Category Archives: Electronics Lab

How to Make a Halloween Pumpkin (with Arduino)

It's Halloween time again! Today I gonna make a Halloween pumpkin!

Wait... As a geek, why not make a Arduino powered pumpkin with wield lighting effect?

Sounds great, so let's start.

1. Firstly, prepare a medium size pumpkin, of course. Open the top and make it as a lid.DSC09737DSC09739

2. Then clean the inside and sketch the pattern you want with a mark pen. Carve the pattern with a knife. It is not as difficult as it looks like and it only took me 10 minutes. This is what I have done here:DSC09747

3. Prepare your Arduino (I used UNO here), LED source (I used LoL led shield) and power. Program the Arduino with the LED pattern you like. I wrote a program with the LED fading in and fading out like breathing and it turned out to be great.
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4. To protect the circuit, I suggest you use a film to cover the Arduino before put it into the pumkin:DSC09755

5. Power the Arduino and now you got a really scary Arduino pumpkin now. Happy Halloween!DSC09753

妖姬 | 极客行动公开亮相

7月6日 - 7月7日,妖姬项目组在南京晨光1865创意产业园参与了“极客行动”极客马拉松大赛,经过了36小时的现场紧张开发后,我们终于将妖姬从想法变为了现实,获得了大赛第三名。这是我们最终的产品解说视频:

以下是手机App的展示:

更多资料,请见项目主页:http://www.yfworld.com/?page_id=1686

妖姬 | 初步调试视频公布

妖姬 | RGB花瓣的设计方案讨论

妖姬是我参加7月份“极客行动”大赛的参赛作品。她是一个独一无二的电子植物。

妖姬具有五片全彩RGB构成的花瓣,可以通过手机APP随意变换颜色,并且可以随着音乐翩翩起舞。

妖姬还是一个小型气象站,她可以检测家中温度、湿度、光照、气压等环境信息。

项目的主页:http://www.yfworld.com/?page_id=1686

我前几天测试了RGB灯珠以及RGB调光芯片,在面包板上搭出了简易模型。今天,由我、老宋、小沈、小仲在创客空间进行了下一步方案的讨论。主要讨论了使用直插还是贴片的RGB灯珠、混光方案以及PCB形状等。在经过一些实验后,我们认同使用5050的贴片RGB灯珠,初步决定使用吹塑的方法设计混光光罩,也确定了PCB的外形和尺寸。下一步我们会开始制造花瓣的PCB板,设计导光罩外形,并开始调试手机通信。DSC03920

Figure 1. 妖姬的面包板模型

DSC03926 Figure 2. 大家在研究如何让光线更加自然DSC03934 Figure 3. 对不同材料进行混光实验DSC03943 Figure 4. 直插式的RGB灯珠有较明显的光斑DSC03944Figure 5.  贴片的RGB灯珠混光效果较好DSC03945Figure 6.  摆个Pose!

3D打印机初体验

我有一位朋友几个月前买了一台3D打印机,今天就着南京创客空间聚会的机会在他那试用了一下。虽然我对3D打印技术早有耳闻,但这一次是我第一次真正操作3D打印机。我试打了一个机器外壳,另外拍了一些照片和视频,和大家分享一下。

进入房间后,首先映入眼帘的就是这台3D打印机,其使用ABS线材作为原料,使用高温熔融技术进行打印。

正面特写:

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加热床特写(红色部分),加热床的作用是让熔融的ABS塑料与底座有一定粘黏性:

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后方特写:DSC03868

电机驱动板特写,使用AVR单片机,具有四轴步进电机驱动、SD卡接口和USB接口:DSC03872

送料器特写,送料器将ABS原料送入加热头进行加热:

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现在就正式开始打印了。首先在Solidworks中建立3D模型,并生成STL文件:DSC03856

之后使用3D打印软件导入物体,并生成用于加工的G代码文件:DSC03859

生成的G代码对应的刀具路径轨迹:

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加工控制界面:DSC03877

因为加工时间太长,只录取了其中的一小段:

因为中间出去吃饭了,成品受热时间过长发生了形变,效果不太好,就不再此展示了。不过这一次尝试还是让我摸清了3D打印的方法与流程,体验了一把3D打印的便捷。经过这一次尝试,我认为3D打印的简单性和加工精度还有很大的提升空间,希望可以和Reprap合作,进一步改进这个项目。

为直流稳压源加了电压显示

因为暂时买不起稳压电源,当时自己用变压器和LM2596组装了这个简易电压源,但是当时输出电压不能数显,只能用外用表测量,很不方便。

上周从网上买了一个电压测量模块,7元,进行了简单改装,现在这个稳压源更加实用了:

自制简易家用报警器

最近我所在的小区频频发生盗窃案件,为了保证财产安全,我决定发挥工程师的优势,制作一套家庭安防系统。

家用报警器就是第一步,它检测一定范围内是否有人体活动,如果有则发出报警,从而起到一定的警示与提醒作用。

它的基本原理是使用一个人体热释电传感器,该传感器在检测到人体活动后,会输出一个持续一段时间的高电平,用该电平通过三极管驱动一个有源蜂鸣器,从而发出报警声。

所需要的材料如下:

大多数材料都是易得的,一些电子材料可以在电子市场买到,人体热释电传感器可以从网上买到,如果没有合适的小盒子,也可以用其它东西代替,只要能容纳电路就可以。

这个电路的原理如下:

这个电路的原理十分简单,通过热释电传感器的输出驱动三极管,从而使蜂鸣器发声。热释电模块在检测到人体后,输出高电平的时间是可以调节的,从而可以改变蜂鸣器鸣叫的持续时间。不要忘了加一个开关,这样白天的时候可以很方便的关掉。

在正式动工之前,我用面包板搭了一个实验电路,验证电路的合理性。

准备容纳电路的小盒子,在小盒子上开一些孔,用于放置传感器、蜂鸣器以及开关:

用0.8mm小钻头打导孔,然后用3.0mm钻头在目标区域上打满大孔,之后用小刀和锉子把不需要的部分切除、修整。

几个洞打下来,桌面已经一团糟了:

之后是焊接电路,随便你怎么焊,只要符合线路图即可,当然可以有一些艺术感:

将电路放置到盒子中的相应位置,并对裸露的线进行一些处理,防止短路,比如使用电工胶带或是热熔胶。

将传感器、开关、蜂鸣器安装在指定的位置,用热熔胶固定,把盖子盖起来。

大功告成!虽然这个小玩意很简单,不过还是花了一晚上的时间,但不管怎么样,制作的过程和结果都让我感受到了快乐和愉悦。

经过了两个晚上的测试,这个模块工作的很稳定。我将它放在了客厅里,晚上睡觉前打开开关,然后就高枕无忧啦!

不过,我也发现了还需要改善的部分:

1、我想把报警时间设置长一些,不过这个模块在上电时会自动输出三次,时间设置的越长,上电时响的也就越久,非常烦人;

2、放置的位置需要优化。必须保证这个位置晚上的时候自己不会经过,又要能起到防盗作用;

3、报警的声音太小了。虽然使用了9V电池,可是我用的蜂鸣器声音并不算很大,如果睡觉关着门的话不一定可以听见,需要找到更大功率的蜂鸣器。

这个小制作的成本核算:

名称 价格
人体热释电模块  16元
小盒子             5元
9V电池             5元
蜂鸣器          0.5元
其他电子元件     2元
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共计     28.5元

Wattmate家电功耗监测仪 | 1需求分析

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DoIdea - Wattmate (C) YunFei Studio @ 2012
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Wattmate对我来说是一个极富有挑战的设计,首先这是我在“兑现创意”创客空间的第一个项目,再者这是我第一次尝试与智能手机进行数据交互,最后这个项目本身对于节能环保也十分有意义。正是这些原因,我没有一上来就直接着手设计,而是按部就班,先明确Wattmate需要完成哪些工作。

Wattmate的定位是家庭功耗监测器,目标使用者是倡导节能环保、同时追求科技感的年轻一代。Wattmate算是个新鲜的玩意,它让传统的插座变得智能,不仅可以对家电的功率做到心中有数,还可以统计一段时间的能耗并计算出电费和碳排放。

我希望Wattmate的操作尽量简便,所以不再像其他电子设备一样装设各种繁琐的按键,而是通过Android智能手机进行操作与显示,这种设计不仅简捷,而且优雅:谁愿意趴在地板上研究插座上各种按键排列组合拼凑的功能呢?

当然,对于没有Android手机的朋友们,也可以选择在电脑上完成同样的操作。

Wattmate的主要功能是功耗的测量,更进一步,希望使用Wattmate的人可以互相交流,分享自己的功耗测试结果,晒一晒自己为节能做出的贡献,甚至根据大家的数据组成一个“家电功率库”,所有人可以在网站上查到电器的功率信息,让那些潜在的用电杀手无处藏身。同时,我希望Wattmate具有定时控制电器开断的能力,之所以想到这个功能源于我的个人经历:我经常到深夜才想起手机需要充电,可是如果充那么久会损伤电池,所以我希望充若干小时后手机可以自动断电。之前我准备做一个电器定时控制器来完成这个工作,可惜那时功力不到家未能完成,现在希望如了这个愿望。

到目前为止我所想到的,Wattmate需要去实现的功能:

1、测量出用电器的有功功率、无功功率、电流有效值、电压有效值、功率因数、频率;

2、可以按日、按月、按年的方式查看电器的历史功耗并绘制成曲线;

3、友好的操作界面,通过智能手机或电脑进行显示和操作;

4、可以查看电流/电压的瞬时波形;

5、可以统计电费与碳排放;

6、可以将数据上传到“家电功率库”,也可以通过微博分享;

7、查看当前市电的电压和频率,诊断电力系统的稳定性,提供过压/欠压保护功能;

8、无需专业工具即可安装,需要有可靠的安全性;

9、具有定时开关功能。

欢迎大家补充。

这里提供一个暂时的技术指标,参考了现有的一些产品:

技术参数/Technical parameters 指标/Value
输入电压 AC220V额定,AC 170 - 260V
输入电流 AC 10A额定,AC 20A最大
输入功率 ≤2200W
输入频率 45 – 65HZ
精度等级(电压、电流、频率) ±0.5%
精度等级(功率、有功电能) ±0.5%
设备功耗 2.5W
数据保存时间 1年
连续工作时间 10年
绝缘强度 2KV/50Hz/1min
环境温度 工作(Work):-10~60℃
环境湿度 ≤95%RH,不结露,无腐蚀性气体场所