Как работает хлопковый выключатель на микроконтроллере ATtiny13. Какие компоненты нужны для его сборки. Как правильно собрать и запрограммировать устройство. Какие преимущества у такого выключателя перед обычными.
Принцип работы хлопкового выключателя на ATtiny13
Хлопковый выключатель на микроконтроллере ATtiny13 позволяет управлять освещением с помощью хлопков в ладоши. Его принцип работы основан на следующих элементах:
- Микрофон, который улавливает звук хлопка
- Микроконтроллер ATtiny13, который обрабатывает сигнал с микрофона
- Реле, которое включает/выключает нагрузку по команде микроконтроллера
При хлопке микрофон генерирует электрический сигнал, который поступает на вход ATtiny13. Микроконтроллер анализирует этот сигнал и определяет, был ли это действительно хлопок. Если да — подается команда на включение или выключение реле, которое коммутирует нагрузку.
Компоненты для сборки хлопкового выключателя
Для сборки хлопкового выключателя на ATtiny13 потребуются следующие компоненты:
- Микроконтроллер ATtiny13
- Электретный микрофон
- Реле на 5В
- Транзистор для управления реле (например, BC547)
- Резисторы и конденсаторы по схеме
- Стабилизатор напряжения на 5В
- Печатная плата или макетная плата
Ключевым элементом является микроконтроллер ATtiny13. Он имеет небольшие размеры, низкое энергопотребление и достаточно возможностей для реализации хлопкового выключателя.
Схема подключения компонентов
Схема подключения компонентов хлопкового выключателя на ATtiny13 выглядит следующим образом:
- Микрофон подключается к аналоговому входу PB3 микроконтроллера через усилитель на операционном усилителе
- К выводу PB4 подключается транзистор, управляющий реле
- Питание 5В подается на VCC и GND микроконтроллера
- Кварцевый резонатор на 8 МГц подключается к выводам PB3 и PB4
Важно правильно рассчитать номиналы резисторов в схеме усилителя микрофона, чтобы получить нужное усиление сигнала. Также нужно подобрать подходящий транзистор для надежного переключения реле.
Программирование микроконтроллера ATtiny13
Для программирования ATtiny13 понадобится программатор и среда разработки Arduino IDE. Алгоритм работы программы следующий:
- Инициализация портов ввода-вывода и АЦП
- В бесконечном цикле опрос АЦП и анализ сигнала с микрофона
- При обнаружении хлопка — переключение состояния выхода, управляющего реле
- Задержка для устранения дребезга и повторных срабатываний
В программе нужно настроить пороговые значения для определения хлопка и подобрать оптимальные задержки. Это делается экспериментальным путем в процессе отладки устройства.
Сборка и настройка хлопкового выключателя
Процесс сборки и настройки хлопкового выключателя на ATtiny13 включает следующие этапы:
- Монтаж компонентов на плату согласно схеме
- Программирование микроконтроллера через программатор
- Подключение источника питания и нагрузки
- Настройка чувствительности микрофона подстроечным резистором
- Тестирование и отладка работы устройства
При сборке важно использовать качественные компоненты и аккуратно выполнить монтаж. Особое внимание нужно уделить правильному подключению микроконтроллера и программированию его через программатор.
Преимущества хлопкового выключателя на ATtiny13
Хлопковый выключатель на базе ATtiny13 имеет ряд преимуществ перед обычными выключателями:
- Удобство управления — не нужно искать выключатель в темноте
- Возможность управления из любой точки комнаты
- Простота монтажа — не требуется прокладка проводов
- Низкое энергопотребление в дежурном режиме
- Возможность настройки чувствительности и количества хлопков
Благодаря этим преимуществам хлопковые выключатели на микроконтроллерах становятся все более популярными для «умных» домов и квартир.
Области применения хлопковых выключателей
Хлопковые выключатели на базе ATtiny13 могут применяться в различных областях:
- Управление освещением в жилых помещениях
- Включение/выключение бытовых приборов
- Системы «умный дом»
- Автоматизация на производстве
- Устройства для людей с ограниченными возможностями
Простота использования и низкая стоимость делают такие выключатели привлекательными для массового применения в быту и промышленности. При этом функциональность устройства можно расширять, добавляя новые возможности в программу микроконтроллера.
виды, описание схем, а также как самостоятельно сделать устройство управления светом на 220 В на базе контролера attiny13?
Выключатели, которые реагируют на хлопок, ещё называют акустическими или звуковыми, поскольку замыкание цепи происходит при воздействии на чувствительную мембрану приёмника сигнала резкого громкого звука. Несколько лет назад их можно было наблюдать в модных зарубежных кинолентах, а о возможности установки в своём доме оставалось только мечтать. Проблема — в высокой цене, но при сборке из отдельных радиодеталей цена всей системы будет небольшой. Поэтому многие рассматривают вариант конструирования хлопкового выключателя своими руками.
Содержание
- 1 Применение
- 2 Виды устройств управления светом
- 2.1 Тип «вилка-розетка»
- 2.2 В корпусе
- 2.3 Без корпуса
- 3 Принцип работы
- 4 Схемы сборки
- 5 Установка устройства
- 6 Как сделать своими руками на Аttiny13 220 В?
Применение
Использование прибора допустимо с разными видами ламп, включая:
- светодиодные;
- галогенные;
- энергосберегающие;
- накаливания;
- люминесцентные.
