Ночник для подруги: 34 шага (с иллюстрациями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:55

Мне впервые пришла в голову идея ночника для подруги, когда моя вторая половинка рассказала, что боится темноты и не может спать без включенного телевизора. Я легко отвлекаюсь, не могу заснуть, когда включен телевизор. После нескольких разногласий она предложила нам купить какой-нибудь ночник. Я поинтересовался, какой ночник она имеет в виду, на что она ответила, что было бы очень круто, если бы я смог найти синий. Находить? Возможно. Изобретать? О, да. Несколько дней спустя я пришел с прототипом Girlfriend Nightlight, и ей он очень понравился. Он отлично справляется с проникновением в комнату нужного количества атмосферного синего света, вызывает большой интерес на вечеринках и устраняет все разногласия по поводу сна с включенным телевизором. Моя девушка после этого также клялась, что я какой-то гений. На самом деле после выбора всей электроники и материалов собрать Girlfriend Nightlight довольно просто. Я построил первый за несколько ночей свободного времени… и вы тоже можете.

Шаг 1. Несколько слов перед началом работы…

Давайте начнем с перечисления нескольких вещей, которые вы хотите сделать, прежде чем приступить к работе.

1.) Я предполагаю, что вы знаете, как паять, и что у вас есть базовое понимание электрических цепей, а также базовое понимание электронных компонентов. Вам не нужно досконально понимать физику, происходящую внутри резистора или конденсатора, или уметь перечислять математические формулы, которые регулируют их использование, но вы должны иметь представление о том, что это такое и что они делают. Если вы впервые начинаете заниматься электроникой, это отличный проект, который вы можете попробовать создать, но могу ли я предложить вам начать с прочтения превосходного руководства Sparkfun Electronics «Начало работы со встроенной электроникой» по адресу: https:// www.sparkfun.com/commerce/tutorial_info.php?tutorials_id=57 2.) Убедитесь, что у вас есть чистое, хорошо освещенное пространство, где можно разложить и построить ночник. 3.) Вам понадобятся некоторые основные инструменты - пара инструментов для зачистки проводов, плоскогубцы, небольшая отвертка Philips, электродрель, простой мультиметр и хороший паяльник. Я построил этот ночник, используя дешевый паяльник для любителей за девять долларов, а также впечатляющий паяльник с регулируемой температурой. Поверьте мне, это имеет огромное значение. 4.) Хотя этот проект можно очень легко построить, используя одну катушку с проволокой, я настоятельно рекомендую использовать проволоку двух разных цветов. Я использовал красный провод для всего, что имеет положительный заряд, и черный провод для всего, что связано с землей. Очень полезно иметь возможность посмотреть на все провода в вашей схеме и сразу определить, какие провода заземлены, а какие нет. Приобретение этой привычки сейчас сослужит вам хорошую службу, когда вы перейдете к более сложным и сложным проектам в области электроники.

Шаг 2: Список материалов

Далее давайте изучим список материалов, которые мы будем использовать. Большую часть из них можно приобрести непосредственно в Sparkfun Electronics, некоторые из наиболее неясных компонентов можно приобрести у розничных продавцов электронных компонентов, таких как Mouser Electronics или Digi-Key, и для некоторых из них мне было удобнее просто подъехать к себе. местная Radio Shack. В качестве корпуса я использовал пустой пустой футляр для компакт-дисков, который только что лежал.

1.) 2-дюймовая круглая плата 2.) 2-дюймовая круглая прототипная плата TQFP80 3.) Центрально-положительный источник питания 9 В 4.) Регулятор LM7805 на 5 В 5.) Конденсатор на 25 В 1000 мкФ 6.) Конденсатор на 25 В 10 мкФ 8.) 47 резистор полуватт Ом 9.) Кнопка включения / выключения с монтажным отверстием в полдюйма 10.) # 4-40 винты (3) 11.) # 4-40 шестигранные гайки (3) 12.) # 4-40 металл. стойки (6) 13.) 27 Ом полуваттные резисторы (12) 14.) 10-миллиметровые синие светодиоды (12) 15.) Катушка с проводом 22 калибра 16.) Штыри разъема для прототипирования (2) 17.) Двухконтактная розетка. перемычка 18.) Пустая упаковка из 30 чистых компакт-дисков.

