Šviesos masyvo įkrovimas: 3 žingsniai

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

Tai tuščių šunų ėdalo skardinių rinkinys, kurių kiekvienoje yra viena LED lemputė ir spalvotas lęšis ant angos. Šviesos diodus valdo judesio detektoriai, kuriuos sukelia žiūrovo sąveika. Naudojant šviesos diodus kaip kiekvienos skardinės šviesos šaltinį, energijos poreikis yra mažas. Grandinė naudoja nedidelį kiekį komponentų, skirtų šviesos diodams valdyti, ir šioje instrukcijoje bus išsamiai aprašyta, kaip ji naudoja judesio detektorius, tranzistorius, rezistorius ir šviesos diodus, kad sukurtų interaktyvų šviesos šou. Aš esu naujokas elektronikos srityje ir tik neseniai sukūriau savo pirmąjį grandinės projektą ir sėkmingai sukūriau šį projektą. Kiekvienas, besidomintis elektronika, galėtų lengvai pasiekti mano, kaip sėkmingo naujoko, kompetenciją skaitydamas ir darydamas, išgirdau vieną išmintį, kad jei gali sau leisti geresnių įrankių, tai yra kelias. Kaip menininkas, aš tikrai nesuprantu Noriu reklamuoti vieną parduotuvę ar produktą kitoje, bet mano bendruomenė neturi geriausio parduotuvių pasirinkimo, kur galėčiau rasti gerų elektroninių komponentų, todėl „Radio Shack“išvardinu tik kaip „Shack“, pakeiskite savo mėgstamą parduotuvę ar tiekėją. 64 šunų ėdalo skardinės (nuplautos) 32 žalios spalvos 10 mm itin ryškūs šviesos diodai (www.evilmadscientist.com) 32 mėlyni 10 mm itin ryškūs šviesos diodai (www.evilmadscientist.com) 50 colių sujungimo laidas (elektroninis tiekimas, spėju, neskaičiavau naudojimo) 10 kedro plokštės (techninės įrangos parduotuvė) 2 aliuminio kampinės juostos (techninės įrangos parduotuvė) 2 1/16 colio storio aliuminio strypai (techninės įrangos parduotuvė).glolab.com) 8 „Fresnel“lęšiai (www.glolab.com) 5 colių termiškai susitraukiantys vamzdeliai (profesionaliam gaminiui) uct, suderintos spalvos yra kietos) 1 9V 800ma maitinimo šaltinis (Shack) 1 jungiklis (Shack) 1 apvalus PCB (Shack) 31 žalvaris #8 varžtai (techninės įrangos parduotuvė) 31 žalvaris #8 veržlės (techninės įrangos parduotuvė) 31 žalvario #8 poveržlės (Metalo dirbinių parduotuvė) 32 stikliniai lęšiai (originali idėja buvo popieriaus, velio ir žėručio ar bet kokios formos silueto maskavimas) 1 ilginamasis laidas yra geriausias įrankis darbui) lituoklis (neapgaudinėkite savęs, aš tapau geresnis su geresne lygintuvu) lituoklis (srautas) Šilumos pistoletas (būtinas tik tuo atveju, jei šilumą sutraukiate lydmetalius) pagalbos rankos (neprivaloma, bet labai siūlomas) didinamasis stiklas (pasirinktinai) Duonos lenta (neprivaloma, bet būtina priemonė visiems, kurie rimtai žiūri į elektroninės grandinės dizainą) 1 39K rezistorius (jautrumo programavimas DP-001) 1 2,7K rezistorius (programavimas DP-001) 1 grąžtas1 kelių dydžių grąžtas (būtina per standartinį grąžtą) 1 atsuktuvas 1 plaktukas (pasirinktinai, sutrenkęs pirštą pašalina nuobodulį ir lituoti 64 šviesos diodus su 128 laidais) 1 apkaba arba skalė 1 medienos klijai 2 ilgi varžtiniai spaustukai Elektros pastabos: Vcc = šaltinis teigiamas terminale mes tai vadiname VddVss = šaltinis neigiamas. Kaip menininkas, daugiausia dirbantis aliejuose, o pastaruoju metu-daugiau aukštųjų technologijų kūrinių, taip pat norėjau į savo darbą įtraukti šiek tiek žalumos. Turiu du mopsus ir jiems atrodo, kad jiems patinka valgyti kasdien, o tai lemia maisto konteinerių švaistymą, todėl pradėjau taupyti skardines kokiam nors būsimam projektui, kurį žinojau, kad sugalvosiu, kai turėsiu didesnę kolekciją. Kitas draugas menininkas, dirbantis iš lydyto stiklo, paminėjo, kad buvo teisėjų šou, kurio tema buvo „bendradarbiavimas“, ir mes nusprendėme kartu sukurti meno kūrinį. Tai buvo puiki proga pasinaudoti tomis šunų ėdalo skardinėmis, kurios įsikūrė mano garaže. Turint tiek daug skardinių, buvo akivaizdu, kad kūrinys turi būti tam tikros masyvo formos, kuri nušvito žiūrovo judesiu. Mes susitikome vietinėje kavinėje ir aš išdėsčiau savo planą, kūrinio pavadinimas buvo toks pat natūralus kaip pati gamta, šviesos masyvas naudojant elektros krūvį. Čia yra trumpas šio meno kūrinio kūrimo ir proceso aprašymas.

