Tabla de contenido:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-13 06:57
Para la Navidad de este año, decidí usar un bloque de vidrio, un controlador PWM y algunos hilos de luz LED para darle a mi esposa un regalo colorido.
Paso 1: Partes
Aquí están las piezas que necesitará.
Microcontrolador
Esto no necesita ser algo particularmente grande, rápido ni tener muchos pines (solo necesita 2 pines de datos para las conexiones I2C). Usé Adafruit Trinket M0 porque es pequeño, me gusta este formato y quería aprender a trabajar con CircuitPython.
Placa de conexión PWM de 16 canales
Hay muchos tipos similares de placas de ruptura PWM, incluida la de Adafruit. Incluso si su controlador tiene muchos pines PWM disponibles, todavía evitaría intentar alimentar todos sus hilos desde allí y optaré por la placa de arranque: los LED pueden consumir mucha más corriente de la que permite el controlador. La mayoría de los controladores se protegerán contra esto, pero algunos podrían convertirse en humo. Es mejor usar la placa de separación.
Luces de hadas
Hay muchos, muchos colores, tipos y longitudes de luces de colores disponibles a bajo precio, incluso algunas con luces RGB. Cuestan alrededor de $ 1 por hebra, más o menos. Me gusta el tipo en el que cada hebra es de un solo color porque es más fácil controlar los efectos. Aquí hay una opción en Amazon. Cada hebra viene con su propio mando que contiene pilas de monedas y un interruptor. No podrá alimentar más hilos que la cantidad de dispositivos admitidos por su placa de conexión PWM (en mi caso, 16).
Bloque de vidrio
Puedes encontrar diferentes tipos de bloques de vidrio en tiendas de artesanías e incluso en ferreterías. No recomiendo comprarlos en línea porque son demasiado caros (probablemente debido a su peso). Vienen planas, onduladas, claras, difusas, de colores, en diferentes tamaños, etc. Son muy bonitas, pero también frágiles, resbaladizas y muy, muy pesadas. Asegúrese de que el que obtenga tenga un orificio alargado en un lado y un inserto de plástico que salte y cubra ese orificio.
Si el peso o el tamaño del bloque de vidrio es un problema, casi cualquier recipiente transparente funcionará. Incluso puede usar una botella de vino o licor (limpia, seca), un globo de vidrio, una copa de champán de gran tamaño u otro recipiente transparente. Sin embargo, usaría algo bastante grande, ya que el efecto es mejor cuando el recipiente es grande, en mi opinión. Si se aparta del bloque de vidrio, tendrá que omitir o improvisar algunos de los pasos de instrucción.
Caja de plástico para los circuitos
Me gusta poner todos mis dispositivos electrónicos en un solo lugar. Elija su recinto favorito, de aproximadamente 2 pulgadas por 4 pulgadas por 1 pulgada (por ejemplo, este de Amazon), pero, si va a seguir este ejemplo, asegúrese de que sea lo suficientemente pequeño como para caber cómodamente en el exterior del bloque. pero lo suficientemente grande para acomodar el controlador, la placa PWM y los cables.
Lo que realmente quería usar era una base de madera hueca sobre la que pudiera asentarse el bloque. Desafortunadamente, no pude encontrar uno de esos y no tuve tiempo de hacer uno yo mismo. Incluso puede omitir el gabinete por completo y simplemente empujar el controlador y la placa de ruptura en el bloque de vidrio, si no le importa cómo se ve.
Adaptador de 5v / 2A o paquete de baterías
La mayoría de las placas PWM tienen un MAX de 6v, así que mantenga el voltaje por debajo de eso, por ejemplo, alrededor de 5 voltios (por ejemplo, este en Amazon). Además, no iría mucho menos de 2A porque los LED exigen bastante. También puedes probar con una batería.
Solo para simplificar las cosas, siempre suministro energía a todo con conectores de 5,5 mm / 2,1 mm.
Partes misceláneas
También necesita: un interruptor (es más fácil perforar agujeros para interruptores redondos), enchufe de conector de barril (que coincide con el conector del adaptador), cables de conexión, conectores hembra, tornillos, pernos, tuercas, equipo de soldadura, cortadores diagonales, taladro, pegamento caliente pistola, sharpie plateado, etc.
