नियोपिक्सल नाइट लाइट: 14 कदम (चित्रों के साथ)

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

लेखक द्वारा joshua.brooks का अनुसरण करें:

मैं कुछ हफ्तों में इलेक्ट्रॉनिक्स में कुछ कार्यशालाएं दे रहा हूं, जो एक सस्ती, लेकिन उपयोगी वास्तविक दुनिया की परियोजना के आसपास केंद्रित हैं। बनाने के लिए एक चीज़ के साथ आने की कोशिश करते समय, मैं चाहता था कि इसमें एक माइक्रोकंट्रोलर, नियोपिक्सल एल ई डी (क्योंकि, वे कमाल हैं), दूरस्थ रूप से नियंत्रित हो, और विभिन्न निर्माण विकल्पों की अनुमति दें। इसे टिंकरकाड में भी पूरी तरह से अनुकरणीय होना था। यह वह परियोजना है जो विकसित हुई है।

यह एक छोटे से उपकरण में कुछ बहुत अच्छी सुविधाओं को पैक करता है, अनुकूलन योग्य है, और निर्माण करने के लिए काफी सरल है।

हिस्सों की सूची:

• मुद्रित सर्किट बोर्ड (OSHPARK)
• नियोपिक्सल रिंग 12 (एडफ्रूट)
• ATtiny85 माइक्रोकंट्रोलर (DigiKey)
• 22 गेज सॉलिड-कोर वायर (DigiKey, Amazon, Radio Shack, आदि)
• (वैकल्पिक) इन्फ्रारेड रिसीवर (DigiKey)
• (वैकल्पिक, लेकिन अत्यधिक अनुशंसित) 1μF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (DigiKey)
• (वैकल्पिक) पुशबटन (जेमेको)
• (वैकल्पिक) 2 x पुरुष 3-पिन हैडर (DigiKey)
• (वैकल्पिक) 2 x शंट जम्पर (DigiKey)
• (वैकल्पिक) 8-पिन डीआईपी सॉकेट (DigiKey)
• (वैकल्पिक) 4-पिन समकोण शीर्षलेख (DigiKey)
• (वैकल्पिक) आईआर रिमोट कंट्रोल (अमेज़ॅन)
• गोरिल्ला टेप (अमेज़न)
• यूएसबी दीवार बिजली की आपूर्ति (अमेज़ॅन)

उपकरण सूची:

• सोल्डरिंग आयरन और सोल्डर
• तार काटने वाला
• वायर स्ट्रिपर
• चिमटा
• कैंची

चरण 1: डिजाइन और सिमुलेशन

जैसा कि मैंने पहले उल्लेख किया है, मैं इस परियोजना के लिए मुफ्त टिंकरकाड का उपयोग करना चाहता था। मैंने किसी भी वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक्स को छूने से पहले पूरी तरह से डिजाइन और परीक्षण करने का फैसला किया। इसने मुझे यह सुनिश्चित करने की अनुमति दी कि सब कुछ (ATtiny85 फर्मवेयर सहित) काम करेगा। यहाँ वह वर्चुअल सर्किट है। आप इसे आज़माने के लिए नीचे "अनुकरण प्रारंभ करें" दबा सकते हैं।

चरण 2: आवश्यक भाग

यह परियोजना लचीलेपन की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन की गई है कि इसे कैसे बनाया जाता है। इसलिए, आप इसके साथ क्या करना चाहते हैं, इसके आधार पर, आपको सभी भागों की आवश्यकता नहीं हो सकती है। तीन भाग (और तार) हैं जो नितांत आवश्यक हैं। इनके साथ कुछ कार्यात्मक बनाना संभव है।

Neopixel Ring 12 - रिंग में बारह NeoPixels होते हैं जिन्हें व्यक्तिगत रूप से किसी भी रंग के लिए नियंत्रित किया जा सकता है।

ATtiny85 - यह माइक्रोकंट्रोलर (छोटा कंप्यूटर) है जो NeoPixels को नृत्य करता है, और कई वैकल्पिक घटकों (इन्फ्रारेड रिसीवर, पुशबटन, आदि) के साथ इंटरफेस करता है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड - मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) उपयोग किए गए भागों के बीच सभी विद्युत कनेक्शन प्रदान करता है, और डिवाइस की कठोर रीढ़ है। पीसीबी निर्माता को भेजी जाने वाली ज़िप्ड गेरबर फाइल इस पेज पर है। वहाँ कई बोर्ड निर्माता हैं। यहाँ OSHPARK से बोर्ड ऑर्डर करने का लिंक दिया गया है।

