Twinkle_night_lights: 5 kroków (ze zdjęciami)

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

Ten projekt to automatyczny licznik aktywowany światłem, który ożywa po zmroku i przełącza diody LED w sekwencji binarnej. Ponieważ diody LED są swobodnie okablowane, można je umieścić w dowolnej kolejności, aby podświetlić element, do którego są przymocowane.

Obwód ma projekt PCB, który został stworzony w EagleCAD i wyprodukowany jako OSHpark, chociaż obwód mógł zostać zbudowany na Veroboard z elementami przewlekanymi.

Obwód zostanie następnie wykorzystany do oświetlenia drukowanego obiektu 3D.

Kieszonkowe dzieci

EagleCAD

PCB lub Veroboard do montażu elementów przewlekanych.

BlokiCAD

drukarka 3d

Przezroczyste włókno

Krok 1: Opis obwodu

Obwód składa się z oscylatora wykonanego za pomocą timera ICM7555 skonfigurowanego w trybie Astable. Częstotliwość oscylacji można regulować za pomocą rezystora zmiennego 500k, dając zakres częstotliwości od 1,5 Hz do 220 Hz, co kontroluje szybkość zmiany sekwencji licznika.

Sterowanie oświetleniem obwodu odbywa się za pomocą LDR w połączeniu z rezystorem zmiennym 50k do regulacji czułości. Ta potencjalna sieć dzielnika jest podłączona do pinu 4 (reset) timera i blokuje działanie timera, gdy napięcie w tym punkcie wynosi <0,7V.

Gdy LDR jest wystawiony na jasne światło, jego rezystancja spada do ~170R, a przy braku światła 1,3MR

Dlatego w jasnym świetle napięcie resetowania wynosi 4,8 V, a timer jest włączony.

Wyjście oscylatora jest podawane do CD4024 (siedmiostopniowy licznik tętnień), gdzie każde wyjście jest podłączone do diody LED. Zalecane są niskonapięciowe diody LED o wysokiej wydajności, dzięki czemu CZERWONY jest najbardziej odpowiednim kolorem, chociaż mogą być używane inne kolory, które mają tendencję do bycia mniej wydajnymi.

Prąd wyjściowy CD4024 w trybie źródła jest rzędu 5mA przy 5V, wyjście będzie ograniczone do napięcia LED, a prąd będzie znacznie mniejszy niż nominalny, co neguje potrzebę rezystora połączonego szeregowo z diodą LED. Zmniejsza to liczbę komponentów i upraszcza obwód.

Gdy licznik zostanie zatrzymany z powodu braku impulsów zegarowych z timera, wyjście licznika pozostanie bez względu na to, jakie było zliczenie w tym czasie, może to być z lub bez wartości zliczania.

W celu zapewnienia, że wyjście licznika jest zawsze zerowe, gdy timer zatrzymuje się, stosuje się dynamiczne resetowanie.

Dlatego, gdy timer jest włączony w przypadku braku światła, licznik jest włączony, a gdy timer jest wyłączony w obecności światła, licznik jest resetowany.

To zerowanie licznika jest zapewnione przez podwajacz napięcia pompy ładującej, który jest również podłączony do wyjścia timera.

Rezystancyjne podciąganie jest podłączone do styku resetowania licznika, a także do wyjścia pompy ładującej, gdy timer jest wyłączony, licznik jest resetowany przez ten rezystor podciągający.

Gdy timer uruchomi pompę ładującą, wzrasta do ~3V, co włącza FET kanału N, pociągając pin resetujący do niskiego poziomu i włączając licznik. Gdy licznik zatrzyma się, FET wyłącza się, a linia resetująca jest podciągana do VCC przez rezystor podciągający, resetując wyjścia licznika na stan niski.

Krok 2: Montaż PCB

Większość elementów na płytce drukowanej to SMD z rezystorami i kondensatorami 1206 typów.

Układy scalone zostały zamontowane jako pierwsze, ponieważ byłyby otoczone komponentami, co utrudniłoby dostęp do pinów do lutowania.

Potem rezystory, kondensatory, diody, tranzystory i wreszcie złącza.

Podobnie jak w przypadku wszystkiego, kilka prostych kontroli, aby upewnić się, że nie ma mostków lutowniczych lub otwartych obwodów przed testem zasilania, aby sprawdzić, czy zegar i licznik działają.

Dalszy montaż będzie kontynuowany z diodami LED, gdy będziemy mieli również obiekt do ich podłączenia.

Teraz, gdy mamy nasz obwód oświetleniowy, potrzebujemy czegoś, co mogłoby się zapalić.

Krok 3: Wybór obiektów

Mając to na uwadze, zdecydowano się na nocne oświetlenie ogrodowe w ogrodzie i jednocześnie przeprowadzono plebiscyt na słomę i motyl wygrał.

Z następujących powodów:

1: Coś, co stworzyłoby symetryczny układ diod LED.

2: Pasuje do lokalizacji.

3: Jego kształt zmieściłby się na płytce drukowanej bez odwracania uwagi od obiektu.

4: obiekt można wydrukować w 3d.

Krok 4: Projektowanie obiektów

Korzystając z BlocksCAD zaprojektowałem podstawowy kształt motyla.

Kształt składał się z głowy, brzucha, klatki piersiowej i 2 par skrzydeł.

Głowica służyłaby do zamontowania LDR, a skrzydła miałyby 8 diod LED (po 2 na skrzydło), choć w ostatecznej wersji ze względu na licznik mający tylko 7 wyjść i dla zachowania symetrii wykorzystano by tylko 6 wyjść.

Aby wesprzeć diody LED, które byłyby typu ołowiowego o średnicy 5 mm, na skrzydłach umieszczono mocowania.

W celu zamocowania płytki PCB w 2 skrzydłach przednich przewidziano 2 otwory na śruby M2.

Gdy projekt był gotowy, wystarczyło go wydrukować.

Pod tym względem wybór żarnika był ważny, ponieważ musiał być półprzezroczysty, aby pokazać diody LED zamontowane z tyłu skrzydeł, tak aby były widoczne z przodu.

Krok 5: Montaż końcowy

Nadruk motylkowy diody LED są przymocowane do uchwytów, a przewody wystarczająco długie, aby dosięgnąć płytki drukowanej.

Płytka jest przykręcana, a przewody od diod LED są lutowane do płytki, a następnie LDR, który jest podawany przez 2 otwory w głowicy, są lutowane na płytce.

Pozostały tylko ostatnie testy mające na celu dostosowanie częstotliwości do optymalnego wyświetlania i czułości na światło, aby określić, kiedy wyświetlacz jest włączony.

Teraz przygaś światła i obejrzyj przedstawienie.