Paso 2: conecte el controlador y la placa PWM
Puede seguir estas instrucciones para conectar el controlador y la placa PWM. Conecte los pines SCL y SDA de cada dispositivo entre sí. Debe ejecutar la línea Vout desde la placa PWM a la entrada de alimentación del controlador, y la Vout del controlador al pin Vcc de la placa PWM.
No es necesario un circuito, ni siquiera una placa de pruebas, ya que puede usar cables de conexión para conectar los pines macho de un dispositivo a los pines macho del otro.
A continuación, necesitará alguna forma de conectar temporalmente 5v CC a los bloques de tornillos de entrada de la placa PWM. Si tiene una fuente de alimentación de banco, conéctela. De lo contrario, deberá soldar un enchufe que coincida con el conector del adaptador (use un voltímetro para asegurarse de que está soldando el positivo y el negativo correctamente) y pasar los cables a los bloques de tornillos de entrada.
Paso 3: prepara las hebras de luz de hadas
No vamos a utilizar los mandos de la batería. Sin embargo, antes de cortar los cables, asegúrese de encontrar la pequeña resistencia soldada en serie entre la batería y el primer LED. NO lo corte (en otras palabras, debe quedarse con el hilo, no con el llavero). Después de eso, use su herramienta afilada favorita, como cortadores diagonales, para separar el llavero de la batería del hilo. Me gusta dejar una pulgada o dos de cable en el lado de la batería para que pueda volver a usarse en el futuro. No se preocupe todavía por qué cable es positivo y cuál es negativo. Si bien eso siempre es importante cuando se trabaja con LED, convenientemente para nosotros, no importa en este punto. Los hilos que compré en realidad tienen una franja gris claro en el cable positivo de todos modos. No se preocupe si el suyo no lo hace.
La placa de ruptura PWM tiene 16 grupos de tres pines: tierra, 5v y señal, por lo que cada hebra necesitará su propio grupo de 3 enchufes de cabezal hembra para combinar. Solo usaremos los pines externos (tierra y señal), por lo tanto, después de cortar su grupo de la tira larga del encabezado, simplemente saque el pasador central (innecesario) del encabezado hembra. Suelde los cables de cada hebra a las clavijas exteriores de un grupo de cabezal hembra.
Una vez que hayas soldado cada hebra, debes probarla. Hice esto encendiendo el controlador y la placa PWM, y luego cargando un programa temporal que simplemente enciende los 16 juegos de pines.
Si está utilizando un controlador CircuitPython (como el M0 Trinket), Adafruit proporciona un excelente tutorial sobre cómo iniciar, actualizar y programar la placa. Una vez hecho esto, y la placa está conectada mediante un cable USB a su computadora, puede escribir y guardar un archivo llamado "code.py" en el directorio raíz de la placa controladora. El software integrado en el controlador ejecutará el programa Python en code.py. El programa simple que utilicé para probar las hebras se adjunta a continuación, llamado test_code.py. Debería cambiarle el nombre a code.py y copiarlo en el directorio raíz de Trinket M0.
Si no está usando CircuitPython, debe usar el IDE de Arduino o alguna otra forma de programar su controlador para enviar las señales necesarias para convertir todos los puertos PWM en salida completa.
Cuando se cargue el programa, pruebe una hebra empujando el cabezal hembra de la hebra en cualquier conjunto de pines PWM. Si el mechón no se enciende, quítelo, gírelo y vuelva a colocarlo. Si eso aún no funciona, debe resolver los cables e intentarlo de nuevo. Una vez que la hebra se enciende, debe marcar el lado positivo ("señal") del cabezal de alguna manera para que sepa la forma correcta de presionarla la próxima vez. Usé un marcador plateado para marcar el lado positivo de cada encabezado probado.
Después de haber probado la soldadura, querrá aislar los puntos de soldadura colocando una o dos gotas de pegamento caliente en el alambre, la soldadura y el metal expuestos. Decidí usar pegamento caliente (en lugar de tubo retráctil) porque es transparente, como los cables. Además de evitar los pantalones cortos, esto tiene la ventaja de estabilizar y fortalecer la conexión, por lo que es menos probable que se doble y se rompa.
Cuando todos los hilos estén soldados, probados y aislados, debería poder deslizar TODOS los encabezados en los pines de la placa PWM, y TODOS los hilos deberían iluminarse. El orden de los colores no será importante para este prototipo.