22 गेज सॉलिड-कोर तार - तार का उपयोग NeoPixel रिंग को PCB से जोड़ने के लिए किया जाता है।

चरण 3: वैकल्पिक भाग

ऐसे कई वैकल्पिक भाग हैं जिन पर आप विचार कर सकते हैं जिनमें शामिल हैं। यहाँ आप उन्हें क्यों चाहते हैं।

इन्फ्रारेड रिसीवर - इन्फ्रारेड रिसीवर एक एकल घटक है जो डिवाइस को एक मानक हैंडहेल्ड आईआर रिमोट कंट्रोलर (थिंक टीवी रिमोट) द्वारा नियंत्रित करने की अनुमति देगा। विभिन्न निर्माताओं के रिमोट कंट्रोलर अलग-अलग सिग्नल उत्सर्जित करते हैं, इसलिए फर्मवेयर को आपके रिमोट को पहचानने के लिए संशोधित करने की आवश्यकता हो सकती है, अगर यह मेरे द्वारा उपयोग किए जाने वाले लोगों में से एक नहीं है।

1μF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर - कैपेसिटर एक प्रकार की अस्थायी बैटरी के रूप में कार्य करता है जो अतिरिक्त शक्ति प्रदान कर सकता है जब डिवाइस में आवश्यक विद्युत प्रवाह अचानक बदल जाता है (उदाहरण के लिए, NeoPixels बंद से पूर्ण-ऑन पर जाता है)। सस्ते USB बिजली की आपूर्ति का उपयोग करते समय यह डिवाइस के वोल्टेज को भी बाहर कर सकता है। यदि आप एक अच्छे यूएसबी पावर स्रोत का उपयोग कर रहे हैं, तो इसे छोड़ा जा सकता है।

पुशबटन - पुशबटन आपको बटन दबाकर डिवाइस को नियंत्रित करने की अनुमति देता है (क्या?)

पुरुष 3-पिन हैडर और शंट जम्पर - शंट जंपर्स की स्थिति के आधार पर डिवाइस को कॉन्फ़िगर करने की अनुमति देने के लिए इन्हें पुशबटन के बजाय जगह में रखा जा सकता है। पुरुष 3-पिन हेडर स्थायी रूप से बोर्ड से जुड़ा (मिला हुआ) हो जाता है, और शंट जम्पर हेडर पर प्रेस-फिट होता है और इसे आसानी से हटाया और पुनर्स्थापित किया जा सकता है। यदि एक हेडर का उपयोग किया जाता है, तो जम्पर दो अलग-अलग मोड के बीच चयन कर सकता है। यदि दोनों हेडर का उपयोग किया जाता है, तो चार मोड संभव हैं।

8-पिन डीआईपी सॉकेट - सॉकेट माइक्रोकंट्रोलर (ATtiny85) को हटाने और बदलने की अनुमति देता है ताकि बाद में इसे फिर से प्रोग्राम किया जा सके यदि आप डिवाइस के काम करने के तरीके को बदलना चाहते हैं। यदि आप जानते हैं कि आपको माइक्रोकंट्रोलर को फिर से प्रोग्राम करने की आवश्यकता नहीं होगी, तो इसकी आवश्यकता नहीं है।

4-पिन राइट-एंगल हेडर - राइट-एंगल हेडर का उपयोग किया जाता है यदि आप चाहते हैं कि यूएसबी कनेक्टर साइड की बजाय डिवाइस के पीछे से सीधे बाहर निकले।

चरण 4: माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्राम करें

मैं माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्रामिंग के बारे में बहुत अधिक विस्तार में नहीं जा रहा हूं, क्योंकि निर्देश कहीं और आसानी से मिल जाते हैं (मैं नीचे एक लिंक शामिल करता हूं)। मैंने इस निर्देश में वर्णित विधि का उपयोग करके नियंत्रक के लिए प्रोग्रामिंग डिवाइस के रूप में कार्य करने के लिए एक Arduino UNO बोर्ड का उपयोग किया। इसमें, यह प्रोग्रामिंग के लिए Arduino पिन से ATtiny पिन तक निम्नलिखित मैपिंग दिखाता है:

• Arduino +5V → ATtiny पिन 8
• Arduino ग्राउंड → ATtiny Pin 4
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5
• Arduino Pin 12 → ATtiny Pin 6
• Arduino Pin 13 → ATtiny Pin 7

