Баща / дъщеря Малинов пи-базиран държавен плакат - 💡 Fix My Ideas

Баща / дъщеря Малинов пи-базиран държавен плакат

Баща / дъщеря Малинов пи-базиран държавен плакат


Автор: Ethan Holmes, 2019

В училището на дъщеря ни всички ученици от 2-ри клас събраха проект за „държавен съвет“. Назначават се случайно (в случая на дъщеря ни, Върмонт) и студентите работят, за да съберат плакат върху трислоен картон. От това, което чух, проектите често имат 3D аспекти като привързани животни и продукти и няколко от тях през годините са имали бутони за възпроизвеждане на неща като държавната песен. Ние обсъдихме възможните елементи, които бихме могли да включим на дъската, и помислихме за звука, светлината и дори разгледахме ЕЛ-жичните реки. Исках да се уверя, че ако изберем по-сложен дизайн, че нашата дъщеря действително ще изпълни по-голямата част от работата и че ние документираме това - затова използвах флип видеорекордер, за да снимам по-голямата част от процеса. От гледна точка на електрониката, дъщеря ни скочи доста бързо, след като се научи да спойка в неотдавнашния Maker Faire в Ню Йорк. Оттогава е построила няколко комплекта. Изискваше се доста голяма част от запояването на Perma-Proto. Видеото по-долу показва нашата дъщеря, която работи на Perma-Proto и бутоните за бутони.

За да имаме желаните звукови и светлинни елементи, ние трябваше да изберем подходящ контролер. Обсъдихме дали би било най-добре да се препоръча дизайн, базиран на Arduino, или да се използва Raspberry Pi. Подходът на Arduino може да използва комбинация от Arduino и Wave Shield. Тя ще има предимството на бързо стартиране и изключване и ще има ясен непрекъснат звук.Raspberry Pi потенциално ще бъде по-евтин, тъй като може да изсвири аудиото от собствената си файлова система, има вградени мрежи (Model B) и може да използва WebIDE на Adafruit, което ще опрости задачите на Python за програмиране на дъщеря ни (Arduino не са Python). Pi може да изпълнява много задачи, което ще направи някои неща по-лесни, но ще направи гладкото възпроизвеждане на звука по-предизвикателно. Тъй като проектът щеше да съществува в училището до края на годината, управлението на енергията също беше важно - така че грациозното автоматично изключване ще бъде от съществено значение. Направих много проекти с Arduino / Wave Shield, така че наистина исках да видя колко добре може да се направи с Raspberry Pi. WebIDE ме убеди, че ще е по-лесно за нашата дъщеря да работи с нея (и току-що започна да работи с Python за деца).

Започнахме с груба представа как смятаме, че нещата ще се съберат заедно. Първо, трябва да имаме очертанията на държавата. Една от целите беше да се избегне много жици и връзки на гърба на трикратната. За да се постигне това, очертанията на държавните граници трябва да бъдат отделни части. Това също удовлетворява създаването на 3D изглед за държавата. Бихме могли да използваме пяна, но мислех, че шперплатът от четвърт инч ще се справи по-добре и ще позволи по-прецизни съкращения. Планът е да се използват реалните данни за границите на държавата, за да се генерира g-код за нашия CNC. Също така планираме точното местоположение на светодиодите и пробиваме отвори в тези места на дървото. Легендата също ще бъде дървена и ще има дупки за светодиоди и бутони. Надеждата беше, че единствената нишка RGB светодиоди може да бъде насочена около задната страна на държавните и легендарните табла и да удари всички дупки. Планирахме да използваме общо 50 светодиода, 15 на легендата и 35 на картата. Както се оказа, трябваше да настроим отворите донякъде, но направихме доста добре да губим само 2 на нишката, която не достигна до дупка и трябваше да добавим още 2, за да компенсираме, които бяха включени в края на нишката (искахме да запазим двете 25 LED нишки, които използвахме непокътнати).

