गीक स्पिनर: 14 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

फ़िडगेट स्पिनर मज़ेदार हैं, और आप इन दिनों किसी भी चेक-आउट काउंटर पर केवल कुछ रुपये में पा सकते हैं, लेकिन क्या होगा यदि आप अपना खुद का निर्माण कर सकें? और इसमें एलईडी थी? और आप जो चाहें कहने या दिखाने के लिए इसे प्रोग्राम कर सकते हैं? अगर यह बहुत अच्छा लगता है, तो यह आपके लिए प्रोजेक्ट है।

बच्चों को प्रोग्रामिंग में दिलचस्पी लेने के लिए मुझे हमेशा से पलक झपकते एलईडी का उपयोग करने में दिलचस्पी रही है। Arduino माइक्रोकंट्रोलर के साथ सबसे सरल प्रोजेक्ट एक एलईडी को चालू और बंद करना है। फिर आप उन्हें यह देखने के लिए प्राप्त करते हैं कि एक एलईडी कितनी तेजी से झपका सकती है इससे पहले कि वह लगातार (लगभग 12 मिलीसेकंड अंतराल) पर दिखती है। फिर आप एलईडी को आगे-पीछे हिलाते हैं और आप इसे फिर से झपकाते हुए देख सकते हैं! इस घटना को "दृढ़ता की दृष्टि" (पीओवी) कहा जाता है और यह परियोजना कैसे काम करती है। इससे दोनों की चर्चा हो सकती है कि आंख कैसे काम करती है और कंप्यूटर कितने अविश्वसनीय रूप से तेज़ हैं।

यह प्रोजेक्ट एक प्रोग्रामेबल 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर, आठ एलईडी और एक कॉइन सेल का उपयोग करता है। यह एक मानक स्केटबोर्ड असर का उपयोग करके घूमता है, और रोटेशन को निर्धारित करने के लिए हॉल-इफेक्ट सेंसर और चुंबक का उपयोग करता है। यह शुरुआती-अनुकूल थ्रू-होल भागों का उपयोग करके बनाया गया है और इसे Arduino प्रोग्रामिंग वातावरण का उपयोग करके प्रोग्राम किया जा सकता है। बात बहुत हुई, चलो बनाते हैं।..

चरण 1: पुर्जे, उपकरण और आपूर्ति इकट्ठा करें

किसी निर्माण के आधे रास्ते तक पहुंचना और आपको कुछ याद आ रहा है, यह हमेशा निराशाजनक होता है। ये वे हिस्से हैं जिन्हें मैंने आजमाया है और अच्छी तरह से काम करता हुआ पाया है। अपने जोखिम पर स्थानापन्न करें:

सामग्री का बिल =================

• 1 ईए, पर्पल पीसीबी, ओएसएच पार्क द्वारा प्यार से यूएस में निर्मित
• 1 ईए, एटिनी 84, एटमेल ATTINY84A-PU,
• 1 ईए, टैक्टाइल स्विच, टीई 1825910-6,
• 1 ईए, स्लाइड स्विच एसपीडीटी थ्रू होल, सी एंड के जेएस२०२०११एक्यूएन,
• 1 ईए, बैटरी धारक, लिंक्स बैट-एचएलडी-001-टीएचएम,
• 8 ईए, 3 मिमी रेड एलईडी 160 मैकडी, वर्थ 151031SS04000,
• 8 ईए, 330 ओम 1/8W, स्टैकपोल CF18JT330R,
• 1 ईए, 0.1 यूएफ कैप, केईएमईटी सी320सी104एम5आर5टीए,
• 1 ईए, चुंबकीय स्विच, मेलेक्सिस MLX92231LUA-AAA-020-SP,
• 1 ईए, 608 स्केटबोर्ड असर,
• 1 ईए, छोटा दुर्लभ पृथ्वी चुंबक 2 मिमी x 1 मिमी,
• 2 ईए, 3डी प्रिंटेड कैप (एसटीएल फाइल संलग्न)।
• 1 ईए, सीआर2032 बैटरी, पैनासोनिक बीएसपी या समकक्ष,

