Boomstick - Pilote LED animé : 10 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Boomstick est un projet de création d'une chaîne animée de LED RVB programmables, alimentées par un petit Arduino, et réactives à la musique. Ce guide se concentre sur une configuration matérielle que vous pouvez assembler afin d'exécuter le logiciel Boomstick. Cette quincaillerie est de grande taille pour être insérée dans un article portable tel qu'une robe ou une capuche à spiritueux, ou pour éclairer la longueur d'un totem portable. Les composants comprennent un micro (pour capter de la musique), un bouton (pour régler la luminosité) et un bouton (pour changer d'animation). L'ensemble de l'unité (y compris les LED) est alimenté par un seul port micro USB, qui peut être branché sur un adaptateur mural ou un chargeur de batterie USB portable.

Ce projet est moyennement difficile. Vous devrez être à l'aise pour souder et avoir la patience de travailler avec de petites pièces. Le temps de construction total est de 2+ heures.

Étape 1: Composants et outils

• Adafruit Perma-Proto Demi-taille Breadboard PCB - $4.50
• Adafruit ItsyBitsy 32u4 - 5V 16MHz - 9.95
• Amplificateur de microphone à électret - MAX5566 avec gain réglable - 6,95 $
• Carte de dérivation USB Micro-B - 1,50 $
• Potentiomètre de garniture de planche à pain - 10K - 1,25 $
• Interrupteur à bouton tactile (6 mm)
• Résistance de 10K ohms
• Câbles JST SM à 3 broches - 1,50 $

Tous les liens proviennent d'Adafruit, et j'inclus le prix actuel au moment de la rédaction (sous réserve de modification !) Le coût total devrait être inférieur à 30 $. Vous aurez également besoin de:

• Bande NeoPixel RGB - sélectionnez en fonction des besoins de votre projet, mais je trouve que 30LED/m fonctionne bien pour les appareils portables
• Article portable ou similaire pour mettre les LED dans
• Fil de raccordement de petit calibre - Je trouve que cet ensemble de noyau solide d'Adafruit fonctionne parfaitement
• Fer à souder, soudure, flux
• Pince coupante diagonale affleurante - parfaite pour couper l'excès de fil après le soudage
• Pince à dénuder
• Pistolet à colle chaude
• Papier abrasif gros grain

Je recommanderais de prendre une batterie USB si vous construisez un appareil portable. J'ai eu des temps d'exécution décents (6+ heures avec une chaîne de 60 LED à pleine luminosité) d'un Anker PowerCore 10000.

Étape 2: préparer la carte PermaProto

Nous voulons disposer nos composants aussi étroitement que possible, et cela signifie malheureusement que nous devons couper certaines des traces sur le PCB, afin que les différentes parties du circuit ne soient pas connectées les unes aux autres.

1. Tenez le PCB avec le texte à la verticale, puis retournez-le de haut en bas (de sorte que le côté gauche soit toujours à gauche).
2. Découpez soigneusement les traces indiquées sur la photo avec la pointe d'un couteau bien aiguisé. Les trois scores dans les tracés verticaux sont sur les 5, 9 et 11.
3. Vous devrez peut-être marquer la trace plusieurs fois, et même gratter le PCB afin d'assurer une rupture nette. Notez que les deux traces horizontales en haut sont plus profondes et nécessitent plus de force de coupe.
4. En option, utilisez un multimètre pour vérifier qu'il n'y a pas de conductivité à travers chacune des coupes de trace.
5. Éventuellement, à l'aide d'emporte-pièces en diagonale, découpez le petit carré indiqué sur l'image. Vous pouvez le faire en coupant chacun des 4 côtés aussi profondément que possible avec le cutter, puis en retournant la planche et en coupant de l'autre côté. Ce trou donne accès au potentiomètre de trim sur la carte du microphone lorsque nous avons terminé.

Étape 3: Soudez le premier jeu de câblage

Il existe de nombreuses façons de souder les fils et les composants de ce projet. Cependant, l'approche de ce guide m'a bien servi et a subi quelques itérations. L'objectif de la disposition du câblage est qu'il n'y ait pas plus de deux couches de fils qui se chevauchent en tout point, alors veillez à suivre de près les positions et les longueurs des fils. Dans chacune des images de ce guide, les fils sont codés par couleur:

• Le rouge indique un fil positif de 5V.
• Le jaune indique un fil positif 3V.
• Le blanc indique un fil de signal ou de données.
• Le noir indique un fil de terre.

Un certain soin est nécessaire pour préparer et souder les fils. Voici mon processus type:

1. Coupez la longueur approximative de fil nécessaire.
2. Dénudez une extrémité - la longueur n'est pas trop importante, car vous couperez l'excédent par la suite.
3. Insérez le fil dénudé dans le premier trou et posez le fil dans sa position finale.
4. Marquez l'isolant directement sur le deuxième trou avec votre vignette.
5. Retirez le fil et dénudez l'autre extrémité à l'emplacement de la marque de vignette.
6. Réinsérez le fil et soudez chaque extrémité.
7. Coupez l'excédent.