Шаг 3. Быстрый взгляд на готовый продукт - часть первая

Давайте посмотрим, что мы будем собирать. Ночник Girlfriend Nightlight состоит из двух основных частей, каждая из которых собирается отдельно, а затем соединяется вместе. Нижняя плата содержит всю электронику для питания ночника.

Шаг 4. Быстрый взгляд на готовый продукт - часть вторая

На верхней плате расположены сами светодиоды.

Шаг 5: Приступим

Давайте начнем! Мы можем начать с подготовки нижней доски, поскольку она намного сложнее из двух. Проточная плата, которую мы будем использовать, имеет большое количество металлических отверстий, которые позволяют нам легко впаивать компоненты или провода. Обычно в каждое отверстие вставляется только один провод или компонент. Соединения между проводами или компонентами в соседних отверстиях легко сделать, используя паяльник, чтобы расплавить дополнительный припой между двумя точками, одновременно нагревая соединение в первом отверстии. Затем каплю жидкого припоя можно потянуть, чтобы коснуться соседнего соединения. Когда припой остывает, он связывает два соединения вместе и электрически соединяет их. Может быть хорошей идеей попрактиковаться в этом несколько раз на запасной макетной плате, если это будет ваша первая пайка.

Шаг 6: припаяйте регулятор напряжения

Здесь мы видим, что начинаем с пайки стабилизатора напряжения LM7805 на краю макетной платы. Согните ножки регулятора так, чтобы он выступал за внешний край доски. Это сохраняет его изолированным, а также помогает сохранять регулятор в прохладном состоянии, так как он будет больше подвержен воздействию воздуха.

Шаг 7: установите резисторы

Вставьте двенадцать резисторов на 27 Ом через отверстия на макетной плате и убедитесь, что все они подходят правильно. Резисторы не поляризованы, то есть вы можете вставлять их в любом направлении, и это не имеет значения. Вы заметите, что мне было проще сгруппировать их в четыре набора по три. Каждый из резисторов мощностью полуватта намного толще, чем типичный резистор, который вы будете использовать в проектах электроники, и на плате гораздо легче будет переполниться. Я обнаружил, что сгруппирование их таким образом значительно упрощает их размещение на доске, чем попытки разместить их все рядом друг с другом. Как только вы их правильно разложите, припаяйте их на место и отрежьте лишние ножки под платой. Обратите внимание на этой фотографии, что я еще не обрезал лишние ножки и не припаял резисторы на место.

Шаг 8: Добавьте конденсатор емкостью 1000 мкФ

Добавьте конденсатор емкостью 1000 мкФ слева от регулятора. Изучение таблицы данных регулятора говорит нам, что левый контакт - это входное напряжение, центральный контакт - это земля, а правый контакт - регулируемый пятивольтовый выход. Этот конденсатор поможет стабилизировать входное напряжение, поступающее от нашего источника питания, «поддерживая» входное напряжение, если источник питания на мгновение выдает недостаточное количество энергии. Будьте осторожны, чтобы правильно сориентировать конденсатор - положительный вывод конденсатора должен быть припаян рядом с входным выводом регулятора, а затем оба должны быть спаяны вместе.

Шаг 9: спаяйте верхние стороны резисторов вместе

Поскольку все наши светодиоды будут питаться одинаково, наши резисторы необходимо соединить вместе, но только на стороне, обращенной к регулятору! Обратите внимание на этом подробном представлении, что каждая группа резисторов соединена вместе. Также обратите внимание на конденсатор, подключенный к входному контакту регулятора в верхней части фотографии.

