The Girlfriend Nightlight: 34 Steps (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:48

Jag kom först på idén till Girlfriend Nightlight när min signifikanta andra avslöjade att hon var rädd för mörkret och inte kunde sova utan TV: n. Eftersom jag är lätt distraherad kan jag inte sova när TV: n är på. Efter flera meningsskiljaktigheter föreslog hon att vi skulle köpa något slags nattljus. Jag frågade vilken typ av nattljus hon hade i åtanke, som hon svarade att det skulle vara extremt häftigt om jag kunde hitta ett blått. Hitta? Eventuellt. Uppfinna? Åh ja. Flera dagar senare dök jag upp med prototypen Girlfriend Nightlight, och hon älskade det absolut. Det gör ett utmärkt jobb genomträngande i ett rum med lagom mängd atmosfäriskt blått ljus, väcker stort intresse på fester och avslutade alla meningsskiljaktigheter om att sova med TV: n. Min flickvän svor därefter också på att jag var ett slags geni. Sanningen är att efter att ha valt all elektronik och material är montering av Girlfriend Nightlight ganska enkelt. Jag byggde den första på några näters fritid … och det kan du också.

Steg 1: Några saker innan du börjar …

Låt oss börja med att lista några saker du vill göra innan du börjar.

1.) Jag antar att du vet hur man löder och att du har en grundläggande förståelse för elektriska kretsar samt en grundläggande förståelse för elektroniska komponenter. Du borde inte behöva grundligt förstå fysiken som pågår inuti ett motstånd eller en kondensator eller kunna recitera de matematiska formlerna som styr deras användning, men du bör ha ett koncept om vad dessa saker är och vad de gör. Om du börjar med elektronik för första gången är detta ett bra projekt för dig att försöka bygga, men kan jag föreslå att du börjar med att först läsa Sparkfun Electronics utmärkta "Begynnande inbäddade elektronik" handledning på: https:// www.sparkfun.com/commerce/tutorial_info.php?tutorials_id=57 2.) Du vill se till att du har ett rent, välbelyst utrymme för att sprida ut och bygga ditt nattljus. 3.) Du behöver några grundläggande verktyg - ett par trådavdragare, en tång, en liten Philips -skruvmejsel, en elektrisk borrmaskin, en enkel multimeter och ett bra lödkolv. Jag har byggt det här nattljuset med ett billigt nio dollar hobbylödjärn samt ett spektakulärt lödkolv med variabel temperatur. Lita på mig, det gör en enorm skillnad. 4.) Även om detta projekt mycket enkelt skulle kunna byggas med en enda trådrulle, skulle jag starkt rekommendera att använda två olika trådfärger. Jag använde röd tråd för allt som har en positiv laddning och svart tråd för allt som är kopplat till marken. Det är oerhört hjälpsamt att kunna titta på alla ledningar i din krets och med en blick kunna se vilka ledningar som är slipade och vilka som inte är det. Att komma in i denna vana nu kommer att tjäna dig bra när du går vidare till mer genomarbetade och komplexa elektronikprojekt.

Steg 2: Lista över material

Låt oss sedan granska listan över material som vi kommer att använda. Det mesta av detta kan köpas direkt från Sparkfun Electronics, några av de mer oklara komponenterna kan köpas från en återförsäljare av elektroniska komponenter som Mouser Electronics eller Digi-Key, och för en del av det tyckte jag att det var mer bekvämt att bara köra över till min lokal Radio Shack. För höljet använde jag ett tomt tomt CD -fodral som jag precis hade lagt mig.

