वाईफ़ाई और जायरोस्कोप के साथ छह पक्षीय पीसीबी एलईडी पासा - PIKOCUBE: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

हैलो मेकर्स, इट्स मेकर मोएको!

आज मैं आपको दिखाना चाहता हूं कि कुल मिलाकर छह पीसीबी और 54 एलईडी के आधार पर एक वास्तविक एलईडी पासा कैसे बनाया जाए। इसके आंतरिक जाइरोस्कोपिक सेंसर के बगल में जो आंदोलन और पासा की स्थिति का पता लगा सकता है, क्यूब एक ESP8285-01F के साथ आता है जो अब तक का सबसे छोटा वाईफाई एमसीयू है जिसे मैं जानता हूं। एमसीयू का डाइमेंशन सिर्फ 10 गुणा 12 मिलीमीटर है। हर एक पीसीबी में 25 गुणा 25 मिलीमीटर के आयाम होते हैं और इसमें नौ WS2812-2020 मिनी एलईडी पिक्सेल होते हैं। कंट्रोलर के बगल में पासा के अंदर 150mAh की लाइपो बैटरी और चार्जिंग सर्किट है। लेकिन इस पर बाद में…

यदि आप और भी छोटे घन की खोज कर रहे हैं, तो पहले संस्करण को देखें जो मैंने अपनी वेबसाइट पर बनाया है। यह एपॉक्सी राल में डाला जाता है!

पिकोक्यूब संस्करण १

चरण 1: प्रेरित हो जाओ

वीडियो का आनंद लें!

इस वीडियो में आपको क्यूब के लिए लगभग सब कुछ मिल जाएगा। कुछ और जानकारी, डिज़ाइन, पीसीबी और कोड फ़ाइलों के लिए आप निम्न चरणों को देख सकते हैं।

चरण 2: पीसीबी डिजाइन

जैसा कि आप जानते होंगे, मेरा पसंदीदा पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर ऑटोडेस्क ईगल है। इसलिए मैंने इसे इस प्रोजेक्ट के लिए भी इस्तेमाल किया है।

मैंने दो अलग-अलग पीसीबी डिज़ाइनों का उपयोग करना शुरू कर दिया है, क्योंकि मैं क्यूब को उससे बड़ा नहीं बनाना चाहता। दोनों पीसीबी के बाहरी आकार केवल 25x25 मिलीमीटर के वर्ग हैं। इन पीसीबी की खास बात यह है कि प्रत्येक तरफ तीन जालीदार छेद हैं जो तीन सिग्नल + 5 वी, जीएनडी और एलईडी सिग्नल को पूरे क्यूब में वितरित करते हैं। पीसीबी का क्रम ऊपर दिए गए किसी एक योजना में दिखाया गया है। आशा है कि आप कल्पना कर सकते हैं कि घन को एक घन के रूप में मोड़ने पर रंगीन भुजाएँ आपस में जुड़ जाती हैं। तीर WS2812 सिग्नल लाइन को चिह्नित कर रहे हैं।

दोनों पीसीबी के स्कीमैटिक्स, बोर्ड और बीओएम इस चरण से जुड़े हुए हैं।

चरण 3: पीसीबी और घटक

पूरे क्यूब में दो अलग-अलग प्रकार के पीसीबी होते हैं। पहला चार्जिंग सर्किट और लाइपो बैटरी जैक के साथ आता है और दूसरे में एमसीयू, सेंसर और कुछ पावर लैचिंग सर्किट होता है। बेशक पीसीबी को केवल एक बार सुसज्जित किया गया है। बाकी सभी क्यूब के बाहर सिर्फ नौ एलईडी हैं।

पीसीबी की खास बात हर तरफ जालीदार छेद हैं। एक तरफ इन होल्स/सोल्डर पैड्स का इस्तेमाल क्यूब को क्यूब की तरह दिखने और सब कुछ जगह पर रखने के लिए किया जाता है और दूसरी तरफ यह एल ई डी और डब्ल्यूएस 2812 सिग्नल दोनों के लिए पावर ट्रांसमिट करता है। उत्तरार्द्ध अधिक जटिल है क्योंकि इसे एक विशिष्ट क्रम में होना है। प्रत्येक पीसीबी में केवल एक इनपुट और एक आउटपुट सिग्नल होता है और एक बिंदु पर एक सिग्नल को बाधित करने के लिए, मैंने कुछ एसएमडी सोल्डरिंग जम्पर पैड जोड़े।

एमसीयू बोर्ड के लिए आपको जिन भागों की आवश्यकता होगी:

• ESP8285-01F वाईफाई एमसीयू
• ADXL345 गायरोस्कोप
• एसएमडी कैपेसिटर 0603 (100n, 1µ, 10µ)
• एसएमडी रेसिस्टर्स 0603 (600, 1k, 5k, 10k, 47k, 100k, 190k, 1M)
• SMD डायोड SOD123 1N4148
• एसएमडी एलईडी 0805
• एसएमडी मोसफेट (IRLML2244, IRLML2502)
• एसएमडी एलडीओ एमसीपी1700
• एसएमडी 90 डिग्री बटन
• WS2812 2020 एलईडी

पावर बोर्ड के लिए आपको जिन भागों की आवश्यकता होगी:

• MCP73831 चार्जर IC
• एसएमडी कैपेसिटर 0603 (100n, 1µ, 10µ)
• एसएमडी प्रतिरोधी 0603 (1k, 5k, 10k)
• एसएमडी डायोड MBR0530
• एसएमडी एलईडी 0805
• एसएमडी मोसफेट (IRLML2244)
• जेएसटी 1.25 मिमी 2 पी कनेक्टर
• WS2812 2020 एलईडी

चरण 4: क्यूब को असेंबल करना

क्यूब को असेंबल करने के सभी विवरणों के लिए आपको ऊपर दिए गए वीडियो को देखना चाहिए।

क्यूब को असेंबल करना सबसे आसान हिस्सा नहीं है, लेकिन इसे थोड़ा और आसान बनाने के लिए मैंने एक छोटी सोल्डरिंग सहायता तैयार की है, जहां छह में से कम से कम तीन पीसीबी को एक साथ मिलाया जा सकता है। इसे दो बार करने से आपको दो PCB किनारे मिलेंगे जिन्हें सब कुछ काम करने के बाद कनेक्ट करना होगा। हां, सुनिश्चित करें कि सब कुछ कर रहा है। मैंने अब तक इसका परीक्षण नहीं किया है, लेकिन क्यूब में से एक पीसीबी को अनसोल्ड करना मुश्किल हो सकता है।

बैटरी जैक लगाने से पहले तीन पीसीबी को एक साथ मिलाना सुनिश्चित करें। अन्यथा आपको.stl फ़ाइल को एक छोटे से छेद के साथ संशोधित करना होगा जहां जैक फिट बैठता है।

चरण 5: Arduino कोड

क्यूब कुछ बिजली बचाने के लिए अक्षम वाईफाई से शुरू होगा, जिसे मॉडेम स्लीप कहा जाता है। ESPs डेटाशीट के संबंध में, MCU मॉडम स्लीप में केवल 15mA लेता है, जबकि सामान्य मोड में इसे लगभग 70mA की आवश्यकता होती है। इस तरह के बैटरी चालित उपकरणों के लिए अच्छा है। इसे प्राप्त करने के लिए आपको सेटअप फ़ंक्शन को कॉल करने से पहले निम्न कोड भाग की आवश्यकता होगी।

शून्य प्रीइनिट () {

ESP8266WiFiClass:: preinitWiFiOff (); }

एक और बटन प्रेस के साथ आप मानक WiFi.begin() फ़ंक्शन या इस मामले में Blynk.begin() को कॉल करके वाईफाई को जगा सकते हैं, जो कि एपीपी के लिए सेटअप कॉल है जिसे मैंने क्यूब को नियंत्रित करने के लिए चुना है।

कुछ एनिमेशन को क्यूब में बदलना केवल थोड़ा सा गणित है। एक विशिष्ट बाहरी दीवार पर पिक्सेल में मैट्रिक्स रूपांतरण इस सरल सहायक कार्य के साथ किया जाता है:

int get_pixel (इंट मैट, इंट पीएक्स, इंट पीई) {

// ऊपरी बाएँ कोने से शुरू होकर वापसी (px + py * 3) + mat * 9; }

चरण 2 में पीसीबी पिक्सेल सिंहावलोकन का जिक्र करते हुए, पहला मैट्रिक्स सबसे ऊपर है, दूसरा सामने वाला एक है, अगले वाले क्यूब के चारों ओर सही दिशा में जा रहे हैं और अंतिम मैट्रिक्स नीचे वाला है।

संलग्न कोड का उपयोग करते समय, आपको अपने नेटवर्क से मेल खाने के लिए वाईफाई क्रेडेंशियल्स को संपादित करना होगा। Blynk APP के साथ सही उपयोग के लिए, स्केच खोलने से पहले दोनों फाइलों (BLYNK.ino और दूसरी जिसमें Blynk है) को एक ही फोल्डर में रखना सुनिश्चित करें। स्केच में दो अलग-अलग टैब होते हैं। दूसरी फ़ाइल, जो वास्तव में कुछ नहीं करती है, को किसी अन्य टैब से लैस होने की आवश्यकता नहीं है। यह सिर्फ क्यूब को सुलाने के लिए है जब बटन दबाया नहीं गया था। अन्यथा क्यूब नींद में नहीं आएगा और हर समय करंट खींचता रहेगा।

चरण 6: एपीपी

जैसा कि पहले ही बताया जा चुका है, क्यूब सिंगल बटन प्रेस से शुरू होता है। लेकिन यह वाईफाई की कार्यक्षमता के साथ बिल्कुल भी शुरू नहीं होगा। क्यूब के पहले से ही चालू होने पर एक और सिंगल प्रेस वाईफाई शुरू कर देगा और एक पूर्वनिर्धारित नेटवर्क से जुड़ जाएगा। बाद में आप क्यूब को नियंत्रित करने के लिए BlynkAPP का उपयोग कर सकते हैं। बेशक आप कार्यक्षमता बढ़ा सकते हैं, इस चीज़ के लिए बहुत संभावनाएं हैं …

Blynk APP के अंदर एक साधारण उदाहरण लेआउट यहाँ दिखाया गया है। इसमें दो स्लाइडर (चमक और एनीमेशन गति), दो स्टाइल बटन (एनीमेशन पैटर्न बदलें और क्यूब बंद करना), क्यूब मोड बदलने के लिए एक कदम, यह दिखाने के लिए एक एलईडी है कि कौन सा पासा पक्ष ऊपर है और आखिरी लेकिन कम से कम एक गेज नहीं है। बैटरी की स्थिति दिखा रहा है। ये सभी विजेट एपीपी-एमसीयू संचार के लिए वर्चुअल पिन का उपयोग करते हैं। एमसीयू के माध्यम से वर्चुअल पिन को पढ़ने के लिए कुछ इस फ़ंक्शन को कॉल करना है, जबकि वी 1 प्रयुक्त वर्चुअल पिन का जिक्र कर रहा है और param.asInt() पिन का वर्तमान मान रखता है। बाधा कार्य केवल आने वाले मूल्यों को सीमित करने के लिए है (सुरक्षा पहले: डी)।

BLYNK_WRITE(V1) {

// स्टेपएच टी = मिली (); current_mode = बाधा (param.asInt (), 0, n_modes - 1); }

Blynk APP में वर्चुअल पिन लिखने के लिए आप निम्न फ़ंक्शन का उपयोग कर सकते हैं:

इंट डेटा = getBatteryVoltage ();

Blynk.virtualWrite (V2, डेटा);

आपको इसके बारे में अधिक जानकारी Arduino स्केच के अंदर मिलेगी!

चरण 7: मज़े करो

क्यूब को डिजाइन करना और बनाना मेरे लिए बहुत मजेदार था! फिर भी मुझे इससे कुछ समस्या हुई है। पहला यह है कि मैं क्यूब के पहले संस्करण के अंदर एक बूस्ट कन्वर्टर सर्किट का उपयोग करना चाहता था ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि WS2812 LED 5V पर चलेंगे। सौभाग्य से वे लगभग 3, 7V के लाइपो वोल्टेज पर भी चलेंगे, क्योंकि बूस्ट कनवर्टर बहुत अधिक शोर था और एलईडी सिग्नल को परेशान करता है जिसके परिणामस्वरूप एक अनपेक्षित ब्लिंकी क्यूब होता है।

दूसरी बड़ी समस्या यह है कि मैं दूसरे संस्करण के लिए भी वायरलेस चार्जिंग संभावना का उपयोग करना चाहता था। सौभाग्य से मैंने कुछ चार्जिंग पैड जोड़े हैं जो क्यूब के बाहर से सुलभ हैं क्योंकि पीसीबी के जीएनडी विमानों और घटकों के माध्यम से आगमनात्मक शक्ति परेशान हो जाती है। इसलिए मुझे एक 3डी प्रिंटेड चार्जिंग स्टैंड बनाना है, ताकि क्यूब को अंदर रखा जा सके और कुछ कॉन्टैक्ट्स क्यूब में दब जाएं।

आशा है कि आपको यह निर्देश पढ़ने में मज़ा आया होगा और आपको अपना स्वयं का घन बनाने का एक तरीका मिल गया होगा!

क्यूब और अन्य भयानक परियोजनाओं के बारे में अधिक जानकारी के लिए मेरे इंस्टाग्राम, वेबसाइट और यूट्यूब चैनल को देखने के लिए स्वतंत्र महसूस करें!

यदि आपके कोई प्रश्न हैं या कुछ छूट गया है तो कृपया मुझे नीचे टिप्पणी में बताएं!

बनाने में मज़ा लें!:)

पीसीबी डिजाइन चैलेंज में प्रथम पुरस्कार