זה חייב להיות כחול ולבן, זה חייב להיות מעולם המייקינג, וכמיטב המסורת – זה חייב להיעשות ברגע האחרון, כלומר בלחץ זמן, עם רכיבים וחלקים שכבר יש בהישג יד כי אין זמן להזמין חדשים. אז קבלו אותו – רוטור אורות מסתובב, על בסיס "מטאור לדים" סיני.
עלייתו ונפילתו של המטאור
אי-שם בעשור הקודם, כשכל מוצרי האלקטרוניקה בעליאקספרס עדיין נראו מגניבים וזולים ומבטיחים, הזמנתי סט של LED Meteor lights. אלו הם צינורות פלסטיק שקופים עם PCB צר וארוך בפנים, שכאשר מחברים אותם לחשמל הם מריצים במחזוריות אורות לבנים, שממרחק גדול ועם הרבה דמיון אפשר לראות בהם מין כוכב נופל איטי.
בבחינה מקרוב גיליתי שחוץ מ-18 לדים פשוטים, הרכיב היחיד בכל מטאור כזה הוא מיקרו-בקר אנונימי בעל 8 פינים. אין אפילו נגדים: המיקרו-בקר מתפעל את הלדים בשיטת Charlieplexing ומסתמך על מגבלות החומרה של עצמו כדי לווסת את הזרם החשמלי. קשה לעשות האקינג מעניין לכזה מוצר בלי לשנות כמעט את כולו מהיסוד, ובתור דקורציה הוא ממצה את עצמו מהר מאוד, אז הסט שקניתי נשלח לאחסון עמוק ומאובק – עד שנזכרתי שעוד מעט יום עצמאות וכדאי לעשות איזשהו פרויקט.
מה עושים
כל מטאור לדים, בפני עצמו, הוא די משעמם, ואם סתם אחליף חלק מהלדים הלבנים בכחולים זה לא יוסיף הרבה. עם מספר מטאורים אפשר בתיאוריה להשיג אפקטים ויזואליים יותר מעניינים, אבל יש בעיה: לכל אחד מהם יש קצב קצת שונה. גם אם אתן לכולם חשמל באותו רגע בדיוק, אחרי זמן-מה הם ייצאו מסינכרון. עבור השימוש הדקורטיבי המקורי שלהם, זהו דווקא יתרון – זה טבעי ויפה יותר כשכל אחד פועל לכאורה באקראי, בזמן שלו ולא כולם יחד במקביל. אבל אני כן רציתי שליטה קצת יותר מדויקת.
הרעיון הלך והתגבש: להכין מין רוטור מסתובב, שכל "להב" שלו הוא מטאור לדים. בקצה כל להב כזה אשים לד כחול שיאיר באופן קבוע, והאורות הלבנים ירוצו לפי איזשהו דפוס מתוכנת-מראש נחמד. זה ייצא טוב בצילום עם חשיפה ארוכה, ואם אצליח לגרום לזה להסתובב מספיק מהר, אפילו בעין.
התאמת המטאורים
השלב הראשון, אם כן, הוא להוסיף לד כחול בקצה כל מטאור, ובקצה השני טרנזיסטור שיאפשר כיבוי והדלקה אלקטרוניים של אפקט האורות הלבנים. רציתי שהכול יישאר בתוך שרוול הפלסטיק המגן, אז עם מברג דק הסרתי את המכסים המודבקים של ארבעה מטאורים, שלפתי את המעגל החוצה וניתקתי את כבלי החשמל המקוריים.
במקום הכבלים הלחמתי טרנזיסטור N-Channel MOSFET למיתוג של חיבור המינוס, רגל מתכת לפלוס, ושני חוטי נחושת דקיקים ארוכים מהפלוס והמינוס אל לד כחול עם נגד.
לפני שהחזרתי הכול לתוך השרוול, הדפסתי בתלת-ממד חוצצים קטנים שימנעו מגע וקצר חשמלי בין הלד הכחול לבין למעגל המקורי.