Чтобы устройство работало, необходимо обеспечить условия: сеть с напряжением 220 В, максимальную величину суммарной мощности освещения до 0,3 кВт и температурный диапазон в помещении от 20 °C мороза до 40 °C тепла. Большинство моделей выключателей акустического типа имеют габариты примерно 3х5 см с толщиной до 2 см, что примерно равно спичечной коробке. Это позволяет устанавливать устройство с любым видом светильников и люстр.
Внимание
Необходимо для исправной и адекватной работы обеспечить тишину в помещении. Поэтому в шумных или общественных местах использование вызовет эффект светомузыки с частым мерцанием.
Чаще всего применяется подобное решение для организации освещения в подвалах, кладовых, длинных коридорах или проходных комнатах с несколькими выходами. Тогда не нужно будет устанавливать выключатель возле каждой двери или монтировать сложные перекрёстные схемы для управления освещением с нескольких точек (о перекрестных выключателях вы можете узнать здесь).
Виды устройств управления светом
- со звуковым датчиком и индикатором движения;
- акустические;
- хлопковые.
Первый тип сложнее в исполнении и сборке, что определяет и высокую цену. Однако при работе будут отсеиваться различные звуки, на которые не будет выполняться замыкание цепи. В акустических системах для активации применяются голосовые команды. В блок памяти вносится набор команд, которые обрабатываются логическим аппаратом и программным обеспечением. Цена их сравнительно высокая.
Важно
Хлопковые изделия настраиваются на реагирование при определённом количестве и частоте хлопков. Категория считается дешёвой в группе звуковых выключателей, может собираться начинающими радиолюбителями.
Для самостоятельной сборки необходимо выбирать простые схемы, поскольку часто сложные будут обходиться дороже, чем готовые фабричные.
Тип «вилка-розетка»
Отличается по назначению и выполняемым функциям. Если акустические выключатели для контроля над освещением используются для монтажа в электрическую цепь светильников, то приборы «вилка-розетка» применяются для любых бытовых приборов.
Принцип действия — реакция на хлопки, что приведёт механизм в действие и замкнёт контакты. На подключённой через такой выключатель вилке появится напряжение в цепи конкретного прибора. Вид устройства должен соответствовать таким характеристикам:
- для организации управления группой приборов через удлинитель – система CLAPS EXT;
- при установке на нескольких гнёздах розетки – оборудование типа CLAPS PLUG;
- серия CLAPS — для одиночного прибора;
- суммарная мощность нагрузки не должна превышать 1,1 кВт;
- напряжение в линии приборов или освещения – 220 В.
В корпусе
Такие приборы выпускаются в отдельном пластиковом корпусе, которых скрывает плату с набором электроэлементов, защищает внутреннюю начинку от попадания влаги и загрязнений, пыли. Характеристики:
- напряжение – 220В;
- класс защиты корпуса — IP-30;
- диапазон регулирования мощности звука — 30–150 дБ;
- суммарная мощность подключаемых приборов — 300 Вт.
Для монтажа такого выключателя потребуется продумать метод фиксации на осветительный прибор: прикручиванием к потолочному перекрытию на саморезы, приклеиванием на двухсторонний скотч или клей (жидкие гвозди) и т. п. Габариты прибора составляют примерно 4х5 см с толщиной до 2 см, возможен скрытый монтаж.
Без корпуса
Имеют вид печатной платы с множеством деталей, которые не закрыты от внешней среды. Это делается, когда выключатель должен монтироваться в подготовленную нишу, причём независимо от метода фиксации. Кодовое название категории бескорпусных выключателей указывается, как CLAPS MAX Free.
Совет
Среди преимуществ подобного выполнения детали — большая компактность, удобство монтажа. Технические требования к сети и границе нагрузок — как для устройств с корпусом.
Принцип работы
Прибор состоит из датчика, который должен реагировать на звук.
Среди современного оборудования для радиоэлектроники лучше всего с такой задачей справляется только микрофон, размер которого может быть миниатюрным. Достаточно установить пластичную мембрану, которая будет в результате попадания сферической звуковой волны создавать колебания.
Внутри микрофона после мембраны идут катушка и магнит, причём здесь нужно добиться движения этих элементов относительно друг друга. Тогда создаётся эффект электромагнитной индукции, который генерирует в цепи устройства электрический импульс.
Из-за множества деталей, например, транзисторов или тиристоров, выполняется каскадное многократное усиление импульса до той величины, которая способна активировать электрическую схему хлопкового включателя и замкнуть контакты в линии с электроприборами или освещением.
Реализация простая, труда не составит для мастера, однако 
Схемы сборки
В зависимости от функционала и опций хлопкового выключателя может быть много разных схем сборки. Самая простая:
- Для получения сигнала (нескольких хлопков нужной громкости и частоты) применяется микрофон.
- Передачей через каскад из деталей выполняется усиление сигнала.
- Посредством компаратора на сигнал после усиления накладывается проверка по пороговому значению, чтобы отсеять шумы или посторонние звуки.
- Для превращения сигнала в электрический импульс требуется его трансформация через конвертацию в длинный сигнал посредством компаратора.
- При первом попадании в цепь выключателя на схеме будет засвечиваться светодиод при соответствии сигнала нужному хлопку. Это выполняется подведением к обнуляющемуся десятичному счётчику реле или светодиода.
