本文作者：立創開源硬件平臺 OSHWHub 用戶@威利旺卡，禁止商用，未經許可禁止轉載，點擊查看原文章

1、工程簡介

這是一個（設計上）可以（實際上不能）轉動的發光“摩天輪”玩具。

• 發光部件使用WS2812D-F8幻彩燈珠，每顆燈珠都能實現256級RGB亮度調節；

• 轉動部件采用24byj-48步進電機（然而實際上轉不動，只能作為裝飾）；

• 控制部件采用esp-12f模組，這是一個基于esp8266 WiFi物聯網MCU的模塊，價格十分美麗，支持Arduino編程，同時支持接入WiFi通過手機APP控制。

  

2、軟硬件參數

• 電源輸入 DC 12V （幻彩燈珠最高亮度下）至少有1.5A的帶載能力，DC5.5*2.1接口

• 轉動部件 四相五線步進電機

• 按鈕 2個按鈕：復位按鈕（靠近銅柱）、編程/用戶自定義按鈕（遠離銅柱）

• 指示燈 3個LED指示燈：電源指示燈（靠近電源輸入口，紅色）、用戶自定義指示燈（靠近編程按鈕，紅色）、保留指示燈（位于WiFi模組上，藍色，未使用）

• 物聯網 支持IEEE 802.11 b/g/n ，僅支持2.4GHz WiFi ，可自己創建WiFi熱點，亦可連接現有WiFi網絡

• 開發環境及固件 使用Arduino IDE 開發的Arduino 應用程序

3、原理圖介紹

1.電源部分

使用DC-DC將 DC 12V輸入轉換為供LED燈和（轉不起來的）步進電機的DC 5V，以及供MCU的3.3V。

2.控制部件

使用ESP12F模組 ，同時控制（轉不起來的）步進電機和LED，也能實現物聯網功能。

3.步進電機

使用ULN2003達林頓晶體管驅動24BYJ-48 步進電機，然而實際上阻力太大并不能轉起來，后續將考慮升級42/57步進電機。

4.LED

使用60顆WS2812D-F8幻彩LED燈珠組成摩天輪的輪盤。

  

4、PCB介紹

1.摩天輪 輪盤 Wheel

• 外輪盤 Wheel(Outer)用于發光、顯示動畫，它由4塊相同的10*10(cm)扇形組成一個20*20(cm)的超大圓環，每個扇形有6+9共15顆LED，整個輪盤有24+36共60顆LED。

• 內輪盤 Wheel(Inner)用于連接外部輪盤。

• 4個外輪盤和1個內輪盤相互拼接，共同組成整個輪盤。

2.支撐部件 Support

• 上支撐部件 Support(Part1) 用于固定步進電機，步進電機的轉子與輪盤相連。

• 下支撐部件 Support(Part2) 用于連接底板與上支撐部件。

• 上支撐部件和下支撐部件相互拼接，共同組成整個支撐部件。

3.底板 Bottom

上底板 Bottom(Part1) 沒有任何電氣功能的裝飾板，遮蓋下底板中的元器件，同時支撐部件。

下底板 Bottom(Part2) ，本項目中幾乎所有的電氣功能均在此，包含電源、LED/步進電機驅動器、控制部件及其調試接口。

上底板和下底板通過M3銅柱連接。

  

5、安裝步驟

1.組裝輪盤

將4塊外輪盤PCB和1塊內輪盤PCB的底層朝上，然后把連接點焊接起來，共同組成一塊巨型PCB。

然后焊接WS2812D-F8燈珠，注意R18和R19兩個電阻焊點，正確地組合它們將決定下一個被點亮的LED位置。

2.組裝支撐部件

將步進電機安裝到上支撐部件上（由絲印的方向），然后上支撐部件板上三個孔分別塞一顆M3螺絲，十字或一字部分朝輪面方向，把它們焊死，最后長的那部分安裝一個直徑4mm 長度10mm的彈簧。

下支撐部件稍后組裝。

3.組裝底板

焊接下底板全部元件（推薦使用SMT），建議焊接電源部分后先測量一下5v和3.3v端輸出電壓，以免造成不必要的麻煩，務必接上串口調試線。

將下支撐部件的底部焊盤焊接到下底板的對應位置上，然后它的頂部穿過上底板（LOGO朝上）的孔，使用M3螺絲和銅柱固定住兩塊底板，最后將上支撐部件和下支撐部件焊在一起。

  

6、固件燒寫

1.安裝開發環境

請自行安裝Arduino IDE和ESP8266開發環境（具體方法請自行上網搜索）。

2.寫入固件

通電，串口調試線接USB轉串口模塊（請自備），燒寫前先按住編程按鈕（不要松手）再按下復位按鈕，待ESP-12F模組自帶的藍色LED閃爍后方可松手，才能使模組進入燒寫固件模式，使用Arduino自帶的燒寫方式，燒寫完成后需要手動復位模組。

3.開始玩耍

幻彩LED應該會顯示動畫，按編程按鈕（與用戶自定義按鈕合二為一）可切換動畫。示例代碼中共有4款動畫，更多更好玩的效果敬請自由探索。

7、電路設計欣賞

  

  

原理圖（點擊進入立創EDA編輯器打開）

PCB圖（點擊進入立創EDA編輯器打開）

  

3D圖

更多詳情及附件，可從原工程查看。

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