रात की रोशनी के लिए स्रोत कोड यहां पाया जा सकता है (https://github.com/cacklestein/led-night-light)।

चरण 5: बोर्ड को इकट्ठा करें (वैकल्पिक प्रारंभिक चरण)

चीजों को आसान बनाने के लिए भागों को एक विशेष क्रम में बोर्ड में जोड़ा जाना चाहिए। यदि आप बोर्ड पर यूएसबी कनेक्टर की स्थिति के साथ ठीक हैं, तो आप इस चरण के बाकी हिस्सों को छोड़ सकते हैं और असेंबली के अगले भाग पर जा सकते हैं। हालाँकि, यदि आप चाहते हैं कि कनेक्टर बोर्ड के पिछले हिस्से से चिपके रहे, तो अब समकोण हैडर जोड़ने का समय आ गया है।

शेष मुद्रित सर्किट बोर्ड से USB कनेक्टर को सावधानीपूर्वक स्नैप-ऑफ करके प्रारंभ करें। बोर्ड के बड़े हिस्से को एक हाथ से पकड़ें और टैब को ध्यान से हटाने के लिए छोटे छेदों की वेध रेखा के ठीक बगल में एक किनारे वाले सरौता का उपयोग करें। टैब को एक तरफ सेट करें। आपको बाद के चरण में इसकी आवश्यकता होगी।

चित्र में दिखाए अनुसार समकोण हेडर को बोर्ड के पीछे की ओर रखें। बोर्ड का पिछला भाग "123D CIRCUITS" के साथ सिल्कस्क्रीन वाला पक्ष है (या शायद मुझे "123D CIRC" कहना चाहिए, क्योंकि आपने अभी "UITS" को तोड़ा है)।

हेडर को जगह में मिलाएं, बोर्ड के ऊपर की तरफ सोल्डर लगाएं।

अच्छे वायर कटर का उपयोग करते हुए, हेडर के लीड्स को काटें जो बोर्ड के ऊपर की तरफ से बोर्ड के जितना संभव हो सके। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि वे लीड केंद्र में कहीं बीमार हो रहे हैं जहां ATtiny85 अंततः जाएगा।

चरण 6: माइक्रोकंट्रोलर सॉकेट जोड़ें

अब समय आ गया है कि 8-पिन डीआईपी सॉकेट -OR- ATtiny85 को जगह में मिलाया जाए। मैं सॉकेट का उपयोग करने की अत्यधिक अनुशंसा करता हूं, क्योंकि यह ATtiny85 को आसानी से हटाने और फिर से जोड़ने की अनुमति देता है यदि आप बाद में कार्यक्रम में बदलाव करना चाहते हैं। मिलान 8 छेद के माध्यम से सॉकेट (या बोर्ड के किनारे के पास पिन 1 के साथ ATtiny85) को फिट करें। बोर्ड के शीर्ष पर। ऊपर की तरफ वह है जिस पर "123D सर्किट" छपा हुआ है। बोर्ड को पलटें और सॉकेट को रखने के लिए इसे टेबल या अन्य कार्यक्षेत्र पर सपाट रखें। पिन को बोर्ड से मिलाएं। यदि आपने पिछले चरण में 4-पिन समकोण हैडर जोड़ा है, तो वे पिन कुछ हद तक रास्ते में होंगे। उनके नीचे लोहे को टांका लगाने के लिए कोण दें।

चरण 7: अधिक सामग्री जोड़ें

अब बटन या जम्पर हेडर (एस), आईआर रिसीवर और कैपेसिटर जोड़ने का समय है।

यदि आप पुशबटन रखना चाहते हैं, तो बोर्ड के शीर्ष पर माइक्रोकंट्रोलर सॉकेट के नीचे छेद के माध्यम से 4 पिन फिट करें। आप देखेंगे कि इसमें 6 छेद हैं। इस बात की चिंता मत करो। बीच में दो छेद का उपयोग नहीं किया जाएगा। बोर्ड को पलटें और पुशबटन को जगह में मिलाप करें।

यदि आप इसके बजाय शंट जंपर्स का उपयोग करना चाहते हैं, तो ऊपर की तरफ इन छेदों में दो 3-पिन हेडर (पिन के नीचे की तरफ) डालें। फिर से, बोर्ड को पलटें, और पिनों को जगह में मिलाप करें।