1 žingsnis: rėmo kūrimas

Kedro plokštės buvo rastos vietinėje techninės įrangos parduotuvėje ir buvo skirtos spintelėms pamušti. Kaina buvo nebrangi 23 USD už 12 lentų; jie puikiai tiko projektui. Jie taip pat buvo pasirinkti pagal spalvą ir formą, o papildomas lengvas kedro aromatas.

Pirmiausia lentų paviršius buvo nušlifuotas ir padengtas plokščiu „Varithane“, kad tvarkant jos nepatrauktų riebalų ir nešvarumų ir išryškintų kedro spalvą. Lentos yra 3,75 colio pločio ir 48 colių ilgio, todėl puikiai tinka matricai, kad ji atitiktų lentų plotį ir aukštį, sukurdama puikų atstumą kvadratinei matricai. Šunų ėdalo skardinės skersmuo yra 3 colių, o rasti tokio dydžio skylės pjūklą buvo paprasta. Išmatavau lentų centrinę liniją, o tada atstumą tarp dviejų lentų centrų viena šalia kitos. Naudodamas šį matavimą, skylės išdėstytos išilgai vertikalios linijos iš lentų, kad sukurtumėte kvadratinį skardinių masyvą. Tai suteikė man šiek tiek vietos gabalo viršuje ir apačioje, kad būtų galima subalansuoti gabalą horizontaliai, buvo pridėtos dvi tuščios lentos, po vieną kiekvienoje matricos pusėje. Gręžkite skyles skardines naudodami 3 colių pjūklą, nušlifuokite skylę ir išbandykite skardinę skylėje, kad patikrintumėte angą. Klijuokite plokštes nedideliu kiekiu medienos klijų ir suspauskite, leiskite išdžiūti per naktį. Norėjau, kad skardinių galai būtų lygūs, o pagrindas - tik 1 colio atstumu per skydo galą. Naudojant iš lentų išgręžtų skylių dalių kaminus, norint išlyginti užbaigtą skydą žemyn kad kiekvienas galėtų išsikišti 1 coliu per nugarą. Naudojant karšto klijų pistoletą, aplink kiekvienos skardinės pagrindą buvo pritvirtintas klijų karoliukas, pritvirtinantis juos prie skydo. Kad gabalas būtų pakankamai stiprus, kad plokštės nebūtų įtrūkusios ir neatsiskyrusios, lentos taip pat buvo sujungtos iš viršaus ir apačios su plokščia aliuminio juosta ir kampuoto aliuminio gabalu. Plokščią juostą būtų galima praleisti, bet aš norėjau stiprybės ir kartas nuo karto buvau žinoma per daug inžinieriui. Pirmiausia juostą ir kampinį laikiklį išklokite skydo kraštu, užspauskite, tada išgręžkite vieną skylę per kiekvienos lentos vertikalią vidurinę liniją - vieną viršuje ir kitą apačioje. Suriškite juos žalvariniais varžtais, veržlėmis ir poveržlėmis. Norėdami sustiprinti šią programą, karštų klijų karoliukas nustatykite strypų ir lentų ilgį. Aš taip pat įdėjau mažą karšto klijų karoliuką prie kiekvieno veržlės pagrindo, kad jie liktų vietoje; rėmas yra paruoštas. Toliau paruoškite skardines. Skardinių vidus buvo pilkos spalvos, sugeriantis šviesos diodų šviesą, kad daugiau šviesos patektų į lęšius ir atšoktų, tai buvo padaryta dažant skardinių vidų žymekliais. Pasirinkimo dažai buvo pasirinkti dėl jų purkštuko, kuris nukreiptas žemyn į žemę, todėl antgalis yra tiesus, todėl skardinių vidų lengva dažyti. Taip pat norėjau, kad spalvos šiek tiek pasikeistų, todėl pasirinkau raudoną, žalią, mėlyną, baltą ir geltoną spalvas; šiuo metu išvaizda ir spalva man nebuvo žinoma, nes mano draugas buvo užsiėmęs jų gamyba, kol aš kuriau rėmą ir elektroniką. Norėdami išgręžti skylių skardinėse skylutes, standartinis gręžtuvas sukūrė įbrėžimą, kurį buvo per sunku išvalyti, o skylė buvo pailga. Naudojant pakopinį gręžtuvą, skylė yra švari, nes šis antgalis frezuoja skylės kraštus, kai gręžia, ir sukuria tobulą apvalią skylę, tinkančią šviesos diodams. Tada aš išmatavau DP-001 verslo galo skersmenį, kad galėčiau skydelyje išgręžti skyles, kad jie galėtų žvilgtelėti; pasirinko atitinkamą gręžimo dydį ir išdėstė apskrito formos skylutes. Taip buvo siekiama išlaikyti nuolatinį panašumą su apskritimais. Kai visos skardinės yra nudažytos, išgręžtos ir sumontuotos rėme, atėjo laikas dirbti su elektronika.

