Vela LED Clapper: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Por sbkirbyStephen B. Kirby Siga más por el autor:

Acerca de: Mis pasatiempos son la carpintería, la electrónica, la programación, la impresión 3D y la fabricación de aserrín con mi enrutador CNC. Más acerca de sbkirby »

Hace tres años vi "My New Flame" de MORITZ WALDEMEYER, INGO MAURER UND TEAM 2012 en la tienda de regalos del museo, y me enamoré de la idea. Esperaba recrear algo fascinante, agradable, funcional e interesante de ver, pero con un pequeño giro. Ciertamente, no podría hacer nada comparable a su hermosa obra de arte. Por lo tanto, creé una versión Clapper de una vela LED. Aplauda dos veces para encender o apagar la vela. La función Clapper es opcional y se puede activar o desactivar si se incluye en la compilación. O esta característica se puede omitir de la compilación por completo.

Hay siete de estos en mi casa que utilizo como velas ornamentales y luces nocturnas. Los mantengo enchufados a un cargador de teléfono celular de 5 VCC para alimentar la unidad y recargar la batería de iones de litio. Una carga puede durar alrededor de 18 horas, lo que los hace ideales para iluminación de emergencia.

Nota: La vela en el video en el lado derecho con una cubierta no es una vela de badajo.

Paso 1: Piezas y herramientas

Piezas necesarias para el proyecto:

• 1 vela Lumiere Candles de resina suave - 6 "de alto x 3" de diámetro exterior
• 1 ea Arduino Pro Mini Placa ATMEGA328P 16MHz 5V
• 1 ea LED Charlieplexed Matrix - 9x16 LED - Amarillo [ID: 2948]
• 1 ea Adafruit 16x9 Charlieplexed PWM LED Matrix Driver - IS31FL3731 [ID: 2946]
• 1 cargador Adafruit PowerBoost 500 de cada uno
• 1 ea 18650 Batería de iones de litio
• 1 ea 18650 Soporte de batería
• 1 ea Interruptor de palanca SPST
• 1 placa de circuito impreso personalizada de ea
• Plástico Acrílico Transparente 6mm

Con badajo (opcional):

• 1 ea Tecnología ATMEL / Microchip DIP-8 ATTINY85-20PU
• 1 toma DIP-8 ea
• 1 ea relé de estado sólido LCB710
• 1 módulo de detección de sonido de alta sensibilidad.
• 1 ea 220 Resistencia
• 1 ea Interruptor de palanca subminiatura 2MS1T1B1M2QES ON / ON 3P-SPDT
• 1 placa de circuito impreso personalizada de ea

Instrumentos:

• 1 ea CP2102 Módulo Micro USB a UART TTL de 6 pines - ebay.com
• Soldador

Paso 2: Ensamblaje de la base acrílica

Utilizando los dibujos vectoriales PDF suministrados, se pueden crear las trayectorias de herramientas para cortar el acrílico. Cada archivo PDF contiene arriba, abajo, dos lados y un pequeño rectángulo que se usa como espaciador debajo del módulo de sonido. Esta parte no es necesaria si está construyendo la versión que no es Clapper (sin sonido) de esta vela LED.

Utilicé una fresa de extremo de 1/8 "para cortar la mayoría de las piezas y realicé una pasada de acabado con una fresa de extremo de 1/16". Se requiere la fresa de extremo de 1/16 "para las ranuras estrechas en los lados y la parte superior.

Los orificios de montaje se ubicaron y perforaron manualmente a mano. Algunos de los orificios deben perforarse antes del montaje. Por ejemplo, los agujeros para montar la placa PowerBoost.

Lije y pruebe el ajuste de todas las piezas. Recomiendo usar Plast-I-Weld para unir las piezas.

Nota: El diámetro de la parte superior e inferior debe ajustarse al diámetro interior (ID) de los cuerpos de vela de resina que compre.

Paso 3: Circuito con y sin badajo

Los circuitos básicos de LED Candle consisten en una batería, un interruptor, una fuente de alimentación y una placa de circuito impreso (PCB) Candle con una matriz LED Charlieplexed, un controlador de matriz Charlieplexed y Arduino Pro Mini 5 VDC. Una versión ensamblada de la placa de circuito Candle se puede ver arriba. La única conexión a esta PCB es de 5 VCC proporcionada por la fuente de alimentación. La batería está conectada a la fuente de alimentación PowerBoost, que puede cargar la batería de iones de litio y proporcionar protección para una batería de bajo voltaje. La fuente de alimentación también proporciona un medio para encender o apagar la vela conectando a tierra la conexión EN a través del interruptor.

La placa Clapper incluye un relé de estado sólido (LCB710) y un microcontrolador (ATTiny85) para procesar las señales del módulo de sonido y controlar la alimentación de la placa Candle. El ATTiny85 está programado para escuchar dos sonidos fuertes simultáneamente y activar o desactivar el relé. Desafortunadamente, esta configuración no puede distinguir un aplauso de cualquier otro sonido fuerte, por lo tanto, el circuito se activará si se escuchan dos sonidos fuertes simultáneamente.