उपकरण और आपूर्ति: मेरी कार्यशालाओं के लिए, मैं स्पार्कफन के शुरुआती टूलकिट का उपयोग करता हूं जिसमें चिमटी को छोड़कर आपकी जरूरत की हर चीज है:

• सोल्डरिंग आयरन।
• सोल्डर तार
• फ्लश-कट प्लायर्स (मुझे $ 5 Hakko CHP170 पसंद है!)
• डीसोल्डरिंग चोटी
• सुपर गोंद

Attiny प्रोग्रामिंग (चरण 4, यदि आप इसे किट के रूप में खरीदते हैं तो इसकी आवश्यकता नहीं है):

• Arduino (कृपया सस्ते चीनी क्लोन से बचें और अपने यूएस ओपन सोर्स मैन्युफैक्चरर्स का समर्थन करें)।

  • स्पार्कफन रेडबोर्ड
  • एडफ्रूट मेट्रो
  • अरुडिनो यूएनओ
• एवीआर प्रोग्रामिंग शील्ड।
• पोगो एडेप्टर (यदि चिप के साथ प्रोग्रामिंग स्थापित है)।
• यूनो के लिए एक मानक यूएसबी ए-बी, रेडबोर्ड के लिए यूएसबी मिनी या मेट्रो के लिए यूएसबी माइक्रो।

इस परियोजना के लिए एक किट Tindie.com (बैटरी घटाकर) पर उपलब्ध है। किट खरीदने से आप कई अलग-अलग विक्रेताओं से ऑर्डर करने के समय और खर्च को बचाएंगे और न्यूनतम पीसीबी ऑर्डर प्रीमियम से बचेंगे। इसके अलावा, एक Attiny प्रोग्रामिंग तुच्छ नहीं है, और यदि आप किट खरीदते हैं, तो यह पहले से ही पूर्व-प्रोग्राम किया जाएगा। आप मेरी कार्यशालाओं में अन्य परियोजनाओं को विकसित करने और साझा करने में भी मेरी मदद करेंगे!

चरण 2: प्रतिरोध आवश्यक है।

हम यह मानने जा रहे हैं कि आपके पास किट-निर्माण का कुछ अनुभव है। अगर आपको सोल्डरिंग में कुछ मदद चाहिए, तो ब्रश करने के लिए www.sparkfun.com/tutorials/213 पर जाएं या गीक गर्ल को https://www.youtube.com/embed/P5L4Gl6Q4Xo पर समझाएं। मेरे पास https://www.tindie.com/products/3447/ पर शुरुआती लोगों के लिए उपयुक्त किट भी है।

मुझे रोकनेवाला के साथ शुरू करना पसंद है क्योंकि ए) जब आप अपने सोल्डरिंग ग्रूव में जा रहे हैं तो वे अपेक्षाकृत गर्मी प्रतिरोधी हैं और लोहा अस्थायी रूप से आ रहा है, बी) उनके पास कोई ध्रुवीयता नहीं है, इसलिए अभिविन्यास महत्वपूर्ण नहीं है, और सी) वे हैं बोर्ड पर सबसे कम घटक इसलिए टांका लगाते समय कसकर बैठें। आठ 330-ओम वर्तमान सीमित प्रतिरोधक हैं, प्रत्येक एल ई डी के लिए एक। आप एक बार में एक कर सकते हैं, या सभी आठ एक साथ कर सकते हैं।

• लीड्स को पैड्स की चौड़ाई तक मोड़ें और रेसिस्टर डालें।
• बोर्ड को पलटें और लीड को मिलाप करें।
• फ्लश कट्स के साथ लीड्स को ट्रिम करें।
• यदि आप चाहते हैं कि वे आपके गीक दोस्तों को प्रभावित करें तो उन्हें फिर से लोहे से मारें।

चरण 3: कोड?