2 žingsnis: elektroninis dizainas

Supraskite, kad aš esu naujokas elektroninio dizaino srityje, jei kai kurios mano interpretacijos apie komponentų operacijas yra neteisingos, tada parašykite komentarą, kad skaitytojas galėtų rasti aiškumo. Be to, vielos nuėmimo įrankis buvo labai vertingas įrankis ant darbastalio, išsaugokite dantis, jei tai yra jūsų įprotis, ir galite sutaupyti sveiko proto nuimdami šimtus laidų; tai nebrangus įrankis, bet puikus įrankis. Prieš pridėdami visą elektroniką, geriau sukurti dizainą ir išbandyti grandinės veikimą. Litavimas nėra kelias į pažangą, ir jūs galite švaistyti daug gerų dalių. Pirma verslo tvarka yra apskaičiuoti komponentų vertes ir apibrėžti grandinės galios reikalavimus. Pirmasis komponentas yra judesio detektorius DP-001, kurio galios poreikio diapazonas yra nuo 4 V nuolatinės srovės iki 15 V nuolatinės srovės, o tai suteikia mums puikų diapazoną darbui. Grandinė veiks 65 šviesos diodais, o kiekvienas šviesos diodas gali naudoti maksimalią 20 mA srovę. 65 x.020A = 1.3A (64 šviesos diodai skardinėse ir 1 maitinimo lemputei), srovė, reikalinga DP-001, yra maža 45 mikroamperų arba.000045A x 8 = 00036A, o tai yra labai mažas energijos poreikis. pasirinko 12v 800mA nuolatinės srovės transformatorių, suprasdamas, kad neketinu įjungti visų šviesos diodų vienu metu ir nė vienas nebus ilgai įjungtas, tai turi daug energijos. Dabar, kai žinome, kokia galia valdys šviesos diodus, turime apskaičiuoti ribojančių rezistorių dydį, kuris neleis šviesos diodams išdegti, išlaikant juos kuo ryškesnius. Tai paprasta užduotis, naudojant Ohmo dėsnį, siekiant nustatyti, kiek atsparumo reikia kiekvienam šviesos diodui, kad jis būtų vėsus ir šviesus. Šviesos diodų specifikacijose teigiama, kad maksimali srovė neturi viršyti.020A (20mA), galite padidinti šią vertę, kad jos taptų ryškesnės, jei įjungimo trukmė yra pakankamai trumpa. Apskaičiuodami reikiamą varžą, paimkite įtampą ir padalinkite ją iš maksimalios srovės vertės. 12v DC /.020mA = 600 omų. Norėjau gauti kuo daugiau šviesos iš kiekvieno šviesos diodo, todėl buvo pasirinktas 470 omų rezistorius. Atminkite, kad žibintai nedega nuolat, todėl pavojus juos sudeginti yra nedidelis, be to, 470 yra arti 600. Norėdami patikrinti, kiek srovės bus būti ištrauktas per šviesos diodą, jei mes naudojame 470 omų rezistorių, mes padalijame 12v iš 470 omų į lygią.0255mA, skirtumas yra.0055mA, kuris yra nereikšmingas. DP-001 judesio detektoriai gali nuskęsti tik 100ma srovės, todėl važiuodami visi 64 Šviesos diodai iš vieno modulio neveiks, be to, jie visi įsijungtų vienu metu, o tai būtų mažiau veiksminga ir šiek tiek nuobodu. Jei padalinsime 64 šviesos diodus iš 8 ir naudosime 8 DP-001 detektorius, kurių kiekvienas valdys 8 šviesos diodus, kurių bendra srovė 160 mA vienam detektoriui, vis tiek yra per daug DP-001, kurio maksimali kriauklės vertė yra 100 mA. 2N3906 specifikacijoje teigiama, kad ji gali nusileisti nuo 10 mikromperių iki 100 miliamperių, tačiau aš verčiau rizikuoti tranzitoriu, o