Paso 4: Prepare el bloque de vidrio y la caja
Como escribí anteriormente, el bloque de vidrio debe tener un orificio alargado y también debe tener algún tipo de inserto de plástico duro que se coloque en su lugar para cubrir el orificio. En primer lugar, hay que decidir en qué dirección se orientará el bloque y, por tanto, en qué lado quedará el cerramiento: izquierda, arriba o derecha. Opté por ponerlo a la derecha. Quería que el interruptor estuviera en la parte posterior y el enchufe del adaptador en la parte inferior.
Ahora debemos asegurar nuestro gabinete de electrónica a este inserto.
Necesitamos colocar dos (o más) pernos pequeños a través de las dos piezas de plástico para unir una a la otra. Mientras el inserto se inserta en el bloque de vidrio, sostenga el gabinete para que estén centrados. Pégalos juntos. Retire con cuidado el inserto y la caja del bloque sin cambiar su posición relativa. Decida dos puntos que asegurarán bien las dos piezas. Encuentre un lugar seguro para colocarlos y taladre 2 agujeros a través de ambos. Retire la cinta, sepárelos y limpie los agujeros. Vuelva a unirlos, empuje los pernos y coloque y apriete las tuercas.
Ahora que el cerramiento se puede unir al bloque de vidrio, necesitamos una forma para que los hilos lo atraviesen. Usé una broca de diámetro muy grande y perforé un agujero en el centro de la parte posterior del gabinete. Mi inserto ya tenía un gran agujero en el centro. Si el tuyo no lo hace, explora ambos.
Ahora debe preparar su interruptor y enchufe adaptador. Taladre los agujeros en consecuencia. Tuve que usar una dremel de lijado para ensanchar el orificio del interruptor. El orificio para el interruptor también necesitará una pequeña ranura, así que use una lima o un cuchillo afilado y resistente. Empuje el interruptor (se coloca en su lugar). Empuje el gato y coloque las arandelas y tuercas en el exterior; apretar.
Encuentra un cable 20 AWG negro y rojo. Suelde los cables al enchufe del adaptador; el pasador interior es positivo y la carcasa exterior es negativa; use un voltímetro para averiguar qué pin coincide. Me gusta pasar el positivo (rojo) a través del interruptor, pero realmente no importa. Pele los extremos libres del cable y pruebe insertando el conector del adaptador, encendiéndolo y probando el voltaje. Si hay algún problema, desoldar y soldar según sea necesario. También verifique que el voltaje sea cero cuando el interruptor esté apagado.
Coloque el controlador y la placa PWM en el gabinete. Inserte los cables de alimentación en los bloques de tornillos de la placa PWM: rojo a positivo y negro a negativo.
Paso 5: inserte hebras en el bloque
Desenchufe el adaptador.
Con el inserto insertado en el bloque de vidrio, empuje lentamente una hebra a través del orificio del gabinete hacia el bloque. Simplemente déjelo enroscarse naturalmente mientras lo empuja suavemente, sin tratar de controlar mucho. Cuando esté lo suficientemente adentro, empuje el cabezal sobre un conjunto de pines de la placa PWM, teniendo cuidado de alinear el lado positivo correctamente. Repita para cada mechón. A medida que haya más gente en el bloque, las hebras se enrollarán y se enrollarán entre sí de manera más ingeniosa.
Cuando el cabezal de la última hebra se haya colocado en los pines de la placa PWM, conecte el adaptador y enciéndalo. Todas las hebras deben iluminarse. Si algunos no lo hacen, vuelva a verificar la orientación del encabezado de la hebra en los pines. Compruebe también las conexiones de soldadura, es posible que algo se haya roto. Arregle lo que sea necesario hasta que todas las hebras estén encendidas.
Ponga la tapa en la caja de la electrónica y atorníllela. Dado que el inserto del bloque se sale del bloque de vidrio con bastante facilidad, pensé que sería una buena idea asegurarlo mejor, así que utilicé un poco de cinta de embalaje para eso.
Paso 6: Respira
Ahora necesitamos escribir un programa más interesante para las luces.
Vuelva a conectar el controlador a la computadora.
Mi nombre para esta pieza es "Breathe", así que quería que las hebras parecieran estar "respirando", dentro y fuera, y luego pausar una cantidad aleatoria de tiempo antes de volver a respirar, cada hebra trabajando independientemente de las demás. A continuación se muestra el script de Python que produce el resultado que me gustó; copie esto en la pizarra para ver cómo funciona. Por supuesto, experimente con diferentes patrones, tiempos, pausas, destellos, etc., para hacer lo que crea que es bonito.