1.) 2 "rund protoboard 2.) 2" rund TQFP80 protoboard 3.) Centerpositiv 9 volt strömförsörjning 4.) LM7805 5 volt regulator 5.) 1000uF 25 volt kondensator 6.) 10uF 25 volt kondensator 8.) 47 ohm halv watt motstånd 9.) På/av strömbrytare med halv tum monteringshål 10.) #4-40 skruvar (3) 11.) #4-40 sexkantmuttrar (3) 12.) #4-40 metall avstånd (6) 13.) 27 ohm halv-watts motstånd (12) 14.) 10 mm blå lysdioder (12) 15.) En spole med 22 gauge-tråd 16.) prototyping header pins (2) 17.) female two-pin bygelkabel 18.) Tom 30-pack tomma CD-skivor

Steg 3: En snabb titt på den färdiga produkten - del ett

Låt oss ta en titt på vad vi ska montera. Girlfriend Nightlight består av två huvuddelar, som var och en är monterad separat och senare sammanfogade. Den nedre brädan innehåller all elektronik för att driva nattljuset.

Steg 4: En snabb titt på den färdiga produkten - del två

Den övre brädan innehåller själva lysdioderna.

Steg 5: Låt oss komma igång

Låt oss börja! Vi kan börja med att förbereda den nedre brädan, eftersom den är den klart mer komplexa av de två. Protoboardet som vi kommer att använda har ett stort antal metallhål som gör att vi enkelt kan lödda i komponenter eller ledningar. Normalt sätts bara en tråd eller komponent in i varje hål. Anslutningar mellan ledningar eller komponenter i intilliggande hål görs enkelt med hjälp av ditt lödkolv för att smälta ytterligare ett löd mellan de två punkterna samtidigt som anslutningen i det första hålet upphettas. Klumpen med flytande lod kan sedan dras över för att vidröra den intilliggande anslutningen. När lodet svalnar binder det ihop de två anslutningarna och kopplar dem elektriskt. Det kan vara en bra idé att öva detta några gånger på ett extra protoboard om det här är första gången du lödar.

Steg 6: Löd spänningsregulatorn

Här ser vi att vi börjar med att lödda i spänningsregulatorn LM7805 på kanten av protoboardet. Böj benen på regulatorn så att den sticker ut över brädans ytterkant. Detta håller den isolerad och hjälper till att hålla regulatorn sval, eftersom den kommer att utsättas mer för luften.

Steg 7: Montera motståndarna

Skjut de tolv 27 ohm motstånden genom protoboardets hål och se till att alla passar ordentligt. Motstånd är inte polariserade, vilket innebär att du kan sätta in dem i vilken riktning som helst och det spelar ingen roll. Du kommer att märka här att jag tyckte det var lättast att gruppera dem i fyra uppsättningar av tre. Eftersom de är halv watt motstånd är var och en mycket fetare än det typiska motståndet som du kommer att använda i elektronikprojekt, och styrelsen kan bli trångare mycket lättare. Jag fann att genom att gruppera dem så här blir det mycket lättare att montera dem på brädet än att försöka ställa dem alla intill varandra. När du har lagt ut dem ordentligt, löd dem på plats och klipp av överskottsbenen under brädet. Lägg märke till på det här fotot att jag ännu inte har klippt överskottsbenen eller lödt motstånden på plats.

Steg 8: Lägg till 1000uF -kondensatorn

Lägg till 1000uF -kondensatorn till vänster om regulatorn. Genom att studera regulatorns datablad berättar vi att den vänstra stiftet är ingångsspänningen, mittstiftet är jordat och det högra stiftet är den reglerade fem-volt-utgången. Denna kondensator hjälper till att stabilisera ingångsspänningen från vår strömförsörjning genom att "hålla upp" ingången om strömförsörjningen tillfälligt producerar en otillräcklig mängd ström. Var noga med att orientera kondensatorn korrekt - kondensatorns positiva terminal ska lödas intill regulatorns ingångsstift och de två ska sedan lödas ihop.

Steg 9: Löd ihop de övre sidorna av motstånden

Eftersom alla våra lysdioder kommer att drivas lika måste våra motstånd sammanfogas, men bara på sidan som vetter mot regulatorn! Lägg märke till i denna detaljvy att varje grupp av motstånd har kopplats ihop. Lägg också märke till kondensatorn som är ansluten till regulatorns ingångsstift högst upp på fotot.

