RGB Toverstaf

[ImNotnoa]

Hallo allemaal,

Afgelopen weekend bezochten mijn vriendin en ik een interactieve kunsttentoonstelling over Harry Potter. Elke bezoeker kreeg daar een "toverstaf" met een ingebouwde RGB LED. Via infrarood kon je hiermee specifieke elementen in de tentoonstelling activeren door de staf op een bepaald punt aan te raken. Bij elk deel van de tentoonstelling veranderde de RGB LED ook van kleur.

Nu wil mijn vriendin haar eigen soortgelijke staf, maar met minder functionaliteit:

Ze wil een staf met een RGB LED erop die oplicht zodra je deze op een specifiek punt aanraakt. Ik wil met behulp van een microcontroller verschillende kleurpatronen programmeren of gewoon willekeurige kleuren laten oplichten.

Ik heb een 3D-printer en matige kennis van elektronica, en ik kan wel programmeren en solderen.

Mijn plan is als volgt:

Ik wil een zo compact mogelijke Arduino-gebaseerde microcontroller gebruiken om alles aan te sturen, bijvoorbeeld een variant gebaseerd op de samd21g18. Hiermee wil ik een kleine LiPo-batterij, zoals de 501012, gebruiken.

Voor de aanraakgevoelige knop wil ik een TTP223-sensor gebruiken om een 5mm RGB Neopixel-achtige LED te laten oplichten.

Ik wil de staf kunnen opladen via USB aan de onderkant.

Waar ik nu tegenaan loop, is dat ik de 3.7 volt van de LiPo moet verhogen naar 5 volt voor de RGB LED. Ook wil ik de batterij veilig kunnen opladen en beschermen tegen overladen, enzovoorts.

Dit hele project wil ik vervolgens in een 3D-geprinte staf verwerken.

Mijn voornaamste vraag is of jullie mij kunnen helpen met de juiste hardware, het aansluitschema en hoe ik alles zo compact en vooral zo veilig mogelijk houd?

Bijvoorbeeld, kan ik de USB C-poort van een Seeeduino Xiao Samd21g18 gebruiken om de batterij op te laden? Of is het beter om een ontwikkelbord zonder USB te gebruiken en een aparte "dedicated" USB-C poort te monteren, eventueel met een ingebouwde step-up module?

Verder vraag ik me af of een TTP223 nog werkt door een dun laagje ABS of moet ik de sensor echt "vrij" houden?

Alvast bedankt voor het meedenken en het advies!

[Septillion]

Krachtige maar kleine Arduino compatible microcontroller => ESP8266. Of als je ook Bluetooth wilt, ESP32.

Om van 3,7V naar 5V te komen voor de pixels pak je een DC-DC 'step-up'/boost converter (bijvoorbeeld deze of deze). Voor veilig laden / ontladen zijn er kant en klare charge en discharge modules beschikbaar. Volgens mij heeft deze ook beveiliging tegen ontladen, anders nog even verder zoeken.

En meen dat die TTP223 best door een dun laagje werkt.

[memphis]

Er zijn zat Lithium laadmodules te vinden met een ingebouwde boost converter of je haalt zo'n kleine powerbank:
https://www.powerbankcenter.nl/kleine-powerbanks/

Heb je een accu, lader en booster in ook nog eens een compacte ronde vorm.

[Sgrovert]

ImNotnoa schreef op dinsdag 26 december 2023 @ 10:23:
Waar ik nu tegenaan loop, is dat ik de 3.7 volt van de LiPo moet verhogen naar 5 volt voor de RGB LED

Ik zou een andere led zoeken. De controller van de Neopixels is ontworpen op 5V, maar die heb je eigenlijk niet nodig. Je gaat maar 1 pixel gebruiken en kan de 3 rgb led aan sturen zonder controller. Afhankelijk van je precieze leds kan je deze misschien zelf rechtstreeks met een weerstand in serie op je Arduino aansluiten. Als ik me niet vergis, is een neopixel gespecificeerd op 50 mA 5 Volt. Arduino pins mogen 20 mA leveren. 3x 20 mA is meer dan de 50 mA voor een neopixel, waarmee je met een setje serie weerstandjes kwa lichtopbrengst ongeveer wel het maximum van het pixel kan benaderen.
Mocht je een ander type led kiezen kom je met een setje transistors en wat weerstandjes ook een heel eind om het rgb pixel op 3,7 Volt te laten werken.

[Iva Wonderbush]

Ik doe dit best vaak. Ik pak altijd een microcontroller die de step up en laden voor mij regelt. Een Seeed Studio XIAO ESP32 of Adafruit Huzzah32 bijv. Ook met Wi-Fi en Bluetooth ingebouwd.

De Huzzah is groter, kan meer aan en het aansluiten van de batterij is makkelijker. De SeeedStudio kleiner maar de batterij moet je solderen aan de achterkant. Handig voor kleinere 3D prints.

Geeft de batterij stroom (wel even een schakelaar er tussen solderen) zal de microcontroller gewoon zoals normaal aan gaan, laden gaat via de usb poort. Stroom moet wel aan staan. 5V komt uit een andere pin als stroom via de batterij gaat, let daar even op.

[ImNotnoa]

Iva Wonderbush schreef op donderdag 28 december 2023 @ 10:05:
Ik doe dit best vaak. Ik pak altijd een microcontroller die de step up en laden voor mij regelt. Een Seeed Studio XIAO ESP32 of Adafruit Huzzah32 bijv. Ook met Wi-Fi en Bluetooth ingebouwd.

De Huzzah is groter, kan meer aan en het aansluiten van de batterij is makkelijker. De SeeedStudio kleiner maar de batterij moet je solderen aan de achterkant. Handig voor kleinere 3D prints.

Geeft de batterij stroom (wel even een schakelaar er tussen solderen) zal de microcontroller gewoon zoals normaal aan gaan, laden gaat via de usb poort. Stroom moet wel aan staan. 5V komt uit een andere pin als stroom via de batterij gaat, let daar even op.

[Afbeelding]

Perfect! Heb je heel toevallig een schakelschema liggen voor zoiets?

[Iva Wonderbush]

Zeker: https://learn.adafruit.com/halo-energy-sword/circuit-diagram

Zij hebben een andere microcontroller gebruikt om te programmeren met Lua. Ik heb gewoon WLED op de Huzzah32 gegooid (ik wilde Bluetooth en Wi-Fi) en klaar.

Bij de XIAO zitten de connectoren voor de batterij op de achterkant en die moet je zelf solderen. Maar schema is eigenlijk hetzelfde.

[ Voor 30% gewijzigd door Iva Wonderbush op 28-12-2023 11:43 ]