Жуткие исчезающие светодиодные глаза: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Использование микроконтроллера, такого как Arduino, для затемнения светодиода - не всегда лучший вариант. Иногда вам нужна простая схема с низким энергопотреблением, которую можно встроить непосредственно в опору при работе от батареи в течение нескольких недель.

После тестирования около дюжины прототипов я разработал эту схему, которая работает очень хорошо и проста в реализации, настройке и внедрении практически во что угодно. Эта схема будет работать при напряжении всего 3,5 В, что делает ее идеальной для литий-ионной батареи, 5 В USB, кнопочного элемента или небольшого батарейного блока AA.

Дополнительным бонусом является использование всех стандартных компонентов, которые у вас, вероятно, уже есть в запасе.

Давайте начнем.

Запасы

Это стандартные расходные материалы, необходимые для этого проекта.

• Микросхема таймера 555 (биполярная или КМОП)
• Резисторы (100 кОм, 45 кОм, 10 кОм, 1 кОм и 220)
• Конденсаторы (1000 или 1200 мкФ, 100 мкФ и 0,1 мкФ [опционально])
• Светодиоды (5 мм или 3 мм)
• Диод (подойдет любой, использовал 1N4007)
• Транзистор NPN (подойдет любой, я использовал 2N2222)
• Аккумулятор не менее 3,5 В (я использовал литий-ионный 18650)
• Макетная плата
• Провода

Чтобы создать постоянный раствор, припаяйте схему к перфорированной плате, используя:

• Паяльник
• Припой (это мой любимый припой)
• Доска для перфорации (я использовал 4 см x 6 см)

Шаг 1: Схема

Схема состоит из двух основных частей - схемы "таймера 555" и схемы "затухания светодиода".

Во-первых, схема таймера 555:

Это стандартная схема таймера 555, в которой используется резистивный делитель 45 кОм и 100 кОм вместе с конденсатором 100 мкФ для генерации цикла в 3-4 секунды с рабочим циклом 50%. Рабочий цикл 50% важен для обеспечения хорошего времени нарастания и затухания.

Однако вы можете настроить это в соответствии со своим желанием. Например, вы сделали так, чтобы моргание было очень медленным, для завершения которого может потребоваться до минуты.

Во-вторых, схема нарастания и затухания:

Использование транзистора NPN (2N2222 отлично работает) позволяет нам использовать столько светодиодов, сколько может выдержать наша мощность. Таймер 555 имеет ограниченный выходной ток на контакте 3, и рекомендуется управлять светодиодами через транзистор.

В этой части схемы мы используем резистор 10 кОм для медленной зарядки и разрядки конденсатора большой емкости - подойдет либо 1000 мкФ, либо 1200 мкФ. Когда на выходе 555 высокий уровень, конденсатор медленно заряжается и медленно включает транзистор, который включает светодиоды. Как только на выходном контакте 555 будет низкий уровень и пропадет ток через таймер 555, конденсатор начнет медленно разряжаться, в результате чего светодиоды будут медленно гаснуть.

Хотя это простая схема, она очень плавная и эффективная.

В-третьих, фоторезистор для включения цепи на ночь (опционально)

Эта часть является полностью необязательной, но если вы хотите, чтобы ваша схема включалась ночью и выключалась днем для экономии энергии, добавьте ее в свой окончательный проект.

Используйте POT, чтобы отрегулировать порог света для включения / выключения света, необходимого для включения цепи.

В-четвертых, мощность (по желанию)

Моя финальная версия будет включать печатную плату (PCB). А с печатной платой у меня будет несколько вариантов питания схемы, включая винтовой зажим для аккумулятора и разъем mini или mico-USB. Всегда полезно подумать обо всех способах использования окончательной схемы при сборке печатной платы.

Проектирование окончательной печатной платы может быть очень увлекательным занятием, а создание дюжины таких схем - легким занятием.

Шаг 2: Макетная версия

Всегда создавайте макетную версию, прежде чем приступать к пайке окончательной версии на печатной плате. На этом этапе вы можете легко настроить резистивный делитель таймера 555, два конденсатора синхронизации, а также проверить входное напряжение, чтобы убедиться, что синхронизация подходит для вашего проекта.

