我是爱好项目的忠实粉丝。我认为，拥有一件你想要做的新“事情”，是开始学习如何去做这件事的最好方法，这不仅可以让你忘记世间的辛劳、烦恼和磨难。

以将一种新的编程语言添加到您的命令库为例。做到这一点的一种方法是费力地阅读语言参考手册(打哈欠)。另一种方法是提出一些你希望用这种新语言编码的算法或任务，然后研究如何实现这一目标。当然，我并不是说阅读语言参考手册是一个坏主意，只是说它不是工具箱中唯一的工具。

最近，我的朋友亚当·泰勒和我在“如何得到一份工程工作并保住它”的主题下写了一篇三重奏专栏。在第1部分在这本书中，我们重点讲述了高中、学院和大学通往工程职业生涯的前奏。在第2部分，我们思考了如何制作一份简历(又名curriculum vitae，通常被称为CV)，以及被面试的乐趣。在第3部分，我们仔细思考了一个人如何保住自己的工作，如何在工作中成长，如何发展自己的职业。

作为这个活动的一部分，我们请我们的工程师朋友分享他们的想法，令人惊讶的是，爱好项目的话题经常出现在谈话中。例如，如果某人是第一次去面试，那么他们以前的工作经验可能有限，但他们总是可以谈论他们创建的爱好项目以及他们在工作中学到的东西。事实上，其中一个家伙说，当他开始工作的时候(大约20世纪70年代)，他经常拍一组照片来展示他所创造的东西，这有助于他与其他竞争者区分开来。

就我个人而言，我习惯性地有许多爱好项目(有一天，我希望能真正完成一个或多个小流氓)。这些小美女中的许多都有一种蒸汽朋克的外观和感觉，因为我是时代错误的复古未来主义蒸汽朋克美学的忠实粉丝(试着快速地说十遍)。

举个例子，我将自己的“Awesome Audio-Reactive Artifact”设计成一个小型、廉价且令人愉悦的伪古董装饰手提箱，带有一点蒸汽朋克的气息。首先，我拿了一堆废弃的真空管，把它们底部的引脚剪下来。接下来，我画了一块3/16“胶合板哑光黑色，钻孔进入它，并附加环氧树脂管。在灯管下面，我以WS2812B设备(又名NeoPixels)的形式连接了145个三色led。然后我添加了一个麦克风，一个简单的音频频谱分析仪芯片和Arduino Uno。当这个神器对环境声音或音乐做出反应时，任何将魔法球投射到这个小美人身上的人都会发出“哦”或“啊”的声音(有时两者都有，但不是同时)。

来见见我的Awesome音频反应神器(图片来源:Max Maxfield)

所有这些都导致了我目前的项目，它是基于——信不信由你——对21段显示器的现代解释，这些显示器是在维多利亚女王统治她所调查的一切的时代构思出来的。

这一切都源于我的两个朋友——保罗·帕里(Paul Parry)坏狗设计)，史蒂夫·曼利(Steve Manley)遇到了一个名为Smartsockets．正如该组织网站上所说，“智能插座是一种驱动多段字母数字显示的软件和硬件系统。最初用于数码管，版本也适用于VFD管和led。智能插座是通用的设备专用控制器，旨在使多个元素可视化显示的实现易于创建。”

据我所知，该小组的一位主持人约翰·斯莫特(John Smout)碰巧遇到了他这项专利这是乔治·拉斐特·梅森在1898年提交的21段展示，也就是我写下这些文字的123年前。最初的显示器使用了21个小白炽灯泡——每段一个——由一个复杂的机电开关控制，该开关根据需要激活一组片段来代表不同的字符。

图片来自乔治·拉斐特·梅森的原始专利申请。

Smartsocket小组的成员计划使用各种技术创建他们自己版本的这些显示器。关于它们的实现，主要的一点是每个显示器都有自己的PIC微控制器，这就是Smartsocket绰号中的“Smart”部分的起源。相比之下，保罗、史蒂夫和你的孩子们更喜欢用一个arduino兼容的微控制器来驱动我们的显示屏。结果，这两个小组在实现方面产生了分歧，尽管每个人都让其他人了解正在发生的事情。

