Spooky Fading LED Eyes: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Używanie mikrokontrolera, takiego jak Arduino, do wygaszania diody LED nie zawsze jest najlepszą opcją. Czasami potrzebujesz prostego obwodu o niskim poborze mocy, który można wbudować bezpośrednio w podporę, jednocześnie pracując na baterii przez wiele tygodni.

Po przetestowaniu około tuzina prototypów opracowałem ten obwód, który działa niezwykle dobrze i jest łatwy do wdrożenia, dostrojenia i osadzenia w prawie wszystkim. Obwód ten będzie działał na zaledwie 3,5 V, co czyni go idealnym rozwiązaniem do baterii litowo-jonowej, 5 V USB, ogniwa guzikowego lub małego zestawu baterii AA.

Dodatkowym bonusem jest użycie wszystkich standardowych komponentów, które prawdopodobnie już masz w swoich wylosowanych zapasach.

Zacznijmy.

Kieszonkowe dzieci

To są standardowe materiały, które są potrzebne do tego projektu

• 555 układ scalony timera (albo bipolarny lub CMOS)
• Rezystory (100k, 45k, 10k, 1k i 220)
• Kondensatory (1000 lub 1200uF, 100uF i 0,1uF [opcjonalnie])
• Diody LED (5mm lub 3mm)
• Dioda (dowolna się nada, ja użyłem 1N4007)
• Tranzystor NPN (każdy będzie działał, użyłem 2N2222)
• Pakiet baterii co najmniej 3,5V (użyłem litowo-jonowego 18650)
• Deska do krojenia chleba
• Przewody

Aby zbudować trwałe rozwiązanie, przylutuj obwód do kawałka płytki perforowanej za pomocą:

• Lutownica
• Lut (to mój ulubiony lut)
• Deska perforowana (użyłem 4cm x 6cm)

Krok 1: Obwód

Obwód składa się z dwóch głównych części - obwodu "timera 555" i obwodu "zanikania LED".

Po pierwsze, obwód czasowy 555:

Jest to standardowy obwód czasowy 555, który wykorzystuje dzielnik rezystorowy 45k i 100k wraz z kondensatorem 100uF do generowania 3-4-sekundowego cyklu przy 50% cyklu pracy. Cykl pracy 50% jest ważny dla uzyskania dobrego czasu pojawiania się i zanikania.

Możesz jednak dostosować to do swoich potrzeb. Na przykład chciałeś bardzo powolnego mrugnięcia, które może potrwać nawet minutę.

Po drugie, obwód zanikania i zanikania:

Korzystanie z tranzystora NPN (2N2222 działa świetnie) pozwala nam uruchomić tyle diod LED, ile jest w stanie obsłużyć nasza moc. Timer 555 ma ograniczony prąd wyjściowy do pinu 3 i dobrym pomysłem jest sterowanie diodami LED przez tranzystor.

W tej części obwodu używamy rezystora 10k, aby powoli ładować i rozładowywać kondensator o dużej pojemności – zadziała albo 1000uF, albo 1200uF. Gdy pin wyjściowy 555 jest wysoki, kondensator powoli ładuje się i powoli włącza tranzystor, który włączy diody LED. Gdy pin wyjściowy 555 obniży się i pochłonie prąd przez timer 555, kondensator zacznie się powoli rozładowywać, powodując powolne zanikanie diod LED.

Chociaż jest to prosty projekt obwodu, jest bardzo płynny i skuteczny.

Po trzecie, fotorezystor do włączania obwodu w nocy (opcjonalnie)

Ta część jest całkowicie opcjonalna, ale jeśli chcesz, aby obwód włączał się w nocy i wyłączał w ciągu dnia, aby oszczędzać energię, dodaj to do ostatecznego projektu.

Użyj POT, aby dostosować próg światła dla światła włączania/wyłączania potrzebnego do włączenia obwodu.

Po czwarte, moc (opcjonalnie)

Moja ostateczna wersja będzie zawierała płytkę drukowaną (PCB). A dzięki płytce drukowanej będę miał wiele opcji zasilania obwodu, w tym zacisk śrubowy baterii i gniazdo mini lub micro-USB. Zawsze dobrze jest pomyśleć o wszystkich sposobach wykorzystania końcowego obwodu podczas budowy płytki drukowanej.

Zaprojektowanie ostatecznej płytki PCB może być świetną zabawą i sprawia, że budowanie kilkunastu takich obwodów jest dziecinnie proste.

Krok 2: Wersja płyty do krojenia chleba

Zawsze buduj wersję płytki prototypowej, zanim zdecydujesz się na lutowanie ostatecznej wersji na płytce perforowanej. Na tym etapie możesz łatwo dostosować dzielnik rezystora timera 555, dwa kondensatory taktujące, a także sprawdzić napięcie wejściowe, aby upewnić się, że taktowanie jest odpowiednie dla twojego projektu.