Фото схем:
Все схемы сборки и инструкции по установке таких выключателей, как инфракрасный, сенсорный, светодиодный, проходной и с подсветкой, вы найдете в отдельных статьях.
Мы расскажем вам о принципе работы таких устройств, а также материалах и инструментах для монтажа.
Установка устройства
Монтаж прибора возможен в клавишном выключателе с получением питания от бытовой сети:
- Из распределительной коробки выходит нулевой провод для подключения к лампе, а фазный – к самому выключателю.
- Акустический прибор должен устанавливаться в разрыв цепи между выключателем и коробкой. В корпусе светильника монтируется контроллер устройства.
- Ситуация с наличием двух пар проводов на выключателе встречается часто. Нужно определить те, по которым подаётся питание (фаза), а к нулю будут подсоединяться нагрузки – бытовые приборы или освещение.
При такой фиксации прибора должна выполняться обмотка или крепление в клеммах выключателя, поскольку пайку применить невозможно.
Как сделать своими руками на Аttiny13 220 В?
Для сборки прибора потребуются:
- реле;
- микрофон;
- attiny13 контроллер.
Будет использоваться такая схема подключения блоков:
- Устанавливается на плате контроллер attiny13, которая должна крепиться нижним самым правым выходом к батарее, среднему входу микрофона и одной лапке светодиода. Этот же выход идёт на подключение к «—» полюсу батареи.
- С верхней левой ножки контроллера выполняется подведение контакта к левому выходу микрофона и клемме батареи со знаком «+».
- Соединить вторую справа верхнюю лапку контроллера с правым контактом микрофона.
- Самая правая верхняя лапка контроллера припаивается через сопротивление ко второй свободной лапке светодиода, чтобы замкнуть цепь в устройстве.
- Сборка завершена.
Аналогичную функцию вместо светодиода может выполнять реле таких же параметров.
Внимание
Чтобы можно было воспользоваться устройством, необходимо его запрограммировать. Для этого на мобильном устройстве настраивается приложение arduino ide с внесением кода, в котором прописываются условия действия прибора в случае получения сигналов.
Внося в код собственные параметры, можно подкорректировать принцип работы самодельного акустического выключателя. Чаще всего устанавливается задержка между хлопками примерно 1–2 секунды, чтобы отсеять другие шумы. Акустические выключатели — всё ещё роскошь. Они не настолько популярны, объёмы производства массового характера не носят. Поэтому цена всё ещё «кусается». Но из ситуации можно просто выйти – собрать хлопковый выключатель собственными руками. При базовых навыках и знаниях, используя контроллер attiny13, можно сделать всё быстро, с малыми расходами.
Страница 634 карты сайта QRZ.RU
Страница 634 карты сайта QRZ.RU| www. | QRZ.ru |
Устройство защиты аппаратуры от перепадов напряжения в сети 220В
Простой автоматический выключатель нагрузки от сети 220В
Как защиить домашнюю радиоаппаратуру от помех
Оповещение о пропадании сети 220В
Устройства для защиты стабилизаторов напряжения (24В, 0-27В)
Звуковой сигнализатор пропадания сетевого напряжения
Схемы светодиодных индикаторов перегрузки по току
Простой источник резервного питания на основе транзисторе КТ825
Схема электронного предохранителя на оптроне с высоким быстродействием (до 10А)
Защита питания микроконтроллера от помех
Схемы защиты микроконтроллеров от смены полярности питания
Схемы защиты устройств от всплесков тока и напряжения
Схемы бесперебойного питания для устройств на микроконтроллерах
Схема автоматического зарядного устройства для аккумуляторов 12В
Схемы автоматической защиты трехфазного двигателя при пропадании фазы
Схема защиты радиоаппаратуры от повышенного напряжения питания
Сигнализаторы отсутствия напряжения
Блок защиты электронных схем по питанию
Устройство защиты галогенных ламп
Универсальный сетевой фильтр с защитой от перенапряжений
Узел аварийной защиты низковольтной радиоаппаратуры
Защита для устройств, питающихся от сети 220 В
Защита низковольтных цепей постоянного тока
Быстродействующая защита от помех в радиоаппаратуре
Ограничитель пускового тока при включении радиоаппаратуры
Сигнализатор перегорания предохранителя (176ЛА7)
Узел защиты электрооборудования при авариях в электросети
Быстродействующий электронный предохранитель
Устройства для аварийной защиты от превышения сетевого напряжения
Автоматическая защита сетевой радиоаппаратуры
Плавное включение усилителя мощности
Устройство защиты батарей видеокамер
Система питания с детектором разряда аккумулятора
Система переключения питания низковольтных устройств
Система управления резервным питанием на микросхеме MAX933
Резервный источник питания 220В
Электронный предохранитель на транзисторах
Схема электронного предохранителя на двух транзисторах
Электронный сетевой (220В) предохранитель
Блок защиты радиоаппаратуры с питанием от 12В
