SteamPunk radiosi: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Loyiha: SteamPunk radiosi

Sana: 2019 yil may - 2019 yil avgust

UMUMIY

O'n oltita IV-11 VFD naychalari, ikkita Arduino Mega kartasi, o'nta LED Neon yorug'lik sxemasi, servo, elektromagnit, ikkita MAX6921AWI IC chiplari, beshta doimiy quvvat manbai, HV quvvati bilan, bu loyiha men bajargan eng murakkab loyihadir. ta'minot, ikkita shahar voltli o'lchagich, shahar amper o'lchagichi, FM stereo radiosi, 3 Vt quvvat kuchaytirgichi, LCD displey va klaviatura. Yuqoridagi qismlar ro'yxatidan tashqari, ikkita dasturiy ta'minotni noldan ishlab chiqish kerak edi va nihoyat butun radio qurilishi uchun 200 soatlik ish kerak edi.

Men ushbu loyihani Instructables saytiga qo'shishni qaror qildim, lekin a'zolari ushbu loyihani to'liq takrorlashini kutishmadi, balki o'zlari qiziqtirgan elementlarni tanlashdi. Sayt a'zolari uchun alohida qiziqish uyg'otadigan ikkita yo'nalish ikkita MAX6921AWI chiplari va ular bilan bog'langan simlar yordamida 16 IV-11 VDF naychalarini boshqarish va ikkita Mega 2650 kartalari o'rtasidagi aloqa bo'lishi mumkin.

Ushbu loyihaga kiritilgan turli komponentlar mahalliy manbalardan olingan, faqat IV-11 naychalari va MAX6921AWI chiplari EBay-da olingan. Men qutilarda yillar davomida qolib ketadigan har xil narsalarni hayotga qaytarishni xohlardim. Hamma HF klapanlari hamma joyda ishlamay qolgan birliklar degan tushuncha bilan ta'minlangan.

1 -qadam: QISMLAR Ro'yxati

1. 2 x Arduino Mega 2560 R3

2. RDA5807M FM radiosi

3. PAM8403 3W kuchaytirgich

4. 2 x 20 Vt dinamiklar

5. Di-qutbli FM Ariel

6. 16 X IV-11 VDF naychalari

7. 2 x MAX6921AWI IC chipi

8. 2 x MT3608 2A Max DC-DC Step Up Power Module Booster Power Module

9. 2 x XL6009 400KHz Avtomatik Buck moduli

10. 1 kanalli modul, Arduino ARM PIC AVR DSP uchun 5V past darajali tetik

11. Arduino ARM PIC AVR DSP uchun 2 kanalli 5V 2 kanalli modul qalqoni

12. Elektr magnitni ko'tarish 2.5KG/25N solenoidli so'rg'ichli elektromagnit shahar 6V

13. 4 fazali step motor ULN2003 chipi bilan boshqarilishi mumkin

14. 20*4 LCD 20X4 5V Moviy ekranli LCD2004 displeyli LCD modul

15. IIC/I2C seriyali interfeys moduli

16. 6 x Bit 7 X WS2812 5050 RGB LED halqa chiroqli o'rnatilgan haydovchilar bilan Neo Pixel

17. 3 x LED halqa 12 x WS2812 5050 RGB LED, Neo Pixel o'rnatilgan haydovchilar bilan.

18. 2 x LED halqa 16 x WS2812 5050 RGB LED, o'rnatilgan haydovchilar bilan Neo Pixel

19. LED chiziqli moslashuvchan RGB 5m uzunlik

20. 12 ta asosiy membranali kalitli klaviatura 4 x 3 matritsali massiv matritsali klaviatura tugmasi