Други части от нашия план включваха използването на безжично дистанционно в допълнение към 8-те бутона, които планирахме да използваме на борда. Тъй като отдалеченият приемник работеше на 5 волта, трябваше да въведем преобразувател на ниво за използване с 3.3 волта Raspberry Pi. След това ни е необходим модул за превключване, който може да задейства пълна мощност от натискането на моментния превключвател, докато се използва много малък ток за наблюдение на превключвателя. Също така трябваше да усилим звука от Pi, за да управляваме малък набор от високоговорители. Тъй като аудиото Pi не винаги е гладко и има случайни кликвания и изскачания (дори и при някои филтриране) - това може да предизвика проблеми, ако усилвателят се движи от същото снабдяване като Pi, тъй като може да изтегли достатъчно ток, за да разбие Pi. Така че усилвателят ще трябва да има своя собствена мощност, която може да бъде свързана, когато се появи основната мощност. Така всички необходими хардуерни компоненти се състоят от:

  • Модел Raspberry Pi B (Rev 1)
  • Пълноразмерен ПХБ с малинов пит
  • Raspberry Pi GPIO лентов кабел
  • 2 нишки от 25 12mm дифузни плоски цифрови RGB светодиодни пиксела (и 2 светодиода, прикрепени от друга WS2801-базирана 20 RGB LED верига от Sparkfun, тъй като имах нужда от общо 52)
  • 4-пинов JST SM Plug Set (за свързване / изключване от LED нишката и в нашия случай за закрепване на няколко допълнителни светодиода до края на веригата)
  • Кръгли тактилни бутони
  • Стерео аудио усилвател от 3,7 W клас
  • 4-канален двупосочен преобразувател на логическо ниво (за допълнителен RF)
  • Обикновено RF M4 приемник - 315 MHz за момент (за допълнителен RF)
  • Дистанционно управление за дистанционно управление RF Keyfob - 315 MHz (за допълнителен RF)
  • Държач за 4-клетъчна батерия (свързан с 1 D-Cell притежателя по-долу)
  • 1 Държач на D-клетъчна батерия
  • 4 държач за батерии тип АА (преобразуван в държач с 3 клетки чрез окабеляване в една от позициите на клетката)
  • 2 двойни мини борда (за покриване на зони с 4 бутона)
  • Правоъгълен аудиоадаптер (за да се вмести в аудио изхода на Pi)
  • Stereo Mini Plug
  • 5 мм широкоъгълен червен светодиод
  • Размер M Коаксиален DC захранващ щепсел (за удоволствие прикрепих етикет „Премахване преди полета“ към пробития щепсел, за да е ясно дали трябва да извадите щепсела, когато искате да го използвате)
  • Размер на монтаж на панел M Коаксиален захранващ жак
  • 2 2 ″ Средночестотни високоговорители за хартиени конуси (4 ома)
  • Полоу регулатор на напрежението (за 5 волта, 3,5 ампера)
  • Полоу Бутон за захранване SV
  • 5VDC SPDT микро реле
  • 9 2-позиционни PCB терминали
  • Комплект за монтиране на борда (за Pi модел B Rev 1, тъй като няма монтажни отвори)
  • # 8 5/8 ″ Винтове за дърво с кръгла глава (с шайби за калници по-долу за закрепване чрез картон в дърво)
  • 1/8 1 x 1. Шайби за калници
  • # 4 Машинни винтове, шайби, гайки (за закрепване на Perma-Proto и държачи за батерии)
  • # 8 x 1/2 ″ Винтове с ламарина (работа вместо винтовете в комплекта за монтиране на ръба на борда, за да се получи 1/4 ″ шперплат - може би с шайба или две, за да се намали тяхната дължина)

Използвахме модулни 6-проводнични модулни телефонни жакове и щепсели за свързване с панелните бутони. Панелът с легенди използваше всичките 6 проводника за 5-те бутона и успяхме да намерим 6-проводен модулен телефонен кабел в местната радио-барака (това е по-трудно от 4-проводника). За захранващите и други бутони използвахме още два модулни кабела с 4 проводника. Най-евтините крикове бяха в 10 пакета в Home Depot, но модулният кабел, който имахме, беше блокиран, така че не беше толкова лесно, колкото само с помощта на инструмент за удар - трябваше да работим, за да се уверим, че е осъществил контакт - понякога ламарини кабела, през който е минавал през канала. Може да е по-лесно, макар и малко по-скъпо, само за да използвате RJ45s и CAT5 за окабеляване на комутаторите.

