Geek Spinner: 14 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Fidget spinners- ը զվարճալի է, և դուք կարող եք այն գտնել ցանկացած դուրս գրասեղանի մոտ այս օրերին ընդամենը մի քանի դոլարով, բայց ինչ անել, եթե կարողանայի՞ք ինքներդ կառուցել: Իսկ լուսադիոդներ ուներ: Իսկ դուք կարո՞ղ եք այն ծրագրել ՝ ասելու կամ ցուցադրելու այն, ինչ ցանկանում եք: Եթե դա հիանալի է թվում, սա ձեզ համար նախագիծն է:

Ինձ միշտ հետաքրքրել է թարթող լուսադիոդային լուսադիոդների օգտագործումը, որպեսզի երեխաները հետաքրքրվեն ծրագրավորմամբ: Arduino միկրոկառավարիչով ամենապարզ նախագիծը LED- ն միացնելն ու անջատելն է: Այնուհետև նրանց ստիպում եք տեսնել, թե որքան արագ կարող է LED- ը թարթել, մինչև որ այն անընդհատ միացված լինի (մոտ 12 միլիվայրկյան ընդմիջումներով): Այնուհետև դուք թափահարում եք LED- ը այս ու այն կողմ և տեսնում եք, որ այն նորից թարթում է: Այս երևույթը կոչվում է «տեսողության համառություն» (POV) և այսպես է աշխատում այս նախագիծը: Դա կարող է հանգեցնել ինչպես աչքի աշխատանքի, այնպես էլ անհավանական արագագործ համակարգիչների քննարկումների:

Այս նախագիծը օգտագործում է ծրագրավորվող 8-բիթանոց միկրոկառավարիչ, ութ LED և մետաղադրամների բջիջ: Այն պտտվում է օգտագործելով ստանդարտ սքեյթբորդի կրող, և օգտագործում է Hall- էֆեկտի ցուցիչ և մագնիս `ռոտացիան որոշելու համար: Այն պատրաստված է սկսնակների համար հարմար հատվածների միջոցով և կարող է ծրագրավորվել ՝ օգտագործելով Arduino ծրագրավորման միջավայրը: Բավական է խոսելը, եկեք սկսենք:..

Քայլ 1: Հավաքեք մասերը, գործիքները և պարագաները

Միշտ հիասթափեցնող է շինարարության կեսից անցնելը և գտնել, որ ինչ-որ բան բաց ես թողնում: Սրանք այն մասերն են, որոնք ես փորձել եմ և գտել, որ լավ են աշխատում: Փոխարինեք ձեր սեփական ռիսկով.

Նյութերի հաշիվ ==================

• 1 ea, Purple PCB, սիրով արտադրված ԱՄՆ -ում OSH Park- ի կողմից
• 1 ea, Attiny 84, Atmel ATTINY84A-PU,
• 1 ա, Շոշափելի անջատիչ, TE 1825910-6,
• 1 ա, Slide Switch SPDT անցքով, C&K JS202011AQN,
• 1 ea, Մարտկոցի պահարան, Linx BAT-HLD-001-THM,
• 8 ա, 3 մմ կարմիր LED 160 Mcd, Wurth 151031SS04000,
• 8 եա, 330 օմ 1/8W, Stackpole CF18JT330R,
• 1 ea, 0.1 uF գլխարկ, KEMET C320C104M5R5TA,
• 1 ea, Մագնիսական անջատիչ, Melexis MLX92231LUA-AAA-020-SP,
• 1 ea, 608 Skateboard Bearing,
• 1 եա, փոքր հազվագյուտ մագնիս 2 մմ x 1 մմ,
• 2 ա, 3D տպագիր գլխարկ (STL ֆայլը կցված է):
• 1 եա, CR2032 մարտկոց, Panasonic BSP կամ համարժեք,

Գործիքներ և պարագաներ. Իմ սեմինարների համար ես օգտագործում եմ SparkFun- ի Beginner's ToolKit- ը, որն ունի այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր է, բացի պինցետներից.