यदि आपने मेरी किट खरीदी है, तो चिप पहले से प्रोग्राम की गई है और अगले चरण पर जा सकती है।

हां, इस परियोजना को कुछ कोड चाहिए। और, यदि आप ध्यान दे रहे थे, तो चरण 1 में मैंने आपको बताया था कि एक Attiny प्रोग्रामिंग तुच्छ नहीं थी। मैं Arduino का उपयोग करता हूं, यह प्रोग्रामिंग वातावरण है, मेरा AVR प्रोग्रामर और एक पोगो पिन जिग है।

चिप को जगह में टांका लगाने से पहले प्रोग्राम किया जा सकता है (फोटो 2), या पीसीबी के तल पर आईएसपी हेडर का उपयोग करके इसे जगह में मिलाप करने के बाद (फोटो 3)। किसी भी मामले में, प्रोग्रामिंग इस प्रकार है:

• Arduino प्रोग्रामिंग वातावरण डाउनलोड करें।

• या तो Attiny 85 के लिए समर्थन स्थापित करें:

  • https://highlowtech.org/?p=1695 (Arduino Tiny)
  • https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore (एटिनी कोर)
• "Arduino as ISP स्केच" अपलोड करें:[फाइल] -> [उदाहरण] -> [Arduino as ISP]।
• AVR प्रोग्रामिंग शील्ड संलग्न करें और रिबन केबल को Attiny84 स्थिति में डालें
• यदि पोगो एडेप्टर का उपयोग कर रहे हैं, तो इसे बोर्ड पर आईएसपी हेडर पर रखें। सकारात्मक और नकारात्मक पैड चिह्नित हैं ताकि आप हेडर को सही ढंग से उन्मुख कर सकें।
• यदि चिप का उपयोग कर रहे हैं, तो इसे USB कनेक्टर की ओर पिन के साथ डालें।

• सही चिप का चयन करें:

  • अरुडिनो टिनी: "एटिनी 84 @ 8 मेगाहर्ट्ज"

  • अटारी कोर: "अट्टी 24/44/84"

    • चिप "अट्टी 84"
    • 8 मेगाहर्ट्ज (आंतरिक)
    • पिन मैपिंग "काउंटर क्लॉकवाइज"
• प्रोग्रामर का चयन करें, [टूल्स] -> [प्रोग्रामर] -> [Arduino as ISP]
• प्रोग्रामिंग फ़्यूज़ सेट करें, [टूल्स] -> [बूटलोडर बर्न करें]
• संलग्न स्केच अपलोड करें, [फ़ाइल] -> [प्रोग्रामर का उपयोग करके अपलोड करें]

मुझे मिलने वाली त्रुटियों का सबसे बड़ा स्रोत पिनों को सही ढंग से संरेखित न करना शामिल है।

चरण 4: चिप आईटी

अब जब आपकी चिप पर कोड है, तो आप इसे इंस्टॉल कर सकते हैं। एक डीआईपी ("दोहरी इनलाइन पैकेज") चिप का उन्मुखीकरण आमतौर पर या तो पिन एक के निकट एक छेद द्वारा इंगित किया जाता है, या एक पिन युक्त चिप के अंत में एक डिवोट, जैसा कि यहां मामला है।

• एक सपाट सतह (फोटो 1 और 2) के खिलाफ दबाकर लीड को 90 डिग्री तक मोड़ें।
• पीसीबी पर प्रतीक के साथ चिप को संरेखित करें और चिप डालें (फोटो 3)।
• एक पिन को विपरीत दिशा में मिलाएं, और जांचें कि दोनों चिप पीसीबी के खिलाफ सपाट हैं और ओरिएंटेशन सही है। इसके बाद इसे ठीक करना वाकई मुश्किल हो जाता है। इस पर मेरा विश्वास करो।
• एक बार जब आप आश्वस्त हो जाएं कि यह सही ढंग से है, तो शेष पिनों को मिलाएं और फिर उन्हें फ्लश में काट लें।

चरण 5: स्विच और संधारित्र

पुश बटन IC के बगल में जाता है, और कैपेसिटर दूसरी तरफ।

• पुश बटन को जगह में दबाएं (सुनिश्चित करें कि यह सही अभिविन्यास में है)।
• इसे जगह में मिलाप करें।
• लीड को पीछे से क्लिप करें।

संधारित्र में एक अभिविन्यास नहीं होता है, लेकिन यदि आप लेखन पक्ष को बाहर रखते हैं, तो आपके गीक दोस्तों को पता चल जाएगा कि आपने किस मूल्य का उपयोग किया है।