Готовата контролна кутия, монтирана на долната задна част на централната част на трикратната, е показана по-долу.

Сега, след като разгледахме преглед на конструкцията и взехме предвид съответните материали, нека обсъдим някои от основните стъпки в детайли.

Планиране на разположението на LED

Важна част от проекта беше планирането на поставянето на всички светодиоди на картата, както и какви цветове трябва да бъдат за обозначаване на различни продукти в легендата. Тъй като светодиодите могат да се сменят с всеки цвят, отделните светодиоди могат да се използват за обозначаване на различни продукти в различно време с различни цветове. Така при планирането може да се запазят светодиодите, като се използва един светодиод за представяне на всеки регион в държавата. Ето видеоклип за процеса на планиране на нашата дъщеря, включително избор на цвят и определяне на стойността на RGB:

Изрязване на държавата с ЦПУ

В нашия случай имахме малка машина с ЦПУ, която бихме могли да използваме, за да намалим държавния контур (лазерното рязане на дървесината би било по-лесно). Тъй като желаният размер на държавата беше по-голям от CNC, планът беше да се реже в 4 части и да се свърже заедно. В крайна сметка всичко се свеждаше до това как да се генерира g-кодът за CNC. Това беше постигнато със смес от някои Python и Java кодове и можеше да бъде адаптирано за други държавни граници. Тук можете да изтеглите един милион щатски държавни граници. Също така направих и локално копие на файла за границите statep010_nt00798.tar.gz 2012. Архивиращият файл има вътрешен формат на формата с данни за границите за всички държави. Проста програма Python може да се използва за копиране на стойностите на географската ширина и дължина за границата на дадено състояние, както следва:

импортиране на файл за форматиране на sys r = shapefile.Reader ("statep010.shp") sr = r.shapeRecords () за s в sr: ако s.record [3] == 'Vermont': форма = sf = open ("vermont. txt "," w ") за pt в shape.shape.points: f.write (str (pt [0])) f.write (", ") f.write (str (pt [1])) f. напиши ("n") f.close ()

Програмата Python по-горе ще трябва да бъде инсталирана Python разширение на шейп файл. Той намира записа, свързан с желаното състояние, в този случай Върмонт, и записва стойностите за географската ширина и дължина за контурите на състоянието към ASCII файл с данни, наречен vermont.txt, който ще се използва от следващата ни програма. Следващият набор от програми (написани на Java и налични във vermont.jar) генерират g-код за различни части на проекта. Всички те дават графичен преглед на частите, които ще режат. Първата програма (наречена Plot.java) изобразява границата на състоянието от файла vermont.txt, но също използва файлове с ресурси, които имат местоположенията на светлините (както са интерполирани от продуктовата карта на Вермонт) и някои местоположения на града (от лат / дълг) ) да помогне за разбирането къде да постави етикетите на града. Дупките са приблизително мащабни, което ни дава представа дали те са твърде близо до ръба или до границите на държавните квартали. Някои кръстовища на многоъгълници бяха използвани в Java, за да произведат 4-те по-малки полигона за частите от състоянието, от които се нуждаехме, за да намалим отделно. Променихме границите на рязането, докато не пресекат някое от светлите позиции на дупките, но все пак държаха кварталите на държавата достатъчно малки, за да се отрежат от CNC. В крайна сметка програмата произвежда 4 g-кодови файла, по един за всеки от кварталите на държавата (vermont1.nc, vermont2.nc, vermont3.nc и vermont4.nc).