Steg 10: Lägg till en 47 Ohm motstånd

Här har jag lagt till ett halv watt 47 ohm motstånd och anslutit ena änden till gruppen med tolv 27 ohm motstånd. Detta för att dämpa det färdiga nattljuset lite, eftersom de blå lysdioderna som vi använder är chockerande ljusa vid full effekt och är lite överdrivna för nattljus. Detta lilla extra motstånd kommer att göra den färdiga produkten mycket mer lämplig att använda som ett vanligt nattljus. Jag har också lagt till en kort tråd på brädans baksida. Ena änden av tråden skjuts genom kortet mellan den första och andra motståndsgruppen, och den andra änden är mellan den andra och tredje motståndsgruppen. Denna tråd används för att ansluta "grupper" av motstånd tillsammans - du kommer nu att märka att på det här fotot finns det nu en rak, obruten linjelinje som förbinder alla motstånden längst upp.

Steg 11: Lägg till en 10uF -kondensator

Ser du den lilla cirkulära komponenten bredvid vårt nyligen tillagda motstånd på 47 ohm? Det är 10uF -kondensatorn. Detta tjänar samma syfte som den mycket större kondensatorn på andra sidan av kortet (något synlig här längst upp på bilden) endast denna kondensator kommer att tjäna till att filtrera regulatorns utspänning. Regulatorn i sig borde redan göra ett utmärkt jobb med att tillhandahålla en konsekvent, stabil fem volt -utgång - denna kondensator kommer bara att göra det ännu renare. Notera igen riktningen här - kondensatorn kan bara användas på ett sätt. Kondensatorns positiva terminal ska lödas till toppen av motståndet, eftersom de båda matas direkt från regulatorns fem volt utgång. Kondensatorn jag använde i det här fotot har ett ljusblått band som identifierar den negativa terminalen. Bandet är synligt nedåt i det här fotot.

Steg 12: En snabb statuskontroll

Hittills kan en schematisk bild av kretsen som vi har konstruerat se ut som det här fotot. Här ser vi LM7805 -regulatorn, de två kondensatorerna som vi redan har lödt på plats, samt 47 ohm dimmermotstånd. Visas inte på denna bild där de tolv 27 ohm motstånden alla är anslutna till höger sida av 47 ohm motståndet. Ser du alla dessa rader i den här bilden? Alla måste anslutas till marken, och vi måste ge ett sätt att slå på och stänga av vårt nattljus också. Dags att klippa några korta trådar!

Steg 13: Några kabeldragningar som ska göras

På det här fotot kan vi se att sex trådar faktiskt har lagts till. Först ska två röda trådar som är ungefär sex tum långa placeras intill varandra men INTE vara anslutna ihop - dessa ledningar fungerar som omkopplare. Den första av dessa kommer att anslutas till den positiva ledningen från vår likströmadapter, och den andra av dessa är ansluten till spänningsregulatorns ingångsstift med en tredje tråd som vi har lagt till i detta foto. Därefter läggs en fjärde och femte tråd till för att ansluta alla våra grunder ihop - den negativa terminalen på 1000uF -kondensatorn, den negativa terminalen på 10uF -kondensatorn och den negativa mittstiftet på vår spänningsregulator. Slutligen läggs en sjätte tråd till för att ansluta spänningsregulatorns utgångsstift - höger stift - till toppen av 47 ohm -motståndet.

