Arduino-angetriebene Halskette - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Ich war auf der Suche nach einem guten Arduino-Projekt für meine Ferien zum Jahresende. Aber was soll man machen? Meine kleine Tochter war sehr überrascht, als ich ihr diese "elektronische" Kette anbot, und auch sehr glücklich. Ich hoffe, dass sich auch die Person, der Sie Ihre Leistung anbieten, sehr freut.

Das Schmuckstück selbst besteht aus einem Micro-Controller und einer RGB-LED, die die gleichen Abmessungen hat. Die Halskette besteht aus einem sehr dünnen Messingdraht, der sich leicht mit kleinem Zinndraht verlöten lässt. Die Stromversorgung erfolgt über eine einfache 3V-Knopfzellen-Lithiumbatterie. Ich habe ein kleines Blatt Klebepapier verwendet, das ich in meiner eigenen Hausapotheke gefunden habe, um den Akku zu schützen und zu isolieren.

Schritt 1: Werkzeuge & Materialien

Werkzeuge

• Lötkolben, 0,5mm Lötzinndraht
• eine Lupe, weil die Lötdrähte so klein sind
• ein Computer mit installierter Arduino-Software
• ein ISP-Programmierer, wie hier erklärt
• ein kleiner Drahtschneider

Materialien

• eine CR2032-Batterie mit Batteriekeller (bestehend aus zwei Teilen, einer für jeden Pol)
• sehr dünner Messingdraht
• eine RGB-LED in einem 5050-Gehäuse, mit einem WS2812B-Chip im Inneren (dies ist wichtig, da Sie eine 5050-LED ohne den WS2812B-Controller im Inneren finden)
• ein kleines Stück medizinisches Klebepapier
• eine Atmel Attiny85-20SU SMD-Mikrocontrollereinheit
• eine billige einfache Halskette

Schritt 2: Elektronischer Schaltplan

Der elektronische Schaltplan ist sehr einfach, da es keine passiven Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren oder Induktivitäten gibt und weil es nur 3 Komponenten gibt, einschließlich der Batterie.

Das von mir verwendete Netzteil ist eine 3V CR2032 Lithiumbatterie. Seine Spannung ist niedriger als die im WS2812B-Datenblatt erwähnte, aber nach dem Test litt die RGB-LED nicht unter diesem 2-V-Abfall.

Die Tatsache, eine einfache 3V-Knopfzellenbatterie verwenden zu können, war für mich eine sehr wichtige Voraussetzung, um dieses Projekt zum Leben zu erwecken. Wir können uns keine Halskette mit einem großen schweren Akku als Stromquelle vorstellen.

Auch die Micro Controller Unit (MCU) arbeitet mit dieser 3V-Spannung sehr gut.

Ich habe einen mittleren Strom von 5,3 mA gemessen. Eine solche CR2032-Lithiumbatterie hat eine typische Kapazität von 200 mAh. Das bedeutet, dass Sie das System mit einem brandneuen Akku 40 Stunden lang laufen lassen können. Aber auch die Hälfte würde für eine gemeinsame Nutzung weitgehend ausreichen.

Schritt 3: Die Software

Die Mikrocontroller-Einheit ist ein ATTINY85 (~ $ 1) von Atmel. Ich habe es mit einem billigen Arduino Nano programmiert (ein Klon, der bei ebay für etwa 5 US-Dollar gefunden wurde). Aber wenn Sie ein echtes Arduino-Board besitzen, können Sie es auch dafür verwenden.

Der Arduino Nano wurde mit dem Sketch "Arduino as ISP" programmiert.

Die Skizze zum Programmieren in den ATTINY85-Mikrocontroller ist als Anhang zu diesem Schritt angegeben: JeweLED.ino

Beachten Sie, dass Sie den Bootloader brennen müssen, damit die MCU vollständig programmiert ist. Dies flasht tatsächlich nicht den Arduino-Bootloader auf der MCU, sondern blinkt einige wichtige Konfigurationssicherungen. Ohne dies wird die Skizze überhaupt nicht ausgeführt.

Der zu wählende Kartentyp muss sein: Attiny85 @ 8MHz (interner Oszillator, BOD deaktiviert).

BOD steht für Brown-Out Detect. Dies ist eine spezielle Funktion, die die MCU abschaltet, wenn die Stromversorgung unter 4,3 V fällt. Dies ist nützlich, um eine Beschädigung der wiederaufladbaren Akkus zu vermeiden. In unserem Fall muss es jedoch deaktiviert werden, da wir unsere MCU mit nur 3 V und noch weniger versorgen werden.

Schritt 4: Zusammenbauen

Der erste Schritt besteht darin, die MCU mit der LED zu montieren.

Einmal programmiert, müssen nur Pin 4, 5 und 8 der Atmel MCU beibehalten werden. Die anderen Pins können entfernt werden, da unnötig.

Pin 4 der MCU muss mit Pin 3 des 5050-Gehäuses verlötet werden. Dieser wird mit dem Minuspol der Batterie verbunden.

Pin 8 der MCU muss mit Pin 1 des 5050-Gehäuses verlötet werden. Dieser wird mit dem Pluspol der Batterie verbunden.

Pin 5 der MCU muss mit Pin 4 des 5050-Gehäuses verlötet werden. Pin 5 entspricht PIN0 von Arduino für diesen MCU-Typ.

Verwenden Sie das medizinische Klebepapier, um die Knopfzellenbatterie von der Haut zu isolieren. Dadurch können Sie den negativen Teil des Messingdrahts am Minuspol der Batterie befestigen.

An dieser Halterung befindet sich kein Netzschalter. Um die LED auszuschalten, müssen Sie die Halskette öffnen, indem Sie das Minuskabel aus dem Akkupack ziehen.

Und das ist alles.

Schritt 5: Testen & Tuning

Wie Sie auf der Nahaufnahme sehen können, habe ich zwei sehr kleine Ringe aus Messingdraht an die GND- und VDD-Pins gelötet. Der Zweck ist, dieses "elektronische" Juwel an der Halskette zu befestigen.

Für erste Tests habe ich nur den Messingdraht als Halskette verwendet. Der Messingdraht ist notwendig, um die elektrischen Kontakte zu gewährleisten, reicht aber nicht aus. Der Messingdraht ist zu leicht und die Batterie im Nacken zu schwer im Vergleich zur LED auf der Vorderseite. Also musste ich eine echte Halskette verwenden, damit die Batterie an Ort und Stelle blieb.

Sie müssen die Halskette in zwei gleich lange Teile teilen und diese beiden Teile auf die Schmuckringe schließen.

Ich habe den Messingdraht in jede Schleife der Halskette gewickelt. Der Draht ist fast unsichtbar und gewährleistet die elektrische Leitung sowie die Steifigkeit der gesamten Konstruktion.

Eine andere Möglichkeit, die elektrische Leitung herzustellen, besteht darin, rostfreie leitfähige Fäden zu verwenden, die Sie für einige Dollar bei Adafruit finden.

Auf dem Video sehen Sie die JeweLED in Aktion.

Genießen!

Sehen Sie es in Aktion