ne judesio aptikimo moduliu. Kaip pasirinkti tranzistorių, kuris veiks mūsų grandinėje: Mes žiūrime į du pagrindinius tranzistorių perjungimo tipus: NPN arba PNP. NPN ir PNP žymėjimas apibūdina jų vartus ir veikimą. Aš pasirinkau bendrosios paskirties PNP rezistorių, 2N3906, jis neturės daug šilumos ir puikiai tinka šiam projektui. Tranzistoriai turi tris jungtis, vadinamas baze, kolektoriu ir spinduliuote. Juos įjungia įtampa, kuri yra jų bazėje, kuri atvers vartus ir leis daugiau srovės tekėti tarp kolektoriaus ir emiterio. NPN ir PNP veikimo skirtumas yra tas, kad NPN įsijungs, jei bazėje yra teigiamos įtampos 0,7v ar daugiau ir išsijungs žemiau šios vertės. PNP yra atvirkščiai šališkas ir įjungiamas, kai bazė jaučia žemą įtampą žemiau.07v ir įjungia virš šios vertės. Šviesos diodai įjungiami naudojant terminalą iš DP-001 įjungti tranzistorių, kuris leis srovei tekėti per šviesos diodus. DP-001 išvesties gnybte išveda „aukštą“ir, kai aptinkamas judesys, „žemas“eis neigiamo link. Greita pastaba apie PNP ir NPN tranzistorius, aš nesileisiu į šių komponentų konstrukciją, tiesiog tai, kad jie elgiasi priešingai, nes yra šališki. NPN tranzistorius perduos srovę tarp kolektoriaus ir emiterio, jei tarp pagrindo ir emiterio bus teigiamas įtampos vertės skirtumas, o PNP - srovę tarp kolektoriaus ir emiterio, jei bazė jaučia žemesnę įtampą tarp pagrindo ir emiterio. Mes negalime naudoti NPN tranzistoriaus, nes jis yra perjungiamas, kai jo bazėje yra „aukštas“spinduliuotės atžvilgiu. Atminkite, kad aptikus judesį DP-001 nusileidžia. Taigi aš nusprendžiau naudoti PNP tranzistorius, nes juos suaktyvina „maža“bazė emiterio atžvilgiu, todėl srovė gali tekėti per tranzistorių, kai DP-001 gnybtas „nusileidžia“, kai aptinkamas IR judesys. Žemiau esanti grandinė yra paprasta grandinė, parodanti, kaip sistema veiks, ir pridėti dar 7 detektorius, rezistorius ir šviesos diodus. Viskas, ką turime padaryti, yra nukopijuoti šį dizainą aštuonis kartus. Štai keletas logikos, kuri buvo įtraukta į žemiau sukurtą grandinę kad jis veikia taip, kaip planuota, ir sudedamosios dalys neužsidega mėlynų dūmų debesyje. Mums nereikia srovės, kuri tekėtų per DP-001 galinę išvestį ir per 2N3906 tranzistoriaus pagrindą, mums tereikia turėti loginis jungiklis tarp „aukštos“ir „žemos“, siekiant sumažinti srovę per tranzistoriaus pagrindą, pridėkite 1 k omo rezistorių (r1) prie DP-001 terminalo išvesties ir 2N3906 tranzistoriaus pagrindo. Prieš pririšdami šviesos diodo anodą prie tranzistoriaus, tarp dviejų komponentų dedame srovės ribojimo rezistorių (r2), kurio varžos vertė yra 470 omų. Kai DP-001 neaptinka judesio, jo išvesties gnybtas bus „aukštas“(Vdd) ir ši didelė vertė bus matoma mūsų tranzistoriaus pagrinde, blokuojant srovės srautą tarp kolektoriaus ir emiterio. Kai DP-001 pajus judesį, išėjimo gnybtas bus „žemas“(Vss), o tranzistorius įsijungs ir leis srovei tekėti tarp kolektoriaus ir emiterio, apšviesdamas LED, 470 omų rezistorius apribos šilumą, sukeliančią srovę šviesos diodas.