Steg 14: Lödanslutningar på undersidan av brädet

Alla dessa anslutningar börjar bli för nära varandra för att vi enkelt ska nå med vårt lödkolv, så för att kunna löda dessa nya ledningar i sina hål och fästa dem på deras intilliggande komponenter på rätt ställen måste vi vända detta bräde över och använd undersidan för att skapa våra lödfogar. Kom ihåg - elektricitet bryr sig inte om anslutningarna är på toppen eller botten av brädet, bara så länge det finns en direkt anslutning mellan de två punkterna. Här ser vi undersidan av ett av mina färdiga nattljus. Du kan tydligt se de tre anslutningarna i mitten är de tre stiften på spänningsregulatorn, varje stift är ansluten till en tråd som lades till kortet i föregående steg. I det nedre högra hörnet av det här fotot kan du se två horisontella lödfogar som är de två röda trådarna som vi använder för vår omkopplare - ena sidan är ansluten till spänningsregulatorns ingång och den andra sidan är ansluten till den positiva terminalen på nätadaptern, som vi kommer att diskutera inom kort. På vänster sida av fotot finns två omvända L-formade lödfogar, som var och en ansluter tre intilliggande ledningar eller komponenter. Dessa är anslutningspunkterna för 10uF -kondensatorn, motståndet på 47 ohm och ledningarna som ansluter dem till regulatorns utgångsstift och till jord. Slutligen, längst ner på det här fotot, lägg märke till den korta röda tråden som förbinder de två grupperna på 27 ohm motstånd som installerades under ett tidigare steg.

Steg 15: Statuskontroll nummer två

Nu var det sista steget lite knepigt, så låt oss backa ett ögonblick till kretsschemat vi just tittade på. Om vi lägger till diagrammet omkopplingstrådarna som vi just lödde, liksom alla grunder som vi har anslutit ihop, ser vårt schematiska diagram nu ut så här. Observera att alla grunder inte är anslutna på ritningen, men elektriskt är de alla sammankopplade. Om du har en bra multimätare som har en kretskontinuitetsinställning kan du verifiera detta genom att använda din multimätare för att "surra ut" anslutningarna, vidröra en sond till 1000uF-kondensatorns markben och sedan vidröra den andra sonden till spänningsregulatorns mittstift. Mätaren ska surra eller pipa eller ge lite feedback för att låta dig veta att de två punkterna är anslutna. Om det inte gör det, gå tillbaka och kontrollera dina lödfoganslutningar.

Steg 16: Lödhuvudnålar till ändarna på omkopplingstrådarna

Löd de lösa ändarna av våra två "switch" -trådar på ett tvåpoligt huvud. Dessa två stift gör att vi nu kan slå på och stänga av vår ingångsspänning. För tillfället kortade jag ihop dessa två stift med hjälp av en reservbygel som jag hade i min verktygslåda. Med bygeln på plats skulle kretsen slås på så snart jag kopplade in nätadaptern.

Steg 17: Förbered nätadaptern

På tal om nätadaptern, låt oss göra det klart för installation nästa! Börja med att klippa ut pipkontakten från trådänden. Den återstående kabeln består av två ledningar, en röd och en svart, inuti den långa svarta kabeln som kommer ut ur nätadaptern. Klipp försiktigt av ungefär en tum av isoleringen från kabelns ände och avslöja de röda och svarta trådarna inuti. Avlägsna isoleringen från var och en av de mindre trådarna för att avslöja kopparmetalltråden inuti.

Steg 18: Löd strömadapterkablarna till kortet

Den röda ledningen från strömförsörjningen är den positiva ledningen, så den bör lödas till den första av våra omkopplare. Du kan se på det här fotot den röda strömkabeln intill den vänstra röda strömkabeln. Den svarta ledningen från strömförsörjningen bör anslutas ett hål intill den negativa terminalen på 1000uF -kondensatorn. Lödfogar på botten av brädet ansluter strömförsörjningskablarna till sina angränsande anslutningar, vilket syns på föregående foto på undersidan av ett färdigt nattljus. Vid det här laget, om du känner dig modig och har en mångmätare till hands, skulle det nu vara en bra tid att koppla in nätadaptern och kontrollera några spänningar. Du bör kunna placera mätarens negativa sond på den negativa terminalen på 1000uF -kondensatorn och röra mätarens positiva sond till spänningsregulatorns ingångsstift och se en avläsning på cirka nio volt. När du lämnar den negativa sonden där den är, bör du kunna röra mätarens positiva sond till regulatorns utgångsstift och se en avläsning på nästan exakt 5 volt. Du bör också mäta nästan 5 volt överst på de tolv 27 ohm motstånden. Detta berättar att regulatorn gör sitt jobb och ger en stadig 5 volt utgång, och att alla motstånd är anslutna korrekt också.