चरण 6: स्विच और बैटरी धारक

स्विच बाहर की ओर इशारा करते हुए स्तर के साथ जाता है। अन्य मदों की तरह, दो पिनों को मिलाप करें, जांचें कि यह सपाट बैठा है, और फिर शेष को मिलाप करें।

बैटरी धारक के पास अभिविन्यास दिखाने के लिए अंकन होता है, लेकिन यह वास्तव में कोई मायने नहीं रखता है। हालाँकि, इसे नियमित लीड की तुलना में काफी अधिक गर्मी की आवश्यकता होगी, और आप यह सुनिश्चित करना चाहेंगे कि यह बैटरी को स्थिति में रखने के लिए सपाट बैठे (चित्र 4)।

चरण 7: एलईडी

ऐसी कोई अच्छी परियोजना नहीं है जिसमें कम से कम एक एलईडी शामिल न हो। यह आठ है!

लंबी लीड सकारात्मक (एनोड) है। सिल्क्सस्क्रीन पर "+" का निशान होता है, और पैड चौकोर होता है। यदि आप सभी आठों को एक साथ करते हैं, तो यह सुनिश्चित करने के लिए उन्हें पकड़ें कि आपके पास सभी ओरिएंटेशन सही हैं।

• प्रत्येक एलईडी पर एक सीसा मिलाप।

• अभिविन्यास सत्यापित करें और कि वे सपाट बैठे हैं (चित्र 3)।

  यदि वे नहीं हैं, तो अपने अंगूठे से मामले को दबाएं और सीसा को तब तक गर्म करें जब तक कि वह स्थिति में न आ जाए (चित्र 4)।

• शेष मिलाप।
• लीड को क्लिप करें।

चरण 8: इसे जांचें

इस बिंदु पर, हम अभी भी एल ई डी की जांच कर सकते हैं और स्विच आउट कर सकते हैं:

• सकारात्मक पक्ष के साथ एक बैटरी डालें।
• स्पिनर को चालू करें और तब तक बटन दबाएं जब तक कि सभी (उम्मीद के मुताबिक) एलईडी चालू न हो जाएं (वीडियो देखें)।
• स्पिनर को स्पिन करें और पैटर्न देखें। यदि एक एलईडी प्रकाश नहीं करता है, तो इसे पीछे की ओर स्थापित किया जा सकता है, या गर्मी से नुकसान हो सकता है। इसे अन-सोल्डर करें और एक नया डालें।

समस्या निवारण:

• यदि कोई एल ई डी प्रकाश नहीं है:

  • सुनिश्चित करें कि आपकी बैटरी अच्छी है और सही दिशा में है।
  • क्या आपने अपना चिप प्रोग्राम किया था? क्या यह सही दिशा में है? क्या यह गर्म हो रहा है?
  • क्या एल ई डी सही ढंग से उन्मुख हैं? उनका परीक्षण करने के लिए एलईडी सोल्डर जोड़ों में सिक्का सेल का प्रयोग करें?

• यदि स्विच एलईडी को झपकाता नहीं है:

  • एलईडी पर मिलाप जोड़ों की जाँच करें।
  • Attiny पर मिलाप जोड़ों की जाँच करें।
• यदि अन्य सभी विफल हो जाते हैं, तो आगे और पीछे के उच्च रिज़ॉल्यूशन फ़ोटो लें और पोस्ट करें और टिप्पणियों में मदद मांगें।

चरण 9: स्पिन समय

मामले को बड़े पैड में टांका लगाकर असर को जगह में रखा जाता है। यह धैर्य और बहुत सारी गर्मी लेता है:

• असर की स्थिति के लिए सख्त सतह पर सिक्कों जैसी किसी चीज़ का उपयोग करें।
• पैड और बेयरिंग शेल दोनों को तब तक गर्म करें जब तक कि आप केस पर सोल्डर फ्लो न देखें (इसमें थोड़ा समय लगता है)।
• दूसरी तरफ दोहराएं।
• सत्यापित करें कि स्पिनर को घुमाकर असर सही ढंग से संरेखित है।
• बोर्ड को पलटें और दूसरी तरफ दो बिंदुओं को मिलाएं।

चरण 10: क्या यह एक क्रांति है?