Pour cette première étape, nous allons poser une première couche de câblage avant d'ajouter des composants. Cela nous facilitera un peu la vie plus tard, car certaines pièces deviendront inaccessibles pour la soudure et le rognage.

1. Souder la résistance 10K ohm dans la position indiquée.
2. Soudez les fils supplémentaires dans les positions approximatives indiquées sur l'image. Notez la longueur et la courbe supplémentaires des fils noir/rouge.
3. Retournez la carte et vérifiez l'emplacement des points de soudure.

Nous allons également attacher le connecteur LED à ce stade. Sa connexion de données ne sera pas accessible une fois que nous aurons soudé sur l'Arduino.

1. Séparez les trois fils du connecteur.
2. Tenez le connecteur à la carte avec votre pouce et placez le fil du milieu comme indiqué, en atteignant la trace #10.
3. Coupez le fil à la longueur appropriée (en laissant un peu plus pour passer à travers le trou).
4. Dénudez et étamez le fil.
5. Soudez-le dans le trou indiqué.

N'oubliez pas de continuer à couper l'excès de fil avec vos pinces coupantes diagonales pendant que vous travaillez !

Étape 4: Ajout de l'Arduino

Il est temps de souder notre premier composant ! Notez que pour l'Arduino, le microphone et la sortie micro USB, nous devons pré-souder des broches sur chacun d'eux. Pour l'Arduino en particulier, nous ne soudons pas toutes les broches. Seul un sous-ensemble est nécessaire, et cela nous facilite la vie s'il y a des lacunes d'un côté. Suivez attentivement les images

1. Afin de souder des broches sur des composants, je trouve qu'il est plus facile de pousser les broches et le composant ensemble sur une planche à pain avant de les souder. Cela garantit que les broches sont toutes alignées verticalement et à l'équerre du composant. Attention à ne pas vous piquer ! Il est plus facile d'appuyer sur les broches avec quelque chose de plat et de solide.
2. Orientez l'Arduino comme indiqué sur l'image. Vous pouvez inclure une rangée complète de broches le long du bord en commençant par BAT/G/USB.
3. Pour le bord RST/5V/ARef, cassez 4 broches et 6 broches. Les 4 broches vont entre 5V et A0, et les 6 broches entre A4 et 3V.
4. Soudez toutes les broches une par une, en vous assurant que l'Arduino est parfaitement aligné avec le plastique noir.
5. Retirez-le de la planche à pain et vérifiez à nouveau le bas pour confirmer que les broches ressemblent à l'image.

Nous sommes maintenant prêts à le souder au PCB !

1. Positionnez l'Arduino comme indiqué sur l'image.
2. Assurez-vous que le fil de données du connecteur LED passe sous l'espace A1/A2/A3.
3. Utilisez du ruban adhésif pour maintenir le composant sur le PCB si nécessaire et soudez-le à la carte par le dessous.
4. Coupez les broches en excès à l'aide de vos pinces coupantes diagonales. Soyez prudent - cela peut envoyer les petits morceaux d'épingle voler à grande vitesse. Je recommanderais de porter une sorte de lunettes et de viser la planche dans la poubelle, ou peut-être dans votre autre main.

Étape 5: Plus de composants

Nous sommes maintenant prêts à souder le reste des composants au PCB.

Tout d'abord, nous devons souder un fil supplémentaire sur la face inférieure de la carte. Notez le fil jaune sur le côté droit de la première photo !

Une fois que c'est fait, et l'excédent coupé, il est temps pour le microphone.

1. Tout d'abord, soudez les trois broches à la carte de dérivation du microphone. Notez que pour ce composant, il est bon (même souhaitable) qu'il repose à un angle par rapport au PCB - notez le côté droit de la deuxième image. Le moyen le plus simple d'y parvenir est de souder les broches pendant qu'elles sont enfoncées dans une planche à pain et de permettre à la carte du microphone de s'incliner par rapport à la planche à pain.
2. Éventuellement, ajustez le potentiomètre du microphone. Utilisez TRÈS SOIGNEUSEMENT un petit tournevis pour faire tourner le potentiomètre dans le sens des aiguilles d'une montre (indiqué sur la troisième photo). Notez qu'il s'agit d'un composant très délicat et qu'il peut se casser facilement. Il ne fera qu'une révolution partielle, ne le forcez pas davantage. Couper le potentiomètre dans le sens des aiguilles d'une montre diminue la puissance de l'amplificateur, ce qui rend le microphone moins sensible et permet une meilleure qualité dans des environnements très bruyants (comme une discothèque ou un festival de musique). Cependant, notez qu'il sera plus difficile pour les effets de se déclencher dans des environnements plus calmes, comme écouter de la musique à la maison.
3. Utilisez un pistolet à colle chaude pour déposer une goutte de colle à l'endroit indiqué sur la troisième photo.
4. Appuyez le microphone sur le PCB à la position indiquée - les broches doivent être sur la deuxième rangée vers le bas, à travers les traces #17-19.
5. Retournez le PCB et soudez les broches. Coupez tout excédent.