3 žingsnis: grandinės kūrimas

Aš siūlau investuoti į bent vidutinio dydžio duonos lentą, tai yra geras įrankis grandinės meistrui. Pirmiausia išbandžiau paprastą dizainą naudojant DP-001, ribojančius rezistorius, perjungimo tranzistorius ir LED. Kai tai veikė taip, kaip planuota, aš sukūriau perjungimo grandinę su visais aštuoniais tranzistoriais ir rezistoriais ir prijungiau juos visiems galutiniam bandymui.

Paprasta grandinė buvo išbandyta, kai IR judesys praėjo prieš detektorių, šviesos diodas užsidegė. Šiuo metu atėjo laikas lituoti laidus prie visų šviesos diodų, tada visus jutiklius prijungti teigiama (raudona), neigiama (juoda) ir gnybtų išvestimi (žalia). Norėdami sutaupyti vietos plokštėje, srovės ribojimo rezistorių (r2) įdėjau į laidą, prijungtą prie tranzistoriaus kolektoriaus pusės. Žemiau esančiose nuotraukose pavaizduota „gėlių“plokštė, pastebėtos geltonos ir raudonos linijos, kiekviena turi srovės ribojimo rezistorių (r2) ir yra padengta šilumos susitraukimu. Dabar paruoškite 64 šviesos diodus su visais teigiamais ir neigiamais laidais; čia plaktukas praverčia nuoboduliui malšinti, rinkis piršto sutriuškinimą, nes darbui užbaigti reikia pirštų. Prijungęs visus aštuonis detektorius, tranzistorius, šviesos diodus, aš juos prijungiau prie duonos lentos, rankos mostu, aštuoni šviesos diodai įjungė ir išjungė. Atėjo laikas viską sujungti. Kadangi kiekvienas detektorius valdys aštuonis šviesos diodus, sukūriau šviesos diodų grupių modelį, būtinai paskleisdamas šviesos diodus, kurie užsidegs bet kuriuo detektoriumi. Sujunkite visus teigiamus 8 šviesos diodų grupės laidus. Dabar paimkite aštuonias neigiamų laidų grupes ir prijunkite jas prie bendro maitinimo šaltinio. Kiekviena LED grupė buvo nukirpta prie tranzistorių kolektoriaus; teigiamas ir žemė buvo prijungta prie plokštės. Tranzistorių emiterio pusė buvo tiesiogiai susieta su Vdd, o kolektoriaus pusė buvo prijungta prie šviesos diodo anodo per ribojantį rezistorių, o šviesos diodo katodas buvo susietas su žeme. Grandinės testas dirbo; kita dalis buvo karštai klijuoti visus šviesos diodus į skardines, išlaikant tvarkingą laidų išdėstymą. Grandinės gėlė buvo pririšta prie masyvo skydo užpakalinės dalies prie metalinio laikiklio su skydelio gale esančiais užtrauktukais. Toliau aš susiejau kiekvieną 8 šviesos diodų grupę su teigiamais laidais prie gėlės tranzistoriaus kolektoriaus. Tada visus judesio jutiklius įklijuokite į anksčiau išgręžtas skyles, būtinai naudokite gerą laidų valdymą, kad laidų lizdas nenutoltų nuo jūsų. Priekinėje masyvo skydo pusėje karštai priklijavau Fresnelio lęšius prieš kiekvieną detektorių. Įdėjus Fresnelio lęšius, pastebimai padidėjo detektorių jautrumas. Tada 12 V nuolatinės srovės maitinimo sieninis transformatorius buvo sumontuotas galinėje skydo pusėje, kai teigiamas laidas buvo prijungtas prie jungiklio, o kitas galas prijungtas prie teigiamo grandinės gėlės jungties. Gėlių ir judesio detektoriaus įžeminimo laidai buvo susieti su bendrąja sistemos dalimi. Prailginimo laidas buvo tvirtai pritvirtintas prie transformatoriaus su kaklaraiščio apvyniojimais, kad bet koks laido traukimas neatjungtų maitinimo. Jungiklis buvo sumontuotas ant galinio skydo krašto karštais klijais. Aš naudoju kai kuriuos vamzdžių tiesimo diržus, kad pakabintų šį gabalą ant sienos (pirmasis vaizdas), jie buvo laikini ir buvo pasirinkti taip, kad apskritimai būtų panašūs į bendrą dizainą. Jie jau buvo pakeisti D-žiedais ir durų stogais, kad skydas būtų atskirtas nuo sienos. Su šiuo kūriniu labai smagu žaisti, kai žiūrovas juda, šviesos modeliai, judantys. Ateityje galėčiau iš naujo prijungti šį kūrinį, pridėdamas mikrovaldiklį ir apšviesdamas šviesas, sukurdamas šaunius modelius, kai tam tikrą laiką nejudama.