„Faradėjus pramogoms“: elektroniniai kauliukai be baterijų: 12 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:50

Didelis susidomėjimas raumenimis varomais elektroniniais prietaisais buvo didžiąja dalimi dėl „Perpetual TorchPerpetual Torch“, dar žinomo kaip LED žibintuvėlis, sėkmės. Žibintuvėlį be akumuliatoriaus sudaro įtampos generatorius, skirtas maitinti šviesos diodus, elektroninė grandinė, skirta kondicionuoti ir saugoti įtampos generatoriaus sukuriamą įtampą, ir didelio efektyvumo balti šviesos diodai. Raumenų maitinimo įtampos generatorius yra pagrįstas Faradėjaus įstatymu, kurį sudaro vamzdis su cilindriniais magnetais. Vamzdis suvyniojamas magnetinės vielos ritine. Kai vamzdis purtomas, magnetai kerta vamzdžio ilgį pirmyn ir atgal, taip keičiant magnetinį srautą per ritę, todėl ritė sukuria kintamosios srovės įtampą. Mes grįšime prie to vėliau „Instructable“. Šis „Instructable“parodo, kaip sukurti elektroninius be kauliukų kauliukus. Pastatyto įrenginio nuotrauka parodyta žemiau. Bet pirmiausia šiek tiek fono -

1 žingsnis: Elektroniniai kauliukai

Vietoj tradicinių kauliukų malonu ir šaunu naudoti elektroninius kauliukus. Paprastai tokius kauliukus sudarytų elektroninė grandinė ir LED ekranas. Šviesos diodų ekranas gali būti septynių segmentų ekranas, kuriame gali būti rodomi skaičiai nuo 1 iki 6, kaip parodyta žemiau, arba galbūt, imituojant tradicinį kauliukų modelį, jį gali sudaryti 7 šviesos diodai, išdėstyti taip, kaip parodyta antrame paveikslėlyje. Abu kauliukų dizainai turi jungiklį, kurį vartotojas turi paspausti, kai nori „mesti kauliuką“(arba „mesti kauliuką“?). Jungiklis suaktyvina atsitiktinių skaičių generatorių, užprogramuotą mikrovaldiklyje, o atsitiktinis skaičius rodomas septynių segmentų arba LED ekrane. Kai vartotojas nori naujo numerio, jungiklį reikia paspausti dar kartą.

2 žingsnis: kauliukų maitinimas

Abiem ankstesniame žingsnyje parodytiems modeliams reikia tinkamo maitinimo šaltinio, kuris gali būti išgautas iš sienos karpos, tinkamo lygintuvo, išlyginamojo kondensatoriaus ir atitinkamo +5 V reguliatoriaus. Jei vartotojas nori perkelti kauliukus, sieninį karpų transformatorių reikia pakeisti tinkama baterija, tarkime, 9 V baterija. Yra ir kitos akumuliatoriaus parinktys, pavyzdžiui, norint kauliukus valdyti iš vienos AA arba AAA baterijos, įprastas linijinis reguliatorius neveiks. Norint gauti +5V kauliukų operacijai, reikia naudoti tinkamą padidinimo tipo DC-DC keitiklį. Paveikslėlyje pavaizduotas +5 V maitinimo šaltinis, tinkantis kauliukų veikimui iš sieninės 9 V baterijos, o kitame paveikslėlyje parodyta +5 V maitinimo iš 1,5 V AA arba AAA tipo baterijos schema, naudojant TPS61070 padidinimo DC-DC keitiklį.

3 žingsnis: laisva galia: naudokite raumenis …

Šis žingsnis apibūdina raumenimis varomą įtampos generatorių. Generatorių sudaro 6 colių ilgio „Perspex“vamzdis, kurio išorinis skersmuo yra 15 mm. Vidinis skersmuo yra 12 mm. Išoriniame vamzdžio paviršiuje apdirbamas maždaug 1 mm gylio ir 2 colių ilgio griovelis. Šis griovelis suvyniotas maždaug 1500 apsisukimų su 30 SWG magneto viela. Į mėgintuvėlį dedamas trijų retųjų žemių cilindrinių magnetų rinkinys. Magnetai yra 10 mm skersmens ir 10 mm ilgio. Įdėjus magnetus į mėgintuvėlį, vamzdžio galai užsandarinami apskrito formos plikomis PCB medžiagomis ir priklijuojami dviejų dalių epoksidine danga ir su kai kuriomis smūgį sugeriančiomis pagalvėlėmis (naudojau IC pakuotės putas). Tokį vamzdelį galima įsigyti „McMaster“(mcmaster.com), dalies numeris: 8532K15. Magnetus galima nusipirkti iš amazingmagnets.com. Dalis # D375D.

