Collar propulsado por Arduino: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Estaba buscando un buen proyecto de Arduino para mis vacaciones de fin de año. ¿Pero qué hacer? Mi hijita se sorprendió mucho cuando le ofrecí este collar "electrónico", y también muy feliz. Espero que la persona a la que le ofrecerá su logro también sea muy feliz.

La joya en sí consta de un Micro Controlador y un LED RGB que tiene las mismas dimensiones. El collar consiste en un alambre de latón muy delgado, que se puede soldar fácilmente con un pequeño alambre de estaño. La alimentación de energía es una simple batería de litio de celda de moneda de 3V. Usé una pequeña hoja de papel adhesivo, que se encuentra en la farmacia de mi propia casa, para proteger y aislar el paquete de baterías.

Paso 1: Herramientas y materiales

Instrumentos

• soldador, alambre de estaño de 0,5 mm
• una lupa, porque los cables para soldar son tan pequeños
• una computadora con el software Arduino instalado
• un programador ISP, como se explica aquí
• un cortador de alambre pequeño

Materiales

• una batería CR2032 con su base de batería (que consta de dos partes, una para cada polo)
• alambre de latón muy fino
• un LED RGB en un paquete 5050, con un chip WS2812B en el interior (esto es importante, porque puede encontrar un LED 5050 sin el controlador WS2812B en el interior)
• un pequeño trozo de papel adhesivo médico
• una unidad de microcontrolador Atmel Attiny85-20SU SMD
• un collar simple y barato

Paso 2: Esquema electrónico

El esquema electrónico es muy sencillo, porque no hay componentes pasivos, como resistencias, condensadores o inductancias, y porque solo hay 3 componentes, incluida la batería.

El paquete de energía que he usado es una batería de litio CR2032 de 3V. Su voltaje es más bajo que el mencionado en la hoja de datos WS2812B, pero después de la prueba, el LED RGB no sufrió esta caída de 2V.

El hecho de poder usar una simple batería de celda de moneda de 3V fue una condición muy importante para mí para hacer realidad este proyecto. No podemos imaginar un collar con una batería grande y pesada como fuente de energía.

La unidad de microcontrolador (MCU) también funciona muy bien con este nivel de voltaje de 3V.

Medí una corriente media de 5,3 mA. Dicha batería de litio CR2032 tiene una capacidad típica de 200 mAh. Esto significa que, con una batería nueva, puede dejar el sistema encendido durante 40 horas. Pero, incluso la mitad sería suficiente para un uso común.

Paso 3: el software

La unidad de microcontrolador es un ATTINY85 (~ $ 1) de Atmel. Lo programé con un Arduino Nano barato (un clon que se encuentra en ebay por alrededor de $ 5). Pero si posee una placa Arduino genuina, también puede usarla para eso.

El Arduino Nano ha sido programado con el boceto "Arduino as ISP".

El boceto para programar en el microcontrolador ATTINY85 se proporciona como archivo adjunto en este paso: JeweLED.ino

Tenga en cuenta que debe grabar el gestor de arranque para que la MCU esté completamente programada. En realidad, esto no muestra el cargador de arranque Arduino en la MCU, pero muestra algunos fusibles de configuraciones importantes. Sin hacer esto, el boceto no se ejecutará en absoluto.

El tipo de placa a elegir debe ser: Attiny85 @ 8MHz (oscilador interno, BOD desactivado).

BOD son las siglas de Brown-Out Detect. Esta es una característica especial que apaga la MCU cuando la energía desciende por debajo de 4.3V. Esto es útil para evitar dañar los paquetes de baterías recargables. Pero en nuestro caso, tiene que estar deshabilitado, porque vamos a alimentar nuestro MCU con solo 3V, e incluso menos.

Paso 4: Montaje

El primer paso es ensamblar la MCU con el LED.

Una vez programado, solo se deben conservar los pines 4, 5 y 8 del Atmel MCU. Los otros pines se pueden quitar, porque son innecesarios.

El pin 4 de MCU debe soldarse con el pin 3 del paquete 5050. Este estará conectado al polo negativo de la batería.

El pin 8 del MCU debe soldarse con el pin 1 del paquete 5050. Este se conectará al polo positivo de la batería.

El pin 5 del MCU debe soldarse con el pin 4 del paquete 5050. El pin 5 corresponde al PIN0 de Arduino para este tipo de MCU.

Utilice el papel adhesivo médico para aislar la batería de tipo botón de la piel. Esto le permite fijar la parte negativa del cable de latón al polo negativo de la batería.

No hay interruptor de encendido en este montaje. Para apagar el LED, debe abrir el collar, sacando el cable negativo de la batería.

Y eso es todo.

Paso 5: prueba y ajuste

Como puede ver en la imagen de primer plano, he soldado dos anillos muy pequeños de alambre de latón en los pines GND y VDD. El propósito de esto es adjuntar esta joya "electrónica" al collar.

Para la primera prueba, usé solo el alambre de latón como collar. El alambre de latón es necesario para asegurar los contactos eléctricos, pero no es suficiente. El cable de latón es demasiado liviano y la batería detrás del cuello es demasiado pesada en comparación con el LED del frente. Entonces tuve que usar un collar real para que la batería permaneciera en su lugar.

Tienes que separar el collar en dos partes de longitud uniforme y cerrar esas dos partes en los anillos de la joya.

Enrosqué el alambre de latón en cada bucle del collar. El cable es casi invisible y asegura la conducción eléctrica así como la rigidez de toda la construcción.

Otra forma de hacer la conducción eléctrica sería utilizar hilo conductor inoxidable, que puedes encontrar en Adafruit por unos dólares.

En el video, puedes ver el JeweLED en acción.

¡Disfrutar!

Míralo en acción