厭煩了那些萬(wàn)圣節鬼怪服裝道具？不妨自己動(dòng)手做一件“令人心跳”的萬(wàn)圣節緊身夾克，在彌散著(zhù)鬼怪氣氛的萬(wàn)圣節夜晚“忽悠”一下朋友或陌生人。你身穿這個(gè)緊身夾克，拿一個(gè)特別的聽(tīng)診器放到別人胸口，他馬上就可以在緊身夾克上看到自己的心跳。

 

一件從網(wǎng)上購買(mǎi)的普通緊身夾克，加上一些花哨的電子玩具和無(wú)線(xiàn)控制器，足以讓人心跳! 下面我們就來(lái)詳細講解其制作過(guò)程，屏住呼吸喲。

 

 

 

下面是所需的文檔，有興趣自己動(dòng)手嘗試的朋友可以參考。

 

 

 

首先是通過(guò)一個(gè)ATmega168微控制器來(lái)控制EL線(xiàn)的開(kāi)和關(guān)。 EL線(xiàn)供電需要125V AC，頻率在425Hz。這有點(diǎn)古怪，因為這個(gè)電壓很高，并且頻率要求也比較詭秘，但電流又很小。你可以自己設計一個(gè)電路來(lái)實(shí)現，當然直接購買(mǎi)一個(gè)DC-AC逆變器就更省事啦。

 

安全提醒：雖然從逆變器輸出的125V/425Hz電壓不至于讓人觸電，但也足以令你手指發(fā)抖，所以最好注意別觸到交流連接線(xiàn)。

 

 

將AC轉換器接到EL線(xiàn)，燈馬上就亮了。用什么控制控制EL線(xiàn)的開(kāi)和關(guān)呢？自然是TRIAC！這種三端雙向交流開(kāi)關(guān)用于控制AC電源的開(kāi)關(guān)再合適不過(guò)。我在Digikey上找到了便宜的MAC97A4GOS-ND，其TO92通孔容易焊接，標稱(chēng)值為0.6A /200V。 哇塞！沒(méi)想到我們可以達到那么高的電壓。

 

 

DC-AC轉換器的輸入電流讀數如下：

 

 

無(wú)負載狀態(tài)下使用轉換器也沒(méi)有問(wèn)題，接通EL線(xiàn)時(shí)電流約為25mA(DC)。EL線(xiàn)長(cháng)度不同，消耗的電流也不同，但其功耗基本上與LED相當。

 

接下來(lái)就要實(shí)現緊身夾克和聽(tīng)診器之間的無(wú)線(xiàn)信號傳輸。我選擇的芯片型號是Nordic的nRF2401A，因為我對Nordic情有獨鐘。這種低功耗、低成本的IC非常適合簡(jiǎn)單的信號傳輸，例如“心跳”。從聽(tīng)診器發(fā)送出的信號是低數據速率(我們只需4字節)和低帶寬(大約4個(gè)字節X70次/分鐘)的無(wú)線(xiàn)信號?，F在回想起來(lái)，我應該選用nRF24L01型號，它比nRF2401A更容易使用，具有更好的參數規格。

 

 

最初，我在同一個(gè)面包板上使用了兩個(gè)無(wú)線(xiàn)收發(fā)器，以便我可以確信發(fā)送和接收正常。不過(guò)最終我縮減到少數幾個(gè)nRF庫，效果一樣好。

 

 

我設計了兩個(gè)PCB：EL控制器和聽(tīng)診器發(fā)射器。

 

 

(注：我們現在使用現成的產(chǎn)品EL Sequencer來(lái)實(shí)現這些功能)

 

上圖的PCB板沒(méi)帶RF和TRIAC， EL Sequencer接收RF觸發(fā)信號并控制EL線(xiàn)，最多可以控制6個(gè)獨立通道。

 

在我們的設計中，每個(gè)通道都是由同心的心形EL線(xiàn)構成?，F在這個(gè)PCB布局看起來(lái)很糟，不過(guò)我們的主要目標是展示如何利用TRIAC，讓微控制器來(lái)控制EL線(xiàn)。

 

 

我們通過(guò)連接器來(lái)傳輸高壓(HV)交流電， 當EL_E引腳變?yōu)楦唠娖?3.3V)時(shí)，TRIAC導通，AC電流流入和流出EL線(xiàn)，讓它亮起來(lái)。一定要為T(mén)RIAC增加一個(gè)限流電阻， 1k就夠了。

 

置入聽(tīng)診器的RF板必須盡可能小，它由一個(gè)小型鋰聚合物電池供電，只是用來(lái)讀取麥克風(fēng)上的模擬電平信號以捕捉心跳，然后將信號無(wú)線(xiàn)傳輸給緊身夾克上的接收器。

 

 

我們看到，除了EL Sequencer，還有LiPo電池、轉換器電源、交流輸出，以及一條EL線(xiàn)?，F在來(lái)測試一下，讓EL Sequencer控制一條EL線(xiàn)。

 

 

成功了!

 

 

 

接下來(lái)就是用EL線(xiàn)制作出五個(gè)心形圖案。 這需要花點(diǎn)功夫，如果你從來(lái)沒(méi)有搞過(guò)EL線(xiàn)，就耐心跟著(zhù)下面的步驟來(lái)吧。在動(dòng)手之前，要先考慮如何將EL線(xiàn)連接到控制器上。我建議使用JST 2針的摩擦連接器，采用這種JST連接，可以快速方便地從衣服上拆除EL線(xiàn)和控制器。

 

 

 

 

圖片中可能看不太清，EL線(xiàn)有一個(gè)磷質(zhì)內芯(上圖中的粗白線(xiàn))，像頭發(fā)絲一樣的細線(xiàn)纏繞在內芯上。如果剝線(xiàn)的時(shí)候太用力，可能會(huì )切斷(或損壞)這些細線(xiàn)。 我建議使用EL剝線(xiàn)器，即便這樣也需要練習一下。

 

 

 

使用一個(gè)小刀從內芯刮去熒光粉，從上圖可以看到有兩根像頭發(fā)絲一樣的線(xiàn)。

 

 

 

為防止出錯，我用紅線(xiàn)連接所有內芯，用黑線(xiàn)連接所有發(fā)絲。切記：在焊接之前務(wù)必先給紅線(xiàn)和黑線(xiàn)套上熱縮管！ 我在焊接時(shí)用膠帶來(lái)固定所有東西，一切都很順利。

 

 

 

小心翼翼地焊接發(fā)絲線(xiàn)。 我把發(fā)絲裹在黑色的實(shí)芯線(xiàn)上，用小刀刀刃讓發(fā)絲強制到位。

 

 

焊接好后，就要開(kāi)始熱縮了。

 

 

請注意，每根線(xiàn)都是熱收縮的，這有助于固定發(fā)絲，并且可將內芯連接頭與發(fā)絲連接頭很好地隔離開(kāi)來(lái)。我使用加熱槍比較便宜，但總是好過(guò)火柴或打火機的。

 

 

 

 

最后再加一層熱縮護套將顯著(zhù)增加連接的牢固性。這樣的連接看似脆弱，但這些年來(lái)我都是這樣做的，很管用。在我記憶中曾經(jīng)有過(guò)一次失敗的連接，那是第一次做，確實(shí)沒(méi)做好。不過(guò)稍微練習一下，就可以制作出很棒的EL線(xiàn)連接。

 

好了，現在再重復這個(gè)步驟四次，做五個(gè)心形EL線(xiàn)。這有點(diǎn)痛苦，而且相當慢，但是一旦完成，我就“有心”了！

 

 

我為緊身夾克編程設置了DEMO模式，在沒(méi)有收到心跳信號的狀態(tài)下處于演示模式，這時(shí)的心跳頻率是變化的。

 

這是夾克內部，有LiPo電池、AC轉換器、ELSequencer，以及與EL線(xiàn)連接的一堆線(xiàn)。

 

 

用手持式Buttoneer將EL線(xiàn)固定在緊身夾克上。

 

 

 

下面要連接聽(tīng)診器了。我又從網(wǎng)上淘了個(gè)便宜貨。

 

 

我在Digikey上找了一個(gè)最小的駐極體麥克風(fēng)。很遺憾我忘了它的型號，但它看起來(lái)確實(shí)不錯。

 

 

把電線(xiàn)焊到這個(gè)小家伙身上。請用膠帶固定好麥克風(fēng)，我使用30AWG的繞線(xiàn)將電線(xiàn)穿過(guò)聽(tīng)診器的柔性管。

 

 

如果太用力，聽(tīng)診器的頭會(huì )從管子脫落。我收到這個(gè)便宜的聽(tīng)診器時(shí)它的隔膜蓋就沒(méi)有擰緊，所以我只好用小的熱縮管將電線(xiàn)捆扎在一起。

 

 

 

搞定啦!

 

 

 

將頭重新裝回到管上，然后將麥克風(fēng)線(xiàn)連接到RF聽(tīng)診板。

 

 

我使用改裝的麥克風(fēng)板來(lái)放大音頻信號。熱膠將30AWG電線(xiàn)固定到位。放大的信號送入ATmega168芯片的ADC中。我必須將電子部件部分暴露在外，這樣才方便給電池充電，或者打開(kāi)和關(guān)閉電路板。

 

 

講真，麥克風(fēng)輸入其實(shí)很難拾取心跳的振動(dòng)音。但這個(gè)設計的效果令人震撼！因為在公眾場(chǎng)合，大多數人對閃爍的夾克更感興趣，而不在意聽(tīng)診器的功能是否可行。

 

明年的萬(wàn)圣節，你準備做一件這樣的夾克嗎？

 

本文轉載自電子技術(shù)設計。

 

 





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