Шаг 10: добавьте резистор 47 Ом

Здесь я добавил полуваттный резистор 47 Ом и подключил один конец к массиву из двенадцати резисторов на 27 Ом. Это сделано для того, чтобы немного приглушить законченный ночник, так как синие светодиоды, которые мы используем, потрясающе яркие при полной мощности и немного чрезмерны для целей ночника. Это небольшое дополнительное сопротивление сделает готовый продукт более подходящим для использования в качестве обычного ночника. Также я добавил короткий провод на обратной стороне платы. Один конец провода проталкивается через плату между первой и второй группой резисторов, а другой конец находится между второй и третьей группой резисторов. Этот провод используется для соединения «групп» резисторов вместе - теперь вы заметите, что на этой фотографии теперь есть прямая непрерывная линия припоя, соединяющая все резисторы вместе вверху.

Шаг 11: Добавьте конденсатор 10 мкФ

Видите этот крошечный круглый компонент рядом с нашим недавно добавленным резистором на 47 Ом? Это конденсатор на 10 мкФ. Это служит той же цели, что и конденсатор гораздо большего размера на другой стороне платы (слегка виден здесь в верхней части рисунка), только этот конденсатор будет служить для фильтрации выходного напряжения регулятора. Сам регулятор уже должен отлично справляться с обеспечением стабильного и стабильного выходного напряжения в пять вольт - этот конденсатор просто сделает вещи еще чище. Опять же, обратите внимание на ориентацию здесь - конденсатор можно использовать только в одном направлении. Положительный вывод конденсатора должен быть припаян к верхней части резистора, так как они оба будут запитываться напрямую от пятивольтового выхода регулятора. Конденсатор, который я использовал на этой фотографии, имеет голубую полосу, обозначающую отрицательную клемму. На этой фотографии полоса видна лицевой стороной вниз.

Шаг 12: Быстрая проверка статуса

Пока что схема созданной нами схемы может выглядеть как на этой фотографии. Здесь мы видим регулятор LM7805, два конденсатора, которые мы уже припаяли, а также диммирующий резистор на 47 Ом. На этом рисунке не показано, где все двенадцать резисторов 27 Ом подключены к правой стороне резистора 47 Ом. Видите все эти свисающие линии на этой картинке? Все они должны быть заземлены, и нам нужно предоставить способ включать и выключать ночник. Пришло время обрезать несколько коротких отрезков проволоки!

Шаг 13: необходимо выполнить несколько подключений

На этой фотографии мы видим, что на самом деле добавлено шесть проводов. Во-первых, два красных провода длиной примерно шесть дюймов должны быть расположены рядом друг с другом, но НЕ должны быть соединены вместе - эти провода будут служить переключателем. Первый из них будет подключен к положительному проводу от нашего адаптера питания постоянного тока, а второй из них подключен к входному контакту регулятора напряжения третьим проводом, который мы добавили на этой фотографии. Затем добавляются четвертый и пятый провода, чтобы соединить все наши земли вместе - отрицательный вывод конденсатора 1000 мкФ, отрицательный вывод конденсатора 10 мкФ и отрицательный центральный вывод нашего регулятора напряжения. Наконец, добавлен шестой провод для подключения выходного контакта регулятора напряжения - правого контакта - к верхней части резистора 47 Ом.

Шаг 14: припаяйте соединения на нижней стороне платы

Все эти соединения становятся слишком близко друг к другу, чтобы мы могли их легко достать с помощью паяльника, поэтому, чтобы припаять эти новые провода в их отверстия и прикрепить их к соседним компонентам в нужных местах, мы должны перевернуть эту плату. поверх и используйте нижнюю сторону для создания наших паяных соединений. Помните - электричеству безразлично, находятся ли соединения сверху или снизу платы, до тех пор, пока существует прямое соединение между двумя точками. Здесь мы видим нижнюю сторону одного из моих готовых ночников. Вы можете ясно видеть, что три соединения в центре - это три контакта регулятора напряжения, каждый контакт подключен к проводу, который был добавлен к плате на предыдущем шаге. В правом нижнем углу этой фотографии вы можете увидеть два горизонтальных паяных соединения, которые представляют собой два красных провода, которые мы используем для нашего переключателя - одна сторона подключена к входу регулятора напряжения, а другая сторона подключена к положительный вывод адаптера питания, который мы вскоре обсудим. На левой стороне фотографии два паяных соединения в форме перевернутой буквы L, каждое из которых соединяет три соседних провода или компонента. Это точки подключения конденсатора 10 мкФ, резистора 47 Ом и проводов, соединяющих их с выходным контактом регулятора и с землей. Наконец, внизу этой фотографии обратите внимание на короткий красный провод, который соединяет две группы резисторов на 27 Ом, которые были установлены на предыдущем шаге.