Устройство защиты нагрузки от высокого напряжения
Автомат защиты от перенапряжения дял сети 220В
Звуковой сигнализатор перегрузки блока питания
Автоматический ограничитель переменного тока
Индикатор перегорания предохранителя
Самовосстанавливающийся предохранитель
Регулируемый электронный предохранитель
Защита блока питания от короткого замыкания
Источник резервного питания для АОН
Автомат защиты сети от экстремальных отклонений напряжения
Резервное электропитание для дома
Защита радиоаппаратуры от повышения напряжения в сети 220V
Схема таймера на микроконтроллере ATINY2313 для тепловых пушек
Простой вольтметр на микроконтроллере для автомобиля (PIC16F1827)
Оптическое дистанционное управление на 4 канала (ATtiny13, КП505)
Схема таймера с обратным отсчетом на микроконтроллере ATtiny2313
Схема частотомера-генератора-часов на микроконтроллере АТ89Б8252
Простой измеритель частоты (частотомер) на PIC микроконтроллере (250Гц-50МГц)
Вывод синхронизирующих сигналов микроконтроллера
Ввод тактовых сигналов для микроконтроллера
Внешние RС и LC-генераторы
Стабилизация частоты микроконтроллера пьезокерамическим резонатором
Стабилизация частоты микроконтроллера кварцевым резонатором
Тракты аналогового и цифрового питания для микроконтроллеров
Внешние источники опорного напряжения
Схемы самоблокировки питания для микроконтроллеров
Внешний сторожевой таймер (Watch-Dog) для микроконтроллера
Детекторы просадок напряжения питания для МК
Формирователи сигнала начального сброса для МК
Необычные схемы узлов ввода для микроконтроллера
Подключение нескольких разнородных датчиков к микроконтроллеру
Датчики атмосферного давления в сопряжении с микроконтроллером
Детекторы радиоизлучения и микроконтроллер
Усилители на транзисторах и микросхемах для микроконтроллера
Схемы усилителей сигналов на нескольких ОУ к микроконтроллеру
Усилители сигналов на одиночных ОУ (для МК)
Усилители сигналов на транзисторах (для МК)
Приём шумоподобных сигналов в микроконтроллер
Приём цифровых логических сигналов в микроконтроллер
Приём сигналов с телефонной линии в микроконтроллер
Внутренний аналоговый компаратор и микроконтроллер
Контроль сигналов высокого напряжения через микроконтроллер
Контроль сигналов низкого напряжения (для МК)
Амплитудные детекторы для микроконтроллера
Входные цепи для внешнего АЦП к микроконтроллеру
Входные цепи для внутреннего АЦП к микроконтроллеру
Использование сети 380В в микроконтроллерах
Использование сети 220 В в микроконтроллерах
Программатор для микроконтроллера
Программатор РПЗУ
Новогодняя светодиодная гирлянда на микроконтроллере
Адаптер I2C — СОМ порт компьютера
Простой термостат для управления различными нагрузками (КТ3102, КТ3107)
Схема емкостного датчика на трех транзисторах КТ3102
Схема самодельного термостата на транзисторах (КТ3102, КТ3107, TIC106D)
Принципиальная схема акустического датчика для автоматики (CD4069)
Схема автомата-контроллера уровня воды в емкости (К561ЛЕ10)
Качественное реле времени с задержкой от 1 до 1000 секунд (CD4521, CD4017, CD4023)
Цифровые часы на микросхемах HCF4521, HCF4026BEY
Управление поливом растений на автомате (CD4060)
Часы на люминесцентных индикаторах ИВ-11 (К176ИЕ18, К176ИЕ13)
Реле времени для включения нагрузки с питанием от 220В (CD4060, CD4011)
Схема акустического датчика (звуковое реле) на микросхемах CD4069, CD4020
Автоматическое управление водяным насосом (К561ЛА7, КТ604АМ)
Очень простой акустический выключатель на микроконтроллере PIC12F683
Индикатор шума на светодиодах — шумомер(LM324)
Регулятор температуры с раздельной установкой температур срабатывания (LM311)
Схема таймера для управления вентилятором (К561ТЛ1, КТ815)
Оптическое дистанционное управление на две команды (LM567)
Дистанционній переключатель нагрузок при помощи одной кнопки (К561ЛА7, КА561ИЕ8)
Универсальный циклический таймер на микросхемах CD4521
Схема простого реле времени на двух транзисторах КТ3102
Схема таймера для фотоэкспозиции (CD4060B, CD4040)
Фотоприемник сигналов пульта для управления компьютером через RS-232
Фотодатчик для контроля перемещения предметов на конвейере
Дистанционное управление на 7 команд при помощи GSM телефона или УКВ рации
Акустический датчик шума на микросхеме К538УН1
Система дистанционного управления на инфракрасных лучах (TRC1300N)
Таймер для ограничения времени работы устройств (CD4060B)
Многокомандное дистанционное управление на ИК-лучах
Термостат для управления обогревателем
Автоматический регулятор температуры обогрева
Электронный датчик газа на основе AF-50
Простой сигнализатор влажности на микросхеме 4093
Простой таймер со звуковой сигнализацией
Акустический (например хлопок ладоней) выключатель нагрузок
Акустический выключатель электронных устройств
Акустический выключатель устройств (220В)
Оптическая система — автостоп для кассетного магнитофона
Генератор для питания двигателя КД-3.