21. Arduino uchun BMP280 raqamli barometrik bosim balandligi sensori 3.3V yoki 5V

22. DS3231 AT24C32 IIC moduli Precision RTC Real Time Clock Module

23. 2 x tirnoqli mil chiziqli aylanadigan potentsiometr 50K

24. 12V 1 Amp quvvat adapteri

2-qadam: IV-11 VDF quvurlari va MAX6921AWI IC chip

Ushbu loyihalarda MAX6921AWI chipidan foydalanish mening oldingi Budilnik loyihamga asoslanadi. Har bir sakkizta IV-11 naychalari Multiplex boshqaruv usuli yordamida bitta MAX6921AWI chipi orqali boshqariladi. Ikkita biriktirilgan PDF-fayllarda sakkiz quvurli simi va MAX6921AWI chipining naychalarga qanday ulanganligi va o'z navbatida Arduino Mega 2560 ga qanday ulanganligi ko'rsatilgan. Tarmoqli kuchlanish liniyalari alohida saqlanadi. Quvur chiqishlarini aniqlash, biriktirilgan PDF -ga qarang, bu 1,5V isitgichning 1 va 11 -gachasi pinlarini, 24v anodli pinni (2) va nihoyat sakkiz segmentli va "dp" pinlarini, 3 - 10 ni o'z ichiga oladi. Vaqt, shuningdek, quvurlar to'plamini simlashni boshlashdan oldin, har bir segmentni va "dp" ni oddiy sinov qurilmasi yordamida sinab ko'rishga arziydi. Har bir naycha pinlari ketma -ket navbatdagi quvurlar qatorida, oxirgi quvurgacha MAX6921AWI chipiga masofadan ulanish uchun qo'shimcha simlar qo'shiladi. Xuddi shu jarayon 1 va 11 -gachasi ikkita isitish moslamasi uchun ham davom etadi. Men 11 ta chiziqning har biriga rangli sim ishlatardim, ranglar tugagach, men rang ketma -ketligini qaytadan boshladim, lekin simning har uchiga qora tasma qo'shdim. issiqlik qisqarishi yordamida. Yuqoridagi simlar ketma-ketligidan istisno 2-pin uchun, 24-anodli manba, u 2-pin va MAX6921 chipidagi anod quvvat manbalari o'rtasida alohida simga ega. Chip va uning ulanishlari haqida batafsil ma'lumotni biriktirilgan PDF -ga qarang. Chip ishlayotgan vaqtda hech qachon qizib ketmasligi, bir necha soatdan keyin qizib ketmasligi, ha, lekin hech qachon qizib ketmasligini ta'kidlab bo'lmaydi. Chiplarni ulash sxemasi Mega, 27, 16 va 15-pinli uchta ulanishni, Mega-pin 27-dan 3.5V-5V kuchlanishini, GND-ni Mega-pin 14-ga va 24-kuchlanishli pin-1ni ko'rsatadi. Hech qachon 5V kuchlanishdan oshmang va anodning quvvat diapazonini maksimal 24V va 30V oralig'ida saqlang. Davom etishdan oldin, har bir simni eng uzoq masofalar orasidagi sinash uchun uzluksizlikni tekshirgichdan foydalaning.

Men ushbu chipning AWI versiyasini ishlatardim, chunki u eng kichik format edi, men ishlashga tayyor edim. Chip va uning tashuvchisining ishlab chiqarilishi non taxtasida joylashtirilgan 14 ta tenglikni pimining ikkita to'plamidan boshlanadi, chip tashuvchisi esa pinlar ustki tomonida joylashgan. Oqim va lehimdan foydalanib, pimlarni lehimlang va 28 chipli oyoq yostig'ining har birini "qalay" qiling. Chip tashuvchining chipini joyiga qo'ygandan so'ng, chipning oyoqlarini oyoq yostiqchalari bilan tekislang va chipning teshigi 1 -pinga qaraganligiga ishonch hosil qiling. Lehimlashdan oldin chipni mustahkamlang. Lehimlashda, oyoq tagliklariga oqim qo'llanilganligiga ishonch hosil qiling va lehimlantiruvchi temir toza. Odatda har bir chip oyog'iga bosing, shunda u oyoq tagiga bir oz egiladi va siz lehim ishlayotganini ko'rasiz. Buni barcha 28 oyoq uchun takrorlang, bu jarayonda siz lehimlanadigan temirga lehim qo'shmasligingiz kerak.

Chip tashuvchini oqimdan tozalang, so'ngra uzluksizligini tekshiruvchi test yordamida har bir oyog'idan bitta probni chip oyog'iga, ikkinchisini esa tenglikni piniga qo'ying. Nihoyat, har doim haqiqiy quvvat ishlatilishidan oldin chip tashuvchiga barcha ulanishlar o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling, agar chip darhol o'chishni boshlasa va barcha ulanishlarni tekshirib ko'ring.