Шаг 15: проверка статуса номер два

Теперь этот последний шаг был немного сложным, поэтому давайте вернемся назад к принципиальной схеме, которую мы только что рассмотрели. Если мы добавим к схеме провода переключателя, которые мы только что припаяли, а также все заземления, которые мы соединили вместе, наша принципиальная схема теперь будет выглядеть так. Обратите внимание, что все заземления не соединены на чертеже, но электрически они все соединены вместе. Если у вас есть хороший мультиметр с настройкой непрерывности цепи, вы можете проверить это, используя мультиметр для «гудения» соединений, прикоснувшись одним щупом к заземляющему полюсу конденсатора 1000 мкФ, а затем прикоснувшись к другому щупу. к центральному штырю регулятора напряжения. Измеритель должен гудеть или издавать звуковой сигнал или давать обратную связь, чтобы вы знали, что две точки подключены. Если это не так, вернитесь и проверьте свои паяные соединения.

Шаг 16: Припаяйте контакты заголовка к концам проводов переключателя

Припаяйте свободные концы наших двух проводов переключателя к двухконтактному разъему. Эти два контакта теперь позволят нам включать и выключать входное напряжение. На данный момент я замкнул эти два контакта вместе с помощью запасной перемычки, которая была в моем ящике для инструментов. Когда перемычка установлена, схема будет включена, как только я подключу адаптер питания.

Шаг 17: Подготовьте адаптер питания

Говоря об адаптере питания, давайте подготовим его к установке! Начните с того, что отсоедините переходник цилиндрического разъема от конца провода. Оставшийся кабель состоит из двух проводов, красного и черного, внутри длинного черного кабеля, выходящего из адаптера питания. Осторожно отрежьте около дюйма изоляции на конце кабеля, обнажив красный и черный провода внутри. Снимите изоляцию с каждого из этих меньших проводов, чтобы обнажить медный металлический провод внутри.

Шаг 18: припаяйте провода адаптера питания к плате

Красный провод от источника питания - это положительный провод, поэтому его следует припаять к первому из проводов нашего переключателя. На этой фотографии вы можете увидеть красный провод питания рядом с левым красным проводом переключателя. Черный провод от источника питания должен быть подключен к отверстию рядом с отрицательной клеммой конденсатора емкостью 1000 мкФ. Паяные соединения в нижней части платы соединяют провода питания с соседними разъемами, как это видно на предыдущей фотографии обратной стороны готового ночника. На этом этапе, если вы чувствуете себя смелым и у вас есть под рукой мультиметр, сейчас самое время подключить адаптер питания и проверить напряжение. Вы должны иметь возможность поместить отрицательный щуп измерителя на отрицательный вывод конденсатора емкостью 1000 мкФ и прикоснуться положительным щупом измерителя к входному контакту регулятора напряжения и увидеть показание примерно девяти вольт. Затем, оставив отрицательный датчик на месте, вы должны иметь возможность прикоснуться положительным датчиком измерителя к выходному контакту регулятора и увидеть показание почти точно 5 вольт. Вы также должны измерить почти 5 вольт на вершине двенадцати резисторов 27 Ом. Это говорит нам о том, что регулятор выполняет свою работу и выдает стабильное выходное напряжение 5 В, и что все резисторы также подключены правильно.