Например, если вы хотите запустить эту схему от источника питания 9 В или 12 В, вы обнаружите, что конденсаторы заряжаются слишком быстро, а светодиоды слишком быстро переключаются. Отрегулируйте схему, увеличив номиналы резисторов для компенсации.

Один из вариантов ускорения этапа тестирования - использование потенциометра между контактами 8, 7 и 6 таймера 555. Это позволит вам быстро набрать желаемое время включения / выключения. Используйте потенциометр на 200 кОм, если он у вас есть, иначе подойдет 100 кОм или 500 кОм.

Как только вы найдете идеальное время, используйте мультиметр для измерения сопротивления между контактами 8 и 7 и 7 и 6. Найдите резистор, ближайший к этим двум измерениям, и проверьте их на макетной плате, прежде чем двигаться дальше.

В моем случае я сделал много настроек, прежде чем остановился на делителе напряжения 47 кОм и 100 кОм в своей окончательной конструкции.

ПРИМЕЧАНИЕ: если вы повернете потенциометр до упора в любом направлении, вы вызовете нулевое сопротивление (короткое замыкание) на контактах 7 или 6. Обязательно помните об этом во время тестирования.

Шаг 3: прототип платы

Я всегда завершаю свои проекты с помощью паяльной платы, либо на куске перфорированной платы (как показано здесь), либо с помощью печатной платы (PCB). Паяная версия сделает проект более надежным, с меньшей вероятностью будет раскачиваться и будет выглядеть более профессионально при демонстрации друзьям.

В этом проекте я использовал перфорированную плату размером 4 x 6 см, чтобы припаять последнюю схему. Как видите, существует множество проводов, из-за которых дизайн сбивает с толку. Однако, прежде чем я возьму на себя обязательство сделать дюжину печатных плат, я хотел убедиться, что окончательная версия вела себя так, как ожидалось, что она и сделала.

При подсоединении светодиодов и аккумулятора всегда используйте разъем или винтовой зажим. Возможность отсоединить плату значительно упростит отладку любых возникающих проблем. Готовые разъемы и клеммы очень дешевы и впоследствии избавят вас от огромной головной боли.

После завершения последнюю доску можно прикрепить к стойке с помощью горячего клея или двустороннего скотча.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если опора, в которую вы добавляете светодиоды, сделана из пластика, вы можете использовать горячий паяльник, чтобы расплавить отверстия для светодиодов. Сделайте отверстия немного меньше, чем светодиоды, для плотной посадки с трением. Обычно легче вставить светодиоды снаружи, чем пытаться возиться с ними через внутреннюю часть небольшой опоры, как показано на примере моей крысы.

Шаг 4: конечный продукт

Теперь вы можете добавить медленно гаснущие светодиоды ко ВСЕМ своим проектам.

При 4,2 В эта схема потребляет примерно 6,5 мА, используя биполярный таймер 555 и 2 светодиода с резисторами 200 Ом. Это делает его идеальным для работы от одной перезаряжаемой литий-ионной батареи, такой как 18650.

При 6,5 мА, если вы используете его 24 часа в сутки, он должен проработать примерно от 25 до 26 дней, прежде чем батарея упадет ниже напряжения отключения. Чтобы получить еще более длительное время работы, добавьте дополнительную схему, которая отключает затухание в течение дня, или используйте больший резистор на ваших светодиодах (увеличьте резистор с 200 Ом до 470 Ом или даже 680 Ом).

Надеюсь, вам понравился этот проект. Если вы сделали версию, пожалуйста, нажмите кнопку «Я сделал это» и оставьте свои фотографии и видео с тускнеющими глазами.

Шаг 5: закажите печатные платы сейчас

ОБНОВЛЕНИЕ: после нескольких задержек и доработок печатные платы СЕЙЧАС доступны на Tindie всего за несколько долларов. Так что заказывайте столько, сколько хотите.

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