Clapper LED Candle: 7 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Por sbkirbyStephen B. KirbyFollow Mais do autor:

Sobre: Meus hobbies são marcenaria, eletrônica, programação, impressão 3D e fazer serragem com meu roteador CNC. Mais sobre sbkirby »

Três anos atrás eu vi "My New Flame" de MORITZ WALDEMEYER, INGO MAURER UND TEAM 2012 na loja de presentes do museu, e me apaixonei pela ideia. Eu esperava recriar algo hipnotizante, agradável, funcional e interessante de assistir, mas com um leve toque. Eu certamente não poderia fazer nada comparável à sua bela obra de arte. Portanto, criei uma versão Clapper de uma vela de LED. Bata palmas duas vezes para ligar ou desligar a vela. O recurso Clapper é opcional e pode ser LIGADO ou DESLIGADO se incluído na construção. Ou, este recurso pode ser totalmente omitido da construção.

Há sete deles em volta da minha casa, que uso como velas ornamentais e luzes noturnas. Eu os mantenho conectados a um carregador de telefone celular de 5 VCC para alimentar a unidade e para recarregar a bateria de íon de lítio. Uma carga pode durar cerca de 18 horas, o que os torna excelentes para iluminação de emergência.

Nota: A vela no vídeo do lado direito com uma capa não é uma vela claquete.

Etapa 1: Peças e Ferramentas

Peças necessárias para o projeto:

• 1 cada Velas Lumiere Vela de resina lisa - 6 "H x 3" OD
• 1 ea miniplaca Arduino Pro ATMEGA328P 16MHz 5V
• 1 ea matriz de LED Charlieplexed - 9x16 LEDs - amarelo [ID: 2948]
• 1 ea Adafruit 16x9 Charlieplexed PWM LED Matrix Driver - IS31FL3731 [ID: 2946]
• 1 carregador Adafruit PowerBoost 500
• 1 bateria de íons de lítio 18650 cada
• 1 porta bateria 18650 cada
• 1 cada interruptor de alternância SPST
• 1 placa de circuito impresso personalizada
• Plástico acrílico transparente 6 mm

Com badalo (opcional):

• 1 ea ATMEL / Microchip Technology DIP-8 ATTINY85-20PU
• 1 soquete DIP-8 ea
• 1 ea LCB710 Relé de Estado Sólido
• 1 ea Módulo de detecção de som de alta sensibilidade
• 1 cada resistor 220
• 1 ea chave seletora subminiatura 2MS1T1B1M2QES LIGADO / LIGADO 3P-SPDT
• 1 placa de circuito impresso personalizada

Ferramentas:

• 1 ea CP2102 Micro USB para módulo UART TTL de 6 pinos - ebay.com
• Ferro de solda

Etapa 2: Montagem da base acrílica

Usando os desenhos vetoriais em PDF fornecidos, os caminhos da ferramenta para cortar o acrílico podem ser criados. Cada arquivo PDF contém Superior, Inferior, dois Lados e um pequeno retângulo que é usado como espaçador embaixo do Módulo de Som. Esta parte não é necessária se você estiver construindo a versão sem badalo (sem som) desta vela de LED.

Usei uma fresa de topo de 1/8 "para cortar a maioria das peças e fiz uma passada de acabamento com uma fresa de topo de 1/16". A fresa de topo de 1/16 "é necessária para ranhuras estreitas nas laterais e na parte superior.

Os orifícios de montagem foram localizados e perfurados manualmente. Alguns dos furos devem ser perfurados antes da montagem. Por exemplo, os orifícios para montar a placa PowerBoost.

Lixe e teste o ajuste de todas as peças. Eu recomendo usar Plast-I-Weld para unir as peças.

Nota: O diâmetro da parte superior e inferior deve ser dimensionado para o diâmetro interno (ID) dos corpos da vela de resina que você adquiriu.

Etapa 3: circuitos com e sem válvula de escape

O circuito básico de LED Candle consiste em uma bateria, interruptor, fonte de alimentação e Placa de Circuito Impresso Candle (PCB) com LED Charlieplexed Matrix, Charlieplexed Matrix Driver e Arduino Pro Mini 5 VDC. Uma versão montada da Placa de Circuito da Vela pode ser vista acima. A única conexão a este PCB é 5 VCC fornecida pela fonte de alimentação. A bateria é conectada à fonte de alimentação PowerBoost, que pode carregar a bateria de íons de lítio e fornecer proteção para uma bateria de baixa tensão. A fonte de alimentação também fornece um meio de ligar ou desligar a vela, aterrando a conexão EN por meio do interruptor.

O Clapper PCB inclui um relé de estado sólido (LCB710) e um microcontrolador (ATTiny85) para processar os sinais do Módulo de Som e controlar a energia do Candle PCB. O ATTiny85 é programado para ouvir dois sons altos simultâneos e alternar o relé para LIGADO ou DESLIGADO. Infelizmente, esta configuração não consegue distinguir uma batida de qualquer outro som alto, portanto, o circuito será ativado se quaisquer dois sons altos forem ouvidos simultaneamente.