3 -qadam: RGB LIGHT ROPE & NEON LIGHT RING

Ushbu loyihaga o'nta yorug'lik elementi, uchta RGB yorug'lik arqoni va har xil o'lchamdagi etti NEON yorug'lik uzuklari kerak edi. NEON nurli halqalarning beshtasi, ular uchta halqadan iborat. Bu turdagi yorug'lik uzuklari nazorat qilishda juda ko'p qirrali va ular qanday ranglarni ko'rsatishi mumkin, men uchta asosiy rangni ishlatardim, faqat yoqilgan yoki o'chirilgan edi. Ulanish uchta simdan, 5V, GND va Mega quli orqali boshqariladigan nazorat chizig'idan iborat edi, batafsil ma'lumotni biriktirilgan Arduino "SteampunkRadioV1Slave" ro'yxatiga qarang. 14 dan 20 gacha chiziqlar, ayniqsa, aniqlangan yorug'lik birliklarining soni muhim ahamiyatga ega, ular jismoniy raqamga mos kelishi kerak, aks holda halqa to'g'ri ishlamaydi.

RGB yorug'lik arqonlari Mega -dan uchta nazorat chizig'ini olgan, har biri qizil, ko'k va yashil uchta asosiy rangni boshqaradigan boshqaruv blokini qurishni talab qildi. Boshqaruv bloki to'qqiz TIP122 N-P-N tranzistoridan iborat edi, biriktirilgan TIP122 ma'lumotlar jadvaliga qarang, har bir sxema uchta TIP122 tranzistoridan iborat bo'lib, bir oyog'i erga ulangan, ikkinchi oyog'i 12V quvvat manbaiga ulangan va o'rta oyog'i Mega boshqaruv chizig'iga ulangan. RGB arqon ta'minoti to'rtta chiziqdan, bitta GND chizig'idan va uchta TIP122 o'rta oyoqlarining har biridan uchta nazorat chizig'idan iborat. Bu uchta asosiy rangni beradi, yorug'lik qizg'inligi Analog yozish buyrug'i yordamida 0, o'chirilgan va maksimal 255 bilan boshqariladi.

4 -qadam: ARDUINO MEGA 2560 Aloqa

Loyihaning bu jihati men uchun yangilik edi, shuning uchun IC2 tarqatish kartasini chizish va Mega GNDlarning har birini ulash zarur edi. IC2 tarqatish kartasi ikkita Mega kartani 21 va 22 -gachasi pinlar orqali ulashga imkon berdi, shuningdek, LCD displey, BME280 sensori, Real vaqt soati va FM radiosini ulash uchun ishlatilgan. Magistrdan Slave birligiga bitta belgi aloqasi haqida ma'lumot olish uchun biriktirilgan Arduino "SteampunkRadioV1Master" faylini ko'ring. Tanqidiy kod satrlari 90 -qator bo'lib, ikkinchi Mega -ni qul birligi sifatida belgilaydi, 291 -satr - odatdagi qulli harakatni talab qilish protsedurasi, 718 -satrdan boshlanadigan protsedura, nihoyat 278 -qatorda qul protsedurasidan javob qaytarilgan. bu xususiyatni to'liq joriy qilmaslikka qaror qildi.

Biriktirilgan "SteampunkRadioV1Slave" fayli ushbu aloqaning qul tomonini batafsil bayon qiladi, muhim satrlar 57 -satr, IC2 qul qulfini, 119 va 122 -satrlarni va 133 -dan boshlanadigan "qabulEvent" protsedurasini belgilaydi.

You Tube -da juda yaxshi maqola bor: DroneBot Workshop -dan Arduino IC2 Communications bu mavzuni tushunishda juda foydali bo'ldi.