4 žingsnis: įtampos generatoriaus veikimas

Kaip gerai veikia raumenų galios įtampos generatorius? Štai keletas osciloskopo ekrano nuotraukų. Švelniai purtant generatorius sukuria apie 15 V smailę. Trumpojo jungimo srovė yra apie 680 mA. Šiam projektui visiškai pakanka.

5 žingsnis: Kauliukų schema

Šis žingsnis rodo kauliukų grandinės schemą. Jį sudaro lygintuvo diodų tilto grandinė, skirta ištaisyti Faradėjaus generatoriaus sukurtą kintamosios srovės įtampą ir filtruoti 4700uF/25V elektrolitiniu kondensatoriumi. Kondensatoriaus įtampa reguliuojama LDO, LP-2950 su 5 V išėjimo įtampa, kuri naudojama tiekti maitinimo įtampą likusiai grandinei, kurią sudaro mikrovaldiklis ir šviesos diodai. Aš naudojau 7 didelio efektyvumo 3 mm mėlynus šviesos diodus skaidrioje pakuotėje, išdėstytus „kauliukų“pavidalu. Šviesos diodus valdo 8 kontaktų AVR mikrovaldiklis ATTiny13. Faradėjaus generatoriaus išėjimo įtampa yra impulsinė. Šis impulsinis išėjimas kondicionuojamas naudojant rezistorių (1,2KOhm) ir Zenerio diodą (4,7V). Kondicionuotos įtampos impulsus nustato mikrovaldiklis, kad nustatytų, ar vamzdis purtomas. Kol kratomas mėgintuvėlis, mikrovaldiklis laukia. Kai vartotojas nustoja purtyti mėgintuvėlį, mikrovaldiklis sugeneruoja atsitiktinį skaičių, naudodamas vidinį 8 bitų laikmatį, veikiantį laisvo veikimo režimu, ir išvesties šviesos dioduose pateikia atsitiktinį skaičių nuo 1 iki 6. Tada mikrovaldiklis vėl laukia, kol vartotojas vėl suplaks mėgintuvėlį. Kai šviesos diodai parodys atsitiktinį skaičių, turimo kondensatoriaus įkrovos pakanka, kad šviesos diodai užsidegtų vidutiniškai apie 10 sekundžių. Norėdami gauti naują atsitiktinį skaičių, vartotojas turi keletą kartų dar kartą pakratyti mėgintuvėlį.

6 veiksmas: mikrovaldiklio programavimas

„Tiny13“mikrovaldiklis veikia su vidiniu RC osciliatoriumi, užprogramuotu generuoti 128KHz laikrodžio signalą. Tai yra mažiausias laikrodžio signalas, kurį „Tiny13“gali generuoti viduje ir yra pasirinktas taip, kad būtų sumažinta mikrovaldiklio sunaudojama srovė. Valdiklis užprogramuotas C, naudojant AVRGCC kompiliatorių, ir čia parodyta schema. Valdiklio saugiklių bitai taip pat yra Aš naudoju STK500, norėdamas užprogramuoti „Tiny“, bet jei norite „AVR Dragon“programuotojo, galite kreiptis į šią instrukciją: https://www.instructables.com/id/Help%3a-An-Absolute-Beginner_s-Guide- iki 8 bitų AVR-Pr/