5 АД-5
Схема автоматического запуска для магнитофона
Электронный счетчик расхода ленты для магнитофона
Система магнитофонного автостопа на пьезоэлементе
Электронный переключатель скорости ленты магнитофона
Генератор для питания двигателя магнитофона
Цифровой переключатель режима работы магнитофона
Релейный переключатель режима работы магнитофона
Приставка — секундомер к микрокалькулятору
Электронные часы с бестрансформаторным питанием от сети
Цифровое реле времени с высокой стабильностью
Схема самодельного реле времени для фотопечати
Схема реле времени с выдержкой до 30 минут (КП301)
Схема акустического индикатора протекания веществ
Схема регулятора влажности воздуха
Терморегулятор для поддержания температуры в теплицах
Схема терморегулятора для управления мощными нагревателями
Электронный индикатор превышения температуры
Схемы автоматических выключателей телевизоров
Многокомандная система телеуправления устройствами
Схема последовательного трехступенчатого таймера на SN52555
Мастера самоделок и поделок на все руки.
9. Электронный текстиль и носимые устройства II
Цели с веб-сайта Fabricademy:
Создайте образец с помощью ATtiny с одним входом и одним выходом по вашему выбору
Создайте 2 образца привода + протестируйте их с помощью Arduino или ATtiny
Задокументируйте свои образцы, включая код и схему компонентов
Запишите небольшое видео о работе вашей схемы
Разработайте концепт носимого устройства и сделайте его прототип
Результаты обучения
- Понимание более сложных компонентов и материалов для создания мягких датчиков и приводов
- Входы и выходы
- Изучите возможные области применения мягких контуров в индустрии моды и текстиля
- Изучите различные компоненты и типы взаимодействия
Самоподъемная втулка — с использованием технологии сборки и сплава с памятью формы (SMA).
Материалы
Исходные материалы:
— Плоскогубцы (пинзы)
— Игла
— Токопроводящее соединение, имеющее низкое сопротивление (я использовал Карл Гримм, токопроводящая медная нить, имеющая низкое сопротивление)
— Натуральная, легкая ткань (хлопок или шелк)
— SMA (I (использованный нитинол, диаметр 1 мм и температура активации 70°C)
— Линейка
Подготовка кромок SMA (шаг 4):
— Металлические обжимные валики
— Металлические хомуты
— Тепловая пушка или горелка Бунзена
— Защитные перчатки
Тестирование Arduino и печатной платы:
— Макетная плата
— Соединительные кабели
— Диод
— Резисторы
— Светодиод
— МОП-транзистор
— Лабораторный источник питания (наша машина PeakTech 1080)
— Зажимы-крокодилы
— Arduino Uno
ATtiny:
Этап 1: Изучите технику наматывания
«Смокинг — это старинная текстильная техника, которая собирает ткань в определенный узор для создания трехмерного декоративного узора на ткани» — Кобакант
Мне нужно определить:
— Сколько точек сбора я хочу
— Как далеко точки сбора находятся друг от друга (и будет ли это равноудаленное расстояние… или нет)
— Какую технику сборки сделать
— Какова будет длина провода SMA
Техники, которые можно попробовать:
— Трубчатая/ромбовидная сборка
— Решетчатая сборка
Я ознакомился с учебными пособиями по SMA Smocking на Kobakant
Ресурсы:
— Пример SMA Smocking Swatch — Kobokant
— SMA Smocking — Kobakant
— Modern Smocking Lozenge Pattern
— Учебное пособие по ромбовидным ромбам
Шаг 2: Найдите ткань, подходящую для SMA + присборивания
Требования к сборкам:
со стабильным плетением, которое хорошо собирается.
Хлопок и шелк являются типичными вариантами волокна.» — Kobakant
Требования SMA: — Лиза рекомендует легкую ткань для достижения наилучших результатов. — НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ткань с высоким содержанием полиэстера. SMA может расплавить полиэстер.
Я не был уверен, какие из легких тканей, которые были у нас в инвентаре, натуральные, я провел «тест на горение». Обжигая край ткани, можно определить, синтетическая она или натуральная.
— Синтетические ткани = расплавятся
— Натуральные ткани = быстрее сгорят, а сгоревшая часть отвалится, как пепел.
Натуральная ткань
Шаг 3: Выкройка ткани
- Выкройка моей ткани до размера А3, как в летнем лагере Кобакант
- Нарисуйте шаблон на ткани (диагонали = 10,5 см)
Ссылки:
— http://etextile-summercamp.org/2014/wp-content/uploads/2014/06/Smock-patterns-workshop-2-straight-fabric.pdf
Я прогладила ткань, но она легко мнется 🙂
Шаг 4: Подготовьте края SMA
- Обрежьте проволоку и сделайте петли из обжимных бусин
Каталожные номера:
— https://www.
kobakant.at/DIY/?p=6684
Шаг 5: Придайте SMA форму катушки
- Из лекции Лиза говорит, что обученный Flexinol может сокращаться до 10%
Дополнительные переменные/соображения при работе с SMA:
— По мере увеличения длины провода вы также увеличиваете сопротивление. Моя проволока имеет длину 10,5 см, что более чем вдвое превышает длину проволоки, сделанной в уроках Kobakant. Возможно, я захочу уменьшить длину, если позже это станет проблемой.
— Если вы превысите диаметр 0,008, вам нужно будет увеличить количество энергии
Определено, что моя проволока была из нитинола диаметром 1 мм. Я исследовал, до какой температуры мне нужно нагреть нитинол, чтобы «тренироваться» или «формироваться». 900:35 — Из моих исследований я обнаружил, что 500-550 F подойдет.