רגלי המתכת של הפלוס ושל הטרנזיסטור, שהמשיכו לבלוט מקצה השרוול, הולחמו לחתיכות PCB אוניברסלי קטנות שהוספתי להן male headers לחיבור קל בהמשך. הדפסתי עוד ארבעה חלקי פלסטיק שיחזיקו את המטאורים המשופצרים ויעגנו אותם לפלטפורמה המסתובבת.
אלקטרוניקה
לפני שנים הזמנתי Slip Ring, מתקן שמאפשר להעביר חשמל ואותות דרך כבלים מחלק סטטי במערכת לחלק מסתובב. זה יכול היה להיות אידאלי לרוטור המטאורים שלי, אבל איבדתי את הטבעת הזו (או אולי מסרתי אותה למישהו כי לא היה לי שימוש בשבילה, אני כבר לא זוכר). אין זמן להשיג חדשה, אז אספקת החשמל צריכה להיות מורכבת על גבי הרוטור עצמו. בחרתי בבית סוללה AA יחיד, בתוספת מעגל Step Up זול שממיר את המתח ל-5V. אגב, המטאורים לא צורכים הרבה זרם – משהו כמו 20mA לכל היותר, כל אחד.
להשלמת האלקטרוניקה הלחמתי מיקרו-בקר ATtiny202 קטן וזול ללוח מתאם ל-DIP, הוספתי גם לו male headers, ובסופו של דבר חיברתי בין כל הרכיבים השונים באמצעות חוטי Wire wrap דקים.
סיבוב
בתחילת שנת הלימודים הדפסתי מתקן מסתובב לצורך הדגמה של משהו לילדים. החלק התחתון של המתקן הזה הוא מעין תלת רגל שמחזיק מנוע 12V עם גיר מובנה, והחלק העליון מורכב ישירות על ציר המנוע:
לקחתי את המתקן הזה, ותכננתי הדפסה חדשה שתתאים לאותו ציר מנוע ושיש בה מקום ללהבים, לסוללה ולאלקטרוניקה. לפי התוכנית, המנוע יקבל חשמל ממקור חיצוני נפרד, ויסובב את הרוטור שיפעל עצמאית. ההדפסה של החלק המרכזי הזה נמשכה ארבע שעות וחצי, במדפסת הוותיקה שלי.
מהירות הסיבוב של המנוע, למרות הגיר שלו, די גבוהה, אבל הנחתי שהרוטור יעמוד בזה. השתדלתי שהרוטור יהיה מאוזן בחינת משקל וסימטריה, וליתר ביטחון עיגנתי את הבסיס של המתקן למשטח רחב וכבד יחסית – כנף של מאוורר תקרה קטן וישן שהיה בדרך לפח.
תוכנה
מדדתי מראש ומצאתי שזמן ה-ON במחזור של המטאור (כלומר, החלק במחזור שבו לד כלשהו מאיר) וזמן ה-OFF, שבו אין שום הארה, הם בערך שנייה כל אחד. אפשר להמציא כל מיני אפקטים של הפעלה וכיבוי מתוזמנים בארבעת הלהבים – כולם ביחד, זוגות, כל אחד בנפרד וכו' – אבל מקוצר זמן בחרתי לתכנת אפקט אחד, שהגעתי אליו אחרי מעט ניסויים: כל מטאור יודלק 360 אלפיות השנייה אחרי קודמו, ויכובה 1.08 שניות אחרי הדלקתו, בסבב אינסופי. התזמון הזה מפיק תבנית נאה של הדלקה מחזורית, בלי רגעים "מתים".
העליתי ל-Pastebin את קוד המקור הקצר והפשוט, למי שרוצה.
לסיום
קוטרו של הרוטור כ-77 ס"מ, הוא מגושם מכדי לצאת איתו לרחוב בערב החג, ואני בספק אם הוא יחזיק מעמד אם אפעיל אותו במאונך לרצפה. אבל עצם זה שהשלמתי אותו בזמן, בלי תקלות ששווה בכלל להזכיר – זה הישג משמעותי בפני עצמו 🙂
יום עצמאות שמח!