Clapper LED Candle: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Oleh sbkirbyStephen B. KirbyIkuti Lainnya oleh penulis:

Tentang: Hobi saya adalah pertukangan kayu, elektronik, pemrograman, pencetakan 3D dan membuat serbuk gergaji dengan Router CNC saya. Selengkapnya Tentang sbkirby »

Tiga tahun lalu saya melihat "Api Baru Saya" oleh MORITZ WALDEMEYER, INGO MAURER UND TEAM 2012 di toko suvenir museum, dan merasa jatuh cinta dengan ide tersebut. Saya berharap dapat menciptakan kembali sesuatu yang memesona, menyenangkan, fungsional, dan menarik untuk ditonton, tetapi dengan sedikit perubahan. Saya pasti tidak bisa membuat sesuatu yang sebanding dengan karya seni mereka yang indah. Oleh karena itu, saya membuat Lilin LED versi Clapper. Tepuk tangan dua kali untuk menyalakan atau mematikan lilin. Fitur Clapper bersifat opsional, dan dapat DIAKTIFKAN atau DIMATIKAN jika disertakan dalam build. Atau, fitur ini dapat dihilangkan sepenuhnya dari build.

Ada tujuh di sekitar rumah saya yang saya gunakan sebagai lilin hias dan lampu malam. Saya tetap menyambungkannya ke Pengisi Daya Ponsel 5 VDC untuk memberi daya pada unit, dan untuk mengisi ulang baterai Li-Ion. Satu pengisian daya dapat bertahan sekitar 18 jam, yang menjadikannya bagus untuk penerangan darurat.

Catatan: Lilin dalam video di sisi kanan dengan sampul bukan Lilin Clapper.

Langkah 1: Suku Cadang dan Alat

Bagian yang Dibutuhkan untuk Proyek:

• 1 ea Lumiere Candles Lilin Resin Halus - 6" H x 3" OD
• 1 ea Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V
• 1 ea LED Charlieplexed Matrix - LED 9x16 - Kuning [ID:2948]
• 1 unit Adafruit 16x9 Charlieplexed PWM LED Matrix Driver - IS31FL3731 [ID:2946]
• 1 unit Pengisi Daya Adafruit PowerBoost 500
• 1 ea 18650 Baterai Li-Ion
• 1 ea 18650 Dudukan Baterai
• 1 ea Saklar Beralih SPST
• 1 ea Papan Sirkuit Cetak Kustom
• Plastik Akrilik Bening 6mm

Dengan Clapper (Opsional):

• 1 unit Teknologi ATMEL / Microchip DIP-8 ATTINY85-20PU
• 1 soket DIP-8 ea
• 1 ea LCB710 Solid State Relay
• 1 ea Modul Deteksi Suara Sensitivitas Tinggi
• 1 ea 220 Resistor
• 1 ea Sub-Miniatur Sakelar Toggle 2MS1T1B1M2QES ON/ON 3P-SPDT
• 1 ea Papan Sirkuit Cetak Kustom

Peralatan:

• 1 ea CP2102 Micro USB Ke UART TTL Modul 6 Pin - ebay.com
• Solder Besi

Langkah 2: Perakitan Dasar Akrilik

Menggunakan gambar PDF Vector yang disediakan, jalur pahat untuk memotong akrilik dapat dibuat. Setiap file PDF berisi Atas, Bawah, dua Sisi dan persegi panjang kecil yang digunakan sebagai pengatur jarak di bawah Modul Suara. Bagian ini tidak diperlukan jika Anda membuat versi non-Genta (tanpa Suara) dari Lilin LED ini.

Saya menggunakan end mill 1/8" untuk memotong sebagian besar bagian, dan saya menjalankan finishing pass dengan end mill 1/16". End mill 1/16" diperlukan untuk slot sempit di samping dan atas.

Lubang pemasangan ditempatkan secara manual dan dibor dengan tangan. Beberapa lubang harus dibor sebelum perakitan. Misalnya, lubang untuk memasang papan PowerBoost.

Pasir dan tes cocok semua potongan. Saya sarankan menggunakan Plast-I-Weld untuk merekatkan potongan-potongan itu.

Catatan: Diameter atas dan bawah harus sesuai dengan diameter dalam (ID) badan lilin resin yang Anda beli.

Langkah 3: Sirkuit Dengan dan Tanpa Clapper

Rangkaian Lilin LED dasar terdiri dari baterai, sakelar, catu daya, dan Papan Sirkuit Cetak Lilin (PCB) dengan LED Charlieplexed Matrix, Charlieplexed Matrix Driver dan Arduino Pro Mini 5 VDC. Versi rakitan dari Papan Sirkuit Lilin dapat dilihat di atas. Satu-satunya koneksi ke PCB ini adalah 5 VDC yang disediakan oleh catu daya. Baterai terhubung ke power supply PowerBoost, yang dapat mengisi baterai Li-Ion, dan memberikan perlindungan untuk baterai tegangan rendah. Catu daya juga menyediakan sarana untuk menyalakan atau mematikan Lilin dengan menghubungkan koneksi EN melalui sakelar.

PCB Clapper mencakup relai keadaan padat (LCB710) dan mikrokontroler (ATTiny85) untuk memproses sinyal dari Modul Suara dan mengontrol daya ke PCB Lilin. ATTiny85 diprogram untuk mendengarkan dua suara simultan yang keras, dan mengaktifkan atau menonaktifkan relai. Sayangnya, konfigurasi ini tidak dapat membedakan tepukan dari suara keras lainnya, oleh karena itu, rangkaian akan aktif jika ada dua suara keras yang terdengar secara bersamaan.

Saya memasang soket DIP-8 pada PCB Clapper untuk memudahkan pemasangan atau pelepasan ATTiny85. Semua komponen lain dapat disolder ke papan.

Hubungkan pin 1&2 dari J1 untuk operasi normal. Kedua, sambungkan pin + & - dari PCB Clapper ke + & - dari PCB Lilin. Hubungkan 5V & GND catu daya PowerBoost ke + & - koneksi "PWR IN" dari PCB Clapper. Hubungkan Mini Toggle Switch SPDT ke koneksi "CLAPPER". Hubungkan kutub sakelar ke C dan dua koneksi lainnya sesuai keinginan. Terakhir, hubungkan VCC dan GND Modul Suara ke + & - dari "SND MOD", dan OUT ke koneksi Keluar dari PCB Clapper.

Langkah 4: Papan Sirkuit Tercetak

Terlampir adalah file Gerber yang saya buat dengan KiCad untuk memesan dua Printed Circuit Board. Saya baru-baru ini memesan 10 PCB Candle Flame seharga $5. Kebetulan, saya memesan dua kali lebih banyak papan dengan setengah harga pesanan asli saya di tahun 2016.

Langkah 5: Perakitan Papan Sirkuit Cetak

1. Pasang header jantan dari bagian belakang PCB dengan bagian terpanjang yang menonjol keluar bagian depan. Jangan memasang header laki-laki di tempat yang ditunjukkan.
2. Amankan header ke belakang, dan balikkan papan. Solder semua pin header di sisi depan PCB.
3. Potong semua pin, seperti yang ditunjukkan pada foto, ratakan ke papan.
4. Arahkan Bagian Atas Matriks Charlieplexed LED seperti yang terlihat di foto.
5. Balikkan Matriks LED dan pasang LED UP, dan solder modul ke pin.
6. Solder header ke Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V dan solder dari bawah PCB dengan bagian terpanjang menonjol dari atas PCB. Ini akan digunakan nanti untuk memprogram Arduino. Setelah menyolder header, saya sarankan untuk mencongkel bagian plastik header dari pin. Ini karena panjang pin akan dipangkas sebelum memasang PCB di Akrilik Base.
7. Balikkan PCB ke belakang dan pasang Ardiuno ke pin header dan solder.
8. Arahkan dan pasang Driver Matrix pada pin di bagian atas belakang dan solder.
9. Pasang USB ke Modul TTL UART ke pin header Arduino. 5 VDC -> VCC, GND -> GND, TX -> RX, RX -> TX.
10. Hubungkan USB modul ke PC dan buka Arduino IDE untuk memuat program.

Langkah 6: Program untuk Arduino Pro Mini dan ATTiny85

Adafruit memberikan tutorial penggunaan LED CharliePlexed Matrix dan Driver di Animated Flame Pendant. Saya menggunakan sketsa yang sama untuk Arduino Pro Mini saya, tetapi mengubah data.h menjadi nyala api buatan saya. Tutorial ini menyediakan semua yang Anda butuhkan untuk memulai dengan CharliePlex LED.

ATTiny85 menggunakan sketsa yang saya temukan di Henry's Bench -Arduino Sound Detection Sensor: Tutorial and User Manual. Halaman ini akan memandu Anda melalui konfigurasi dan penyetelan Modul Sensor Suara dan Arduino. Sketsa saya (ClapperCandle_V2.ino) untuk ATTiny hampir identik dengan contohnya.

Langkah 7: Majelis Akhir

Setelah PCB dirakit, mereka sekarang dapat dipasang di dasar akrilik. Seperti disebutkan sebelumnya, pengeboran lubang dianjurkan sebelum menempel. Jika Anda sedang membangun versi Clapper, potongan spacer persegi panjang yang dipotong sebelumnya terletak di samping lokasi pemasangan Modul Suara. Ini bisa dilihat pada foto di atas. PCB Clapper dipasang di bawah Modul Suara dan di sisi yang sama.

Sambungkan catu daya PowerBoost 500 ke baterai dan sakelar daya utama, dan jika PCB Clapper tidak digunakan, sambungkan 5 VDC dan GND langsung ke sambungan "PWR IN" dari PCB Lilin. Jika tidak, hubungkan tegangan output catu daya ke + & - dari PCB Clapper. Sambungkan sakelar sakelar SPDT ke koneksi "CLAPPER" seperti yang diinstruksikan sebelumnya, dan sambungkan Modul Suara ke "SND MOD" seperti yang diinstruksikan sebelumnya. Koneksi masing-masing (+ - TRG) dari PCB Clapper terhubung ke PCB Lilin. Koneksi TRG tidak terhubung ke apa pun.

Periksa kabel Anda terhadap skema, dan ketika Anda siap, pasang baterai dan hidupkan.

Lilin resin membutuhkan lubang untuk kabel micro USB untuk terhubung ke catu daya. Oleh karena itu, saya memasang ini di CNC saya dan membuat lubang dengan jarak yang benar dari bawah.

NIKMATI!

Runner Up di Lomba PCB