केवल पैटर्न के बजाय संदेश दिखाने के लिए, हमें सर्कल के संबंध में स्पिनर की स्थिति जानने की जरूरत है। हम हॉल-इफेक्ट सेंसर और चुंबक का उपयोग करेंगे। यह उसी तरह है जैसे दहन इंजन को पता होता है कि सबसे अधिक शक्ति प्राप्त करने के लिए चिंगारी को कब आग लगाना है। इसके काम करने के लिए सेंसर और चुंबक दोनों का अभिविन्यास और संरेखण महत्वपूर्ण है।

• डिवाइस के चेहरे पर लेखन सिल्क स्क्रीन (फोटो 1) से मेल खाने वाले असर का सामना करता है।
• ऊंचाई को असर के ठीक ऊपर संरेखित करें (जहां टोपी में चुंबक होगा)।
• सोल्डर वन लीड।
• ऊंचाई और आहार की जाँच करें।
• शेष लीड को मिलाएं।
• लीड को क्लिप करें।

यदि आप ओमनी-पोल सेंसर का उपयोग कर रहे हैं, तो आपको चुंबक के उन्मुखीकरण का पता लगाना होगा। ऐसा करने का सबसे अच्छा तरीका यह है कि पिछले चरण के पैटर्न के अलावा कोई अन्य मोड सेट किया जाए और फिर चुंबक के उस हिस्से का पता लगाया जाए जो एलईडी को ब्लिंक करना शुरू करता है (वीडियो देखें)। चुंबक को उस तरफ से चिपकाएं जो बाहर की ओर मुंह करके काम करता हो। अपने काम की दोबारा जांच करें।

चरण 11: संतुलन अधिनियम

यदि आप स्पिनर को बैटरी के साथ क्षैतिज रूप से ऊपर रखते हैं, तो आप इसे बैटरी की ओर नीचे की ओर पिवट करते हुए देखेंगे। घटकों को संतुलित करने के मेरे सर्वोत्तम प्रयास के बावजूद, यह अभी भी संतुलन से बाहर है। आप नट और बोल्ट का उपयोग करके गैर-बैटरी पक्ष में कुछ वजन जोड़ सकते हैं, या पैड में कुछ मिलाप जोड़ सकते हैं।

चरण 12: आप परिचालन कर रहे हैं

अपने चुंबक और सेंसर के साथ, आप अपने गीक स्पिनर की पूरी उत्कृष्टता की जांच करने के लिए तैयार हैं। स्पिनर का मोड एलईडी द्वारा दिखाया जाता है जो पावर अप पर या एक बटन प्रेस (D0 - D7) के बाद जलाया जाता है। बटन दबाकर मोड बदल दिया जाता है (वीडियो देखें)।

इंट मोड = 8; // उपलब्ध मोड की संख्या

// 0 -> टेक्स्ट "हैलो वर्ल्ड!" // 1 -> आरपीएम // 2 -> सेकंड में समय // 3 -> स्पिन गिनती // 4 -> स्पिन गिनती (कुल) // 5 -> "लिली पैड" पैटर्न // 6 -> आकार 1 (दिल) // 7 -> आकार 2 (मुस्कान)

चरण 13: लेकिन रुकिए, और भी बहुत कुछ है।

"हृदय" और "स्माइली" पैटर्न एक ध्रुवीय ग्राफ का उपयोग करके बनाए गए थे ताकि यह दिखाया जा सके कि प्रत्येक 5 डिग्री रोटेशन के आठ खंड कैसे दिखेंगे।

हाथ से:

• पूर्ण-रिज़ॉल्यूशन छवि डाउनलोड करें और प्रिंट करें (चित्र 1)।
• अपनी छवि बनाने के लिए ब्लॉक भरें (चित्र 2)।

• रेडियल के साथ, 0 से शुरू करते हुए, ब्लैक = 1, व्हाइट = 0 का उपयोग करके बाइट की गणना करें;

  दिल का पहला रेडियल 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 है, इसलिए बाइट = 0b100000000;

• पूरा होने तक जारी रखें (संकेत, यदि आपकी छवि सममित है, तो आपको केवल आधा करने की आवश्यकता है)।
• अपने बाइट्स को "shape_1" या "shape_2" के अंतर्गत स्केच के "textAndShapes.h" सेक्शन में पेस्ट करें।