Instalé un enchufe DIP-8 en el PCB Clapper para facilitar la instalación o extracción del ATTiny85. Todos los demás componentes se pueden soldar a la placa.

Conecte los pines 1 y 2 de J1 para un funcionamiento normal. En segundo lugar, conecte los pines + y - del PCB Clapper a los + y - del PCB Vela. Conecte los 5V y GND de la fuente de alimentación PowerBoost a las conexiones + y - de "PWR IN" de la PCB Clapper. Conecte el mini interruptor de palanca SPDT a la conexión "CLAPPER". Conecte el polo del interruptor a C y las otras dos conexiones como desee. Finalmente, conecte el VCC y GND del módulo de sonido al + & - de "SND MOD", y el OUT a la conexión de salida del PCB Clapper.

Paso 4: placas de circuito impreso

Se adjuntan los archivos Gerber que creé con KiCad para pedir las dos placas de circuito impreso. Recientemente ordené 10 de los PCB Candle Flame por $ 5. Sucede que pedí el doble de tablas a la mitad del precio de mi pedido original de 2016.

Paso 5: Ensamblaje de la placa de circuito impreso

1. Instale los conectores macho desde la parte posterior de la PCB con la parte más larga sobresaliendo por la parte delantera. No instale el cabezal macho donde se indique.
2. Asegure los encabezados a la parte posterior y voltee el tablero. Suelde todos los pines del cabezal en la parte frontal de la PCB.
3. Recorte todos los pines, como se indica en la foto, al ras del tablero.
4. Oriente la parte superior de la matriz LED Charlieplexed como se ve en la foto.
5. Voltee la matriz de LED e instale los LED ARRIBA y suelde el módulo a los pines.
6. Suelde el cabezal a la placa Arduino Pro Mini ATMEGA328P 16MHz 5V y suelde desde la parte inferior de la PCB con la parte más larga sobresaliendo de la parte superior de la PCB. Esto se utilizará más adelante para programar el Arduino. Después de soldar el cabezal, recomiendo sacar la parte de plástico del cabezal de los pines. Esto se debe a que la longitud de los pines se recortará antes de montar la PCB en la base acrílica.
7. Voltee la PCB hacia atrás y coloque el Ardiuno en los pines del cabezal y suelde.
8. Oriente y monte el controlador de matriz en los pines en la parte superior de la parte posterior y suelde.
9. Conecte el módulo USB a UART TTL a los pines del encabezado del Arduino. 5 VCC -> VCC, GND -> GND, TX -> RX, RX -> TX.
10. Conecte el USB del módulo a la PC y abra Arduino IDE para cargar el programa.

Paso 6: Programas para Arduino Pro Mini y ATTiny85

Adafruit ofrece un tutorial sobre el uso de la matriz y el controlador LED CharliePlexed en el colgante de llama animado. Usé el mismo boceto para mi Arduino Pro Mini, pero cambié el data.h a una llama de mi creación. Este tutorial proporciona todo lo que necesita para comenzar con los LED CharliePlexes.

El ATTiny85 utiliza un boceto que encontré en Henry's Bench -Arduino Sound Detection Sensor: Tutorial and User Manual. Esta página lo guiará a través de la configuración y ajuste del módulo del sensor de sonido y Arduino. Mi boceto (ClapperCandle_V2.ino) para el ATTiny es casi idéntico a su ejemplo.

Paso 7: Montaje final

Una vez que se han ensamblado los PCB, ahora se pueden instalar en la base acrílica. Como se mencionó anteriormente, se recomienda la perforación de agujeros antes de pegar. Si está construyendo la versión Clapper, la pieza espaciadora rectangular cortada anteriormente se encuentra en el costado de la ubicación de montaje del módulo de sonido. Esto se puede ver en la foto de arriba. La placa Clapper está montada debajo del módulo de sonido y en el mismo lado.

Conecte la fuente de alimentación del PowerBoost 500 a la batería y al interruptor de alimentación principal, y si no se utiliza el PCB Clapper, conecte los 5 VCC y GND directamente a la conexión "PWR IN" del PCB de la vela. De lo contrario, conecte el voltaje de salida de la fuente de alimentación al + y - del PCB Clapper. Conecte el interruptor de palanca SPDT a las conexiones "CLAPPER" como se indicó anteriormente y conecte el módulo de sonido al "SND MOD" como se indicó anteriormente. Las conexiones respectivas (+ - TRG) de la PCB Clapper están conectadas a la PCB Candle. La conexión TRG no está conectada a nada.

Verifique su cableado con los esquemas y, cuando esté listo, instale la batería y enciéndala.

La vela de resina requiere un orificio para que el cable micro USB se conecte a la fuente de alimentación. Por lo tanto, los monté en mi CNC y corté un agujero a la distancia correcta desde la parte inferior.

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Finalista en el Concurso de PCB