Видеото по-долу показва някои примери за пилотни отвори, които се режат за светодиодите и границите, които се режат:

Изрязване на букви от заглавия

Също така използвахме CNC за рязане на отделните букви за Върмонт. Опитах NCPlot, който работи доста добре за генериране на g-код за буквите. Трябваше да пренареждам разфасовките, макар и на букви като „R“ и „O“, тъй като открих твърде късно, че не е отрязал дупките, преди да отреже границата на буквата. Ето видеоклип от заглавните букви, които се изрязват и шлифоват:

Планиране / изрязване на легендата

Размерихме панела с легенди, така че да може да побере 15-те продуктови записа с достатъчно отворени LED дупки. Също така трябваше да се побере в централния картон в долния десен ъгъл на държавата. Основните бутони за управление също бяха разположени в панела с легенди в долната част. Така че предимно CNC беше използван за пробиване на пилотните отвори на легендата за всички светодиоди, както и за 5 бутона и за изрязване на правоъгълната граница за панела.

Ето тук се реже панелът с легенди:

Лепене / Шлифоване / Боядисване на дървените части

Четирите тримесечни части от държавата бяха залепени с лепило за дърво. Тези съединения бяха по права линия. Използват се тънки ленти от дърво по шевовете на гърба за укрепване на шевовете (те трябваше да бъдат отрязани от няколко дупки с дремел). Държавата, писмата и легендите бяха изрязани и боядисани. Реките и водните площи на държавата са боядисани със синя бляскава боя. Ето видеоклип за процеса на рисуване:

Също така, преди водните обекти да бъдат боядисани, както е показано във видеото по-горе, те са проследени с помощта на прожектирания слой, както е показано по-долу:

Поставяне на светодиодите

Всички отвори за светодиоди са пробити, така че светодиодите да се простират през отворите, а плоската част, съдържаща интегралните схеми, да се изравнят с дървото отзад. Топимо лепилото държи всеки светодиод на място. Светодиодната верига започва в дъното на панела с легенди, където светодиодите запълват всички дупки отдолу нагоре и след това прескачат към картата, където пресичат 35-те дупки там. В няколко случая светодиодът не достигна до дупка и трябваше да бъде пропуснат (тъй като не искахме да режем двата 25 LED нишки). Обсъждах как да напиша някакъв код, за да търся най-добрия начин да покрия дупките с минимум пропуснати светодиоди (познат проблем с алгоритми) - но липсващите 2 не бяха толкова лоши. В резултат на това трябва да съберем 2 LED разширение (използвайки другия JST щепсел от комплекта) и да го добавим към веригата. На снимката по-долу е показан изглед отгоре на дъската, където можете да видите картонния слой, монтажните блокове и слоя на картата.

Бутони

Има 4 зони, където са необходими бутони: в долната част на панела с легенди, бутон „вкл.“ В долния ляв ъгъл на състоянието (който включва светодиод за захранване) и бутони за песента и птицата, разположена отляво на горната част на държавата. Всички те са подкрепени от малки прото-табла, чиито бутони и светодиоди се простират или през дърво, или в картон, и които се залепват горещо на гърба. 5 легендарни бутони са свързани с един 6-канален модулен телефонен кабел. Бутонът за захранване / светодиодът е свързан с 4-канален модулен телефонен кабел, а след това бутоните за птици и песните заедно използват още един модулен кабел с 4 проводника.

Монтиране на таблата към картонния трислой

Както държавните, така и легендните табла имат дървени блокове, залепени към тях в гърба, за да позволят място за LED нишка (и бутони) зад тях, но пред картона. Fender шайбите и дървените винтове идват през задната страна на картона в тези дървени блокове, като държат плоскостите на картона.