Na przykład, jeśli chcesz uruchomić ten obwód z zasilacza 9 V lub 12 V, zauważysz, że kondensatory ładują się zbyt szybko, a diody LED zbyt szybko się ładują. Wyreguluj obwód, zwiększając wartości rezystorów w celu kompensacji.

Jedną z opcji przyspieszenia fazy testowania byłoby użycie potencjometru między pinami 8, 7 i 6 timera 555. Umożliwi to szybkie wybranie żądanego czasu włączania i wyłączania. Użyj potencjometru 200k, jeśli go masz, w przeciwnym razie zadziałałby 100k lub 500k.

Po znalezieniu idealnego czasu, użyj multimetru do zmierzenia rezystancji między pinami 8 i 7 oraz 7 i 6. Zlokalizuj rezystor najbliższy tym dwóm pomiarom i przetestuj je na płytce stykowej, zanim przejdziesz dalej.

W moim przypadku dokonałem wielu korekt, zanim zdecydowałem się na dzielnik napięcia 47k i 100k w moim ostatecznym projekcie.

UWAGA: jeśli obrócisz potencjometr do końca w dowolnym kierunku, spowodujesz zerową rezystancję (zwarcie) na stykach 7 lub 6. Pamiętaj o tym podczas testowania.

Krok 3: Płytka prototypowa

Zawsze kończę swoje projekty płytką lutowniczą, albo na kawałku płytki perf (jak pokazano tutaj) albo z płytką drukowaną (PCB). Posiadanie wersji lutowanej sprawi, że projekt będzie bardziej solidny, mniej podatny na luzy i będzie wyglądał bardziej profesjonalnie podczas pokazywania go znajomym.

Do tego projektu użyłem kawałka płytki perforowanej o wymiarach 4 cm x 6 cm do przylutowania końcowego obwodu. Jak widać, istnieje wiele przewodów, które sprawiają, że projektowanie jest mylące. Jednak zanim zobowiążę się do wykonania tuzina płytek drukowanych, chciałem się upewnić, że ostateczna wersja będzie zachowywać się zgodnie z oczekiwaniami, co się udało.

Zawsze używaj złącza lub zacisku śrubowego podczas podłączania diod LED i baterii. Możliwość odłączenia płyty znacznie ułatwi debugowanie wszelkich pojawiających się problemów. Gotowe złącza i terminale są bardzo tanie i pozwolą Ci zaoszczędzić później ogromnego bólu głowy.

Po zakończeniu ostateczną deskę można przymocować do wnętrza rekwizytu za pomocą gorącego kleju lub taśmy dwustronnej.

UWAGA: Jeśli podpórka, do której dodajesz diody LED, jest plastikowa, możesz użyć gorącej lutownicy do stopienia otworów na diody LED. Zrób otwory nieco mniejsze niż diody LED, aby uzyskać ciasne dopasowanie. Zwykle łatwiej jest włożyć diody LED z zewnątrz, niż próbować bawić się nimi przez wnętrze małego rekwizytu, co pokazał jej mój szczur.

Krok 4: Produkt końcowy

Teraz możesz dodawać wolno zanikające diody LED do WSZYSTKICH swoich projektów.

Przy 4,2 V obwód ten pobiera około 6,5 mA przy użyciu dwubiegunowego timera 555 i 2 diod LED z rezystorami 200 omów. Dzięki temu idealnie nadaje się do pracy z jednym akumulatorem litowo-jonowym, takim jak 18650.

Przy 6,5 mA, jeśli używasz go 24 godziny na dobę, powinien działać przez około 25 do 26 dni, zanim bateria spadnie poniżej napięcia odcięcia. Aby uzyskać jeszcze dłuższy czas pracy, dodaj opcjonalny obwód, który wyłącza blaknięcie w ciągu dnia lub użyj większego rezystora na swoich diodach LED (zwiększ rezystor z 200 omów do 470 omów lub nawet 680 omów).

Mam nadzieję, że podobał Ci się ten projekt. Jeśli stworzyłeś wersję, kliknij przycisk „Zrobiłem to” i zostaw zdjęcia i filmy swoich blaknących oczu.

Krok 5: Zamów teraz płytki drukowane

AKTUALIZACJA: Po kilku opóźnieniach i poprawkach płytki PCB są TERAZ dostępne na Tindie za jedyne kilka dolców. Więc zamów tyle, ile chcesz.

www.tindie.com/products/bluemonkeydev/spooky-fading-eyes-board/