Eu instalei um soquete DIP-8 no Clapper PCB para facilitar a instalação ou remoção do ATTiny85. Todos os outros componentes podem ser soldados à placa.

Conecte os pinos 1 e 2 de J1 para operação normal. Em segundo lugar, conecte os pinos + e - do Clapper PCB ao + e - do Candle PCB. Conecte os 5V e GND da fonte de alimentação PowerBoost ao + e - das conexões "PWR IN" do Clapper PCB. Conecte o Mini Switch Switch SPDT à conexão "CLAPPER". Conecte o pólo do switch a C e as outras duas conexões conforme desejado. Finalmente, conecte o VCC e o GND do Módulo de Som ao + e - do "SND MOD", e o OUT à conexão de Saída do Clapper PCB.

Etapa 4: Placas de circuito impresso

Em anexo estão os arquivos Gerber que criei com o KiCad para solicitar as duas placas de circuito impresso. Recentemente, encomendei 10 PCBs Candle Flame por $ 5. Acontece que eu pedi o dobro de pranchas pela metade do preço do meu pedido original de 2016.

Etapa 5: Montagem da placa de circuito impresso

1. Instale os conectores machos da parte traseira do PCB com a parte mais longa projetando-se para fora da frente. Não instale a plataforma macho onde indicado.
2. Prenda os cabeçalhos atrás e vire a placa. Solde todos os pinos de cabeçalho na parte frontal do PCB.
3. Apare todos os pinos, conforme indicado na foto, rente ao quadro.
4. Oriente a parte superior da matriz de LED Charlieplexada como pode ser visto na foto.
5. Vire a matriz de LED e instale os LEDs PARA CIMA e solde o módulo nos pinos.
6. Soldar o cabeçalho para Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16 MHz 5V e soldar da parte inferior do PCB com a parte mais longa projetando-se da parte superior do PCB. Isso será usado posteriormente para programar o Arduino. Depois de soldar o cabeçalho, recomendo erguer a parte de plástico do cabeçalho para fora dos pinos. Isso ocorre porque o comprimento dos pinos será cortado antes da montagem do PCB na base acrílica.
7. Vire o PCB para trás e encaixe o Ardiuno nos pinos do cabeçote e solde.
8. Oriente e monte o Matrix Driver nos pinos na parte superior da parte traseira e solde.
9. Conecte o módulo USB ao UART TTL aos pinos de cabeçalho do Arduino. 5 VDC -> VCC, GND -> GND, TX -> RX, RX -> TX.
10. Conecte o USB do módulo ao PC e abra o Arduino IDE para carregar o programa.

Etapa 6: Programas para Arduino Pro Mini e ATTiny85

Adafruit fornece um tutorial sobre o uso da matriz LED CharliePlexed e do driver no Animated Flame Pendant. Usei o mesmo esboço para meu Arduino Pro Mini, mas mudei o data.h para uma chama feita por mim. Este tutorial fornece tudo que você precisa para começar a usar o LED CharliePlexes.

O ATTiny85 usa um esboço que encontrei no Henry's Bench -Arduino Sound Detection Sensor: Tutorial and User Manual. Esta página irá guiá-lo através da configuração e ajuste do Módulo Sensor de Som e do Arduino. Meu esboço (ClapperCandle_V2.ino) para o ATTiny é quase idêntico ao seu exemplo.

Etapa 7: Montagem final

Depois que os PCBs foram montados, eles agora podem ser instalados na base de acrílico. Conforme mencionado anteriormente, a perfuração de orifícios é recomendada antes da colagem. Se você estiver construindo a versão Clapper, a peça do espaçador retangular cortada anteriormente está localizada na lateral do local de montagem do Módulo de Som. Isso pode ser visto na foto acima. A Clapper PCB é montada abaixo do Módulo de Som e no mesmo lado.

Conecte a fonte de alimentação PowerBoost 500 à bateria e ao interruptor de alimentação principal e, se a Clapper PCB não for usada, conecte 5 VDC e GND diretamente à conexão "PWR IN" da vela PCB. Caso contrário, conecte a tensão de saída da fonte de alimentação ao + e - do Clapper PCB. Conecte a chave seletora SPDT às conexões "CLAPPER" conforme instruído anteriormente e conecte o Módulo de Som ao "SND MOD" conforme instruído anteriormente. As respectivas conexões (+ - TRG) do Clapper PCB são conectadas ao Candle PCB. A conexão TRG não está conectada a nada.

Verifique sua fiação em relação ao esquema e, quando estiver pronto, instale a bateria e ligue-a.

A vela de resina requer um orifício para o cabo micro USB se conectar à fonte de alimentação. Portanto, montei-os no meu CNC e fiz um furo na distância correta do fundo.

APROVEITAR!

Vice-campeão no concurso PCB