Проектиране на кутията за управление

Кутията за управление на електрониката е прикрепена към дъното на централния картон на гърба. Кутията е дълга 24 ″ (за да съответства на централния трислоен панел). Електрониката, батериите и високоговорителите са разположени линейно по цялото 24 ″. За по-лесен достъп се използва акрилен плъзгащ се капак, който може да се отвори напълно, за да даде достъп до електрониката и батериите. Самите компоненти също са монтирани към плъзгаща се основа с шперплат 1/4 ″, която е монтирана малко над дъното на кутията. Следователно дъното на кутията може да бъде плоско, без да се разкриват различните монтажни винтове за дъската и батериите. Също така е удобно да можете да плъзнете електрониката навън. Едно крайно устройство на кутията има както мрежов жак, така и външно захранващо гнездо. Първоначално използвахме външно захранване, но след като веригата на батерията беше напълно на място, която стана много по-удобна и никога не използвахме външно захранване по време на разработката. Захранващият жак е свързан, така че захранването на батерията се изключва, когато се включи външно захранване (но джъмперът трябва да бъде премахнат, ако искате да осигурите регулирано захранване от 5 волта през външния жак - в противен случай трябва да се достави малко по-високо напрежение като вътрешен 5-волтовият регулатор се нуждае от малко по-високо напрежение - тъй като 5 “D” клетките осигуряват, когато е на батерия). Фиксираната щепсел, поставен във външната жака за захранване, служи като ефективна „безопасност“, така че системата не се задейства случайно по време на транспортиране. В знак на възражение към авиационната общност, изглеждаше разумно да се прикачи банер на „Махни преди полета“, за да покаже ясно целта си (и наскоро станах свидетел на родителите в училището на дъщеря ни, като извади тапа без необходимото обяснение, за да се опита ).

Снимката по-долу показва края на корпуса с отстранен край на мрежата / захранването. Това показва дъното, към което са свързани компонентите. Можете да видите таблото Pi с щипките на платката, които я държат към основата. Винтовете от метални листове с подходяща дълбочина бяха използвани с клипсите, за да се монтира на 1/4 ″ шперплат. Обикновено високоговорителят заема пространството в центъра на снимката. Беше създаден много къс кабел RJ45 от мъжки до мъжки, за да преодолее пролуката между Pi и женската RJ45, която беше използвана като мрежов конектор на крайния панел.

Контролната кутия е закрепена към картона с помощта на същата шайба за калника и дървените винтове като състоянието и легендата, с изключение на това, че те преминават от предната страна на плоскостта и са покрити със стикери и кленов лист. Има три винта, един отляво, един в средата и един отдясно. Кутията има отвор за окабеляване, който излиза зад дъното на легендата. Модулният кабел с 6 проводника и 4-пинов JST минават през тази дупка. Ето клип на нашата дъщеря, която опепери парчетата на контролната кутия преди монтажа:

Един забавен детайл беше да се създадат звукови / вентилационни отвори в акриловия плъзгащ се капак към корпуса. Класът AcrylicTop, включен в vermont.jar, генерира g-код за вентилационните отвори. Тъй като това са отвори за вентилационни отвори, кодът всъщност не се нуждае от достъп до щрихите за шрифт. Кодът предава символите на малко изображение и след това повтаря пикселите на изображението, за да определи къде са запълнени пикселите. След това местоположението им се мащабира и превежда по желание за позицията и местоположението на корицата.

Ето видеоклип за това как звуците / вентилационните отвори са били изрязани в акрила:

С вида на акрила, който режехме, материалите се стремят да се разтопят на мелницата. Ето защо ние въведохме паузи в програмата, за да позволим на бита да бъде почистен след всяка група дупки. Това решава въпроса (при първата ни обиколка дупките стават все по-големи, тъй като материалът се натрупва по бита).

Софтуер

Pi работи с разпространението на Occidentalis от Adafruit (0.2 на този етап). Проектът се изпълнява от един Python рутин, разработен с помощта на WebIDE на Adafruit. Освен рутинните на Python и файловете с данни трябваше да се направят още няколко промени, за да се изпълни кода като услуга и да се извърши автоматично изключване. При използване на WebIDE, файловете за изпълнение на Vermont се намират в / usr / share / adafruit / webide / repositories / my-pi-projects / Vermont на Pi. Vermont.py е основната програма. За да стартирате това като услуга, когато Pi стартира, файлът / etc / init.d / vermont е добавен, както следва:

#! / bin / sh # /etc/init.d/vermont случай "$ 1" в началото) ехо "Стартиране на вермонт" sudo /usr/share/adafruit/webide/repositories/my-pi-projects/Vermont/Vermont.py 2> & 1; stop) echo "Stopping vermont" # kill приложение, което искате да спрете LP_PID = `ps auxwww | grep Vermont.py | head -2 | awk '{print $ 2}'` kill -9 $ LP_PID ;; *) echo "Използване: /etc/init.d/vermont {start | stop}" изход 1 ;; esac exit 0

Не забравяйте да използвате “update-rc.d vermont defaults”, за да регистрирате услугата за стартиране при зареждане.