पायथन का उपयोग करना:

• पायथन स्थापित करें।
• पायथन की छवि पुस्तकालय स्थापित करें।
• संलग्न "readGraph.py" स्क्रिप्ट डाउनलोड करें।
• पूर्ण-रिज़ॉल्यूशन छवि डाउनलोड करें (चित्र 1)।
• अपने पसंदीदा संपादक (जीआईएमपी या एमएस पेंट) में छवि खोलें।
• आप जिस खंड को जलाना चाहते हैं उसे भरने के लिए काले रंग के साथ "भरें" कमांड का उपयोग करें (चित्र 2)।
• छवि को उसी निर्देशिका में "readGraph.py" स्क्रिप्ट के रूप में सहेजें और इसे मिलान करने के लिए स्क्रिप्ट में फ़ाइल नाम बदलें:

आईएम = इमेज.ओपन ('हार्ट.पीएनजी')

स्क्रिप्ट चलाएँ और आउटपुट को "shape_1" या "shape_2" के अंतर्गत स्केच के "textAndShapes.h" अनुभाग में पेस्ट करें।

किसी भी तरह, टिप्पणियों में अपनी रचना (चित्र और कोड) साझा करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें!

चरण 14: क्रेडिट और अंतिम विचार

मैं निश्चित रूप से यह सब अपने आप नहीं आया। एक लांग शॉट से नहीं।

• पीओवी के साथ मेरा पहला व्यावहारिक अनुभव निक सेयर की एक परियोजना के साथ था जिसे पीओवी ट्विर्ली कहा जाता है: https://www.tindie.com/products/nsayer/pov-twirlie/। (मैं पोगो एडेप्टर का भी उपयोग करता हूं)।
• Techydiy के इंस्ट्रक्शनल https://www.instructables.com/id/LED-FIDGET-SPINNER/ को देखकर मेरे दिमाग में "LED + Fidget spinner = POV" का विचार आया।
• जब भी आपके पास कोई बढ़िया विचार आता है, तो किसी ने इसे पहले ही कर लिया है: https://www.instructables.com/id/POV-Arduino-Fidget-Spinner/। सरफेस माउंट सोल्डरिंग कुछ ऐसा है जो मैं कर सकता हूं, लेकिन वास्तव में शुरुआती अनुकूल नहीं है। उसका कोड भी मेरे सिर के ऊपर था, लेकिन मैंने RPM और काउंट्स प्रदर्शित करने के बारे में उनके विचारों का उपयोग किया।
• मैं पाठ प्रदर्शित करने के लिए रेगर-मेन के पीओवी क्लॉक कोड के स्निपेट को समझने और उपयोग करने में सक्षम था:

कोई भी प्रोजेक्ट कभी भी पूर्ण या परिपूर्ण नहीं होता है। यहाँ कुछ विचार हैं जो मैं आगे बढ़ा रहा हूँ:

• बैलेंस: डेटा शीट में शायद ही कभी घटकों के वजन के बारे में जानकारी होती है, इसलिए इसे बनाए बिना संतुलन के बारे में शिक्षित अनुमान लगाना भी मुश्किल है। बैटरी स्पष्ट रूप से सबसे भारी घटक है। मैंने प्रत्येक छोर पर छेद जोड़े ताकि मैं इसे संतुलित करने के लिए आवश्यकतानुसार वजन जोड़ सकूं।
• दक्षिणावर्त? यदि आपने देखा है, तो पाठ केवल सही ढंग से प्रदर्शित होता है यदि आप घड़ी की दिशा में घूमते हैं। दूसरी दिशा में घूमने से दर्पण प्रतिबिम्ब बनता है। दूसरा हॉल सेंसर या चुंबक जोड़ने से आप रोटेशन की दिशा प्राप्त कर सकेंगे (सीन की परियोजना ने ऐसा किया)।
• रंग? प्रोग्राम करने योग्य आरजीबी एलईडी का उपयोग करने से आप रंग कर सकेंगे। हालांकि वे आम तौर पर सतह माउंट होते हैं।