Clapper LED-Kerze - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

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Vor drei Jahren habe ich im Museumsshop "My New Flame" von MORITZ WALDEMEYER, INGO MAURER UND TEAM 2012 gesehen und bin in die Idee verliebt. Ich hatte gehofft, etwas Faszinierendes, Angenehmes, Funktionelles und Interessantes zum Anschauen zu schaffen, aber mit einer leichten Wendung. Ich konnte sicherlich nichts Vergleichbares zu ihrem schönen Kunstwerk machen. Daher habe ich eine Clapper-Version einer LED-Kerze erstellt. Zweimal klatschen, um die Kerze ein- oder auszuschalten. Die Clapper-Funktion ist optional und kann ein- oder ausgeschaltet werden, wenn sie im Build enthalten ist. Oder diese Funktion kann aus dem Build ganz weggelassen werden.

Es gibt sieben davon in meinem Haus, die ich als Zierkerzen und Nachtlichter verwende. Ich lasse sie an ein 5 VDC Handy-Ladegerät angeschlossen, um das Gerät mit Strom zu versorgen und den Li-Ion-Akku aufzuladen. Eine Ladung kann etwa 18 Stunden dauern, was sie ideal für die Notbeleuchtung macht.

Hinweis: Die Kerze im Video auf der rechten Seite mit einer Abdeckung ist keine Clapper Candle.

Schritt 1: Teile und Werkzeuge

Für das Projekt benötigte Teile:

• 1 Stück Lumiere Candles Glatte Harzkerze - 15,2 cm H x 3,2 cm Außendurchmesser
• 1 St. Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V
• 1 St. LED Charlieplexed Matrix - 9x16 LEDs - Gelb [ID:2948]
• 1 Stück Adafruit 16x9 Charlieplexed PWM LED Matrix Treiber - IS31FL3731 [ID:2946]
• 1 Stück Adafruit PowerBoost 500 Ladegerät
• 1 Stück 18650 Li-Ion-Akku
• 1 St. 18650 Batteriehalter
• 1 Stück SPST-Kippschalter
• 1 Stück kundenspezifische Leiterplatte
• Klarer Acrylkunststoff 6mm

Mit Klöppel (optional):

• 1 St. ATMEL / Microchip Technology DIP-8 ATTINY85-20PU
• 1 St. DIP-8-Buchse
• 1 Stück Halbleiterrelais LCB710
• 1 Stück hochempfindliches Schallerkennungsmodul
• 1 ea 220 Widerstand
• 1 St. Subminiatur-Kippschalter 2MS1T1B1M2QES ON/ON 3P-SPDT
• 1 Stück kundenspezifische Leiterplatte

Werkzeuge:

• 1 Stück CP2102 Micro-USB zu UART TTL-Modul 6-polig - ebay.com
• Lötkolben

Schritt 2: Montage der Acrylbasis

Anhand der mitgelieferten PDF-Vektorzeichnungen können die Werkzeugwege zum Ausschneiden des Acryls erstellt werden. Jede PDF-Datei enthält Oben, Unten, zwei Seiten und ein kleines Rechteck, das als Abstandshalter unter dem Soundmodul verwendet wird. Dieses Teil wird nicht benötigt, wenn Sie die Nicht-Klapper-Version (ohne Sound) dieser LED-Kerze bauen.

Ich habe einen 1/8-Zoll-Schaftfräser verwendet, um die meisten Teile zu schneiden, und ich habe einen Schlichtdurchgang mit einem 1/16-Zoll-Schaftfräser ausgeführt. Für die schmalen Schlitze an den Seiten und oben wird der 1/16 Schaftfräser benötigt.

Die Befestigungslöcher wurden manuell lokalisiert und von Hand gebohrt. Einige der Löcher sollten vor der Montage gebohrt werden. Zum Beispiel die Löcher zur Montage der PowerBoost-Platine.

Sand und testen Sie alle Teile. Ich empfehle die Verwendung von Plast-I-Weld, um die Teile miteinander zu verbinden.

Hinweis: Der Durchmesser von Ober- und Unterseite muss dem Innendurchmesser (ID) der von Ihnen gekauften Harzkerzenkörper entsprechen.

Schritt 3: Schaltung mit und ohne Clapper

Die grundlegende LED-Kerze-Schaltung besteht aus einer Batterie, einem Schalter, einem Netzteil und einer Kerze-Leiterplatte (PCB) mit einer LED-Charlieplexed-Matrix, einem Charlieplexed-Matrix-Treiber und einem Arduino Pro Mini 5 VDC. Eine zusammengebaute Version des Candle Circuit Boards ist oben zu sehen. Die einzige Verbindung zu dieser Platine sind 5 VDC, die vom Netzteil bereitgestellt werden. Der Akku wird an das PowerBoost-Netzteil angeschlossen, das den Li-Ion-Akku aufladen und einen Niederspannungsakku schützen kann. Das Netzteil bietet auch die Möglichkeit, die Kerze ein- oder auszuschalten, indem der EN-Anschluss über den Schalter geerdet wird.

Die Clapper-Platine enthält ein Halbleiterrelais (LCB710) und einen Mikrocontroller (ATTiny85), um die Signale vom Soundmodul zu verarbeiten und die Stromversorgung der Kerzenplatine zu steuern. Der ATTiny85 ist so programmiert, dass er auf zwei laute gleichzeitige Töne hört und das Relais ein- oder ausschaltet. Leider kann diese Konfiguration ein Klatschen nicht von anderen lauten Geräuschen unterscheiden, daher wird die Schaltung aktiviert, wenn zwei beliebige laute Geräusche gleichzeitig gehört werden.

Ich habe eine DIP-8-Buchse auf der Clapper-Platine installiert, um das Installieren oder Entfernen des ATTiny85 zu vereinfachen. Alle anderen Komponenten können auf die Platine gelötet werden.