特别是Steve，在创建3D模型方面做了一些出色的工作，我们可以使用3D打印机创建“外壳”来容纳显示器，也可以创建一个拥有35个三色WS2812B led的印刷电路板(PCB)。每个人物宽50毫米，高64毫米。几个月前，史蒂夫创建了一个深入的视频列举了各种各样的实验以及他当时所取得的成就。

3D外壳和电路板(图片来源:Steve Manley)

史蒂夫很好心地为我提供了10个pcb和设计文件，让我3D打印10个外壳，这样我就可以构建自己的10个字符显示器。我选择十个字符的原因是我看到了一个有趣的文章和视频从2007年开始，展示了Matt Gorbett基于V1 Smartsocket实现创建的一幅文字艺术作品。

马特的想法是，路过的人可以用四个电位器指明“我****你”短语中缺少的四个字母的单词。一段时间后，系统将开始交换这个4个字母单词中的单个字母，以生成发人深省的替代选项。

我喜欢这个概念，但我不想限制自己，所以我决定为我的每个角色配备一个电位器。此外，史蒂夫和我都喜欢黄铜面板的外观，所以他制作了一些3D模型，如下图所示。

用于10个字符显示器的黄铜板3D模型(图片来源:Steve Manley)

说实话，我不确定我们是否能够实现这些面板，因为相邻段之间的条带只有0.7毫米宽。幸运的是，我的好朋友凯文·麦金托什(Kevin McIntosh)激光小屋他有一个巨大的激光，虽然他不是一个吹牛的人，而且我们都知道，重要的不是你的激光有多大，而是你如何使用它。不管怎样，凯文成功地用亚克力为我们剪出了一些假黄铜面板，它们是如此大胆地棒，以至于它们让我的眼睛(高兴地)流下了一点眼泪。

除了显示文本信息，这些显示器还可以用来呈现迷人的灯光秀。我们甚至可以让显示器对声音做出反应，就像我们在本专栏开头讨论的音频反应工件一样。

关于之前展示的电路板，你是否注意到一些部分拥有两个三色led ?好吧，这让我想到我们可以把led想象成环形，并用这些环形来显示从中心辐射或聚集的光的波纹。这种效果可以有多种用途，包括从一个短语过渡到另一个短语。在我勾勒出这个草图后，我和史蒂夫谈了谈，但事实证明他走在了我前面。另一方面，我们很快发现我们提出的实现略有不同，如下所示。

定义led环的替代方法(图片来源:Max Maxfield)

由于我仍在构建我的显示器的过程中，Steve运行了一个快速测试，如图所示这个视频．史蒂夫告诉我，在现实世界中，这些实现之间有一个微妙的区别，这在视频中并不明显。我迫不及待地想创建自己的测试，亲眼看看。

说到亲眼所见。Steve和我在过去创建自己的类似项目时遇到的一个问题是，我们在微处理器、实时时钟(rtc)、音频编解码器等方面都走了自己的路。这样做的主要缺点是我们不能轻松地来回共享代码。如果我们能够创造新的效果，并能够分享它们，并看到它们的作用，那将会更有效。

为了促进这一点，我们正在努力创建一个通用的控制板。当我说“我们”时，史蒂夫已经完成了大部分工作，我偶尔提供一些(希望有用的)建议。例如，在他最初的测试装置中，史蒂夫开始使用teeny - lc(32位48 MHz Arm Cortex-M0+， 62 KB Flash和8 KB RAM)上的一个缓冲引脚来驱动他的所有数字PRJC电子．由于我们的显示器有10个字符，每个字符有35个NeoPixels，这意味着总共有350个NeoPixels，这需要大约11 ms(毫秒)来上传。如果我们假设额外的9 ms来执行任何计算，这将导致每个周期总共20 ms，这将刷新率限制在50 Hz。

这样够好吗?可能。我们满足于“足够好”吗?当然不!因此，我极力推荐我们使用Teensy 3.2微控制器(32位72 MHz Arm Cortex-M4, 256 KB Flash和64 KB RAM)或Teensy 3.6微控制器(32位180 MHz Arm Cortex-M4, 1 MB Flash和256 KB RAM)。这两个小scamps都支持PRJC的Octo库，它允许同时加载8串WS2812 led。就我而言，我更喜欢tenensy 3.6，因为除了它的时钟速度更快和内存更大之外，它还拥有大量的模拟和数字输入/输出(I/O)引脚。

如果我们使用五个字符串，每个字符串驱动两个字符(70个led)，那么上传时间将减少到2毫秒多一点。更好的是，使用Octo库的上传是使用片上直接内存访问(DMA)引擎执行的，该引擎在后台工作，使处理器可以自由地进行计算。因此，这将我们的最大刷新率提高到惊人的(理论上的)500 Hz。哦——闪闪发光!(实际上，我们计划使用100hz的刷新率。)

新控制板的3D模型(图片来源:Steve Manley)

另外，观察5个瞬时按钮开关，我们将使用它们来执行设置实时时钟和控制各种显示模式等任务。还有头部引脚，将允许5个以上的开关并联连接，这些额外的“向外”开关可以安装在机柜上。

您可能还记得，我写了一个9部分的系列开关反弹的终极指南于是我立刻问史蒂夫，他打算如何让他的开关脱线。嘿!事实证明，他使用的是旧的方法，“等待第一个活动边-然后等待30毫秒，看看开关是否仍然被按下-如果是，做任何我们想做的事情-最后，进入一个紧密的循环(从而防止任何其他事情发生)，等待开关被释放”。我立即建议我们增加一个6通道LS119-S开关反弹ICLogiSwitch．除了消除任何开关反弹，该设备还拥有一个独特的单线握手协议，它允许微控制器清除开关事件，并转移到更重要的事情(请参阅开关反弹的终极指南:第6部分）.

这里要讲的东西太多了。可以说，这个控制板被设计成安装在显示器的后面，横跨三个字符“插槽”。它将接受一个迷你3.2或3.6。它拥有一个实时时钟和备用电池，还可以选择添加一个音频编解码器芯片来处理声音，以及一个Seeeduino XIAO处理器来处理来自红外控制器的通信(XIAO的位置在板的右边缘)。

不用说，史蒂夫和我在这个项目中使用的板子将是满载的。提供各种选项的原因是，该板将来能够驱动多个项目，而这些项目可能不需要所有这些功能。另一方面，未来的一些项目可能需要额外的特性和功能。因此，除了一个单独的配电板，史蒂夫还在研究一个具有增强面包板占地面积/布线方案的原型板。

下面的图片显示了打印在卡片上的三块板子的模型，并连接到史蒂夫早期的一个显示器的后面。从左到右，我们看到配电板(占据一个“槽”)，主控板(三个“槽”)和原型板(四个“槽”)。我说“早期展示”的原因是，这张图片显示了10个原始的3D打印外壳，这是我拥有的。史蒂夫随后为他的最新展示创造了新的外壳。这些更新后的外壳更宽一些，从而使角色之间的距离更大一些，Steve认为这样更美观。这也解释了为什么电路板上的一些连接孔呈现为细长的槽，从而允许电路板连接到使用史蒂夫的新外壳和我的旧版本创建的显示器上。

连接到旧显示器后面的三块板的模型(图片来源:Steve Manley)

我已经对原型板有想法了。比如，在我的专栏里mems运动和方向传感器入门，我介绍了9DOF融合分岔板(BOB)来自Adafruit。这款BOB采用博世BNO055传感器。除了3轴加速度计、3轴陀螺仪和3轴磁力计外，BNO055还包括32位Arm Cortex-M0+，它可以执行传感器融合，并以一种你可以使用的形式向你展示数据，而不会让你的大脑从耳朵里漏出来。

事实上，你可以看到这个视频，我已经在我的12×12乒乓球数组中添加了一个这样的传感器，在那里它允许我通过简单地倾斜数组来围绕数组“滚动”一个像素。我在这里提到这个的原因是，我计划在我的10个字符21段维多利亚式显示器的原型板上添加一个这样的传感器，这样我就可以通过简单地倾斜显示器来“滑动”文本信息。

我担心我在这个专栏里呆得太久了，尽管我实际上只触及了我想谈论的无数话题。所以，我把这个留给你们。如果您想在未来的专栏中听到更多关于这个项目的进展，现在就说出来(发表评论)，或者永远保持沉默。除非有人(人越多越高兴)说:“好的，我非常乐意了解这个惊人的项目”，否则我就会守口如瓶。那么，你说呢?

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