Twinkle_night_lights: 5 шагов (с картинками)

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

Этот проект представляет собой счетчик с автоматическим включением света, который оживает после наступления темноты и включает светодиоды в двоичной последовательности. Поскольку светодиоды имеют свободную проводку, их можно размещать в любом порядке, чтобы выделить элемент, к которому они прикреплены.

Схема имеет дизайн печатной платы, который был создан в EagleCAD и произведен как OSHpark, хотя схема могла быть построена на Veroboard со сквозными отверстиями.

Затем схема будет использоваться для освещения 3D-печатного объекта.

Запасы

EagleCAD

Печатная плата или Veroboard для монтажа компонентов через отверстия.

БлокиCAD

3д принтер

Полупрозрачная нить

Шаг 1: Описание схемы

Схема состоит из генератора, созданного с использованием таймера ICM7555, настроенного в нестабильном режиме. Частоту колебаний можно отрегулировать с помощью переменного резистора 500 кОм, что дает диапазон частот от 1,5 Гц до 220 Гц, это контролирует, насколько быстро изменяется последовательность счетчика.

Управление освещением схемы осуществляется с помощью LDR в сочетании с переменным резистором 50 кОм для регулировки чувствительности. Эта схема делителя потенциала подключена к выводу 4 (сброс) таймера и отключает работу таймера, когда напряжение в этой точке составляет <0,7 В.

Когда LDR подвергается воздействию яркого света, его сопротивление падает до ~ 170R, а в отсутствие света - 1,3MR.

Следовательно, при ярком свете напряжение сброса составляет 4,8 В и таймер включен.

Выход генератора подается на CD4024 (семиступенчатый счетчик пульсаций), где каждый выход подключен к светодиоду. Рекомендуется использовать низковольтные высокоэффективные светодиоды, чтобы КРАСНЫЙ был наиболее подходящим цветом, хотя могут использоваться и другие цвета, они имеют тенденцию быть менее эффективными.

Выходной ток CD4024 в режиме источника составляет порядка 5 мА при 5 В, выход будет ограничен напряжением светодиода, и ток будет значительно меньше номинального, что устраняет необходимость в резисторе, включенном последовательно со светодиодом. Это уменьшает количество компонентов и упрощает схему.

Когда счетчик остановлен из-за отсутствия тактовых импульсов от таймера, выход счетчика останется в том количестве, которое имело место в то время, это может быть со значением счета или без него.

Чтобы гарантировать, что выход счетчика всегда равен нулю, когда таймер останавливается, применяется динамический сброс.

Следовательно, когда таймер включен при отсутствии света, счетчик включен, а когда таймер отключен при наличии света, счетчик сбрасывается.

Этот сброс счетчика обеспечивается удвоителем напряжения накачки заряда, который также подключен к выходу таймера.

К выводу сброса счетчика, а также к выходу накачки заряда подключено резистивное подтягивание, когда таймер отключен, счетчик сбрасывается этим подтягивающим резистором.

Как только таймер запускает зарядный насос, он поднимается до ~ 3 В, что включает N-канальный полевой транзистор, подтягивая контакт сброса к низкому уровню и активируя счетчик. Когда счетчик останавливается, полевой транзистор выключается, и линия сброса подтягивается к VCC через подтягивающий резистор, сбрасывая выходы счетчика на низкий уровень.

Шаг 2: сборка печатной платы

Большинство компонентов на печатной плате были SMD с резисторами и конденсаторами 1206 типа.

Сначала устанавливались ИС, так как они будут окружены компонентами, и это затруднит доступ к контактам для пайки.

Затем резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и, наконец, разъемы.

Как и во всем остальном, несколько простых проверок, чтобы убедиться, что нет паяных перемычек или разомкнутых цепей, перед тестом включения питания, чтобы убедиться, что таймер и счетчик работают.

Дальнейшая сборка светодиодов будет продолжена, как только у нас появится объект для их подключения.

Теперь, когда у нас есть схема освещения, нам нужно что-то осветить.

Шаг 3: выбор объекта

Имея это в виду, было решено выбрать ночной акцентный свет в саду, и в то же время был проведен соломенный опрос, и бабочка победила.

По следующим причинам:

1: Что-то, что могло бы создать симметричную схему расположения светодиодов.

2: Он вписывается в месторасположение.

3: Его форма подходит для печатной платы, не отвлекая ее от объекта.

4: объект может быть напечатан на 3D-принтере.

Шаг 4: Дизайн объекта

Используя BlocksCAD, я разработал базовую форму бабочки.

Форма состояла из головы, брюшка, грудной клетки и двух пар крыльев.

Голова будет использоваться для установки LDR, а крылья будут содержать 8 светодиодов (2 на крыло), хотя в окончательной версии из-за того, что счетчик имеет только 7 выходов и для поддержания симметрии, будут использоваться только 6 выходов.

Для поддержки светодиодов с выводами 5 мм на крыльях будут установлены крепления.

Для крепления печатной платы в 2 передних крыльях для винтов M2 были включены 2 отверстия.

Когда дизайн был готов, его нужно было просто распечатать.

В этом отношении выбор нити накала был важен, поскольку она должна была быть полупрозрачной, чтобы можно было видеть светодиоды, установленные на задней части крыльев, чтобы они были видны спереди.

Шаг 5: Окончательная сборка

Бабочка напечатала, что светодиоды прикреплены к креплениям, и к ним прикреплены провода, достаточно длинные, чтобы дотянуться до печатной платы.

Печатная плата прикручивается на место, и провода от светодиода припаиваются к печатной плате, затем LDR, который проходит через 2 отверстия в головке, припаивается к плате.

Все, что осталось, - это последние тесты по настройке частоты для оптимального отображения и светочувствительности для определения момента включения дисплея.

Теперь приглушите свет и смотрите шоу.