Също така, ако използвате IDE, може да искате да направите “/etc/init.d/vermont stop” в черупката, за да се уверите, че услугата не се изпълнява и когато стартирате друга от IDE. Тъй като нашият код беше вграден в автоматичен режим на изключване, трябваше да внимаваме да зададем по-висок период на изчакване или да не изпълним кода много дълго по време на разработката или може да се изключи, ако не бяхме натиснали нито един бутон. За автоматично изключване поставяме скрипт на shutdown.py на Pi, както следва:

#! / usr / bin / python import RPi.GPIO като GPIO GPIO.setmode (GPIO.BCM) GPIO.setup (4, GPIO.OUT) GPIO.output (4, True)

Тъй като нашата платка използва линията GPIO # 4, за да каже на превключвателя Pololu да убие захранването, този скрипт веднага ще изключи захранването. Но ние искаме първоначално грациозно изключване, така че променихме haltroutine, за да я извикаме, когато е поискано изключване на захранването. Спиращият сценарий е променен, за да включи повикването shutdown.py между линията „Сега ще спре“ и действителното спиране:

... log_action_msg "Сега ще спре" / usr / bin / python /home/pi/shutdown.py спиране -d -f $ netdown $ poweroff $ hddown ...

Повикването за незабавно прекратяване с изключване на захранването е “shutdown -h now”. Това прави нашето приложение, когато потребителят натисне бутона "Изключено".

Пълният списък на приложението Vermont.py е включен тук. В допълнение, многобройни WAV файлове са записани за употреба и се намират в поддиректория, наречена “глас” под главната директория “vermont”. Файловете бяха записани / редактирани / обединени с отличния инструмент Audacity. Някои от оригиналните песни и звуци бяха в MP3 формат. Докато Pi може да играе тези глоба с MPG321, беше установено, че производителността е малко по-добра, ако се конвертират във WAV формат. Инструментът MPG321 действително може да се използва за преобразуване на самия Pi. След това ние използвахме единствено инструмента „aplay“ за възпроизвеждане на WAV файлове. В по-голямата си част звукът се възпроизвежда асинхронно и умишлено се прекъсва, ако трябва да се възпроизведе друг звук. Това се постига с обаждане като:

os.system ("killall aplay; играй mysound.wav &")

По принцип, това убива всички текущи случаи на игра и фонове нов. Една синхронна версия просто ще пропусне амперсанда и ще блокира докато звукът се възпроизведе. Ние правим това на няколко места, за да опростим логиката.

Възможността да се направи фонова нишка на аудиото ни дава възможност да избираме бутони и да причиняваме промени на LED, докато аудиото се възпроизвежда (алтернатива би било да се използват прекъсвания за обслужващи бутони). На някои места опростихме аудиото, за да направим фона, като обединихме клипове в един файл (често с „комбо“ в името). Така се избягва необходимостта от поредица от операции за игра.

Приложението има 4 режима на работа, контролирани от бутона “Mode”: ръчен, автоматичен, тест и настройки. В ръчен режим стрелките нагоре и надолу и изборът могат да се използват за маркиране на елементи в легендата и за показване на това къде са на картата. При натискане на бутона за избор се възпроизвежда звук, свързан с елемента. Автоматичният режим автоматично ще премине през легендата. Select ще продължи да работи, но натискането нагоре или надолу ще се върне в ръчен режим. Режим на викторина, който ще използва викторина за факти във Върмонт и трябва да използва нагоре и надолу и да избере да избере една от легендите, за да отговори на всеки въпрос. Режимът за настройка позволява времето за автоматично изключване да се променя от 5 минути до 60 минути. По подразбиране е 5 минути за пестене на енергия. Бутоните за песен и песен могат да бъдат избрани в ръчен или автоматичен режим. Бутонът “Off” изключва проекта надолу (ви дава няколко шанса да се освободите преди реалното изключване). Бутонът "On" се използва за включване (но всъщност ще извърши аварийно изключване, ако бъде натиснат отново - артефакт от начина, по който работи модулът Pololu switch).