Но было много разной информации (что нужно было делать это только при 200 F, что нужно было держать его над источником тепла 8-10 минут или 20 минут, или можно было просто взорвать нагревайте до тех пор, пока проволока не раскалится докрасна, всего минуту над источником тепла, также упомяните, что вы можете навсегда деформировать форму, если она будет слишком горячей, а также вы можете сделать проволоку слишком горячей и сломать ее.
чтобы придать моей проволоке форму катушки.Я также определил, что моим источником тепла будет наша тепловая пушка с настройкой 550 F (тепловая пушка Proxxon).
— Закрепил провод (обжимные бусины отвалились в процессе)
— Нагрел провод с помощью фена
- Создал систему для удержания провода на месте
Подождите…
- Тепловая пушка сразу умерла
- Пришлось придумывать новую систему
Попытка 2:
— Решил использовать нашу горелку Бунзена в Биолаборатории (открытое пламя). Я больше не мог использовать свою деревянную систему, потому что дерево загорается
— У меня не было ни болтов, ни хороших металлических зажимов для удержания проволоки, поэтому я в конечном итоге скрутил проволоку вокруг одного круглого конца плоскогубцев и физически удерживал проволоку и удерживал ее над пламенем с помощью плоскогубцев. Возможно, я обжег руки и пару раз порезал пальцы плоскогубцами. Я держал его примерно в 20 см над пламенем, настолько низко, чтобы пламя не гасло, в течение 4-5 минут, вращая плоскогубцами, чтобы пропечь проволоку равномерно.
** У меня не было возможности измерить точную температуру пламени, поэтому пришлось делать предположения. Некоторые из моих попыток не сработали из-за этой экспериментальной ошибки.
Слева направо:
- Сразу бросил провод в холодную воду
- Кипяченая вода и проверка правильности формы проволоки
- Так и есть! Но это должен быть кипяток 100С. Теперь точно знал, что активация 70С, а не 40С. См. ниже множество неудачных попыток.
Сначала я подумал, что ни один из моих проводов не деформировался, но это было только потому, что у меня была недостаточно горячая вода. Вода была просто теплая, но не кипела и не работала.
Ресурсы:
— https://www.kobakant.at/DIY/?p=6682
— https://smartwires.eu/index.php?id_cms=9&controller=cms&id_lang=1
— https://www .materialsampleshop.com/products/shape-memory-alloy —> «500°C перед быстрым охлаждением. Металл доступен в виде проволоки, стержня, трубы или листа.
Его можно обработать для получения другой геометрии. Можно изменить состав сплава, чтобы металл возвращался к своей первоначальной форме при температурах от -100°С до +110°С»
— http://jmmedical.com/resources/251/Nitinol-Shape-Setting.html —> «Как правило, температура до 400 градусов C и время в течение 1–2 минут могут установить форму, но как правило, используется температура, близкая к 500 °C, и время более 5 минут» и «Более высокие время и температура термообработки увеличивают температуру срабатывания детали и часто дают более резкий тепловой отклик (в случае элементов с памятью формы). Однако обычно наблюдается одновременное снижение пиковой силы (для элементов с памятью формы) или плато напряжений (для сверхэластичных элементов). Существует также сопутствующее снижение способности нитинолового элемента сопротивляться остаточной деформации».
— https://smartwires.eu/index.php?id_product=13&controller=product&id_lang=1
Шаг 6: Схема и кодирование Arduino
- Определил, какие компоненты мне потребуются для сборки этой схемы (см. список материалов ниже)
- Сначала протестировал провод только с Arduino в качестве источника питания. Это не сработало, потому что Arduino недостаточно вольт для нитинола, нитинол требует МНОГО напряжения, что мы уже знали, но хотели перепроверить. открыл Arduino и использовал этот код: «TestNitinol», скопировав и вставив код «Analogwrite» и изменив его со светодиода на Nitinol: https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/analog-io/analogwrite /
- Нам нужен внешний блок питания, поэтому мы подключили его к блоку питания Лаборатории. Запустился с 3,4 В и силой тока менее 0,5
Обнаружено, что мы не можем поднять напряжение до 6 В, потому что МОП-транзистор слишком сильно нагревается.
Схематические диаграммы для ссылки/перекрестной ссылки: https://programmingsketches.wordpress.com/2012/11/28/diagram-for-a-nano-muscle-wire-control/ (это лучший)
- Потом мы хотели регулировать ток, чтобы это происходило импульсами. Это способ предотвратить перегрев MOSFET и других компонентов и перегорание схемы. Для этого нам понадобится «Широкоимпульсная модуляция». Нашел код для Arduino.
- Добавлен компонент для регулировки кнопки ШИМ —>. Пришлось исследовать, что каждая из ножек была на кнопке —> https://forum.arduino.cc/index.php?topic=395958.0
Определение ШИМ: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/PWM
Нужен резистор, определил, что это резистор 250 Ом по цветным полосам (у нас были только цветные полосы, от которых можно было отказаться, из схемы, которую мы смотрели: https://www.digikey.com/en/resources/conversion -калькуляторы/преобразование-калькулятор-резистор-цветовой код-4-диапазонный
- Мы оставили код, так что вы должны нажать и удерживать кнопку, чтобы продолжать сжимать провод. Таким образом, вы можете отпустить пуговицу, когда ваш рукав будет на желаемой высоте.
Скорректировал код: (код кнопки](https://github.com/mikst/code/blob/master/heat_button_control/heat_button_control.
ino]В этот момент мы также заменили наш MOSFET на TIP120, и он работал лучше
Пробовали заменить диод на светодиод, но когда мы это сделали, светодиод замигал, а кнопка больше не работала. Так что пришлось настраивать схему (чтобы теперь у всего был свой PIN-код) и корректировать код. Светодиод (0,5 мм зеленый): по даташиту рассчитал какое сопротивление нам нужно. https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/LED/COM-09592-YSL-R531K3D-D2.pdf, прямой ток = 20 мА, и мы знаем, что наше напряжение составляет 5 В. Рассчитайте сопротивление с помощью этого калькулятора http://www.ohmslawcalculator.com/ohms-law-calculator, который дает нам сопротивление 250 Ом. Не смог найти 250к, поэтому использовал резистор на 270к.
Необходимо иметь силу тока от 0,5 до 1 А
список материалов ниже)
Это способ предотвратить перегрев MOSFET и других компонентов и перегорание схемы. Для этого нам понадобится «Широкоимпульсная модуляция». Нашел код для Arduino.
ino]Шаг 7: Нарисуйте схематические диаграммы
Перенесите все, что я сейчас подключил к Arduino, на ATtiny
Шаг 8: Схема программы Fritzing
Шаг 9: Пришейте SMA к моему образцу, добавив проводящую нить
Шаг 10: Подключение к внешнему источнику питания для проверки !
— Светодиод не загорался в цепи
— Диод сильно нагревался в цепи, поэтому вставил новый диод на самом деле было 270 МЕГА Ом, что означало, что он потреблял весь ток.
Понятно, почему светодиод не загорался! — Точки соединения между проводом и нитью слишком слабые. Мы проверили его вольтметром. Мне нужно соединить эти две части крепче. Исключил, что это была резьба, потому что провод имел низкое сопротивление при проверке вольтметром. Также исключил, что это был провод, потому что, когда мы подключили блок питания только к проводу (а не к резьбе), провод правильно сжался.
Слева: Неправильная хлебная доска, Справа: Правильная хлебная доска! Теперь горит светодиод.
Слева: учебник Kobakant, справа: Мои подключения
- Изменения в коде Arduino:
- Скорректирован код для «Состояние кнопки НИЗКИЙ» и «Состояние кнопки ВЫСОКИЙ»
- Понял, что на самом деле у меня не было ШИМ, поэтому изменил «SeriesWrite» на «AnalogWrite»
- У меня был светодиод как «Вход», хотя он должен быть «Выходом»
Шаг 11: Перенесите мой код на ATtiny
Шаг 12: Пришейте схему, кнопку и все компоненты к образцу
Дополнительные ресурсы
- [«Материализация взаимодействия»] Марсело Коэльо (https://dam-prod. media.mit.edu/x/files/thesis/2013/coelho-phd.pdf)
- [Материалы взаимодействующих материалов в дизайне трансформируемых интерактивных поверхностей] Марсело Коэльо (https://pdfs.semanticscholar.org/c5d7/39fc4f0840802c22e10672b86d3f36d6574c.pdf)
- http://portfolio.newschool.edu/artisanaltech/2014/10/07/6-thermochromic-nitinol/ (ссылка на фритцинг)
media.mit.edu/x/files/thesis/2013/coelho-phd.pdf)Первоначальное тестирование с помощью серводвигателя
Прежде чем я понял, что сплав с памятью формы — лучший способ добиться желаемого результата, я провел испытания с помощью серводвигателя.
Мой вариант мозгового штурма:
— Используйте серводвигатель как вращающуюся шпульку, которая наматывает нить, прикрепленную к рукаву рубашки
— Схема будет пришита к внутренней стороне рукава
— Может быть, невозможно сложить одежду, может быть, я могу только поднять и вниз, как жалюзи?
— мне нужно 3 диапазона:
-повернуть один раз по часовой стрелке = одна складка
-повернуть дважды по часовой стрелке = две складки (длина рукава 3/4)
-повернуться трижды по часовой стрелке = три складки (рукав футболки)
ПЛЮС диапазон, который идет вниз от рукава футболки настройка:
-повернуть один раз против часовой стрелки = опустить рукав до длины 3/4
-повернуть дважды против часовой стрелки= опуститься на один сгиб
-повернуть три раза против часовой стрелки = развернуться
Что я узнал
Хотя я отказался от этой идеи поскольку это было слишком сложно, это заставило меня вернуться к SMA.
В процессе обучения я изучил:
— Системы складывания orgami
— Как запрограммировать и настроить печатную плату с серводвигателем
— Потенциометры
— Функции Arduino Sweeper и Knob
«Вторые скины
Представлено Лизой Старк
Лекция 9
Расписание семинаров PCB+ATtiny — Summer of etextiles
РАСПИСАНИЕ СЕМИНАРА
9:00: Знакомство с инструкторами и содержанием семинара
9:30: Введение в схематическое рисование и проектирование схем
10:00: Этап проектирования персонального инструмента OhmTool (концепция, чертеж схемы, эксперименты с материалами)
11:00: Введение в программирование ATtiny
12:00: посещение Эмили и результаты ее семинара
до 13:00: обеденный перерыв
13:00 – 15:00: Реализация персонального инструмента OhmTool
15:00 – 15:30: Перерыв на чай
3:30 – 4:40: Доработка и тестирование OhmTool
16:40 – 17:00: Покажи и расскажи
17:00: уборка
17:30: раунд обратной связи со студентами и преподавателями (приобретение комплекта Летней школы)
18:00: Барбекю!