इसके बाद, इन्फ्रारेड रिसीवर को बोर्ड के शीर्ष पर 3 छेदों के माध्यम से फिट करें। इसके ओरिएंटेशन को सिल्कस्क्रीन पर आउटलाइन से मिलाएं। जहाँ तक यह जाएगा, इसे डालें, और इसे पीछे की ओर मोड़ें ताकि छोटे बुलबुले वाला भाग बोर्ड से दूर हो। बोर्ड को पलटें और इसे जगह में मिलाप करें। टांका लगाने के बाद नीचे की तरफ से पिन की अतिरिक्त लंबाई को हटाने के लिए वायर कटर का उपयोग करें।

अंत में, संधारित्र जोड़ें। इसके पिन इन्फ्रारेड रिसीवर के ऊपर शेष दो छेदों के माध्यम से फिट होते हैं। संधारित्र की तरफ सफेद पट्टी ('-' नकारात्मक पक्ष) ATtiny85 सॉकेट से दूर है। फिर से, बोर्ड को पलटें, लीड को जगह में मिलाप करें, और वायर कटर से अतिरिक्त क्लिप करें।

चरण 8: NeoPixel रिंग जोड़ें

NeoPixel रिंग 22 गेज सॉलिड-कोर वायर के 4 टुकड़ों का उपयोग करके जुड़ी हुई है, जिसमें इन्सुलेशन हटा दिया गया है। तार के एक हिस्से को कम से कम 4 इंच लंबाई में काटकर शुरू करें। सभी इन्सुलेशन को हटाने के लिए वायर स्ट्रिपर्स का उपयोग करें।

इस तार को 4 बराबर लंबाई में काट लें। प्रत्येक तार को एक छोर से लगभग 1/4 इंच "L" आकार में मोड़ें।

बोर्ड के निचले हिस्से को ऊपर की ओर रखते हुए, इन तारों को बोर्ड के 4 कोनों पर छेद में डालें। मुड़ा हुआ खंड उन्हें पूरे रास्ते फिसलने से बचाएगा। उन्हें जगह में मिलाप करें, और तार कटर के साथ नीचे की तरफ से अतिरिक्त अतिरिक्त क्लिप करें।

बोर्ड को पलटें, और नियोपिक्सल रिंग के 4 छेदों के माध्यम से तारों को ध्यान से खिलाएं, जिसमें नियोपिक्सल सर्किट बोर्ड से दूर हो। नियोपिक्सल रिंग के छेदों को सर्किट बोर्ड के छेदों से मिलाने में सावधानी बरतें। प्रत्येक पर छिद्रों के नाम छपे होते हैं। PWR, GND, IN और OUT का मिलान करें।

रिंग को जितना हो सके सर्किट बोर्ड के करीब दबाएं। चीजें थोड़ी तंग हो सकती हैं, खासकर कैपेसिटर और आईआर सेंसर के आसपास। अगर अंगूठी पूरी तरह से नीचे नहीं जाएगी, तो इसे पसीना मत करो।

रिंग को उतना ही पास रखें, जितना वह सर्किट बोर्ड के पास जाएगा, चीजों को रखने के लिए तारों को बाहर की ओर मोड़ें।

रिंग को तारों से मिलाएं और अतिरिक्त तार को वायर कटर से काट दें।

चरण 9: USB कनेक्टर टैब जोड़ें (वैकल्पिक चरण)

यदि आपने USB कनेक्टर को सीधे पीछे से चिपकाना चुना है, तो अब इसे 4-पिन समकोण शीर्षलेख से जोड़ने का समय है जिसे आपने पहले जोड़ा था।

आपके द्वारा पहले निकाले गए टैब के छेदों को समकोण शीर्षलेख पर फ़िट करें ताकि 4 तांबे के USB संपर्क बोर्ड के "CIRC" पक्ष का सामना कर रहे हों, और टैब के "UITS" पक्ष "123D" पक्ष का सामना कर रहे हों.