• Oldոդման երկաթ:
• SolderWire
• Լվացվող պլայերներ (ես սիրում եմ 5 դոլար արժողությամբ Hakko CHP170- ը)
• Desոդման հյուս
• Սուպեր սոսինձ

Attiny- ի ծրագրավորում (Քայլ 4, չի պահանջվում, եթե այն գնում եք որպես հավաքածու).

• Arduino (խնդրում ենք խուսափել չինական էժան կլոններից և աջակցել ԱՄՆ բաց կոդով արտադրություններին):

  • SparkFun Redboard
  • Adafruit մետրո
  • Arduino UNO
• AVR ծրագրավորման վահան:
• Pogo ադապտեր (եթե ծրագրավորումը տեղադրված է չիպով):
• Ստանդարտ USB A-B Uno- ի համար, USB Mini Redboard- ի համար կամ USB Micro մետրոյի համար:

Այս նախագծի փաթեթը հասանելի է Tindie.com կայքում (առանց մարտկոցի): Հավաքածուի գնումը ձեզ կխնայի մի քանի տարբեր մատակարարներից պատվիրելու ժամանակն ու ծախսերը և կխուսափի PCB- ի պատվերի նվազագույն պրեմիումից: Բացի այդ, Attiny- ի ծրագրավորումը մանրուք չէ, և եթե դուք գնում եք հավաքածուն, այն արդեն նախապես ծրագրավորված կլինի: Դուք նաև կօգնեք ինձ մշակել և կիսել այլ նախագծեր իմ սեմինարներում:

Քայլ 2: Դիմադրությունն էական է:

Մենք ենթադրում ենք, որ դուք ունեք հավաքածու ստեղծելու որոշակի փորձ: Եթե օգնության կարիք ունեք զոդման համար, անցեք www.sparkfun.com/tutorials/213 ՝ մաքրելու կամ դիտելու համար, թե ինչպես է Geek Girl- ը դա բացատրում https://www.youtube.com/embed/P5L4Gl6Q4Xo հասցեով: Ես ունեմ նաև սկսնակների համար համապատասխան փաթեթ https://www.tindie.com/products/3447/ հասցեով:

Ինձ դուր է գալիս ռեզիստորից սկսելը, քանի որ ա) դրանք համեմատաբար ջերմակայուն են, երբ դուք մտնում եք եռակցման ակոս, և երկաթը մոտենում է ջերմաստիճանին, բ) դրանք չունեն բևեռականություն, ուստի կողմնորոշումը կրիտիկական չէ, և գ) դրանք տախտակի ամենացածր բաղադրիչը, այնպես որ ամուր նստեք զոդման ժամանակ: Կան ութ 330-օմ ընթացիկ սահմանափակող ռեզիստորներ, մեկը LED- ներից յուրաքանչյուրի համար: Դուք կարող եք անել մեկական, կամ ութը միանգամից:

• Թեքեք լարերը դեպի բարձիկների լայնությունը և տեղադրեք դիմադրությունը:
• Շրջեք տախտակը և ամրացրեք լարերը:
• Լարերը կտրեք կտրատված կտրվածքներով:
• Եթե ուզում եք, որ նրանք տպավորեն ձեր գիժ ընկերներին, նորից երկաթով հարվածեք նրանց:

Քայլ 3: Կոդ?

Եթե դուք գնել եք իմ հավաքածուն, չիպը նախապես ծրագրավորված է և կարող է անցնել հաջորդ քայլին:

Այո, այս նախագծին անհրաժեշտ է որոշակի ծածկագիր: Եվ, եթե ուշադրություն դարձնեիք, 1 -ին քայլում ես ձեզ ասացի, որ Attiny- ի ծրագրավորումը մանրուք չէ: Ես օգտագործում եմ Arduino- ն, դա ծրագրավորման միջավայր է, իմ AVR ծրագրավորողը և pogo pin jig- ը:

Չիպը կարող է ծրագրավորվել նախքան տեղում զոդելը (լուսանկար 2), կամ այն միացնելուց հետո ՝ օգտագործելով PCB- ի ներքևի հատվածի ISP վերնագիրը (լուսանկար 3): Երկու դեպքում էլ ծրագրավորումը հետևյալն է.

• Ներբեռնեք Arduino ծրագրավորման միջավայրը:

• Տեղադրեք աջակցություն Attiny 85 -ի համար ՝

  • https://highlowtech.org/?p=1695 (Arduino Tiny)
  • https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore (Attiny Core)
• Վերբեռնեք «Arduino- ն որպես ISP ուրվագիծ». [Ֆայլ] -> [Օրինակներ] -> [Arduino որպես ISP]:
• Կցեք AVR ծրագրավորման վահանը և տեղադրեք ժապավենի մալուխը Attiny84 դիրքին
• Եթե օգտագործում եք Pogo ադապտեր, տեղադրեք այն տախտակի ISP վերնագրի վրա: Դրական և բացասական բարձիկները նշված են, որպեսզի կարողանաք ճիշտ կողմնորոշել վերնագիրը:
• Եթե օգտագործում եք չիպը, այն տեղադրեք քորոցով դեպի USB միակցիչը:

• Ընտրեք ճիշտ չիպը.

  • Arduino Tiny: "Attiny 84 @ 8 Mhz"

  • Attiny Core: "Attiny 24/44/84"

    • Չիպ «Attiny 84»
    • 8 ՄՀց (ներքին)
    • Պին քարտեզագրում «ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ»
• Ընտրեք ծրագրավորող, [Գործիքներ] -> [merրագրավորող] -> [Arduino որպես ISP]
• Սահմանեք ծրագրավորման ապահովիչներ, [Գործիքներ] -> [Այրել Bootloader]
• Վերբեռնեք կցված ուրվագիծը, [Ֆայլ] -> [Վերբեռնեք ծրագրավորողի միջոցով]

Սխալների ամենամեծ աղբյուրը վերաբերում է այն, որ քորոցները ճիշտ չեն դասավորված:

Քայլ 4: Մանրացրեք այն

Այժմ, երբ ձեր չիպի վրա կա ծածկագիր, կարող եք տեղադրել այն: DIP («երկակի ներկառուցված փաթեթ») չիպի կողմնորոշումը սովորաբար նշվում է կամ մեկին կից մի անցքով, կամ մեկ պտուտակ պարունակող չիպի վերջում գտնվող անջատիչով, ինչպես այստեղ է:

• Կապերը թեքեք 90 աստիճանի ՝ դրանք սեղմելով հարթ մակերևույթի վրա (լուսանկարներ 1 և 2):
• Հավասարեցրեք չիպը PCB- ի խորհրդանիշով և տեղադրեք չիպը (լուսանկար 3):
• Pinոդեք մեկ քորոց հակառակ կողմերում և ստուգեք, որ և չիպը հարթ է PCB- ի դեմ, և որ կողմնորոշումը ճիշտ է: Դրանից հետո իսկապես դժվար է շտկելը: Վստահիր ինձ այս հարցում:
• Երբ համոզվեք, որ այն ճիշտ է, կպցրեք մնացած քորոցները, ապա կտրեք դրանք:

Քայլ 5: Անջատիչ և կոնդենսատոր

Հրում կոճակը անցնում է IC- ի կողքին, իսկ կոնդենսատորը `մյուս կողմում:

• Սեղմեք կոճակը տեղում (համոզվեք, որ այն ճիշտ կողմնորոշված է):
• Sոդեք այն տեղում:
• Կտրեք լարերը հետևից:

Կոնդենսատորը կողմնորոշում չունի, բայց եթե գրելու կողմը դուրս հանես, քո գիժ ընկերները կիմանան, թե ինչ արժեք ես օգտագործել:

Քայլ 6: Անջատիչ և մարտկոցի կրիչ

Անջատիչն անցնում է այն մակարդակով, որն ուղղված է դեպի դուրս: Մնացած իրերի պես, կպցրեք երկու կապում, ստուգեք, որ այն նստած է հարթ, այնուհետև կպցրեք մնացածը:

Մարտկոցի պահողն ունի կողմնորոշում ՝ կողմնորոշումը ցույց տալու համար, բայց դա իսկապես նշանակություն չունի: Այնուամենայնիվ, այն կպահանջի մի փոքր ավելի շատ ջերմություն, քան սովորական լարը, և դուք կցանկանաք համոզվել, որ այն նստած է հարթ վիճակում ՝ մարտկոցը դիրքում պահելու համար (նկար 4):

Քայլ 7: LED- ներ

Չկա արժանապատիվ նախագիծ, որը չի ներառում առնվազն մեկ LED: Սա ունի ութ!

Երկար կապարը դրական է (անոդ): Մետաքսի էկրանին կա «+» նշան, իսկ բարձիկը քառակուսի է: Եթե միանգամից անում եք ութն էլ, պահեք դրանք ՝ համոզվելու համար, որ բոլոր կողմնորոշումները ճիշտ են:

• Յուրաքանչյուր LED- ի վրա կպցրեք մեկ կապար:

• Ստուգեք կողմնորոշումը և արդյոք դրանք նստած են հարթ (նկար 3):

  Եթե դրանք այդպես չեն, սեղմեք բութ մատով պատյանին և նորից տաքացրեք կապարը, մինչև այն բռնի իր դիրքում (նկար 4):

• Մնացածը կպցրեք:
• Կցեք կապերը:

Քայլ 8: Ստուգեք այն

Այս պահին մենք դեռ կարող ենք ստուգել LED- ները և անջատել.

• Տեղադրեք մարտկոց ՝ դրական կողմով դեպի դուրս:
• Միացրեք մանողը և այնուհետև սեղմեք կոճակը մինչև բոլոր (հուսանք) LED- ները միացված են (տես տեսանյութը):
• Պտտեք մանողը և տեսեք օրինակը: Եթե LED- ը չի լուսավորվում, այն կարող է տեղադրվել հետընթաց կամ ջերմության վնասվել: Միացրեք այն և տեղադրեք նորը:

Անսարքությունների վերացում

• Եթե LED լուսարձակներ չկան.

  • Համոզվեք, որ մարտկոցը լավ է և ճիշտ կողմնորոշված:
  • Programրագրե՞լ եք ձեր չիպը: Itի՞շտ կողմնորոշման մեջ է: Շա՞տ է տաքանում:
  • Արդյո՞ք LED- ները ճիշտ են կողմնորոշված: Օգտագործե՞լ մետաղադրամների բջիջը լուսադիոդային հոդերի երկայնքով `դրանք փորձարկելու համար:

• Եթե անջատիչը չի ստիպում LED- ները թարթել.

  • Ստուգեք LED- ի վրա զոդման հոդերը:
  • Ստուգեք Attiny- ի զոդման հոդերը:
• Եթե ամեն ինչ ձախողվի, վերցրեք և տեղադրեք առջևի և հետևի բարձրորակ լուսանկարներ և օգնություն խնդրեք մեկնաբանություններում:

Քայլ 9: Պտտման ժամանակ

Առանցքակալը պահվում է տեղում ՝ պատյանը կպցնելով մեծ պահոցին: Սա պահանջում է համբերություն և շատ ջերմություն.

• Օգտագործեք մետաղադրամների նման մի բան կոշտ մակերևույթի վրա, առանցքակալը տեղադրելու համար:
• Heերմացրեք ինչպես բարձիկը, այնպես էլ կրող պատյանը, մինչև չտեսնեք, որ զոդի հոսքը պատյանի վրա է (մի քիչ տևում է):
• Կրկնել մյուս կողմից:
• Ստուգեք, որ առանցքակալը ճիշտ է դասավորված ՝ պտտելով մանողը:
• Շրջեք տախտակը և երկու կողմերը կպցրեք մյուս կողմից:

Քայլ 10: Արդյո՞ք սա հեղափոխություն է:

Ուղղակի նախշերի փոխարեն հաղորդագրություններ ցուցադրելու համար մենք պետք է իմանանք մանողի դիրքը շրջանի նկատմամբ: Մենք կօգտագործենք Hall-effect սենսոր և մագնիս: Սա նման է նրան, թե ինչպես են այրման շարժիչներն իմանում, թե երբ են բռնկում կայծը ՝ առավելագույն էներգիա ստանալու համար: Սենսորի և մագնիսի կողմնորոշումը և հավասարեցումը կարևոր են դրա համար:

• Սարքի երեսին գրված է մետաքսե էկրանին համապատասխանող կրողը (լուսանկար 1):
• Հավասարեցրեք բարձրությունը առանցքակալից անմիջապես վերև (որտեղ կլինի գլխարկի մագնիսը):
• Oldոդել մեկ կապար:
• Ստուգեք բարձրությունը և սնունդը:
• Sոդեք մնացած տողերը:
• Կցեք կապերը:

Եթե դուք օգտագործում եք Omni-pole սենսոր, ապա ձեզ հարկավոր է պարզել մագնիսի կողմնորոշումը: Դա անելու լավագույն միջոցը նախորդ քայլի օրինակից տարբերվող ռեժիմ տեղադրելն է, այնուհետև գտնել մագնիսի այն կողմը, որը սկսում է LED- ների թարթումը (տես տեսանյութը): Կպչեք մագնիսը այն կողմով, որն աշխատում էր դեպի դուրս: Կրկնակի ստուգեք ձեր աշխատանքը:

Քայլ 11: Հավասարակշռման ակտ

Եթե մանողը մարտկոցը հորիզոնական բարձր պահեք, կտեսնեք, որ այն պտտվում է մարտկոցի կողմից դեպի ներքև: Չնայած բաղադրիչներին հավասարակշռելու իմ մեծ ջանքերին, այն դեռ հավասարակշռությունից դուրս է: Դուք կարող եք որոշակի քաշ ավելացնել մարտկոցի ոչ մարտկոցին ՝ օգտագործելով ընկույզ և պտուտակ, կամ մի փոքր զոդ ավելացնել բարձիկին:

Քայլ 12: Դուք օպերատիվ եք

Ձեր մագնիսով և տվիչով տեղադրված, դուք պատրաստ եք ստուգել ձեր Geek Spinner- ի ամբողջ հիանալիությունը: Պտտման ռեժիմը ցուցադրվում է LED- ով, որը միացված է կամ կոճակը սեղմելուց հետո (D0 - D7): Ռեժիմը փոխվում է կոճակը սեղմելով (տես տեսանյութը):

int ռեժիմներ = 8; // առկա ռեժիմների քանակը

// 0 -> տեքստ «Բարև աշխարհ»: // 1 -> RPM // 2 -> ժամանակը վայրկյաններում // 3 -> պտույտների քանակ // 4 -> պտույտների քանակը (ընդհանուր) // 5 -> «շուշանի պահոց» օրինակը // 6 -> ձև 1 (սիրտ) // 7 -> ձև 2 (ժպիտ)

Քայլ 13: Բայց սպասեք, կա ավելին:

«Սրտի» և «ժպիտների» նախշերը ստեղծվել են բևեռային գրաֆիկի միջոցով ՝ ցույց տալու համար, թե ութ հատվածներն ինչ տեսք կունենան պտտման յուրաքանչյուր 5 աստիճանի դեպքում:

Ձեռքով:

• Ներբեռնեք և տպեք ամբողջական լուծաչափի պատկերը (նկար 1):
• Լրացրեք բլոկները `ձեր պատկերը ստեղծելու համար (նկար 2):

• Theառագայթային երկայնքով ՝ սկսած 0 -ից, հաշվարկեք բայթը ՝ օգտագործելով սև = 1, սպիտակ = 0;

  Սրտի առաջին ճառագայթը 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 է, ուստի բայթ = 0b100000000;

• Շարունակեք մինչև ավարտը (ակնարկ, եթե ձեր պատկերը սիմետրիկ է, ապա միայն կեսը պետք է անեք):
• Տեղադրեք ձեր բայտերը էսքիզների «textAndShapes.h» բաժնում ՝ «shape_1 » կամ «shape_2 »:

Օգտագործելով Python:

• Տեղադրեք Python- ը:
• Տեղադրեք Python's Image գրադարանը:
• Ներբեռնեք կցված «readGraph.py» սցենարը:
• Ներբեռնեք լիարժեք լուծման պատկերը (նկար 1):
• Բացեք պատկերը ձեր նախընտրած խմբագրում (GIMP կամ MS Paint):
• Օգտագործեք «Լրացնել» հրամանը ՝ ընտրված սև գույնով, որպեսզի լրացնեք ձեր ուզած հատվածները (նկար 2):
• Պահեք պատկերը նույն գրացուցակում, ինչպես «readGraph.py» սցենարը և փոխեք ֆայլի անունը սցենարի մեջ ՝ դրան համապատասխանելու համար.

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

Գործարկեք սցենարը և տեղադրեք արդյունքը ուրվագծի «textAndShapes.h» բաժնում ՝ «shape_1 » կամ «shape_2 »:

Ամեն դեպքում, ազատ զգալ կիսվեք ձեր ստեղծածով (նկար և ծածկագիր) մեկնաբանություններում:

Քայլ 14: Վարկեր և վերջին մտքեր

Ես, իհարկե, այս ամենով ինքնուրույն չեմ մտածել: Ոչ հեռահար հարվածով:

• Իմ առաջին գործնական փորձը POV- ի հետ կապված էր Նիկ Սայերի նախագծով, որը կոչվում էր POV Twirlie: https://www.tindie.com/products/nsayer/pov-twirlie/: (Ես նաև օգտագործում եմ pogo ադապտեր):
• «LED + Fidget spinner = POV» միտքը ծագեց իմ ուղեղում ՝ տեսնելով Techydiy's Instructable
• Ամեն անգամ, երբ ունեք հիանալի գաղափար, ինչ-որ մեկն արդեն դա արել է ՝ https://www.instructables.com/id/POV-Arduino-Fidget-Spinner/: Մակերևույթի վրա տեղադրվող զոդումը մի բան է, ինչ ես կարող եմ անել, բայց իրականում այնքան էլ հարմար չէ սկսնակների համար: Նրա ծածկագիրը նույնպես մի փոքր գլխավերևում էր, բայց ես օգտագործեցի նրա գաղափարները RPM- ի և հաշվարկների ցուցադրման վերաբերյալ:
• Ես կարողացա հասկանալ և օգտագործել հատվածներ Reger-men's POV Clock կոդից ՝ տեքստը ցուցադրելու համար ՝

Ոչ մի նախագիծ երբեք ամբողջական կամ կատարյալ չէ: Ահա մի քանի մտքեր, որոնք ես առաջ եմ տանում.

• Հաշվեկշիռ. Տվյալների թերթերը հազվադեպ են պարունակում բաղադրիչների քաշի մասին տեղեկատվություն, ուստի դժվար է նույնիսկ կիրթ կռահել հավասարակշռության մասին ՝ առանց այն պարզապես կառուցելու: Մարտկոցը ակնհայտորեն ամենածանր բաղադրիչն է: Յուրաքանչյուր ծայրում ես անցքեր էի ավելացնում, որպեսզի կարողանայի ավելորդ քաշ ավելացնել ըստ անհրաժեշտության `այն հավասարակշռելու համար:
• Ժամացույցի սլաքի՞ց ուղղությամբ: Եթե նկատել եք, տեքստը ճիշտ է ցուցադրվում միայն այն դեպքում, եթե պտտվում եք ժամացույցի ուղղությամբ: Մյուս ուղղությամբ պտտվելը ստեղծում է հայելային պատկեր: Երկրորդ Hall- ի սենսոր կամ մագնիս ավելացնելը թույլ կտա ձեզ ստանալ պտույտի ուղղություն (Շոնի նախագիծը դա արեց):
• Գույն? GBրագրավորվող RGB LED- ների օգտագործումը թույլ կտա ձեզ կատարել գույներ: Դրանք, սակայն, սովորաբար մակերեսային են: