ապահովում է 5 Վ լարման `լուսավորման և շարժման բոլոր համակարգերին աջակցելու համար, իսկ մեկը` 1.5 Վ լարման երկու IV-11 սխեմաների համար:

Քայլ 9: SOՐԱԳԻՐ

Theրագիրը մշակվել է երկու մասի ՝ Master և Slave: Մագիստրոսական ծրագիրը աջակցում է BME208 սենսորին, Իրական ժամանակի ժամացույցին, երկու MAX6921AWI IC չիպերին և IC2- ին: The Slave ծրագիրը վերահսկում է բոլոր լույսերը, servo- ն, էլեկտրամագնիսը, Amp հաշվիչը և երկուսն էլ Volt մետրերը: Վարպետ ծրագիրը աջակցում է տասնվեց IV-11 խողովակ, LCD հետևի էկրան և 12 հիմնական ստեղնաշար: Slave ծրագիրը ապահովում է լուսավորման բոլոր գործառույթները ՝ սերվո, էլեկտրամագնիս, ռելեներ, ամպերաչափ և երկուսն էլ վոլտ մետր: Մի շարք թեստային ծրագրեր, որտեղ մշակվել են գործառույթներից յուրաքանչյուրը փորձարկելու համար, նախքան յուրաքանչյուր գործառույթի ավելացումը Master կամ Slave ծրագրերին: Տե՛ս կցված Arduino ֆայլերը և ծածկագրին աջակցելու համար անհրաժեշտ Գրադարանի լրացուցիչ ֆայլերի մանրամասները:

Ներառել ֆայլեր. Arduino.h, Wire.h, radio.h, RDA5807M.h, SPI.h, LiquidCrystal_I2C.h, Wire.h, SparkFunBME280.h, DS3231.h, Servo.h, Adafruit_NeoPixel.h, Stepper-28BYJ -48.ժ.

Քայլ 10 ՝ PROՐԱԳԻՐԻ ՎԵՐԱԲԵՐՅԱԼ

Ինձ դուր եկավ այս նախագծի զարգացումը ՝ Mega հաղորդակցության, էլեկտրամագնիսների, Servo- ի և 16 տասնյակ IV-11 VFD խողովակների աջակցությամբ: Շրջանակի բարդությունը երբեմն դժվար էր, և Dupont միակցիչների օգտագործումը ժամանակ առ ժամանակ առաջացնում է կապի խնդիրներ, տաք սոսինձի օգտագործումն այդ կապերն ամրացնելու համար օգնում է նվազեցնել պատահական կապի խնդիրները: