Att arbeta med LED kan variera från det enkla LED-kasta till avancerade fullfärgs väggmatrisskärmar. Detta projekt tittar på världen av adresserbara RGB-färgdioder och hur man använder dem i roliga elektronikprojekt. I denna handledning visar jag dig hur man konstruerar en RGB-ficklampa där ljusets, ljusstyrkan och blinkhastighetens färg är alla reglerbara med ratt på ficklampan.
Jag ska visa dig hur man använder en Atmega Tiny85 plattform för Arduino-kompatibla projekt med låg kostnad, arbeta med adresserbara RGB-lampor, läs och använd värdena från potentiometerns ratt och växelströmbrytare och lär dig några grundläggande tips för att arbeta med elektroniska komponenter i ett projekt från breadboard.
En prototypremsa med kopparbeklädnad som kopplar rader
Värmekrympslang
Komponenter
Verktyg
Hobbykniv
Borra med 5/64 tum bit
Hot limpistol och lim
Wire stripper som kan ta bort 26-gauge tråd
Dator med Arduino IDE för programmering Trinket
USB A-Male till Mini-B Cable (för programmering Trinket)
Needle-nosed tang
Fint punkt permanent markör
Lödkolv
Hjälpresverktyg
Utility schäfer
Elektrisk band
Översikt
Genom att följa anvisningarna för det här projektet skapar du kretsen, som visas i diagrammet nedan, inuti en ficklampas kropp och utan brödbräda.
Teorin bakom den är enkel. Den Arduino-kompatibel Prydnadssak styrelsen kommer att läsa värdena för potentitetsmätarna. Det kommer att använda dessa värden för att manipulera LED-ringens färg, ljusstyrka och blinkning. Växelströmbrytaren kommer med en annan stift på Trinket-höga och låga för att växla lägena från ficklampan från färgbyte till ljusstyrka och blinkläge.
Undersök diagrammet nedan och observera hur komponenterna är anslutna till Trinket. Anvisningarna leder dig genom att installera kretsen i en ficklampas kropp. Innan du går vidare, ta lipo laddaren och börja ladda ditt lipobatteri från en USB-port. Du behöver detta debiteras i några steg.
Kretskort
Förbered ficklampans kropp och reflektor
För det här projektet kommer du att ta bort ficklampans insida och använda kroppen för att hysa projektet. I detta skede kommer du att förbereda ficklampan för att bli din nya skapelse.
Förbered ficklampans kropp
Skruva ur ringen som håller fast linsen och reflektorn på plats. Lägg åt ringen, linsen och reflektorn för nästa halvdel av det här steget.
Använd nålen med tången och ta bort strömbrytaren från ficklampans sida och batterifjädern inifrån. Om du använde modellen som länkats ovan i komponentlistan, använd tången för att trycka fliken på insidan av strömbrytaren utåt tills strömbrytaren lossnar. En liten kraft kommer att krävas. Snip eller pry, metallkomponenterna från insidan av ficklampan tills du bara har den tomma plastkroppen.
Ficklampa kropp
Ställ in var och en av komponenterna på ficklampans kropp och markera var komponenterna ska gå igenom plasten med markören. Layouten jag använde såg ut som bilderna nedan.
Komponenter på ficklampa
Borra hålen i kroppen som gör att stiften kan passera genom
Skär vipphoppens hål ut med hobbykniven. Omkopplaren som jag använde hade en fin på ena sidan och jag var tvungen att haka ut cirkeln för att rymma den. Fäst inte delarna ihop än. Du kommer att ha lödning att göra innan du monterar den.
Förbered reflektorn
Centrera LED-ringen på reflektorfälgen
Markera platsen för I, VCC, och GND stift på reflektorens kant med markören
Borra ett hål i reflektorns kopp så att en tråd passerar genom LED-ringen. Ignorera det fjärde hålet i reflektorn. Jag blev lite borttagen. Du behöver bara de tre ovannämnda.
Reflektor förberedd
Löd trådarna på komponenterna
Var och en av komponenterna kommer att behöva anslutna kablar. Olika tekniker kan användas för att ansluta den trådade ledningen till stiften på komponenterna och till varandra. Här är några tips:
Innan lödning av strängad tråd till en stift, tappa tråden genom att applicera en lätt beläggning av löddet till tråden först
Använd ett hjälphandverktyg för att hålla kabeln och komponenterna ihop så att du kan hålla löddet och järnet i dina andra två händer
När du använder ett hjälphandverktyg för att hålla trådklämman ska du ta en tråd eller en tum bort från lödpunkten eller värmen från lödet. PVC-beläggningen blir mjuk och du kan få klämmärken eller till och med hål i ledningen
Använd värmekrympslang där du än kan för att täcka skarvar och anslutningar. Detta kommer att förhindra oavsiktliga shorts och fungera som dragavlastning
Applicera INTE värmekrympslangar på ledningarna innan du tränger dem genom ficklampans kropp eller de kommer inte att passa. Släckning av slangen är svårare än vad du föreställer dig, så planera dig framåt
Använd en lättare eller värmepistol för att krympa röret (när det är dags)
Ett bra hjälpande handverktyg är ett måste för projekt där du kommer att splitsa och lödda komponenter tillsammans utan prototyper. Jag rekommenderar starkt SparkFun Third Hand eftersom den är stabil och enkel att använda. Du kan också välja att bygga upp det själv baserat på instruktionslänken på produktsidan om du är så benägen.
potentiometrar
Klippa tre 4 "längder av svart, röd och gul tråd vardera och remsa 1/4" av änden
Löd de röda, gula och svarta trådarna på tumhjulspotentiometern där rött och svart är spänning respektive jord. Motstånd är inte polariserade så det spelar ingen roll vilken stift är spänning och vilken är markerad, men vara konsekvent
Löd den gula ledningen på potentiometerns utmatningsstift, mittpunkten på den ovan angivna delen. Denna tråd kommer att bära den justerade spänningen till en analog stift på Trinket så att den kan läsa värdet när du ändrar det
Vippströmbrytare
Klipp, remsa och lödda en 4 "röd ledning till en fläns på vippbrytaren. Växelströmbrytaren kommer att avbryta den medföljande spänningen. I många komponenter är det till hjälp att fästa på marken först när du använder ström.
Skär JST-jumpertråden i halva och lagra haneänden. Du kommer inte använda den för det här projektet
Dra ihop de röda och svarta trådarna på JST-jumperen med JST-uttaget på kvinnan så att du har två inches separerade
Löd den röda ledningen från JST-jumperen till den andra flänsen på vippbrytaren
LED-ring
Skär och ta bort en 4 "lång röd, svart och grön tråd
Löd de röda och svarta trådarna till VCC och GND hål i LED-ringen från baksidan så att ledningarna sträcker sig bort från ryggsidan av ringen
Löd den gröna ledningen till I hål från baksidan
Dra trådarna genom hålen i reflektorn
Se till att LED-ringen är centrerad på reflektorn och sätt en klump av varmt lim på baksidan av reflektorn där trådarna kommer igenom så att det håller ledningarna och därefter LED-ringen på plats
Brytare
Skär och ta bort en 4 "lång röd tråd
Löd den röda ledningen till en stift av växelströmbrytaren
Skär och ta bort en 2 "lång svart tråd
Löd den svarta ledningen till den andra kontakten på kontakten
Fäst komponenterna i ficklampan
Innan lödning av komponenterna till Trinket, måste ledningarna matas genom ficklampans vägg. Följ stegen nedan för att fästa alla komponenter i ficklampans kropp.
Torka försiktigt trådarna för potentiometern genom hålen i ficklampan som drar ledningarna ur munnen
Fästa komponenterna
Sätt en liten droppe varm lim på undersidan av potentiometern och tryck det ordentligt på ficklampans kropp
Upprepa för alla tre potentiometrarna
Använd samma process för att placera brytaren på kroppen
Mata kablarna för vippbrytaren genom hålet som du skär och tryck in strömbrytaren på plats
Komponenter bifogade
Komplett monteringslödning
Brytare
Växelströmbrytaren kommer att ansluta 3.3V-strömmen till en stift på Trinket som är inställd på INPUT-läge. När elet får strömma, registreras stiftet som HÖG, och programmet kommer att byta läge där ficklampan är i drift. Motståndet förbinder stiftet på Trinket till marken till dra ner stiftet så det tar inte upp övergående spänningsändringar och bestämmer sig för att slumpmässigt bli hög.
Löd ett motstånd mot den svarta ledningen från brytaren. Om du känner dig äventyrlig kan du prova att använda NASA-stilen men jag fann att en rak splice fungerar också bra
Skjut värmekrympningsröret över motståndet och upp på ledningen. Detta kommer att användas för att täcka motståndsklyftan, motståndet och skarven i den andra änden av motståndet så att en två tums bit kan göra. Använd en rörstorlek som glider över två ledningar tillsammans. Du kommer att se varför i en i nästa steg
Klipp och ta bort en 3 "sektion av grön tråd och svart tråd
Vrid den ena änden av den gröna och svarta tråden tillsammans och tenn med lödd
Löd den andra ledningen av motståndet till de gröna och svarta trådarna som du precis förberett. Detta kommer att göra en Y-anslutning
Skjut värmekrympslangen över motståndet och Y-skarven
Vrid försiktigt en flamma under röret tills den krymper på plats. Var försiktig så att du inte bränner slangen eller PVC-beläggningen på ledningen. Det luktar illa och ångorna är inte bra. Fråga mig inte hur jag vet
Oreglerad kraft
Medan oreglerad kraft låter väldigt spännande, är det inte bra för elektronik. LED-ringen och Trinket kan acceptera den råa batterispänningen från strömbrytaren, men resten ska regleras ner till 3,3 V av Trinkets ombordspänningsregulator. Stegen nedan visar hur man sammanfogar de oreglerade strömledningarna.
Slip a 1 "-delen av värmekrympslang som täcker två trådbredder över den röda ledningsledningen från vippbrytaren
Klipp och ta bort en 3 "sektion av röd tråd
Vrid vredkopplarens röda trådända tillsammans med den röda kabeln som du bara klippt och tenn dem med lödd. Den lösa tråden kommer så småningom till Trinket
Splice de två ledarförbindelserna du just gjorde med den röda ledningen från LED-ringen
Slip röret över skarven och krympa försiktigt
Löd den lösa röda ledningen från denna Y-skarv i FLADDERMUS+ hål på trinket. När du gör det, släng ledningspetsen i trinket från botten. Lämna ett litet utrymme mellan trinketplattan och PVC-beläggningen på tråden. Om du trycker på PVC-beläggningen ordentligt mot Trinkets baksida står du chansen att smälta PVC i dig. Återigen, fråga inte
Regulerad kraft
Det ska finnas fyra kvarvarande strömledningar som hänger ihop från ficklampans mun. Dessa kommer att behöva reglerad kraft.
Klipp och ta bort en 4 "sektion av röd tråd
Löd ena änden till 3V hål på trinket
Skär en rad av proto-bordet och se till att raden är kopplad till kopparbeklädnad. Ett högt par sjuka kommer att göra snabba arbeten på proto-kortet.
Prototypbrädesavsnitt
Klipp en 5-hålsbit av proto-remsan
Löd den röda tråden från Trinket in i Proto-brädet. Mata tråden genom baksidan så att du lödar metalländen till koppar av brädet
Löd de övriga 4 röda ledningarna till proto-kartongen. Var noga med att ta bort dem och rikta dem noggrant före lödningen
Vik den exponerade ledningen och remsan i elektriskt tejp för att förhindra att denna strömbuss avkortas när den skjuts in i ficklampans kropp
Markbuss
Det kommer att finnas 6 svarta markledare från ficklampan. Dessa måste jordas tillsammans med Trinket.
Klipp en sjuhålig del av proto-remsan
Skär och ta bort en 4 "svart tråd
Löd tråden till GND Hål på Trinket på samma sätt som du lödar den röda tråden
Löd de andra 6 svarta lederna till markbussen
Skydda med elektriskt tejp
Signal leder till trinket
Vid denna tidpunkt bör du lämnas med två grön (en från LED-ringen) och tre gula ledningar. De gröna ledningarna är digitala anslutningar för LED-ringdatakontrollen och HIGH / LOW-växlaren. De gula trådarna är den analoga spänningsnivån från den potentiometer som Trinket kommer att göra analogRead (). Stegen nedan beskriver var du ska ansluta dem.
Löd den gröna ledningen från LED-ringen till # 1 hål på trinket
Löd den gröna ledningen från växelströmbrytaren till # 0 hål på trinket
Löd den gula ledningen från den potentiometer som du anger för att styra det röda färgvärdet till # 2 hål på trinket. I min byggnad var detta den vänstra potentiometern. Jag ställer in röda, gröna, blåa kontroller från vänster till höger
Löd den gula ledningen från den gröna kontrollpotentiometern till # 3 hål på trinket
Löd den gula ledningen från den blå kontrollpotentiometern till # 4 hål på trinket
Wire rats nest
Alla ledningar ska nu lödas och redovisas. Innan du fyller partiet i ficklampan programmerar du Trinket och testar byggnaden.
Programma Trinket
Trinket liknar Arduino-familjen av brädor eftersom det använder en Atmel-chip, speciellt ATtiny85. Detta är ett mindre chip än de större Arduino-kusinerna, men fortfarande ganska kraftfulla.
För att få kostnaden nere till något som kunde lödas i ett projekt och lämnade, lämnade tillverkaren några av de dyrare delarna som utgör kostnaden i något som en Arduino Uno. På grund av detta krävs några steg för att programmera Trinket. Lyckligtvis finns det en lysande handledning om hur du konfigurerar din befintliga Arduino IDE eller installerar en pre-fast version. Följ anvisningarna i handledningen och tryck på provskärmens skiss till Trinket. Se till att du är bekväm med att skicka en skiss till din Trinket framgångsrikt innan du fortsätter.
När du väl har tryckt en skiss till Trinket öppnar du rgbflashlight skiss som finns i blixtlås Paket med denna handledning. Du kan också hitta den och det senaste Fritzing-diagrammet på rgbflashlight githubförvaret.
Observera att stiften som definieras i skissen för de röda, gröna och blå stiften inte är desamma som silkeskärmens hål som lederna löddes på. Det här är verkligen förvirrande, men om du refererar till handledningen om programmering av Trinket och läser det finstilta ser du att analogRead funktion på Trinket-plattformen talar de analoga stiften olika. Fråga mig inte hur mycket tid jag slösat bort innan jag hittade den lilla pärlan.
Kör upp och testa
Du är nu redo att ansluta batteriet och testa enheten.
Koppla ur programmerings USB-kabeln
Se till att vippbrytaren är i avstängd position
Anslut dig lipo-batteri till JST-kontakten på ditt projekt
Vrid väljarknappen till påslagen
Vad som händer nästa beror på orienteringen av potentiometrarna och växelströmbrytaren. Efter några sekunder bör lamporna tändas. De två typerna av beteende du kan förvänta dig är:
Växla omkopplaren öppen (ingen strömbrytare): I det här läget kontrollerar rattarna de röda, gröna och blåa mättnadsnivåerna genom att vrida dem. Prova dem.
Växla omkopplaren stängd (strömkörning, stift är hög): I det här läget styr dialen som styr den röda färgen i det andra läget nu ljusstyrkan hos LED-ringen. Det blir mycket ljus. Den gröna ratten styr hur snabbt LED-ringen blinkar. Ha kul med det här.
Nu när du bekräftade att det är allt som arbetar, är det dags att lägga den ihop.
Montera ficklampan
Se till att vippkontakten är av innan du börjar.
Vik försiktigt trådarna i en bunt och släpp dem i ficklampans kropp. Se till att det inte finns någon oavsiktlig kontakt med exponerad ledning. Om du använde värmekrympslangen och det elektriska tejp som rekommenderas borde du inte behöva oroa dig
Skjut batteriet i ficklampans kropp så att det blir lätt att komma tillbaka för laddning
Sätt LED-ringen och reflektorn i ficklampans mun och täcka dem med linsen och ringen
Håll linsen stadigt mot LED-ringen och vrid ficklampan ringa försiktigt. Genom att trycka på linsen förhindrar du att LED-ringen snurrar och stryker trådarna i ficklampan. Lampan ringen kommer inte att skruvas helt stängt på grund av det utrymme som LED-ringen tar upp mellan reflektorn och linsen. Dra åt försiktigt.
Sammanfattning
Denna handledning har visat dig hur man konstruerar en högteknologisk ficklampa som körs på ett litiumjonbatteri och kan lysa i alla regnbågens färg. Utöver det kan barnen inte hålla händerna av det, ja det kan jag inte.
Ännu viktigare har du utökat dina kunskaper i att arbeta med Arduino-baserad elektronik. Du lärde dig hur du använder en Atmega Tiny85 baserade Trinket för Arduino-kompatibla projekt med låg kostnad. Du arbetade med adresserbara RGB-LED och läser värden från potentiometerns ratt och växlar för att styra färgerna, ljusstyrkan och blinkningshastigheten på lamporna.
Du har också fått några tips och lite erfarenhet att bygga ett projekt i ett vanligt fall. Den speciella effekten är förmodligen den enklaste effekten som kan göras med LED-ringen, så gärna utforska med koden för Trinket och se vilka andra specialeffekter du kan skapa.
Share
Vad du ska skapa
Komponenter 
Kretskort
Ficklampa kropp
Komponenter på ficklampa 
Reflektor förberedd 
Fästa komponenterna
Komponenter bifogade
Prototypbrädesavsnitt
Wire rats nest
Accentsconagua