Maintenant, passons à l'évasion Micro USB.

1. Contrairement au microphone, nous voulons que la carte Micro USB soit carrée avec les broches. C'est pour que le câble USB se détache parallèlement de la carte lorsqu'il est connecté et n'interfère pas avec le PCB. Prenez soin de le soutenir en soudant les broches et en le soudant à la carte. Encore une fois, voir la deuxième photo pour l'orientation finale.
2. Vous pouvez à nouveau utiliser de la colle chaude pour pré-positionner le breakout au bon endroit. Les broches doivent se trouver dans la rangée du bas (PAS les deux rangées d'alimentation), sur les traces #15-19.
3. Renforcez l'espace sous la planche avec de la colle chaude supplémentaire au besoin. Cela fournit une force bien nécessaire, car le port peut recevoir des forces de couple du câble USB connecté.

Enfin, nous devons souder le bouton et le potentiomètre.

1. Commencez par le bouton. Élargissez un peu ses pattes et insérez-le dans la position indiquée sur l'image.
2. Vous pouvez plier les jambes vers l'intérieur sur le dessous pour aider à maintenir le bouton en place.
3. Soudez chacune des pattes du haut de la planche.
4. Insérez maintenant le potentiomètre comme indiqué. Notez que les broches sont en haut sur la photo.
5. Fixez-le temporairement à la carte avec du ruban adhésif et soudez-le par le dessous de la carte.

Étape 6: Câblage final

Je vais garder les instructions brèves, mais nous devons finir le câblage sous la carte.

1. Soudez les fils noir et jaune en haut à gauche sur la première photo. Ceux-ci fournissent la plage de tensions que le potentiomètre produira.
2. Soudez les fils noir et blanc en bas à droite sur la deuxième photo. Ceux-ci fournissent le câblage de masse et de sortie pour le microphone.
3. Confirmez que tous les fils sont présents comme indiqué.

Nous en avons maintenant fini avec le dessous ! Vous pouvez éventuellement placer de la colle chaude de manière stratégique pour maintenir les fils et assurer une protection contre les courts-circuits - bien que cela ne me dérange généralement pas.

Étape 7: Câblage de l'alimentation du connecteur LED

Le connecteur LED doit être alimenté directement par l'entrée USB. Mettons cela en place maintenant.

1. Maintenez le connecteur sur la carte avec votre pouce, dans son emplacement définitif (voir photo 2).
2. Nous allons dénuder une petite longueur (1 à 2 mm) de fil et de soudure directement sur le dessus des joints de soudure existants dans la deuxième rangée à partir du bas.
3. Coupez et dénudez chacun des deux fils en conséquence. Comme le montre la première image, le fil du bas doit se fixer au joint 5V et le fil du haut doit se fixer au GND.
4. Etamez les deux parties dénudées du fil.
5. Soudez-les soigneusement aux joints de soudure existants. Assurez-vous que le fil 5V ne se connecte pas à la trace à sa gauche, car cela transporte un signal 3,3V, et cela pourrait tuer votre Arduino. Il est recommandé de vérifier qu'il n'y a pas de conductivité entre les deux traces avec un multimètre, avant de mettre la carte sous tension.
6. Collez à chaud le connecteur LED fermement sur la carte et renforcez-le avec beaucoup de colle.

Confirmez que votre tableau ressemble à la photo !

Étape 8: Connexion à la carte

Il existe deux manières principales de vous connecter à la carte.

• Pour programmer l'Arduino, connectez-vous au port USB directement sur celui-ci (image 1).
• Pour faire fonctionner les LED, connectez-vous au port USB en bas et branchez les LED (image 2).

Étape 9: Touches finales

Les composants sont disposés aussi compacts que possible, de sorte qu'une partie du PCB reste vide. Vous pouvez le découper soigneusement comme indiqué sur l'image. Je ne suis pas sûr de la meilleure façon de le faire exactement - j'utilise des coupe-fils robustes, mais vous pouvez probablement aussi utiliser une scie à métaux si vous faites attention. Couper à travers les trous existants le rend un peu plus facile.

Une fois que vous avez coupé l'excédent, je vous recommande fortement de poncer les bords et les coins avec du papier de verre à gros grain, car le PCB peut être assez tranchant.

Toute cette unité peut être enveloppée dans un large ruban thermorétractable avec des trous découpés pour accéder aux commandes et aux ports.