7 žingsnis: Valdykite programinę įrangą

/*Elektroninė baterija Mažiau kauliukų*//*Dhananjay Gadre*//*2007 m. Rugsėjo 20 d.*//*„Tiny13“procesorius @ 128KHz vidinis RC osciliatorius*//*7 šviesos diodai, prijungti taip: LED0 - PB1LED1, 2 - PB2LED3, 4 - PB3LED5, 6 - PB4D3 D2D5 D0 D6D1 D4Pulso įvestis iš ritės įjungta PB0*/ #include #include #include #includeconst char ledcode PROGMEM = {0xfc, 0xee, 0xf8, 0xf2, 0xf0, 0xe2, 0xfe}; main () {unsigned char temp = 0; int count = 0; DDRB = 0xfe; /*PB0 yra įvestis*/TCCR0B = 2; /*padalinti iš 8*/TCCR0A = 0; TCNT0 = 0; PORTB = 254; /*išjunkite visus šviesos diodus*/o (1) {/*palaukite, kol pulsas padidės*/tuo metu ((PINB & 0x01) == 0); _delay_loop_2 (50); /*palaukite, kol pulsas sumažės*/ while ((PINB & 0x01) == 0x01); _delay_loop_2 (50); skaičius = 5000; while ((skaičius> 0) && ((PINB & 0x01) == 0)) {count--; } if (skaičius == 0) /* nebėra pulso, todėl rodykite atsitiktinį skaičių* / {PORTB = 0xfe; /*visi šviesos diodai išjungti*/ _delay_loop_2 (10000); temperatūra = TCNT0; temp = temp%6; temp = pgm_read_byte (& ledcode [temp]); PORTB = temperatūra; }}}

8 žingsnis: grandinės surinkimas

Čia yra keletas elektroninių kauliukų surinkimo etapų nuotraukų. Elektroninė grandinė yra sumontuota ant perlenkės, kuri yra pakankamai siaura, kad patektų į perspex vamzdelį. Elektroninei grandinei uždengti naudojamas identiškas perspex vamzdis, naudojamas įtampos generatoriui.

9 žingsnis: Surinkimas baigtas

Faradėjaus įtampos generatorius ir elektroninė kauliukų grandinė yra mechaniškai ir elektriškai sujungtos. Įtampos generatoriaus vamzdžio išėjimo gnybtai yra prijungti prie elektroninių kauliukų grandinės 2 kontaktų įvesties jungties. Abu vamzdeliai yra surišami kabelių kaklaraiščiu ir, siekiant didesnio saugumo, suklijuoti 2 dalių epoksidine derva. Aš naudojau „AralditeAraldite“.

10 veiksmas: naudokite elektroninius kauliukus be baterijų

Kai surinkimas bus baigtas ir abu vamzdeliai bus pritvirtinti kartu, kauliukas yra paruoštas naudoti. Tiesiog pakratykite keletą kartų ir pasirodys atsitiktinis skaičius. Dar kartą suplakite ir pasirodys dar vienas atsitiktinis. Vaizdo įrašas apie veikiančius kauliukus yra čia, taip pat paskelbtas šiame „Instructables“vaizdo įraše:

11 veiksmas: nuorodos ir dizaino failai

Šis projektas paremtas mano anksčiau publikuotais straipsniais. būtent:

1. „Nešiojamųjų programų elektros generatorius“, grandinės rūsys, 2006 m. Spalis. Kadangi projektas buvo pirmasis prototipas, aš padariau PCB naudodami erelį. Štai kaip tai atrodo dabar. Eagle schema ir lentos failai yra čia. Atminkite, kad, palyginti su prototipu, galutinio PCB komponentai yra išdėstyti šiek tiek kitaip. Atnaujinimas (2008 m. Rugsėjo 15 d.): Pridėtas BOM failas

12 žingsnis: Aš žinau, kad nori daugiau

Elektroniniai kauliukai su vienu ekranu? Bet aš žaidžiu daug žaidimų, kuriems reikia dviejų kauliukų. Gerai, aš žinau, kad tu to nori. Štai ką aš bandžiau sukurti. Aš paruošiau šios naujesnės versijos PCB, tik laukiu laisvo laiko, kad galėčiau užbaigti kodą ir išbandyti plokštę. Kai tik jis bus baigtas, paskelbsiu projektą čia … Iki to laiko mėgaukitės vienu kauliuku.