Saudações, Habr!
Quero contar uma história sobre a criação de uma caixa de música com elementos de iluminação - um belo presente com a possibilidade de seleção individual de efeitos de iluminação e acompanhamento musical. A caixa chamava-se comum - LED HEART. Qualquer trabalho foi feito, quero compartilhar uma pequena história sobre como trabalhar nesse projeto de "hobby".
Não é segredo que, na rede (incluindo Habré), você pode conhecer muitos projetos para criar dia dos namorados, corações, etc. Vídeos de demonstração com eles costumam coletar críticas lisonjeiras e entusiasmadas nos comentários. Ao mesmo tempo, a oportunidade de oferecer um presente tão interessante até agora permaneceu como muitos engenheiros, presuntos, etc. pessoas com qualificações suficientes para repetir o projeto de alguém / criar o seu próprio. Além disso, você precisa de muito tempo livre para isso. Eu não vi uma produção em lote de tal presente. O mais próximo são os kits de solda amadores mais simples de um par de empresas domésticas e opções semelhantes apresentadas em sites chineses.
Essa ideia inicialmente levou a iniciar um projeto para criar um coração de LED, que estará disponível não apenas para aqueles que estão “com você” com a eletrônica.
Vou começar um pouco de longe, com um pano de fundo. Durou vários anos ...
Antecedentes
O primeiro vídeo com um coração de LEDs que vi em 2010 em um dos canais do youtube. O projeto foi impressionante. E em 2011, como estudante, durante algumas semanas de trabalho à noite, secretamente da namorada, ele montou uma versão simples do coração do LED e a apresentou em 8 de março. O projeto foi desenvolvido por mim - hardware e firmware - estudado, inventado bicicletas.
Parecia ... em geral, algo como isto:
Infelizmente, nenhuma foto transmite completamente o grau de exclusividade de presentes que me parecia insuperável em alguns lugares há 9 anos. Havia uma placa de circuito impresso com Attiny13A na lata a partir do peixe enlatado (MK não é visível na foto, foi soldado por fios do lado de fora - um monte de fios que se estende além da borda superior da foto), com registros de turno e LEDs brilhantes soldados ao longo do contorno do símbolo do coração. Do lado de fora da tampa da lata, há uma inscrição: “Nas suas mãos tudo está cheio de amor ... e até ...” e no interior “… cavala. Desde 8 de março! ” Ao pressionar um grande botão vermelho, as luzes começaram a acender, os LEDs piscaram e brilharam de acordo com o que entrava em 1 kilobyte de memória do microcontrolador. Criatividade e romance caíram no limite, como você pode ver. Pelo que me lembro agora, ando entre as fileiras do supermercado e penso em que tipo de caso escolher para um "presente saudável" ... de repente meus olhos ficam em uma prateleira com enlatados ... e aqui está ... insight ...
Bem, um pouco distraído, vou continuar.
A história em si
Tendo recebido a resposta desejada de sua futura esposa, o pensamento se instalou em sua mente de que a produção e a venda de presentes tão interessantes podem fazer sentido em princípio. Essa lembrança evoca emoções positivas e simboliza os sentimentos calorosos da pessoa que a entrega. Mas estudo, diploma, trabalho, rotina e vida pessoal não permitiram alocar tempo suficiente para se envolver em tais aventuras - tudo terminou antes de começar.
3 anos se passaram ... 2014 chegou ... Em algum momento, comecei a tropeçar em projetos semelhantes na Internet novamente - alguns deles já eram mais avançados e interessantes - a idéia de desenvolver minha própria versão única do coração e participar de sua produção acesa com vigor renovado, não havia nada assim antes. Ao mesmo tempo, obviamente, as pessoas demonstraram interesse. Já tendo experiência em engenharia, ele começou a abordar essa questão de forma mais sistemática. Mas, ainda assim, o trabalho nesse coração ocorreu no modo hobby - algumas noites e nos fins de semana, se possível, em paralelo com outros projetos de “hobby” e o trabalho principal, que estava em primeiro lugar na prioridade de todos os trabalhos. Portanto, no final, o prazo acabou sendo incrivelmente inchado para esse projeto.
Como o estudo começou?
Em primeiro lugar, as deficiências nas construções amadoras vistas foram identificadas e avaliadas. A coisa mais importante que foi observada então:
- Falta de variedade de elementos de iluminação.
- A simplicidade e a falta de jeito dos desenhos, que sempre lubrificam a primeira impressão e podem não levar ao efeito adequado ao dar. A esmagadora maioria dos dispositivos examinados parecia artesanato amador, nada mais (como o que fiz em 2010) - sólido, nada sério, chato ... A maioria dos projetos considerados de coração ou não tem corpo, ou esse corpo é terrível - Ala uma serra de madeira compensada apodrecida, um parafuso perfurante em uma placa, janelas da organização. vidro, etc. Um certo ideal é necessário - o tipo de dispositivo não deve pelo menos assustar as pessoas, pelo contrário - deve transmitir ao máximo toda a gama de sentimentos de quem o transmite e, ao mesmo tempo - o dispositivo não deve ser muito dimensional, super complexo, etc. .
- A falta de efeitos sonoros dos efeitos da luz nos projetos dos corações (com raras exceções), embora, na minha opinião, implore por si. Basta piscar a matriz de LEDs não é suficiente. A música deve melhorar o efeito, adicionar romance no momento da doação. A música pode até ser uma característica individual de um presente, pois "aquece" a atmosfera certa para a situação correspondente - romântica / solene / engraçada e qualquer outra. Havia uma suposição de que, se os efeitos da iluminação, para todo o resto, também forem sincronizados com a melodia de fundo - será muito legal, convincente e legal.
- Como, de acordo com o parágrafo anterior, deve haver música - a idéia de fazer uma caixa de música surgir por conta própria - você a abre - ela toca e brilha - você a fecha - ela para e desaparece.
Todos esses pensamentos o cérebro invadiu por um tempo. Primeiro eu tive que decidir sobre a funcionalidade específica da caixa. Em termos gerais, foi visto da seguinte forma:
- O coração deve ter uma matriz de LEDs, com resolução suficiente para que você possa executar uma linha de execução e fazer a animação mais simples. Deverá ser possível desvanecer-se suavemente e acender os LEDs.
- Deve ser possível criar e corrigir rapidamente os efeitos de iluminação para a rápida reestruturação do programa de iluminação para um cliente específico. Deve-se esclarecer que o modelo de interação com os clientes implicava o seguinte. Inicialmente, o cliente recebe um conjunto básico de programas de iluminação com melodias predefinidas, das quais ele seleciona o que é mais adequado para seus desejos - além disso, por sua parte, ajustaremos o programa de iluminação, adaptando-o a essa pessoa em particular, sua ocasião / feriado (texto da linha de execução, que outros quadros). No futuro, planejava-se expandir gradualmente a base de músicas e efeitos de iluminação disponíveis. Além disso, da minha parte, sempre posso aconselhar a melhor opção após a comunicação com o cliente, com base nos dados de entrada. A possibilidade de um estudo completamente individual da melodia e da iluminação, mas a um custo aumentado, não está totalmente descartada. o processo de compilação de um programa de efeitos de iluminação para uma nova melodia acaba sendo significativamente mais longo do que outros processos de preparação do dispositivo para venda.
- Um caso ilusório (contando apenas com o seu gosto no estágio de protótipo).
- Autonomia de poder, como o dispositivo é essencialmente uma lembrança, não faz sentido torná-lo estacionário, conectado a uma fonte externa.
Além disso, esses requisitos foram formalizados em tarefas técnicas específicas e, uma a uma, essas tarefas foram gradualmente resolvidas. No processo, diferentes materiais foram examinados, tipos de projetos, circuitos foram pensados, bem, escrever o software, perceber a capacidade de adicionar / remover / editar rapidamente efeitos de iluminação, etc., levou a maior parte do tempo.
Como exemplo de tais transformações, posso oferecer uma demonstração da versão intermediária da caixa de protótipo fabricada em 2015 - pode ser considerado condicionalmente o resultado da iteração 1 (a qualidade do vídeo é terrível, o som foi sobreposto separadamente do arquivo mp3, não poderia ser gravado adequadamente):
E já a versão final, montada em 2017:
Pode parecer que aqui os LEDs brilham mais escuros do que na versão de 2015, mas não é assim - era apenas o fato de que, ao fotografar, a fonte externa era muito forte. O som aqui já é real.
Quando esse exemplo apareceu, muita coisa havia mudado tanto fora quanto dentro do dispositivo e na parte do software.
Brevemente sobre HW
A caixa eletrônica está localizada em três placas de circuito impresso. Em um - LEDs, transistores e resistores, necessários para a inclusão matricial de LEDs, o microcontrolador de controle Atmega32A e sua fiação. Na segunda placa, o controle de inicialização é implementado quando a caixa é aberta, um circuito de desligamento com uma redução inaceitável da tensão de alimentação. A terceira placa possui um mp3 player (módulo adquirido).
O estojo é uma caixa de metal comprada. No interior, toda a estrutura é baseada em uma moldura plástica impressa em uma impressora 3D. Alguns elementos são mantidos por juntas adesivas, a placa principal é mantida em ímãs montados em uma base plástica.
A caixa é alimentada por três pilhas AAA.
Brevemente sobre SW
Para o PC, foi desenvolvido um programa - um gerador de código com interface gráfica, que permite criar e editar rapidamente efeitos de iluminação, controlar todos os intervalos de tempo necessários (para sincronização com a melodia de fundo) e gerar imediatamente um código para piscar o microcontrolador localizado na placa do coração. Um certo formato foi desenvolvido para gravar parâmetros de efeito em matrizes de dados. No lado do MK, o firmware analisa essas matrizes e as converte no brilho dos LEDs certos na hora certa. O formato para gravar efeitos nas tabelas de códigos é bastante econômico - a memória interna dos programas do microcontrolador é suficiente para o código do firmware e para tabelas com parâmetros de efeitos de iluminação.
Um artigo separado pode ser escrito sobre como resolver problemas técnicos e problemas encontrados durante o desenvolvimento. Obviamente, essa não é uma “ciência do foguete” e mastigar essas perguntas pode ser entediante para o público, mas se alguém estiver interessado, você pode definitivamente ficar confuso.
Sumário
Qual é o resultado? O projeto do caixão ainda pode ser lambido e atualizado infinitamente, aprimorado em direções completamente diferentes, funcionalidade adicionada etc. Mas, na forma em que a caixa foi concebida - isso foi feito, o projeto de desenvolvimento foi concluído. Para produção em série (pequena), é necessário fazer mais trabalho, mas isso é uma questão de tecnologia, como eles dizem.
Em algum lugar no meio da jornada, percebi que tentar desenvolver de forma independente o componente comercial do projeto não era muito interessante para mim, não havia tempo nem muito desejo por ele. Não havia ninguém que assumisse a maior parte do trabalho de organização de vendas, trabalhando com melodias e efeitos de iluminação no meu ambiente. Com uma parceria tão potencial, concordei em encerrar todos os problemas técnicos, produção, compras e logística. Mas não deu certo. E o tempo é constantemente ocupado por outras tarefas - mais interessantes ou simplesmente necessárias / domésticas.
Portanto, no momento, considero o projeto concluído nesta fase. No total, foram feitas 3 cópias da versão mais recente - duas para presentes aos entes queridos e uma cópia feita sob encomenda. Pode acontecer que algum tipo de história continue em algum momento, não prometo, mas no momento o status é assim. Em geral, o resultado do trabalho me satisfez. Mas o mais valioso é a reação dos entes queridos, a quem as primeiras amostras de coração foram destinadas, pois não seria uma pena gastar tanto quanto você gosta muito!
Bem, em termos da racionalidade de conduzir um projeto como esse, foram tiradas conclusões objetivas, lições aprendidas que certamente me servirão em ações e realizações futuras!
Obrigado pela leitura, estou sempre feliz em falar nos comentários, se você tiver dúvidas, comentários, sugestões.