Verbinden Sie die Pins 1 und 2 von J1 für den normalen Betrieb. Zweitens verbinden Sie die + & - Pins der Clapper PCB mit den + & - der Candle PCB. Verbinden Sie die 5V & GND des PowerBoost Netzteils mit den + & - der "PWR IN" Anschlüsse der Clapper PCB. Verbinden Sie den Mini-Kippschalter SPDT mit dem Anschluss „CLAPPER“. Verbinden Sie den Pol des Schalters mit C und die anderen beiden Anschlüsse wie gewünscht. Verbinden Sie schließlich VCC und GND des Soundmoduls mit + & - von "SND MOD" und OUT mit dem Out-Anschluss der Clapper-Platine.

Schritt 4: Leiterplatten

Im Anhang sind die Gerber-Dateien, die ich mit KiCad erstellt habe, um die beiden Leiterplatten zu bestellen. Ich habe vor kurzem 10 der Candle Flame PCBs für 5 US-Dollar bestellt. Zufällig habe ich doppelt so viele Boards zum halben Preis meiner ursprünglichen Bestellung von 2016 bestellt.

Schritt 5: Leiterplattenbestückung

1. Installieren Sie die Stiftleisten von der Rückseite der Platine, wobei der längste Teil nach vorne herausragt. Installieren Sie die Steckerleiste nicht an den angegebenen Stellen.
2. Befestigen Sie die Header an der Rückseite und drehen Sie die Platine um. Löten Sie alle Header-Pins auf der Vorderseite der Platine.
3. Trimmen Sie alle Pins, wie auf dem Foto gezeigt, bündig zur Platine.
4. Richten Sie die Oberseite der LED Charlieplexed Matrix wie auf dem Foto zu sehen aus.
5. Drehen Sie die LED-Matrix um und installieren Sie die LEDs nach OBEN und löten Sie das Modul an die Pins.
6. Löten Sie den Header an das Arduino Pro Mini Board ATMEGA328P 16MHz 5V und löten Sie von der Unterseite der Leiterplatte, wobei der längste Teil aus der Oberseite der Leiterplatte herausragt. Dies wird später verwendet, um das Arduino zu programmieren. Nach dem Löten des Headers empfehle ich, den Kunststoffteil des Headers von den Stiften zu lösen. Dies liegt daran, dass die Länge der Stifte vor der Montage der Leiterplatte in der Acrylbasis gekürzt wird.
7. Drehen Sie die Platine nach hinten und stecken Sie den Ardiuno auf die Kopfstifte und löten Sie ihn.
8. Orientieren und montieren Sie den Matrixtreiber auf den Pins oben auf der Rückseite und löten Sie ihn.
9. Schließen Sie das USB-zu-UART-TTL-Modul an die Header-Pins des Arduino an. 5 VDC -> VCC, GND -> GND, TX -> RX, RX -> TX.
10. Verbinden Sie den USB des Moduls mit dem PC und öffnen Sie die Arduino IDE, um das Programm zu laden.

Schritt 6: Programme für Arduino Pro Mini und ATTiny85

Adafruit bietet ein Tutorial zur Verwendung der LED CharliePlexed Matrix und des Treibers im Animated Flame Pendant. Ich habe die gleiche Skizze für meinen Arduino Pro Mini verwendet, aber die data.h in eine Flamme meiner Herstellung geändert. Dieses Tutorial bietet alles, was Sie für den Einstieg in die LED CharliePlexes benötigen.

Der ATTiny85 verwendet eine Skizze, die ich bei Henry's Bench - Arduino Sound Detection Sensor gefunden habe: Tutorial und Benutzerhandbuch. Diese Seite führt Sie durch die Konfiguration und Abstimmung des Soundsensor-Moduls und des Arduino. Meine Skizze (ClapperCandle_V2.ino) für den ATTiny ist fast identisch mit seinem Beispiel.

Schritt 7: Endmontage

Nachdem die Leiterplatten bestückt sind, können sie nun auf dem Acrylsockel montiert werden. Wie bereits erwähnt, empfiehlt sich das Bohren von Löchern vor dem Kleben. Wenn Sie die Clapper-Version bauen, befindet sich das zuvor ausgeschnittene rechteckige Distanzstück seitlich am Montageort des Soundmoduls. Dies ist auf dem Foto oben zu sehen. Die Clapper-Platine wird unterhalb des Soundmoduls und auf derselben Seite montiert.

Verdrahten Sie das PowerBoost 500-Netzteil mit der Batterie und dem Hauptnetzschalter, und wenn die Clapper-Platine nicht verwendet wird, verdrahten Sie die 5 VDC und GND direkt mit dem "PWR IN" -Anschluss der Kerzenplatine. Andernfalls verdrahten Sie die Ausgangsspannung des Netzteils mit + & - der Clapper-Platine. Verdrahten Sie den SPDT-Kippschalter wie zuvor beschrieben mit den Anschlüssen "CLAPPER" und schließen Sie das Soundmodul wie zuvor beschrieben an den "SND MOD" an. Die jeweiligen Anschlüsse (+ - TRG) der Clapper-Platine werden mit der Candle-Platine verbunden. Der TRG-Anschluss ist mit nichts verbunden.

Überprüfen Sie Ihre Verkabelung anhand der Schaltpläne, und wenn Sie bereit sind, installieren Sie die Batterie und schalten Sie sie ein.

Die Harzkerze benötigt ein Loch für das Micro-USB-Kabel, um es mit der Stromversorgung zu verbinden. Daher habe ich diese auf meiner CNC montiert und ein Loch im richtigen Abstand von unten geschnitten.

VIEL SPASS!

Zweiter im PCB-Wettbewerb