LED Starlight: 3 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Jest to przedmiot ozdobny, choć nieco sezonowy, w kształcie gwiazdy.

Chciałem jednak czegoś innego niż zwykła dwuwymiarowa konstrukcja.

W efekcie stworzyłem trójwymiarową wersję z wykorzystaniem trzech płytek PCB.

Jedna na podstawę i dwie kształtki, które po połączeniu tworzą gwiazdę 3D.

Płyty te są wstępnie ukształtowane w ramach produkcji, chociaż do regulacji szerokości szczeliny w celu optymalnego dopasowania wymagany jest prostokątny pilnik igłowy.

Połączenia z zazębionymi płytami, które tworzą gwiazdę, są wykonane za pomocą podkładek, które wyrównują się z płytą kontrolną i pozostałymi dwiema płytkami tworzącymi gwiazdę.

Są one połączone złączami lutowniczymi łączącymi 2 pady tworzące kąt prosty.

Gniazdko o innym podobnym układzie odrzuciłem dla uproszczenia, ponieważ połączenie miało być trwałe.

Dwugwiazdkowe tablice mają diody LED po obu stronach, dzięki czemu są widoczne pod wieloma kątami.

Po każdej stronie 4 ramion znajdują się 3 diody LED (czerwona, zielona i bursztynowa), łącznie 24 diody LED

Aby nie umniejszać ogólnej formy gotowego elementu i umożliwić widoczność sitodruku o sześciennej formie, diody LED są wersjami natynkowymi.

Projekt formy sześciennej został stworzony bezpośrednio na płytce drukowanej w fazie projektowania i nie został zaimportowany z innej aplikacji.

Wzór LED można zmienić, regulując przełącznik sześciokątny.

Dodatkowo prędkość migania można zmienić regulacja potencjometru zmieniającego częstotliwość oscylatora.

Gwiazda zasilana jest przez 3V CR2032, który znajduje się pod spodem tablicy kontrolnej, znajduje się on w centrum tablicy, a dzięki płaskiej powierzchni gwiazda może swobodnie stać na płaskiej powierzchni.

Zasilanie może być również dostarczane z zewnątrz z większego akumulatora (np. 9V PP3), poprzez zaciski śrubowe lub zmodyfikowany kabel USB.

Osiąga się to poprzez odpowiednie umiejscowienie łącza na nagłówku, który wybiera źródło zasilania.

W górnej części każdego ramienia znajdują się otwory, aby w razie potrzeby można było zawiesić gwiazdę.

Dwustronna płytka drukowana została zaprojektowana w programie EagleCAD i wyprodukowana w OSH Park.

Kieszonkowe dzieci

ILOŚĆ URZĄDZENIA

1 ZACZEP DO AKUMULATORA-20MM

3 0.1uF C-EUC1812K

1 uF C-EUC1812K

1 10uF C-EUC1812K

6 1N4148 SMA-DO214AC

1 1N4004 DO41-10

3 CD4013D SO14

1 CD4070D SO14

2 CD4069D SO14

1 NA555D S08

12 WSKAŹNIKÓW LED (3 x czerwone, 3 x zielone, 3 x bursztynowe)

12 220R R-EU_R1206

14 10K R-EU_R1206

2 2K2R R-EU_R1206

1 0R R-EU_R1206

1 500 KR-WYKOŃCZENIE 3314G

1 SWS001 SPST Chwilowy

1 PRZEŁĄCZNIK BCD

2 zaciski śrubowe MPT2 2,54 mm

4 zaciski śrubowe MPT3 2,54 mm

Krok 1: Opis obwodu

Większość elementów to SMD, z wyjątkiem przełącznika wyboru wzorca, rezystora sterującego częstotliwością timera, zewnętrznego złącza zasilania, zworki wyboru zasilania i diody zabezpieczającej polaryzację zasilania.

Obwód składa się z oscylatora wykonanego z timera 555 (8 pinów SOIC), którego częstotliwość może zmieniać się od kilku herców do kilkuset herców. ~1,25 Hz do 220 Hz, chociaż rzeczywiste wartości będą się różnić w zależności od tolerancji komponentów, ale nie są krytyczne.

Wyjście timera służy do taktowania 3 podwójnych przerzutników typu D (CD4013, 14-pinowe SOIC), które są skonfigurowane jako rejestr przesuwny z liniowym sprzężeniem zwrotnym (LFSR), wykorzystujący EXOR (CD4070), aby zapewnić sprzężenie zwrotne.

Tabela prawdy CD4070. (Patrz zdjęcie).

LH = przejście od niskiego do wysokiego, HL = przejście od wysokiego do niskiego, X = bez znaczenia, NC = bez zmian.

Wyjścia Q każdego rejestru są podawane na wejścia D każdego kolejnego stopnia.

Pierwsze 4 rejestry mają wejścia R podłączone do przełącznika HEX, co umożliwia ich wstępne załadowanie wzorcem w celu wstępnej inicjalizacji sekwencji startowej.

Wejścia S wszystkich rejestrów są ze sobą połączone, aby umożliwić resetowanie rejestrów za pomocą przycisku resetowania.

Pozostałe rejestry umożliwiają dalszą losowość za pomocą łączy do podłączenia wyjść Q lub /Q do następnego etapu. Domyślne łącza łączą wyjście piątego rejestru Q z wejściem szóstego rejestru D i wyjście szóstego rejestru /Q z jednym z wejść EXOR, uzupełniając pętlę sprzężenia zwrotnego.

Oba wyjścia rejestrów są podłączone do falownika (CD4069, 14-pinowe SOIC), z 2 diodami LED podłączonymi do każdego z 12 wyjść.

Pobór mocy zależy od napięcia zasilania i określonego wzorca.

Podano jednak wytyczne dotyczące poboru prądu dla następujących napięć.

3V = 3mA, pojemność CR2032 może wynosić od 210-240 mAH, co oznacza, że bateria wystarczy na ~70-80 godzin.

5V = 11mA

9V = 38mA

Krok 2: Montaż

Każda plansza jest montowana osobno.

Zaczynając od montażu tablicy kontrolnej wszystkich elementów SMD z przodu, a następnie zacisku baterii z tyłu.

Następnie montuje się elementy z otworami przelotowymi.

Płytki tworzące gwiazdę zawierają tylko diody LED i rezystory, zaleca się sprawdzenie orientacji spolaryzowanych elementów, aby zapobiec przeróbkom lub uszkodzeniom.

Płyty gwiaździste mają podkładki lutownicze do połączenia z płytą kontrolną na obu końcach, co oznacza, że można je zamontować w obu kierunkach, o ile są prawidłowo zorientowane w środkowym gnieździe, które rozciąga się do połowy w płytce. Umożliwiając połączenie dwóch płyt ze sobą przed zamocowaniem do płyty sterującej.

Krok 3: Rozwiązywanie problemów

Mogą wystąpić problemy, a jeśli to zrobią, to jak można je rozwiązać.

Pierwszą rzeczą do zrobienia jest szukanie rzeczy oczywistych.

Układ scalony w złym położeniu, zła orientacja lub piny nielutowane lub źle przylutowane, słabe włożenie gniazda lub zgięty pin.

Element w złej pozycji, złej wartości, złej orientacji lub złym lutowaniu.

Mostkowanie lutowane, Napięcie zasilania na niewłaściwych zaciskach, zamienione przewody zasilające, nieprawidłowe napięcie.

Nawet PCB może mieć otwarte lub zwarte ścieżki.

Nie mów sobie, że bez weryfikacji nie może to być konkretny problem