5 -qadam: ELEKTROMAGNETNI NAZORAT

Shunga qaramay, ushbu loyihadagi yangi element elektromagnitdan foydalanish edi. Men bitta kanalli o'rni orqali boshqariladigan 5V birlikdan foydalanardim. Bu birlik Morze kodli kalitni siljitish uchun ishlatilgan va u odatdagi Morze tugmachasi ko'rsatadigan "nuqta" va "chiziq" tovushlarini ta'minlovchi qisqa yoki uzun pulslar bilan juda yaxshi ishlagan. Biroq, bu birlik ishlatilganda, muammo yuzaga keldi, u elektronga EMFni kiritdi, bu biriktirilgan Mega -ni qayta tiklashga ta'sir qildi. Ushbu muammoni bartaraf etish uchun men elektromagnit bilan parallel ravishda diod qo'shdim, u muammoni hal qildi, chunki u elektr zanjiriga ta'sir qilishidan oldin orqa EMFni ushlab turardi.

6 -qadam: FM RADIO va 3W kuchaytirgich

Loyihaning nomi shuni ko'rsatadiki, bu radio va men RDA5807M FM modulidan foydalanishga qaror qildim. Bu birlik yaxshi ishlagan bo'lsa -da, uning formati PCB kartasini yaratish uchun simlarni ulashda juda ehtiyotkorlikni talab qiladi. Bu qurilmadagi lehim tiqinlari juda zaif va uzilib qoladi, bu esa simni lehimlashga juda qiyin bo'ladi. Qo'shilgan PDF -da ushbu qurilmaning simlari ko'rsatilgan, SDA va SDL boshqaruv liniyalari ushbu qurilmani Mega -dan boshqarishni ta'minlaydi, VCC liniyasi 3,5 V ni talab qiladi, bu kuchlanishni oshirmang yoki bu qurilmaga zarar etkazadi. GND chizig'i va ANT chizig'i o'z-o'zidan ravshan, Lout va Rout liniyalari 3,5 mm standartli quloqchinli ayol uyasini uzatadi. Menga mini FM antenna ulagichi va di-qutbli FM antennasi qo'shildi va qabul qilish juda yaxshi. Men minigarniturani radio tinglash uchun ishlatishni xohlamadim, shuning uchun PAM8403 3W kuchaytirgich orqali ulangan 20 Vtli ikkita karnayni kuchaytirgichga bir xil 3,5 mm eshitish vositasi vilkasi va 3,5 mm erkaklar uchun erkak konnektori simini qo'shdim. Aynan shu paytda men RDA5807M chiqishi bilan bog'liq muammoga duch keldim, u kuchaytirgichni bosib ketdi va sezilarli buzilishlarga olib keldi. Bu muammoni hal qilish uchun men har bir kanalga ikkita 1M va 470 ohmli rezistorlarni qo'shdim va bu buzilishlarni olib tashladi. Ushbu format yordamida men qurilmaning ovozini 0 ga kamaytira olmadim, hatto qurilmani 0 ga o'rnatganimda ham hamma tovush to'liq o'chirilmagan, shuning uchun ovoz balandligi 0 ga o'rnatilganda "radio.setMute (rost)" buyrug'ini qo'shganman. va bu barcha tovushlarni samarali olib tashladi. Quvurlarning pastki chizig'idagi oxirgi uchta IV-11 naychalari odatda harorat va namlikni ko'rsatadi, lekin agar ovoz balandligi boshqaruvi ishlatilsa, bu displey joriy hajmni maksimal 15 va minimal 0 ga ko'rsatish uchun o'zgartiriladi. tizim yuqori naychalarni sanani ko'rsatishdan vaqtni ko'rsatgunga qadar yangilab turguncha ko'rsatiladi, shundan so'ng harorat yana ko'rsatiladi.

7 -qadam: SERVO nazorati

5V Servo soat mexanizmini siljitish uchun ishlatilgan. "Faqat ehtiyot qismlar uchun" soat mexanizmini sotib olgandan so'ng, asosiy buloq va mexanizmning yarmini olib tashlagandan so'ng, qolganlari tozalanadi, yog'lanadi va keyin Servo qo'lini zaxira soat tishli qutilaridan biriga ulab Servo yordamida quvvatlanadi. Servo ishlashi uchun muhim kodni 294-qatordan boshlab "SteampunRadioV1Slave" faylida topish mumkin, bu erda 2048 ta impuls 360 graduslik aylanishni beradi.