Приложението е силно задвижвано от данни с списък „Акценти“, който дава звуците, цветовете и свързаните с тях светлини, за да играят заедно. Списъкът с тестове съдържа списък с въпроси и отговори на теста.

Структурирането на Python, така че повечето настройки да се извършват чрез редактиране на данните, го прави по-достъпен за децата, които могат сами да създават детайлите (нашият 2-ри клас е направил, вижте видеото по-долу, когато използва Adafruit WebIDE за въвеждане на потребителски данни). Поддържането на останалата част от модулния модул (вероятно бихме могли да направим по-добре) улеснява децата да допринесат с част от логиката (например за секцията викторина), без да се налага да мислят за всички по-сложни взаимодействия.

Традиционен плакат за подписване и залепване на елементи от съвета

Освен електронните елементи, плакатът имаше всички традиционни аспекти на монтирането на снимки и печатни материали на борда. Мастилено-струйните принтери отпечатаха етикетите върху бяла или прозрачна хартия с пълна страница и след това ги изрязахме за легендата и етикетите на продуктите. Дъщеря ни също дойде с идеята за залепване на кленови листа върху плаката (поради захарната клен и кленовия сироп във Върмонт). Това помогна да се скрият няколко отвора за винтове в долната част и там, където проводниците се пресичат от легендата към картата. Ето кондензирано видео на някои от елементите на поставяне / залепване на елементи към дъската:

Търсите електрониката в повече детайли

Нека първо разгледаме разположението на компонентите в заграждението. Отляво е позицията за монтаж на Pi, която се свързва директно с мрежовия жак отвън - което е удобно за настройка на програмата с WebIDE. Дясният говорител също се побира там (това ще е правилното, когато се обърнете към предната част на дъската). Външният жак за захранване е пъхнат под високоговорителя срещу мрежовия жак. Можете също да видите отвора, който носи LED кабела и кабела с 6 проводника, точно под панела с легенди.

В центъра се намира дъската Perma-Proto, която се състои от по-голямата част от запояването. Ще разгледаме оформлението по-долу. Отляво се вижда лентовият кабел, свързан с Pi.

От дясната страна имаме две батерии. 5 “D” клетки захранват Pi и LED веригата. 3 “AA” клетки захранват аудио усилвателя (така че да бъдат изолирани от основното захранване). Най-вдясно е левият говорител. Като цяло е доста здраво, но добре поддържа плаката стабилен - като противотежест на дървото и светодиодите отпред - и поддържа центъра на тежестта нисък.

Снимката по-долу показва увеличен изглед на борда Perma-Proto. Точно вдясно от лентовия конектор е преобразувателят на нивото. Радиочестотният приемник, който се намира вертикално точно над него, работи на 5 волта, а нивото на превключване преобразува 4-те цифрови изхода на радиочестотния приемник на ниво 3,3 волта за Pi. Изводите съвпадат доста добре, така че 7-пинов контакт може да споделя същите щифтове с преобразувателя на нивото (вижте втората снимка на Perma-Proto с RF приемник, усилвател и регулатор на напрежението).