Шаг 19: припаяйте пятидюймовый длинный провод ко дну каждого резистора на 27 Ом

Теперь, когда мы знаем, что наши двенадцать резисторов подключены к точно правильному напряжению, пора передать эту мощность куда-нибудь. Отрежьте двенадцать полосок провода длиной около пяти дюймов каждая и припаяйте один кусок к отверстию рядом с нижней частью каждого резистора на 27 Ом. Добавьте паяное соединение в нижней части платы, чтобы подключить провод к резистору, убедившись, что не закорачивает резистор или провод к его соседу. Один единственный провод длиной пять дюймов также необходимо добавить для заземления, и его можно подключить к любому легко достижимому заземлению, которое мы установили до сих пор. Я подключил свой к отрицательной клемме конденсатора 10 мкФ.

Шаг 20: больше паяных соединений на нижней части платы

Здесь мы видим двенадцать паяных соединений в нижней части платы, каждое из которых соединяет отрезок провода с отдельным резистором на 27 Ом. Каждый из этих проводов в конечном итоге будет подавать электричество на один из двенадцати светодиодных фонарей ночника. Нижняя доска готова! Отложите это на время.

Шаг 21: подготовьте верхнюю доску

Верхняя плата начинает свою жизнь как эта прототипная плата. Он предназначен для размещения 80-контактной микросхемы процессора, называемой TQFP или Flat Pack. Мы будем использовать два кольца с отверстиями под пайку на этом чипе, но нам не нужны контактные площадки в центре платы, где обычно располагается микросхема TQFP. Кроме того, мы будем продевать двенадцать красных проводов из предыдущего шага вверх, чтобы подключиться к отверстиям на этой плате, что означает, что нам нужно просверлить отверстие в центре этой платы, чтобы у нас было где-то проложить провода.

Шаг 22: просверлите отверстие 3/4 дюйма в центре верхней доски

Здесь я использую сверлильный станок с сверлом 3/4 дюйма, чтобы вырезать центр макетной платы. При правильном расположении сверло этого размера почти идеально вырезает все контактные площадки для пайки микросхемы TQFP, оставляя позади только медные следы. После завершения сверления я острой бритвой прорезал эти медные следы, чтобы быть абсолютно уверенным, что ни один из следов на плате случайно не втолкнется друг в друга сверлом.

Шаг 23: припаяйте светодиоды к верхней плате

Используемые нами светодиоды размером 10 мм помещаются в верхнюю плату группами по четыре, как показано здесь. Вставьте светодиоды в плату, как показано, чтобы проверить правильность установки. Обратите внимание, что у каждого светодиода есть ножки разной длины - более длинная ножка является анодом или положительной клеммой. Вставляя светодиоды в плату, убедитесь, что все они ориентированы одинаково. Обходя круглую плату по часовой стрелке, все светодиоды должны быть анодом слева и катодом справа. Припаяйте светодиоды на место и отрежьте лишнюю длину ножек.

Шаг 24: припаяйте провода к отрицательному выводу каждого светодиода

Нам нужно подключить отрицательную клемму или катод каждого светодиода к земле. Четыре коротких провода, по одному для каждого светодиода, нужно припаять к наружному кольцу отверстий на макетной плате. Каждый из этих проводов должен быть подключен через пайку в нижней части платы к отрицательной клемме соседнего светодиода. Затем провод нужно загнуть назад, а другой конец припаять к внутреннему кольцу отверстий. Это позволяет нам легче соединить все эти земли вместе. Здесь мы видим два набора проводов, которые были добавлены и которые все еще необходимо подключить к внутреннему кольцу отверстий, а также один набор проводов, который был правильно подключен.

Шаг 25: проверьте новые соединения с землей

Здесь мы видим, что все заземляющие провода правильно установлены. Все соединения на внутреннем кольце должны быть соединены вместе через паяные соединения в нижней части платы, образуя три «пучка» соединений с землей. Нам нужно добавить два провода к внутреннему кольцу, чтобы соединить эти «жгуты» вместе, создав одно единое соединение с землей для всей верхней платы и всех 12 светодиодов.

