Geek Spinner: 14 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang mga Fidget spinner ay masaya, at makakahanap ka ng isa sa anumang check-out counter para sa kaunting pera sa mga araw na ito, ngunit paano kung makakabuo ka ng iyong sarili? At mayroon itong mga LED? At maaari mong i-program ito upang sabihin o ipakita ang anumang nais mo? Kung ang tunog ay geeky cool, ITO ANG PROYEKTO PARA SA IYO.

Palagi akong naging interesado sa paggamit ng mga kumikislap na LED upang maging interesado ang mga bata sa pag-program. Ang pinakasimpleng proyekto sa isang Arduino microcontroller ay upang pumikit ang isang LED on at off. Pagkatapos ay makukuha mo silang makita kung gaano kabilis ang isang LED ay maaaring magpikit bago ito mukhang patuloy na (mga 12 millisecond interval). Pagkatapos ay kalugin mo ang LED pabalik-balik at makikita mo itong kumurap muli! Ang phenomena na ito ay tinatawag na "pagtitiyaga ng paningin" (POV) at kung paano gumagana ang proyektong ito. Maaari itong humantong sa mga talakayan ng kapwa kung paano gumagana ang mata at kung gaano kapani-paniwalang mabilis ang mga computer.

Gumagamit ang proyektong ito ng isang nai-program na 8-bit microcontroller, walong LEDs, at isang coin cell. Umiikot ito gamit ang isang karaniwang tindig ng skateboard, at gumagamit ng isang sensor ng Hall-effect at isang pang-akit upang matukoy ang pag-ikot. Ginagawa ito gamit ang mga bahagi ng butas na bukas ng mag-aaral at maaaring mai-program gamit ang kapaligiran ng programa ng Arduino. Sapat na pakikipag-usap, gumawa tayo…

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Bahagi, Mga Tool, at Mga Suplay

Ito ay palaging nakakabigo upang makakuha ng kalahating-daan sa pamamagitan ng isang build at makita na may nawawala ka sa isang bagay. Ito ang mga bahaging sinubukan ko at nahanap na gumagana nang maayos. Kapalit sa iyong sariling peligro:

Bill Of Materials =================

• 1 ea, Lila PCB, buong pagmamahal na ginawa sa US ng OSH Park
• 1 ea, Attiny 84, Atmel ATTINY84A-PU,
• 1 ea, Tactile switch, TE 1825910-6,
• 1 ea, Slide Switch SPDT Through Hole, C&K JS202011AQN,
• 1 ea, May hawak ng baterya, Linx BAT-HLD-001-THM,
• 8 ea, 3mm Red LED 160 Mcd, Wurth 151031SS04000,
• 8 ea, 330 ohm 1 / 8W, Stackpole CF18JT330R,
• 1 ea, 0.1 uF cap, KEMET C320C104M5R5TA,
• 1 ea, Magnetic switch, Melexis MLX92231LUA-AAA-020-SP,
• 1 ea, 608 Skateboard Bearing,
• 1 ea, maliit na bihirang magnet ng lupa 2mm x 1mm,
• 2 ea, 3D naka-print na takip (nakalakip na STL file).
• 1 ea, CR2032 na baterya, Panasonic BSP o katumbas,

Mga tool at Supply: Para sa aking mga pagawaan, ginagamit ko ang SparkFun's Beginner's ToolKit na mayroong lahat ng kailangan mo maliban sa tweezer:

• Panghinang.
• SolderWire
• Flush-cut plyers (gusto ko ang $ 5 Hakko CHP170!)
• Lumalabas na tirintas
• Super pandikit

Programming ang Attiny (Hakbang 4, hindi kinakailangan kung bibilhin mo ito bilang isang kit):

• Arduino (mangyaring iwasan ang murang mga clone ng Tsino at suportahan ang iyong US Open Source Manufacture).

  • SparkFun Redboard
  • Adafruit Metro
  • Arduino UNO
• AVR Programming Shield.
• Pogo adapter (kung ang pag-install ng program na may naka-install na chip).
• Isang karaniwang USB A-B para sa Uno, USB Mini para sa Redboard, o USB Micro para sa Metro.

Ang isang kit para sa proyektong ito ay magagamit sa Tindie.com (bawas ang baterya). Ang pagbili ng kit ay makatipid sa iyo ng oras at gastos ng pag-order mula sa maraming iba't ibang mga vendor at maiiwasan ang minimum na premium ng order ng PCB. Gayundin, ang pag-program ng isang Attiny ay hindi gaanong mahalaga, at kung bibili ka ng kit, magiging pre-program na ito. Tutulungan mo rin akong bumuo at magbahagi ng iba pang mga proyekto sa aking mga pagawaan!

Hakbang 2: Mahalaga ang Paglaban

Ipagpalagay namin na mayroon kang ilang karanasan sa pagbuo ng kit. Kung kailangan mo ng tulong sa paghihinang, magtungo sa www.sparkfun.com/tutorials/213 upang magsipilyo o panoorin ang Geek Girl na ipaliwanag ito sa https://www.youtube.com/embed/P5L4Gl6Q4Xo. Mayroon din akong kit na naaangkop para sa mga nagsisimula sa

Gusto kong magsimula sa risistor dahil a) ang mga ito ay medyo lumalaban sa init habang papasok ka sa iyong paghihinang na uka at ang iron ay paparating sa temp, b) wala silang polarity, kaya't ang orientation ay hindi kritikal, at c) sila ang pinakamababang sangkap sa pisara kaya umupo ng mahigpit kapag naghinang. Mayroong walong 330-ohm kasalukuyang naglilimita sa mga resistor, isa para sa bawat isa sa mga LED. Maaari mong gawin nang paisa-isa, o lahat ng walo nang sabay-sabay.

• Bend ang mga humahantong sa lapad ng pads at ipasok ang risistor.
• I-flip ang board at maghinang ng mga lead.
• I-trim ang mga lead na may flush cut.
• Pindutin muli ang mga ito sa bakal kung nais mong mapahanga ang iyong mga kaibigan sa geek.

Hakbang 3: Code?

Kung binili mo ang aking kit, ang chip ay paunang naka-program at maaaring lumaktaw sa susunod na hakbang.

Oo, ang proyektong ito ay nangangailangan ng ilang code. At, kung nagbibigay ka ng pansin, sa Hakbang 1 sinabi ko sa iyo na ang pag-program ng isang Attiny ay hindi gaanong mahalaga. Ginagamit ko ang Arduino, ito ay ang kapaligiran sa programa, ang aking AVR programmer, at isang pogo pin jig.

Maaaring mai-program ang maliit na tilad bago maghinang sa lugar (larawan 2), o pagkatapos na ito ay na-solder sa lugar gamit ang header ng ISP sa ilalim ng PCB (larawan 3). Sa alinmang kaso, ang programa ay ang mga sumusunod:

• I-download ang Arduino Programming Environment.

• Mag-install ng suporta para sa Attiny 85 mula sa alinman:

  • https://highlowtech.org/?p=1695 (Arduino Tiny)
  • https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore (Attiny Core)
• I-upload ang "Arduino bilang ISP sketch": [File] -> [Mga Halimbawa] -> [Arduino bilang ISP].
• Nakalakip sa AVR Programming Shield at ipasok ang ribbon cable sa posisyon na Attiny84
• Kung gumagamit ng Pogo Adapter, ilagay ito sa header ng ISP sa pisara. Ang mga positibo at negatibong pad ay minarkahan upang maaari mong i-orient nang tama ang header.
• Kung gumagamit ng maliit na tilad, ipasok ito gamit ang isang pin patungo sa konektor ng USB.

• Piliin ang tamang chip:

  • Arduino Tiny: "Attiny 84 @ 8 Mhz"

  • Attiny Core: "Attiny 24/44/84"

    • Chip na "Attiny 84"
    • 8 Mhz (Panloob)
    • I-pin ang Mapa ng "Counter Clockwise"
• Piliin ang Programmer, [Tools] -> [Programmer] -> [Arduino bilang ISP]
• Itakda ang mga piyus sa programa, [Mga Kasangkapan] -> [Burn Bootloader]
• I-upload ang naka-attach na sketch, [File] -> [I-upload gamit ang programmer]

Ang pinakamalaking mapagkukunan ng mga pagkakamali na kinasasangkutan ko ng hindi pagkakaroon ng mga pin na nakahanay nang tama.

Hakbang 4: Chip Ito

Ngayon na ang iyong chip ay may code dito, maaari mo itong mai-install. Ang oryentasyon ng isang DIP ("dual inline package") chip ay karaniwang ipinahiwatig alinman sa pamamagitan ng isang butas na katabi ng pin isa, o isang divot sa dulo ng maliit na tilad na naglalaman ng isang pin, tulad ng kaso dito.

• Bend ang mga humahantong sa 90 degree sa pamamagitan ng pagpindot sa kanila laban sa isang patag na ibabaw (larawan 1 & 2).
• Ihanay ang maliit na tilad gamit ang simbolo sa PCB at ipasok ang maliit na tilad (larawan 3).
• Maghinang ng isang pin sa kabaligtaran, at suriin na ang parehong chip ay patag laban sa PCB at tama ang oryentasyon. Talagang nahihirapan itong ayusin pagkatapos nito. Magtiwala ka sa akin dito.
• Kapag natitiyak mong nasa tama ito, maghinang ng natitirang mga pin at pagkatapos ay i-cut ang mga ito flush.

Hakbang 5: Lumipat at Capacitor

Ang pindutan ng push ay napupunta sa tabi ng IC, at ang capacitor sa kabilang panig.

• Itulak ang push button sa lugar (tiyakin na nasa tamang oryentasyon ito).
• Ihihinang ito sa lugar.
• I-clip ang mga lead sa likod.

Ang capacitor ay walang orientation, ngunit kung ilalagay mo ang panig sa pagsulat, malalaman ng iyong mga kaibigan sa geek kung anong halaga ang ginamit mo.

Hakbang 6: Lumipat at May-hawak ng Baterya

Ang switch ay napupunta sa antas na nakaturo sa labas. Tulad ng iba pang mga item, maghinang ng dalawang mga pin sa, suriin na ito ay nakaupo flat, at pagkatapos ay solder ang natitira.

Ang may-ari ng baterya ay may pagmamarka upang maipakita ang oryentasyon, ngunit talagang hindi ito mahalaga. Gayunpaman, mangangailangan ito ng medyo mas maraming init kaysa sa mga regular na lead, at gugustuhin mong tiyakin na nakaupo ito ng patag upang hawakan ang baterya sa posisyon (larawan 4).

Hakbang 7: Mga LED

Walang disenteng proyekto na hindi kasama ang kahit isang LED. Ito ay may Walo!

Ang mahabang lead ay positibo (anode). Mayroong markang "+" sa silkscreen, at ang pad ay parisukat. Kung gagawin mo ang lahat ng walo nang sabay-sabay, hawakan ang mga ito upang matiyak na tama ang lahat ng mga oryentasyon.

• Maghinang ng isang tingga sa bawat LED.

• Patunayan ang oryentasyon at nakaupo ang mga ito nang patag (larawan 3).

  Kung ang mga ito ay hindi, pindutin ang kaso gamit ang iyong thum at painitin muli ang tingga hanggang sa mag-snap ito sa posisyon (larawan 4)

• Ihihinang ang natitira.
• I-clip ang mga lead.

Hakbang 8: Suriin Ito

Sa puntong ito, maaari pa rin nating suriin ang mga LED at palitan:

• Ipasok ang isang baterya na may positibong bahagi palabas.
• Buksan ang spinner at pagkatapos ay pindutin ang pindutan hanggang sa lahat (sana) naka-on ang mga LED (tingnan ang video).
• Paikutin ang manunulid at makita ang pattern. Kung ang isang LED ay hindi ilaw, maaari itong mai-install nang paatras, o naging pinsala sa init. Un-solder ito at maglagay ng bago.

Pag-troubleshoot:

• Kung walang ilaw ng LEDs:

  • Siguraduhin na ang iyong baterya ay mabuti at sa tamang oryentasyon.
  • Pinrograma mo ba ang iyong chip? Ito ba ay nasa tamang oryentasyon? Nag-iinit na ba?
  • Tama bang nakatuon ang mga LED? Gamitin ang cell ng barya sa kabuuan ng pinagsamang mga solder joint upang subukan ang mga ito?

• Kung ang switch ay hindi ginawang blink ang mga LEDs:

  • Suriin ang mga solder joint sa LED.
  • Suriin ang mga solder joint sa Attiny.
• Kung nabigo ang lahat, kumuha at mag-post ng mga larawan ng mataas na resolusyon ng harap at likod at humingi ng tulong sa mga komento.

Hakbang 9: Oras ng Paikutin

Ang tindig ay gaganapin sa pamamagitan ng paghihinang ng kaso sa malaking pad. Kailangan ang pasensya at maraming init:

• Gumamit ng isang bagay tulad ng mga barya sa isang matigas na ibabaw upang iposisyon ang tindig.
• Init ang parehong pad at ang tindig na shell hanggang sa makita mong dumadaloy ang solder sa kaso (tumatagal ito nang kaunti).
• Ulitin sa kabilang panig.
• I-verify na ang tindig ay nakahanay nang tama sa pamamagitan ng pagikot ng manunulid.
• I-flip ang board at maghinang ng dalawang puntos sa kabilang panig.

Hakbang 10: Ito ba ay isang Rebolusyon?

Upang maipakita ang mga mensahe sa halip na mga pattern lamang, kailangan nating malaman ang posisyon ng manunulid kaugnay sa bilog. Gumagamit kami ng sensor na may epekto sa Hall at pang-akit. Ito ay katulad ng kung paano nalalaman ng mga engine ng pagkasunog kung kailan magpaputok ng spark upang makuha ang pinakamaraming lakas. Ang oryentasyon at pagkakahanay ng parehong sensor at magnet ay kritikal para gumana ito.

• Ang pagsulat sa mukha ng aparato ay nakaharap sa tindig na tumutugma sa screen ng seda (larawan 1).
• Pantayin ang taas sa itaas lamang ng tindig (kung saan ang magnet sa cap ay magiging).
• Maghinang isang tingga.
• Patunayan ang taas at aliment.
• Paghinang ng natitirang mga lead.
• I-clip ang mga lead.

Kung gumagamit ka ng isang sensor ng Omni-pol, kakailanganin mong malaman ang oryentasyon ng pang-akit. Ang pinakamahusay na paraan upang gawin ito ay upang magtakda ng isang mode na iba sa pattern mula sa nakaraang hakbang at pagkatapos ay hanapin ang gilid ng magnet na nagsisimula sa mga LED na kumikislap (tingnan ang video). Kola ang pang-akit sa gilid na gumana na nakaharap sa labas. I-double check ang iyong trabaho.

Hakbang 11: Batas sa Batas

Kung hinawakan mo nang paikot ang spinner kasama ang baterya, makikita mo itong pivot sa gilid ng baterya pababa. Sa kabila ng aking pinakamahusay na pagsisikap sa pagbabalanse ng mga bahagi, wala pa ring balanse. Maaari kang magdagdag ng ilang timbang sa panig na hindi baterya gamit ang isang nut & bolt, o magdagdag ng ilang solder sa pad.

Hakbang 12: Operational Ka

Sa iyong pang-akit at sensor sa lugar, handa ka nang suriin ang buong kamangha-mangha ng iyong Geek Spinner. Ang mode ng spinner ay ipinapakita ng LED na naiilawan sa lakas pataas o pagkatapos ng isang pindutan na pindutin (D0 - D7). Ang mode ay nabago sa pamamagitan ng pagpindot sa pindutan (tingnan ang video).

int mode = 8; // bilang ng mga magagamit na mode

// 0 -> text "Hello World!" // 1 -> RPM // 2 -> oras sa segundo // 3 -> count count // 4 -> spin count (total) // 5 -> pattern na "lilly pad" // 6 -> hugis 1 (puso) // 7 -> hugis 2 (ngiti)

Hakbang 13: Ngunit Maghintay, Mayroong Higit Pa..

Ang mga pattern ng "puso" at "smiley" ay nilikha sa pamamagitan ng paggamit ng isang polar graph upang maipakita kung paano magmumukha ang walong mga segment sa bawat 5 degree na pag-ikot.

Gamit ang kamay:

• Mag-download at mag-print ng imahe ng buong resolusyon (larawan 1).
• Punan ang mga bloke upang gawin ang iyong imahe (larawan 2).

• Kasama ang radial, na nagsisimula sa isang 0, kalkulahin ang byte gamit ang itim = 1, puti = 0;

  Ang unang radial ng puso ay 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, kaya ang byte = 0b100000000;

• Magpatuloy hanggang sa matapos ka (pahiwatig, kung ang iyong imahe ay simetriko, kailangan mo lamang gawin ang kalahati).
• Idikit ang iyong mga byte sa seksyong "textAndShapes.h" ng sketch sa ilalim ng "hugis_1 " o "hugis_2 ".

Paggamit ng Python:

• I-install ang Python.
• I-install ang library ng Imahe ni Python.
• I-download ang nakalakip na "readGraph.py" script.
• Mag-download ng imahe ng buong resolusyon (larawan 1).
• Buksan ang imahe sa iyong paboritong editor (GIMP o MS Paint).
• Gamitin ang utos na "Punan" ng napiling itim na kulay upang punan ang mga segment na nais mong naiilawan (larawan 2).
• I-save ang imahe sa parehong direktoryo ng "readGraph.py" script at baguhin ang pangalan ng file sa script upang itugma ito:

im = Image.open ('heart.png')

Patakbuhin ang script at i-paste ang output sa seksyong "textAndShapes.h" ng sketch sa ilalim ng "hugis_1 " o "hugis_2"

Alinmang paraan, huwag mag-atubiling ibahagi ang iyong nilikha (larawan at code) sa mga komento!

Hakbang 14: Mga Kredito at Pangwakas na Saloobin

Tiyak na hindi ko naisip ang lahat ng ito sa aking sarili. Hindi sa pamamagitan ng isang mahabang shot.

• Ang aking unang karanasan sa POV ay kasama ang isang proyekto mula kay Nick Sayer na tinawag na POV Twirlie: https://www.tindie.com/products/nsayer/pov-twirlie/. (Gumagamit din ako ng pogo adapter).
• Ang kaisipang "LED + Fidget spinner = POV" ay sumulpot sa aking utak matapos makita ang Techydiy's Instructable
• Anumang oras na mayroon kang isang kahanga-hangang ideya, may nagawa na ito: https://www.instructables.com/id/POV-Arduino-Fidget-Spinner/. Ang panghinang na pag-mount ng pang-ibabaw ay isang bagay na maaari kong gawin, ngunit hindi talaga magiliw sa baguhan. Ang kanyang code ay medyo nasa ulo ko rin, ngunit ginamit ko ang kanyang mga ideya tungkol sa pagpapakita ng RPM at mga bilang.
• Naintindihan ko at ginamit ang mga snippet ng Reger-men POV Clock code upang maipakita ang teksto:

Walang proyekto na kailanman kumpleto o perpekto. Narito ang ilang mga saloobin na isinasagawa ko:

• Balanse: Ang mga sheet ng data ay bihirang may impormasyon tungkol sa bigat ng mga bahagi, kaya mahirap gawin kahit isang edukadong hulaan ang tungkol sa balanse nang hindi lamang ito itinatayo. Ang baterya ay malinaw naman ang pinakamabigat na sangkap. Nagdagdag ako ng mga butas sa bawat dulo upang makapagdagdag ako ng timbang kung kinakailangan upang mabalanse ito.
• Lumiliko sa relo? Kung napansin mo, ang teksto ay nagpapakita lamang nang tama kung umiikot ka sa direksyon na napakaliit ng orasan. Ang pagikot sa iba pang direksyon ay lumilikha ng isang imahe ng salamin. Ang pagdaragdag ng isang pangalawang sensor ng Hall o magnet ay magpapahintulot sa iyo na makuha ang direksyon ng pag-ikot (Ginawa ito ng proyekto ni Sean).
• Kulay? Ang paggamit ng programmable RGB LEDs ay magbibigay-daan sa iyo upang gumawa ng mga kulay. Ang mga ito ay karaniwang ibabaw na mount bagaman.