В центъра на платката е модулът за превключване Pololu, който позволява моментното превключване на захранването на системата. Той работи директно от напрежението, осигурено от външното захранване или от 5 “D” клетки. По желание е монтиран 5 волта регулатор през джъмпер и PCB терминали (зелена платка отгоре). Единственият случай, който не бихте използвали, е ако сте имали регулирано външно 5 волтаво захранване. Главно защото е удобно, се използва 5-волтово реле (отдясно на силовия модул), за да се включи захранването на аудио усилвателя чрез отделно захранване, когато се захранва основното захранване. Това основно осигурява изолация, така че потенциалните пикове на усилвателя на звука не намаляват Pi. Самият усилвател се вписва в гнездо отдясно на релето в дясната страна на дъската. Усъвършенстването на усилвателя улеснява премахването на високоговорителите и усилвателя като единица. Усилвателят включва също джъмпер за контрол на усилването.

На снимката, RF антената е навита нагоре. Рецепцията беше подобрена чрез разтягане на антената до пълната дължина на кутията - но обхватът все още беше доста слаб. Не съм сигурен, че ще включим RF приемника, ако го направим отново. Би било полезно да се проектира дъска за Pi с тази комбинация от характеристики (мощност, LED нишки, усилвател и вероятно RF).

Тъй като проектът вече е изложен в училището, нямам го под ръка, тъй като пиша това. Поставих заедно диаграма на високо ниво Fritzing, за да изясня някои от оформлението. Аз заместих Pi Cobbler за това, което наистина е унифицирана Pi Perma-Proto дъска (но все още не е в библиотеката на Fritzing). Тя не включва всички модулни кабели за превключване на бутоните. Двата винтови клеми на PCB в горния ляв ъгъл са за аудио каналите от Pi. Другите два отгоре са за външен 5-волтов регулатор. Двата в долния ляв ъгъл са за LED лентата (макар че използваната от нас 5V е до линията GND, следователно е и нашата винтова клема). Следващият терминал е мястото, където се свързва 5 “D” клетъчния пакет. Следващите 3 проводника са там, където се свързва външното захранване - когато нищо не е включено, зеленият проводник е свързан към земята и дава възможност за 7,5 волта батерия. Последните две жици са там, където се свързва усилвател. Диаграмата също не показва проводниците за превключване Pololu # 750, които идват от средата на модула (където обикновено може да се монтира превключвател). Релето SPDT е такава, че когато главното захранване на 5 волта се включи, релейните изходи и 4.5V захранването са свързани към усилвателя. Усилвателят е издигнат от дъската на няколко женски заглавия, така че да може лесно да бъде премахнат. Модулът RF приемник се намира в терминала, показан над преобразувателя на нивото. Последният щифт на модула не се използва и се огъва, за да не се допира до дъската.

Е, това завършва едно от най-дългите ми писма. Надявам се, че предоставих достатъчно подробности за тези, които биха искали да се справят с нещо подобно. Работата с нашата дъщеря по сложен проект като това беше доста невероятно преживяване - все още се удивлявам на разнообразието от работа, която вършеше, като се оглеждаше за видеоклиповете, които взехме - но това наистина е възможно, ако работата се разпространи в продължение на няколко седмици ,

Оригинална публикация в SWB Labs


Скот Бенет е технологичен изпълнител и разработчик на софтуер през деня и запален производител през нощта. С дипломи по електроинженерство, проектите на неговия производител вдъхновяват любовта му към електрониката. Околната среда около дома е вдъхновила и дъщеря му, тъй като те очакват повече съвместни проекти. Скот живее със семейството си в Северна Вирджиния. Можете да намерите неговия блог на swblabs.com.

Въведете своя проект в нашия конкурс за дизайн на Raspberry Pi

  • Над $ 3,500 в награди от MCM Electronics
  • Най-добър в шоуто печели Printrbot Jr.
  • Четири категории: артистични, комунални, образователни и заграждения
  • Кандидатури, подадени до 11 април 2013 г.
Влез днес!


Може Да Се Интересувате

Намиране на начални проекти: Учител на Учителя

Намиране на начални проекти: Учител на Учителя


Създателите срещу Ебола - Издърпайте раздели

Създателите срещу Ебола - Издърпайте раздели


Мобилен мониторинг на въздуха с AirCasting

Мобилен мониторинг на въздуха с AirCasting


Създаването на аниматронния чужденец

Създаването на аниматронния чужденец