इसे जगह में मिलाप करें।

चरण 10: ATtiny85. जोड़ें

यदि आपने 8-पिन डीआईपी सॉकेट को जगह में मिलाया है, तो अब इसमें ATtiny85 डालने का समय है।

ATtiny85 को इस तरह संरेखित करें कि डॉट वाला कोना सर्किट बोर्ड पर सफेद बिंदु के सबसे करीब हो। ATtiny85 को सावधानी से दबाएं, यह सुनिश्चित करते हुए कि सभी पिन वहीं जाएं जहां उन्हें जाना चाहिए।

चरण 11: USB कनेक्टर को मोटा करें

आमतौर पर, आपको जो प्रिंटेड सर्किट बोर्ड मिलते हैं, वे USB कनेक्टर की अपेक्षा थोड़े पतले होंगे। इसका एक सरल उपाय यह है कि गोरिल्ला टेप के एक छोटे वर्ग को काटकर USB कनेक्टर के पीछे (USB कॉपर कॉन्टैक्ट्स के बिना साइड!) गोरिल्ला टेप सामान्य डक्ट टेप से लगभग दोगुना मोटा है, और मेरे लिए पूरी तरह से काम करता है।

चरण 12: इसे आज़माएं

अपनी नई नाइट लाइट को किसी पावर्ड USB वॉल एडॉप्टर, या अन्य उपलब्ध USB आउटलेट (आपके कंप्यूटर आदि पर) में प्लग करें। अगर सब ठीक हो गया, तो इसे प्रकाश देना चाहिए! यदि आपने वैकल्पिक IR रिसीवर जोड़ा है, और आपके पास फर्मवेयर के साथ काम करने वाला रिमोट कंट्रोल है (जैसे चित्रों में Apple TV रिमोट), तो आप डिस्प्ले मोड को बदल सकते हैं।

वैकल्पिक रूप से, यदि आपने बटन स्थापित किया है, तो आप इसे मोड बदलने के लिए दबा सकते हैं।

यदि इसके बजाय, आपने शंट जम्पर हेडर स्थापित किया है, तो स्टार्टअप डिस्प्ले मोड को बदलने के लिए शंट जंपर्स को तैनात किया जा सकता है।

चरण 13: शंट जम्पर सेटिंग्स

यदि आपने शंट जम्पर हेडर स्थापित करना चुना है, तो आप स्टार्टअप मोड सेट कर सकते हैं, इस आधार पर कि शंट जंपर्स कहाँ स्थित हैं:

बायां स्थान A + दायां स्थान A: घूर्णन इंद्रधनुष मोड

लेफ्ट पोजीशन बी + राइट पोजीशन ए: कलर चेंजिंग मोड

लेफ्ट पोजीशन ए + राइट पोजीशन बी: रैंडम स्पार्कली मोड

लेफ्ट पोजीशन बी + राइट पोजीशन बी अपरिवर्तनीय सॉलिड कलर मोड

चरण 14: रिमोट कंट्रोल का उपयोग करना

मुझे ईबे पर एक सस्ता रिमोट कंट्रोल मिला है जिसे रंगीन एलईडी लाइटिंग के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक स्वाभाविक फिट लग रहा था। मैंने प्रत्येक बटन द्वारा उत्पन्न कोड रिकॉर्ड किए और फर्मवेयर को तदनुसार कार्य करने के लिए सेट किया। ऊपर दिया गया चित्र बताता है कि विभिन्न बटन क्या करते हैं।

यदि आपके पास यह रिमोट नहीं है, तो आप ठीक उसी Arduino स्रोत कोड का उपयोग करके अधिकांश अन्य रिमोट से जुड़े कोड पा सकते हैं, लेकिन ATtiny85 के बजाय एक वास्तविक Arduino पर। प्रोग्राम सीरियल कंसोल पर अधिकांश रिमोट के किसी भी बटन पुश से जुड़े कोड को आउटपुट करता है। ऐसा करने के लिए, IR रिसीवर मॉड्यूल को डिजिटल पिन हैडर स्लॉट 2, 3, और 4 में लेंस के साथ बोर्ड के बाकी हिस्सों से कनेक्ट करें।

ऊपर की तस्वीर में, कोड 0xFD00FF DFRobot IR रिमोट पावर बटन से मेल खाता है। यहाँ कोड Tinkercad में चल रहा है। इसे आज़माने के लिए, "कोड" पर क्लिक करें, उसके बाद "सीरियल मॉनिटर", उसके बाद "स्टार्ट सिमुलेशन" पर क्लिक करें। उस समय, आप सीरियल कंसोल टेक्स्ट आउटपुट देखने के लिए वर्चुअल रिमोट पर बटन दबाना शुरू कर सकते हैं:

इन्हें अपने रिमोट के प्रत्येक बटन के लिए रिकॉर्ड करें। फिर आप अपने रिमोट के लिए बटन कोड जोड़ने के लिए स्रोत कोड को संशोधित कर सकते हैं।