Ирэн
Ханна
Студенты (предыдущий опыт работы с программным обеспечением, инструментами, проектированием схем?)
Матерчатые и гибкие цепи, соединения «мягкая-жесткая»
Создание собственных плат
Заказать онлайн
Сделай сам
физических и цифровых образца, различных типов:
Сшитая/вышитая токопроводящая нить
Мика Сатоми, Ханна Пернер-Уилсон, плачущее платье.
2012
Афродита Псарра, шум цепного стежка. Электронная книга образцов текстиля 2016
Прочие текстильные технологии на основе нитей
Ирэн Пош, велосипедные перчатки. 2010
Ханна Пернер-Уилсон, Bitlace: для Ричарда. Электронная книга образцов текстиля 2014
Медная лента
Jie Qi, светодиодный цветной график. Электронная книга образцов текстиля 2013
CNC-cut (vinylcut) Медная фольга
Мэг Грант, Sound Scales. Электронная книга образцов текстиля 2014
Луч, несущественный?. Электронная книга образцов текстиля 2017
Ханна Пернер Уилсон
Проводящая ткань
Рэйчел Фрейре, ETextiles: Схема растяжки. 2016
CNC-cut (винил, лазерная резка) Проводящая ткань
Мика Сатоми, AtTiny POC. Электронная книга образцов текстиля 2014
Лизи Старк, Сенсорная механика: Шнуровка.
Электронная книга образцов текстиля 2015
Ханна Пернер-Уилсон, Бусинчатый датчик наклона. eTextile Swatchbook 2013
Лия Бючли, Lilypad.
Травленая ткань
Мартин ДеБи, Чувство капель. Электронная книга образцов текстиля 2017
Окраска
Лия Бючли
Протоплата (стрипборд)
Макетная плата (мини, минимальная)
>> http://www.plusea.at/?p=6222
Гибкие печатные платы
Лара Грант, Как собрать мини-синтезатор. Электронная книга образцов текстиля 2015
Создание схем и вырезок
Словарь:
монтажная плата, печатная плата
компонент, деталь
техническое описание
выводы, выводы
расстояние, шаг
DIP, SMD…
схема в сравнении с компоновкой схемы
ширина дорожек, зазор
паяльная маска
компенсатор натяжения
компенсатор изгиба (на гибкой печатной плате)
каплевидные формы ( руководство по проектированию flexpcb)
Inkscape: редактор векторной графики для Windows, Mac OS X и Linux, бесплатный и с открытым исходным кодом.
Может использоваться для создания векторных файлов для резки винила и лазерной резки.
Illustrator: редактор векторной графики для Windows, Mac OS X, часть творческого набора Adobe. Может использоваться для создания векторных файлов для резки винила и лазерной резки.
Photoshop: редактор фотографий и изображений для Windows, Mac OS X, часть творческого набора Adobe. Может использоваться для рисования схем, которые впоследствии могут быть преобразованы с помощью векторного программного обеспечения в вырезанные файлы.
Ручка + бумага + сканирование: схемы можно рисовать на бумаге, а затем сканировать и преобразовывать в вырезанный файл в векторном редакторе или непосредственно в программе Silhouette.
Silhouette: Машины Silhouette — это доступный настольный резак для винила. Векторные файлы (dxf) могут быть загружены в программу для резки, файлы изображений могут быть преобразованы программой в файлы для резки
Импорт векторных файлов в Silhouette Studio от hodgepodgepadge
Как вырезать JPG с помощью Silhouette Cutter от SihouetteStudioSchool
Eagle, KiCad, Fritzing: программные инструменты для проектирования электронных схем и преобразования их в печатные платы, изготовленные по индивидуальному заказу
Гибкая печатная плата
>> http://www.
kobakant.at/DIY/?p=5371
Тема этого семинара — создание собственного инструмента для практики электронного текстиля. Электронный текстиль до сих пор опирался в основном на комбинацию инструментов из разных дисциплин для выполнения задач электронного измерения и рутинной работы по производству текстиля. В последние годы мы начали экспериментировать с разработкой инструментов, соответствующих потребностям и пожеланиям eTextile, изучая, как инструменты соответствуют нашей практике и позволяют улучшить рутины в процессе создания.
Жилет для инструментов
Практика в студии Wearbale
Подушечка для контактов блока питания
Тестер электронного текстиля
Мультиметрические датчики, шнуры для прототипирования
Исходя из опыта прошлой недели, как должен выглядеть идеальный инструмент для вашей практики?
>> http://www.kobakant.at/DIY/?p=6910
демонстрационный лист:
жестких/мягких соединений
держателей батарей
соединения светодиодов
переключатель/кнопка/датчик
шага:
создание схемы (нарисовано и отсканировано вручную, inkscape, иллюстратор, векторизованное изображение)
создание файла вырезания
вырезание
передача
(паяльная маска)
(вырезание паяльной маски)
пайка
тестирование/отладка
Как работать с проводящей тканью, отличные инструкции Лары Грант
>> http://www.
