打造多色閃亮的節日主題梅森罐

2017-07-14
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Hep Svadja提供

這項專題是Pimoroni螢火專題的Arduino變體,讓你可以在國慶日展現愛國心。基本上,這個專題就是將三色電池LED燈串放入玻璃罐,以微控制器依序調暗燈串,首先是紅色,再來是白色,最後是藍色,不斷重複。只要微控制器有通電,燈串就會持續依序閃爍。

當我看到這項專題,心想這很酷,但是要動用到不少硬體(一個Raspberry Pi、兩個HATS和一顆電池),所以我想試試能否用更少的元件和金錢打造七彩梅森罐。這個版本採用與Arduino相容的開發板(Arduino所有開發板幾乎都適用)、一個電池模組和一顆電池。

PARTS
1. Adafruit Pro Trinket-3V 12MHz
Adafruit #2010,這個專題顯示的是5V的Trinket腳位圖,這是因為Adafruit沒有發佈3V版本(但其實差不多)。所以這裡寫的並沒有錯,確實是用3V的 Trinket。
2. Adafruit Pro Trinket Lilon/LiPoly Backpack 擴充板
Adafruit #2124
3. 鋰離子聚合物電池—3.7V 500mAh
Adafruit #1578
4. 搖頭開關
5. 單刀單擲(SPST)
6. USB纜線
7. 絞線
8. 22或24 AWG。幾吋長
9. 梅森罐
10. LED燈串(12)
紅色:Adafruit#897
白色:Adafruit#894
藍色:Adafruit#895
11. 熱縮套管
TOOLS
1. 烙鐵和焊料
2. 美工刀
3. 麵包板
4. 剪線鉗
5. 剝線鉗
6. 十字螺絲起子
7. 電氣膠帶
8. 電鑽(非必要)
9. 支架和螺絲(兩個支架,螺絲非必要)
10. 雙面膠(非必要)
11. Arduino IDE軟體(安裝於電腦)

​打造Backpack 擴充板

 為了能以SPST搖頭開關來驅動開發板,我先用美工刀切斷Adafruit Pro Trinket LiIon/LiPoly Backpack 擴充板右上側、周圍有白色框框的兩個洞之間的電路(圖A)。阻斷了這條線路就能切斷開發板的電源,在這兩個洞之間連接開關,即可控制Trinket開發板的電源。

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圖A Sydney Palmer提供
​將內附的排針焊接到Backpack 擴充板上。排針要與開發板左上側的三個洞連接。請將排針從開發板底部插入,黑色塑膠部分與開發板底部對齊。最簡單的方式,就是將排針插入麵包板,然後將開發板安裝於上方再進行焊接(圖B)。

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圖B Sydney Palmer提供

連接並焊接搖頭開關

 剪下兩小段電線並剝除尾端絕緣外層,將兩條電線的其中一端接到搖頭開關上(圖C)

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圖C Sydney Palmer提供
最後,分別將電線的另一端焊接到你剛剛切斷線路的兩個孔上(圖D)。由於硬體會在玻璃罐內晃動碰撞,因此我在焊接處套上熱縮套管,以免短路。

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圖D Sydney Palmer提供

將擴充板焊接至Pro Trinket

Backpack 擴充板將連接至Trinket右上方的Battery、Ground和USB 5V腳位,如圖E所示。

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圖E Adafruit提供
 圖F是完整的組裝圖,為了保護Trinket上面的USB接口,我在上面貼一小段電氣膠帶。如圖H所示。

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圖F Sydney Palmer提供

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圖H Sydney Palmer提供

拆解燈串

每條燈串都附有電池組和開關,但是既然我們用了Trinket,就不需要那些電池組和開關了。

​用十字螺絲起子移除Adafruit LED彩燈電池外殼的螺絲,並打開外殼。LED燈串要連接開關和電池,如圖G所示。請先記錄哪一條線要連接電池的正(+)負(-)極。以我的例子來說,左邊電池凹槽連接電池正極(+),右邊連接負極(-)。我之所以知道,是因為外殼有標上+和-的標示。

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圖G Sydney Palmer提供
  接下來請剪斷電線。如果兩條電線的絕緣外層看起來差不多,不妨將負極的電線打一個結(打結(Knot)=負極(negative),懂了嗎?),你就會知道哪條線是正極或負極。

把LED燈串焊接到Trinket

將電線焊接到Adruino Pro Trinket開發板適當的腳位。請將三條燈串中的負極電線連接開發板左下側的其中一個Ground腳位(共有兩個腳位,所以其中一個腳位會連接2條線,圖E)。將每條正極(+)電線分別連接9、10、11號腳位,一個腳位連接一條電線。

將鋰聚合物電池插入LiIon/LiPoly Backpack 擴充板。

下載程式碼

用USB纜線連接Trinket和電腦,下載專題的編譯碼,上傳到Trinket,你會在Trinket的教學找到完整的指示,教你如何設定Arduino開發環境並部署編譯碼。

將所有元件安裝於梅森罐

你只要把所有裝置放入罐中即可,硬體則置於底層。為了方便充電和控制開關,你必須先將整個組件拉出罐外,完成後,再放回罐內。

不過,Adafruit 的LED比較小,燈串也比較短,因此硬體會比較顯眼。梅森罐讓我們多了一個有趣的方式安裝硬體。我在蓋子鑽些洞,用兩個支架和螺絲將硬體安裝於蓋子下方,然後再用雙面膠將電池黏在位於微控制器下方的蓋子(圖H),如此,你只要打開蓋子,就可以充電或控制開關,可避免對組件造成壓力。

現在打開開關,鎖上瓶蓋,就大功告成了!

(譯:謝明珊)
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