Geek Spinner: 14 Langkah (dengan Gambar)

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

Pemintal gelisah itu menyenangkan, dan Anda dapat menemukannya di konter check-out mana pun hanya dengan beberapa dolar akhir-akhir ini, tetapi bagaimana jika Anda dapat membuatnya sendiri? Dan itu memiliki LED? Dan Anda dapat memprogramnya untuk mengatakan atau menunjukkan apa pun yang Anda inginkan? Jika itu terdengar keren, INI PROYEK UNTUK ANDA.

Saya selalu tertarik menggunakan LED yang berkedip untuk membuat anak-anak tertarik pada pemrograman. Proyek paling sederhana dengan mikrokontroler Arduino adalah mengedipkan dan mematikan LED. Kemudian Anda membuat mereka melihat seberapa cepat LED dapat berkedip sebelum terlihat menyala terus menerus (interval sekitar 12 milidetik). Kemudian Anda menggoyangkan LED bolak-balik dan Anda dapat melihatnya berkedip lagi! Fenomena ini disebut "persistence of vision" (POV) dan begitulah cara kerja proyek ini. Ini dapat mengarah pada diskusi tentang bagaimana mata bekerja dan seberapa cepat komputer itu.

Proyek ini menggunakan mikrokontroler 8-bit yang dapat diprogram, delapan LED, dan sel koin. Ini berputar menggunakan bantalan skateboard standar, dan menggunakan sensor efek Hall dan magnet untuk menentukan rotasi. Itu dibuat menggunakan bagian lubang yang ramah pemula dan dapat diprogram menggunakan lingkungan pemrograman Arduino. Cukup berbicara, mari kita membuat…

Langkah 1: Kumpulkan Suku Cadang, Alat, dan Perlengkapan

Selalu membuat frustrasi untuk menyelesaikan setengah jalan dan menemukan Anda kehilangan sesuatu. Ini adalah bagian yang saya coba dan temukan berfungsi dengan baik. Ganti dengan risiko Anda sendiri:

Bill Of Material ===================

• 1 ea, PCB Ungu, diproduksi dengan penuh kasih di AS oleh OSH Park
• 1 ea, Attiny 84, Atmel ATTINY84A-PU,
• 1 ea, Saklar taktil, TE 1825910-6,
• 1 ea, Slide Switch SPDT Melalui Lubang, C&K JS202011AQN,
• 1 ea, Tempat baterai, Linx BAT-HLD-001-THM,
• 8 ea, LED Merah 3mm 160 Mcd, Wurth 151031SS04000,
• 8 ea, 330 ohm 1/8W, Stackpole CF18JT330R,
• 1 ea, tutup 0,1 uF, KEMET C320C104M5R5TA,
• 1 ea, Saklar magnet, Melexis MLX92231LUA-AAA-020-SP,
• 1 ea, 608 Bantalan Skateboard,
• 1 ea, magnet tanah jarang kecil 2mm x 1mm,
• 2 ea, topi cetak 3D (file STL terlampir).
• 1 ea, baterai CR2032, Panasonic BSP atau yang setara,

Alat dan Perlengkapan: Untuk lokakarya saya, saya menggunakan ToolKit Pemula SparkFun yang memiliki semua yang Anda butuhkan kecuali pinset:

• Besi solder.
• Kawat Solder
• Tang potong rata (saya suka Hakko CHP170 $5!)
• Jalinan pematrian
• lem super

Memprogram Attiny (Langkah 4, tidak diperlukan jika Anda membeli ini sebagai kit):

• Arduino (harap hindari klon Cina yang murah dan dukung Pabrikan Sumber Terbuka AS Anda).

  • Papan Merah SparkFun
  • Adafruit Metro
  • Arduino UNO
• Perisai Pemrograman AVR.
• Adaptor Pogo (jika pemrograman dengan chip terpasang).
• USB A-B standar untuk Uno, USB Mini untuk Redboard, atau USB Micro untuk Metro.

Kit untuk proyek ini tersedia di Tindie.com (dikurangi baterai). Membeli kit akan menghemat waktu dan biaya pemesanan dari beberapa vendor yang berbeda dan menghindari premi pesanan PCB minimum. Juga, memprogram Attiny bukanlah hal yang sepele, dan jika Anda membeli kit, itu sudah diprogram sebelumnya. Anda juga akan membantu saya mengembangkan dan berbagi proyek lain di lokakarya saya!

