Twinkle_night_lights: 5 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Detta projekt är en automatisk ljusaktiverad räknare som kommer till liv efter mörker och växlar lysdioder i en binär sekvens. Eftersom lysdioderna är ledningsfria kan de placeras i valfri ordning för att markera objektet som de är anslutna till.

Kretsen har en PCB -design som skapades i EagleCAD och tillverkades som OSHpark även om kretsen kunde ha byggts på Veroboard med genomgående hålskomponenter.

Kretsen kommer sedan att användas för att tända ett 3D -utskrivet objekt.

Tillbehör

EagleCAD

PCB eller Veroboard för montering genom hålkomponenter.

BlocksCAD

3d skrivare

Genomskinligt filament

Steg 1: Kretsbeskrivning

Kretsen består av en oscillator tillverkad med en ICM7555 -timer konfigurerad i Astable -läget. Oscillationsfrekvensen kan justeras med hjälp av det 500k variabla motståndet som ger ett frekvensintervall på 1,5Hz till 220Hz, detta styr hur snabbt räknarsekvensen ändras.

Ljusstyrning av kretsen utförs med hjälp av en LDR i kombination med 50k variabelt motstånd för känslighetsjustering. Detta potentiella divideringsnätverk är anslutet till stift 4 (återställning), på timern och inaktiverar timern när spänningen vid denna punkt är <0,7V.

När LDR utsätts för starkt ljus sjunker dess motstånd till ~ 170R och i frånvaro av ljus 1.3MR

Därför är återställningsspänningen i starkt ljus 4,8V och timern är aktiverad.

Oscillatorutgången matas till en CD4024 (sju stegs rippelräknare), där varje utgång är ansluten till en lysdiod. Lågspännings högeffektiva lysdioder rekommenderas att göra RÖD till den lämpligaste färgen även om andra färger kan användas, de har en tendens att vara mindre effektiva.

Utmatningsströmmen för CD4024 i källäge är i storleksordningen 5mA vid 5V, utgången kommer att klämmas fast med LED -spänningen och strömmen kommer att vara betydligt mindre än nominell, vilket motsätter behovet av ett motstånd i serie med lysdioden. Detta minskar antalet komponenter och förenklar kretsen.

När räknaren stoppas av frånvaron av klockpulser från timern kommer räkneutmatningen att förbli i vilken räkning som helst var närvarande, detta kan vara med eller utan ett räkningsvärde.

För att säkerställa att räknaren alltid är noll när timern stannar tillämpas en dynamisk återställning.

Därför, när timern är aktiverad i frånvaro av ljus, är räknaren aktiverad och när timern är inaktiverad i närvaro av ljus återställs räknaren.

Denna räknareåterställning tillhandahålls av en laddpumpspänningsfördubblare som också är ansluten till timerutgången.

En resistiv uppdragning är ansluten till räknaren för återställning och även till laddningspumpens utgång, när timern är inaktiverad återställs räknaren av detta uppdragningsmotstånd.

När timern startar laddningspumpen, ramper upp till ~ 3V som slår på N -kanalens FET, drar återställningsstiftet lågt och aktiverar räknaren. När räknaren stannar stängs FET av och återställningslinjen dras upp till VCC via uppdragningsmotståndet och nollställer räkneutgångarna.

Steg 2: Montering av kretskort

Majoriteten av komponenterna på kretskortet var SMD med motstånd och kondensatorer som 1206 typer.

IC: erna monterades först eftersom de skulle omges av komponenter och detta skulle göra det svårare att komma åt stiften för lödning.

Sedan motstånd, kondensatorer, dioder, transistorer och slutligen kontakter.

Som med någonting några enkla kontroller för att säkerställa att det inte finns några lödbroar eller öppna kretsar före ett uppstartstest för att verifiera att timern och räknaren fungerar båda.

Ytterligare montering skulle fortsätta med lysdioderna när vi hade ett objekt att ansluta dem också.

Nu när vi har vår belysningskrets behöver vi något att lysa upp.

Steg 3: Objektval

Med det i åtanke beslutades om en trädgårdsnatt accentljus och samtidigt genomfördes en halmundersökning och fjärilen vann.

Av följande skäl:

1: Något som skulle skapa en symmetrisk LED -layout.

2: Det passar in på platsen.

3: Dess form skulle rymma kretskortet utan att distrahera från objektet.

4: Objektet kan vara 3D -utskrivet.

Steg 4: Objektdesign

Med BlocksCAD utformade jag en grundläggande fjärilsform.

Formen bestod av ett huvud, buk, bröstkorg och 2 par vingar.

Huvudet skulle användas för att montera LDR och vingarna skulle hålla 8 LED (2 per vinge), men i den slutliga versionen på grund av att räknaren bara hade 7 utgångar och för att bibehålla symmetri skulle endast 6 utgångar användas.

För att stödja lysdioderna som skulle vara 5 mm blyade typer skulle fästen inkluderas på vingarna.

För att hålla kretskortet ingick 2 hål i de 2 framvingarna för M2 -skruvar.

När designen var klar måste den bara skrivas ut.

I detta avseende var valet av glödtråd viktigt genom att det måste vara genomskinligt för att visa lysdioderna monterade på baksidan av vingarna, så att de skulle vara synliga framifrån.

Steg 5: Slutmontering

Fjärilstryckt lysdioderna är monterade på fästena och kablar som är tillräckligt långa för att nå kretskortet är fästa.

Kretskortet skruvas på plats och ledningarna från lysdioderna löds till kretskortet och sedan löds LDR som matas genom de 2 hålen i huvudet på plats på brädet.

Det återstod bara de sista testerna för att justera frekvensen för optimal visning och ljuskänsligheten för att avgöra när displayen slogs på.

Dämpa nu lamporna och titta på showen.