Шаг 26: припаяйте два провода к верхней плате, чтобы соединить вместе все заземления

Здесь мы видим верхнюю плату с двумя установленными дополнительными проводами. Это еще один хороший момент для использования функции непрерывности цепи вашего мультиметра, если он у вас есть - вы должны иметь возможность подключить отрицательный щуп к любой отрицательной клемме любого светодиода, а положительный щуп - к любой другой отрицательной клемме любого другого светодиода., и ваш измеритель должен издать звуковой сигнал, показывая, что две точки соединены вместе.

Шаг 27: припаяйте провода от нижней платы к верхней плате

Наконец-то мы на финише! К сожалению, последний шаг также самый сложный. Двенадцать красных проводов и один черный провод заземления от нижней платы необходимо пропустить через отверстие в центре верхней платы. Заземляющий провод нужно припаять к отверстию во внутреннем кольце верхней платы, а затем подключить к любому из заземляющих соединений, которые мы сделали на предыдущем шаге. Поскольку мы соединили вместе каждый вывод заземления каждого светодиода, любая точка заземления на всей верхней плате будет правильно работать как место для подключения заземляющего провода от нижней платы. Наконец, каждый красный провод нужно припаять к отверстию во внешнем кольце верхней платы рядом с положительным выводом или анодом любого светодиода. Затем красный провод необходимо соединить с анодом с помощью паяного соединения, но поскольку добраться до нижней части платы в этой точке практически невозможно, это соединение должно быть выполнено на верхней части платы.

Шаг 28: припаяйте все красные провода к светодиодам

Здесь мы видим увеличенный фрагмент фотографии с предыдущего шага, на котором отчетливо виден красный провод от нижней платы и паяное соединение, соединяющее его с анодом светодиода. Я обнаружил, что оставшиеся красные провода, возможно, придется отодвинуть, чтобы правильно добраться до анода светодиода с помощью паяльника.

Шаг 29: прикрутите две платы вместе

Используя шесть металлических стоек и три подходящих винта, прочно прикрепите две доски друг к другу, как показано на этой фотографии.

Шаг 30: проверьте свой ночник

После того, как вы соединили две доски вместе, сам ночник готов! Проверьте свой ночник, подключив адаптер питания. Если провода переключателя (видны наверху этой фотографии) все еще соединены перемычкой, ваш ночник должен немедленно включиться, и все светодиоды должны ярко светиться.

Шаг 31: подготовьте корпус

В качестве корпуса вы можете использовать все, что угодно, но мне понравилась идея использовать пустой ящик с пустыми компакт-дисками, который у меня лежал, поскольку круглая форма корпуса для компакт-дисков идеально дополняла бы круглую форму ночника. Я отрезал круглый цилиндр в центре, на который обычно кладут компакт-диски, с помощью ножа для хобби, и установил законченную схему ночника в центре нижней части футляра для компакт-дисков, отметив места, где металлические стойки касались пластикового футляра..

Шаг 32: прикрепите ночник к корпусу

Просверливание отверстий в пластиковом корпусе для компакт-дисков в этих трех точках позволяет нам протолкнуть стойки через отверстия и прикрепить их к корпусу с помощью трех шестигранных гаек.

Шаг 33: Подготовьте выключатель и установите его в корпус

Кнопка включения / выключения, которую я использовал, требовала полудюймового монтажного отверстия, которое идеально вписывается в верхнюю часть футляра для компакт-диска, который я использовал для корпуса. Просверлите монтажное отверстие в центре верхней части корпуса компакт-диска, затем проденьте кнопку через отверстие, затяните ее прилагаемой шестигранной гайкой и шайбой и припаивайте двухконтактную перемычку с внутренней резьбой.

Шаг 34: Подключите коммутатор и соберите корпус

Присоедините перемычку к контактам наших переключающих проводов, соединив кнопку с переключающими проводами и позволив ей управлять потоком электричества к ночнику. Прикрутите или защелкните верхнюю часть футляра для компакт-дисков к его нижней части, подключите свое творение, зажгите новый ночник и никогда больше не спорите со своей второй половинкой из-за того, что вы спите с включенным телевизором.