Langkah 2: Perlawanan Sangat Penting

Kami akan menganggap Anda memiliki pengalaman membangun kit. Jika Anda memerlukan bantuan menyolder, kunjungi www.sparkfun.com/tutorials/213 untuk memoles atau saksikan Gadis Geek menjelaskannya di https://www.youtube.com/embed/P5L4Gl6Q4Xo. Saya juga memiliki kit yang sesuai untuk pemula di

Saya suka memulai dengan resistor karena a) mereka relatif tahan panas saat Anda masuk ke alur penyolderan dan setrika naik ke suhu, b) mereka tidak memiliki polaritas, jadi orientasinya tidak kritis, dan c) mereka adalah komponen terendah di papan jadi duduk rapat saat menyolder. Ada delapan resistor pembatas arus 330 ohm, satu untuk masing-masing LED. Anda dapat melakukannya satu per satu, atau delapan sekaligus.

• Tekuk ujungnya ke lebar bantalan dan masukkan resistor.
• Balikkan papan dan solder ujungnya.
• Pangkas ujungnya dengan potongan rata.
• Pukul mereka lagi dengan besi jika Anda ingin mereka mengesankan teman-teman geek Anda.

Langkah 3: Kode?

Jika Anda membeli kit saya, chip sudah diprogram sebelumnya dan dapat melompat ke langkah berikutnya.

Ya, proyek ini membutuhkan beberapa kode. Dan, jika Anda memperhatikan, pada Langkah 1 saya memberi tahu Anda bahwa memprogram Attiny bukanlah hal yang sepele. Saya menggunakan Arduino, itu lingkungan pemrograman, programmer AVR saya, dan jig pin pogo.

Chip dapat diprogram sebelum disolder di tempatnya (foto 2), atau setelah disolder di tempatnya menggunakan header ISP di bagian bawah PCB (foto 3). Dalam kedua kasus, pemrogramannya adalah sebagai berikut:

• Unduh Lingkungan Pemrograman Arduino.

• Instal dukungan untuk Attiny 85 dari:

  • https://highlowtech.org/?p=1695 (Arduino Kecil)
  • https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore (Attiny Core)
• Unggah "Arduino sebagai sketsa ISP":[File] -> [Contoh] -> [Arduino sebagai ISP].
• Pasang Pelindung Pemrograman AVR dan masukkan kabel pita ke posisi Attiny84
• Jika menggunakan Pogo Adapter, posisikan pada header ISP pada board. Bantalan positif dan negatif ditandai sehingga Anda dapat mengarahkan header dengan benar.
• Jika menggunakan chip, masukkan dengan pin satu ke arah konektor USB.

• Pilih chip yang benar:

  • Arduino Tiny: "Attiny 84 @ 8 Mhz"

  • Inti Attiny: "Attiny 24/44/84"

    • Chip "Attiny 84"
    • 8 Mhz (Internal)
    • Pemetaan Pin "Berlawanan Arah Jarum Jam"
• Pilih Programmer, [Tools] -> [Programmer] -> [Arduino as ISP]
• Atur sekering pemrograman, [Tools] -> [Burn Bootloader]
• Unggah sketsa terlampir, [File] -> [Unggah menggunakan programmer]

Sumber kesalahan terbesar yang saya dapatkan adalah karena pin tidak disejajarkan dengan benar.

Langkah 4: Chip Itu

Sekarang chip Anda memiliki kode di dalamnya, Anda dapat menginstalnya. Orientasi chip DIP ("paket sebaris ganda") biasanya ditunjukkan dengan lubang yang berdekatan dengan pin satu, atau divot di ujung chip yang berisi pin satu, seperti yang terjadi di sini.

• Tekuk lead hingga 90 derajat dengan menekannya ke permukaan yang rata (foto 1 & 2).
• Sejajarkan chip dengan simbol pada PCB dan masukkan chip (foto 3).
• Solder satu pin di sisi yang berlawanan, dan periksa apakah kedua chip rata dengan PCB dan orientasinya benar. Akan sangat sulit untuk memperbaikinya setelah ini. Percayalah padaku dalam hal ini.
• Setelah Anda yakin itu benar, solder pin yang tersisa dan kemudian potong rata.

Langkah 5: Saklar dan Kapasitor

Tombol tekan berada di sebelah IC, dan kapasitor di sisi lain.

• Tekan tombol tekan ke tempatnya (pastikan dalam orientasi yang benar).
• Solder di tempatnya.
• Klip lead dari belakang.

Kapasitor tidak memiliki orientasi, tetapi jika Anda meletakkan sisi tulisan di luar, teman-teman geek Anda akan tahu nilai apa yang Anda gunakan.

Langkah 6: Saklar dan Dudukan Baterai

Sakelar berjalan dengan level mengarah ke luar. Seperti barang lainnya, solder dua pin, periksa apakah terpasang rata, lalu solder sisanya.

Dudukan baterai memiliki tanda untuk menunjukkan orientasi, tetapi itu tidak masalah. Namun, ini akan membutuhkan sedikit lebih banyak panas daripada kabel biasa, dan Anda harus memastikannya terpasang rata untuk menahan baterai pada posisinya (gambar 4).

Langkah 7: LED

Tidak ada proyek yang layak yang tidak menyertakan setidaknya satu LED. Ini memiliki DELAPAN!

Kabel panjang positif (anoda). Ada tanda "+" di silkscreen, dan padnya berbentuk persegi. Jika Anda melakukan semua delapan sekaligus, tahan mereka untuk memastikan Anda memiliki semua orientasi yang benar.

• Solder satu timah pada setiap LED.

• Pastikan orientasi dan dudukannya rata (gambar 3).

  Jika tidak, tekan casing dengan ibu jari Anda dan panaskan kembali timah sampai terkunci pada posisinya (gambar 4)

• Solder sisanya.
• Klip lead.

Langkah 8: Lihat

Pada titik ini, kita masih dapat memeriksa LED dan mematikannya:

• Masukkan baterai dengan sisi positif menghadap ke luar.
• Nyalakan pemintal lalu tekan tombol sampai semua (semoga) LED menyala (lihat video).
• Putar pemintal dan lihat polanya. Jika LED tidak menyala, mungkin dipasang mundur, atau rusak karena panas. Lepas soldernya dan pasang yang baru.

Penyelesaian masalah:

• Jika tidak ada lampu LED:

  • Pastikan baterai Anda baik dan dalam orientasi yang benar.
  • Apakah Anda memprogram chip Anda? Apakah dalam orientasi yang benar? Apakah mulai panas?
  • Apakah LED berorientasi dengan benar? Gunakan sel koin di sambungan solder yang dipimpin untuk mengujinya?

• Jika sakelar tidak membuat LED berkedip:

  • Periksa sambungan solder pada LED.
  • Periksa sambungan solder pada Attiny.
• Jika semuanya gagal, ambil dan posting foto resolusi tinggi dari depan dan belakang dan minta bantuan di komentar.

Langkah 9: Waktu Putar

Bantalan ditahan di tempatnya dengan menyolder kasing ke bantalan besar. Ini membutuhkan kesabaran dan banyak panas:

• Gunakan sesuatu seperti koin pada permukaan yang keras untuk memposisikan bantalan.
• Panaskan pad dan cangkang bantalan sampai Anda melihat aliran solder ke kasing (dibutuhkan sedikit).
• Ulangi di sisi lain.
• Pastikan bantalan disejajarkan dengan benar dengan memutar pemintal.
• Balikkan papan dan solder dua titik di sisi lain.

Langkah 10: Apakah Ini Revolusi?

Untuk menunjukkan pesan, bukan hanya pola, kita perlu mengetahui posisi pemintal dalam kaitannya dengan lingkaran. Kami akan menggunakan sensor efek Hall dan magnet. Ini mirip dengan bagaimana mesin pembakaran tahu kapan harus menyalakan bunga api untuk mendapatkan tenaga paling besar. Orientasi dan penyelarasan sensor dan magnet sangat penting agar ini berfungsi.

• Tulisan di muka perangkat menghadap bantalan yang cocok dengan layar sutra (foto 1).
• Sejajarkan ketinggian tepat di atas bantalan (tempat magnet di tutupnya berada).
• Solder satu timah.
• Verifikasi tinggi dan makanannya.
• Solder sisa lead.
• Klip lead.

Jika Anda menggunakan sensor Omni-pole, Anda perlu mengetahui orientasi magnetnya. Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan mengatur mode selain pola dari langkah sebelumnya dan kemudian menemukan sisi magnet yang memulai LED berkedip (lihat video). Rekatkan magnet dengan sisi yang bekerja menghadap ke luar. Periksa kembali pekerjaan Anda.

Langkah 11: Menyeimbangkan Act

Jika Anda memegang pemintal ke atas secara horizontal dengan baterai masuk, Anda akan melihatnya berputar ke sisi baterai ke bawah. Meskipun upaya terbaik saya untuk menyeimbangkan komponen, itu masih tidak seimbang. Anda dapat menambahkan beberapa berat ke sisi non-baterai menggunakan mur & baut, atau menambahkan beberapa solder ke pad.

Langkah 12: Anda Beroperasi

Dengan magnet dan sensor Anda di tempatnya, Anda siap untuk melihat kehebatan penuh dari Geek Spinner Anda. Mode spinner ditunjukkan oleh LED yang menyala saat power up atau setelah tombol ditekan (D0 - D7). Mode diubah dengan menekan tombol (lihat video).

mode int = 8; // jumlah mode yang tersedia

// 0 -> teks "Halo Dunia!" // 1 -> RPM // 2 -> waktu dalam detik // 3 -> hitungan putaran // 4 -> hitungan putaran (total) // 5 -> pola "lilly pad" // 6 -> bentuk 1 (hati) // 7 -> bentuk 2 (tersenyum)

Langkah 13: Tapi Tunggu, Masih Ada Lagi.

Pola "hati" dan "tersenyum" dibuat dengan menggunakan grafik kutub untuk menunjukkan bagaimana delapan segmen akan terlihat setiap 5 derajat rotasi.

Dengan tangan:

• Unduh dan cetak gambar resolusi penuh (gambar 1).
• Isi blok untuk membuat gambar Anda (gambar 2).

• Sepanjang radial, mulai 0, hitung byte menggunakan hitam = 1, putih = 0;

  Radial jantung pertama adalah 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, jadi byte = 0b100000000;

• Lanjutkan sampai selesai (petunjuk, jika gambar Anda simetris, Anda hanya perlu melakukan setengahnya).
• Tempelkan byte Anda ke bagian "textAndShapes.h" dari sketsa di bawah "shape_1" atau "shape_2".

Menggunakan Python:

• Instal Python.
• Instal perpustakaan Gambar Python.
• Unduh skrip "readGraph.py" terlampir.
• Unduh gambar resolusi penuh (gambar 1).
• Buka gambar di editor favorit Anda (GIMP atau MS Paint).
• Gunakan perintah "Isi" dengan warna hitam yang dipilih untuk mengisi segmen yang ingin Anda nyalakan (gambar 2).
• Simpan gambar di direktori yang sama dengan skrip "readGraph.py" dan ubah nama file dalam skrip agar sesuai:

im = Gambar.buka('hati.png')

Jalankan skrip dan tempel hasilnya ke bagian "textAndShapes.h" dari sketsa di bawah "shape_1" atau "shape_2"

Apa pun itu, jangan ragu untuk membagikan kreasi Anda (gambar dan kode) di komentar!

Langkah 14: Penghargaan dan Pemikiran Terakhir

Saya tentu tidak memikirkan ini semua sendiri. Tidak dengan tembakan panjang.

• Pengalaman langsung pertama saya dengan POV adalah dengan proyek dari Nick Sayer yang disebut POV Twirlie: https://www.tindie.com/products/nsayer/pov-twirlie/. (Saya juga menggunakan adaptor pogo).
• Pikiran "LED + Fidget spinner = POV" muncul di otak saya setelah melihat Techydiy's Instructable
• Setiap kali Anda memiliki ide yang luar biasa, seseorang telah melakukannya: https://www.instructables.com/id/POV-Arduino-Fidget-Spinner/. Penyolderan pemasangan permukaan adalah sesuatu yang bisa saya lakukan, tetapi tidak terlalu ramah bagi pemula. Kodenya juga sedikit di atas kepala saya, tetapi saya menggunakan idenya tentang menampilkan RPM dan menghitung.
• Saya dapat memahami dan menggunakan potongan kode Jam POV Reger-men untuk menampilkan teks:

Tidak ada proyek yang pernah lengkap atau sempurna. Berikut adalah beberapa pemikiran yang saya miliki ke depan:

• Saldo: Lembar data jarang memiliki informasi tentang berat komponen, sehingga sulit untuk membuat tebakan yang terpelajar tentang keseimbangan tanpa hanya membangunnya. Baterai jelas merupakan komponen terberat. Saya menambahkan lubang di setiap ujungnya sehingga saya bisa menambahkan berat sesuai kebutuhan untuk menyeimbangkannya.
• Searah jarum jam? Jika Anda perhatikan, teks hanya ditampilkan dengan benar jika Anda berputar searah jarum jam. Memutar ke arah lain menciptakan bayangan cermin. Menambahkan sensor atau magnet Hall kedua akan memungkinkan Anda mendapatkan arah rotasi (proyek Sean melakukan ini).
• Warna? Menggunakan LED RGB yang dapat diprogram akan memungkinkan Anda melakukan warna. Mereka biasanya dipasang di permukaan.