8 -qadam: UMUMIY QURILISH

Quti eski radiodan kelgan, eski lak olib tashlangan, old va orqa olib tashlangan, keyin qayta laklangan. Beshta klapanning har birining tagliklari olib tashlandi, so'ng yuqoriga ham, pastga ham NEON yorug'lik halqalari biriktirildi. Eng oxirgi ikkita klapanning tagida o'n oltita kichik teshik ochilgan, so'ngra har bir teshikka o'n oltita LCD chiroq yopilgan, har bir LCD chiroq keyingi qatorga o'tkazilgan. Barcha quvurlar 15 mm mis quvur va ulanishlardan foydalangan. Ichki qismlar 3 mm qatlamli qora rangga bo'yalgan va old tomoni 3 mm aniq Perspex edi. Perspex old va IV-11 trubkali bo'laklarning har birini ichki qismiga bosilgan shaklli guruch varaq ishlatilgan. Yoqish/o'chirish, ovoz balandligi va chastotaning uchta old qo'mondonlari plastik quvur orqali darvoza klapaniga biriktirilgan chiziqli rotatsion potansiyometrlardan foydalanadi. Mis shaklidagi antenna 5 mm torli mis simdan qurilgan, eng yuqori ikki klapan atrofidagi spiral lasan esa 3 mm zanglamaydigan po'latdan yasalgan, mis rangli bo'yoq bilan bo'yalgan. Uchta tarqatish paneli, 12V, 5V va 1.5V va boshqa karta IC2 ulanishlarini tarqatadi. 12 V, 1 Amperlik quvvat adapteridan 12 V bilan ta'minlangan to'rtta shahar quvvat manbai. MAX6921AWI IC chiplarini quvvatlantirish uchun ikkita 24V quvvat manbai, biri yorug'lik va harakatlanish tizimlarini qo'llab-quvvatlash uchun 5V, ikkinchisi IV-11 isitgichlari uchun 1,5V kuchlanishli.

9 -qadam: dasturiy ta'minot

Dastur ikki qismdan - Master va Slavedan ishlab chiqilgan. Magistrlik dasturi BME208 sensorini, real vaqtda soatni, ikkita MAX6921AWI IC chipini va IC2 ni qo'llab -quvvatlaydi. Qul dasturi barcha chiroqlar, servo, elektromagnit, Amper o'lchagich va ikkala Volt o'lchagichni boshqaradi. Magistrlik dasturi o'n oltita IV-11 naychasini, orqa displeyli LCD displeyni va 12 ta klaviaturani qo'llab-quvvatlaydi. Qul dasturi barcha yoritish funktsiyalarini, servo, elektromagnit, o'rni, Amper o'lchagichni va ikkala Volt o'lchagichni qo'llab -quvvatlaydi. Master yoki Slave dasturlariga har bir funktsiyani qo'shishdan oldin har bir funktsiyani sinab ko'rish uchun ishlab chiqilgan bir qator test dasturlari. Kodni qo'llab -quvvatlash uchun biriktirilgan Arduino fayllari va qo'shimcha kutubxona fayllari tafsilotlarini ko'ring.

Fayllarni qo'shing: Arduino.h, Wire.h, radio.h, RDA5807M.h, SPI.h, LiquidCrystal_I2C.h, Wire.h, SparkFunBME280.h, DS3231.h, Servo.h, Adafruit_NeoPixel.h, Stepper-28BYJ -48.h.

10 -qadam: LOYIHA KO'RISH

Menga Mega aloqa, elektromagnit, Servo va o'n oltita IV-11 VFD naychalarini qo'llab-quvvatlashning yangi elementlari bilan ushbu loyihaning rivojlanishi yoqdi. Vaqti -vaqti bilan sxemaning murakkabligi juda qiyin bo'lgan va Dupont ulagichlaridan foydalanish vaqti -vaqti bilan ulanish bilan bog'liq muammolarni keltirib chiqaradi, bu ulanishlarni mahkamlash uchun issiq elimdan foydalanish tasodifiy ulanish muammolarini kamaytirishga yordam beradi.