Steg 19: Löd en fem tums lång tråd till botten av varje 27 Ohm motstånd

Nu när vi vet att våra tolv motstånd är anslutna till exakt rätt spänning, är det dags att ge den kraften någonstans att gå. Klipp tolv trådremsor, var och en cirka fem tum lång, och löd en längd till hålet intill botten av varje 27 ohm motstånd. Lägg till en lödfog på botten av brädet för att ansluta tråden till motståndet, se till att inte korta något motstånd eller kabel till grannen. En enda fem tum lång tråd måste också läggas till för jord och kan anslutas till alla lättåtkomliga marker som vi hittills har etablerat. Jag kopplade min till den negativa terminalen på 10uF -kondensatorn.

Steg 20: Fler lödfogar på brädans botten

Här ser vi de tolv lödfogarna på botten av brädet, var och en ansluter en trådlängd till ett individuellt 27 ohm motstånd. Var och en av dessa ledningar kommer så småningom att leverera el till en av nattljusets tolv LED -lampor. Bottenbrädan är nu klar! Lägg det åt sidan för tillfället.

Steg 21: Förbered toppskivan

Den övre brädan börjar sitt liv som denna protoboard. Detta är utformat för att rymma ett 80 -stifts processorchip som kallas ett TQFP eller Flat Pack. Vi kommer att använda det här chipsets två ringar av lödhål, men har inget behov av lödkuddarna i mitten av brädet där TQFP -chipet vanligtvis skulle gå. Vi kommer också att trä de tolv röda trådarna från föregående steg uppåt för att ansluta till hål på detta bräde, vilket innebär att vi måste borra ett hål genom mitten av detta bräda så att vi har någonstans köra trådarna.

Steg 22: Borra ett 3/4 "hål genom mitten av toppskivan

Här använder jag en borrpress med en 3/4”bit för att skära ut mitten av protoboardet. När den är korrekt placerad skär denna borrkrona nästan perfekt ut alla lödkuddar för TQFP -chipet och lämnar bara kopparspåren bakom sig. Efter att borrningen var klar använde jag en skarp rakhyvel för att skära igenom dessa kopparspår för att vara helt säker på att inget av spåren på brädet av misstag skjutits in i varandra av borrkronan.

Steg 23: Löd lysdioderna i toppskivan

De 10 mm stora lysdioderna som vi använder passar in i den övre brädan i grupper om fyra, som vi ser här. Sätt in lysdioderna i kortet som visas, testa för korrekt passform. Observera att varje lysdiod har ben av olika längd - det längre benet är anoden eller den positiva terminalen. När du sätter in lysdioderna i kortet, se till att alla är orienterade på samma sätt. Genom att gå runt cirkelbrädet medurs, bör alla lysdioder vara anod till vänster, katod till höger. Löd lysdioderna på plats och klipp av benens överlängd.

Steg 24: Lödtrådar till den negativa terminalen för varje lysdiod

Vi måste ansluta den negativa terminalen, eller katoden, för varje LED till jord. Fyra korta ledningar, en för varje lysdiod, måste lödas in i den yttre hålringen i protokortet. Var och en av dessa ledningar bör anslutas via en lödfog på kortets botten till den negativa terminalen på den intilliggande lysdioden. Tråden ska sedan vikas bakåt och ha den andra änden lödd till den inre hålringen. Detta gör att vi lättare kan koppla samman alla dessa grunder. Här ser vi två uppsättningar ledningar som har lagts till och fortfarande måste anslutas till den inre hålringen, samt en uppsättning ledningar som har anslutits ordentligt.

Steg 25: Kontrollera de nya anslutningarna till jord

Här ser vi att alla jordledningar är korrekt installerade. Anslutningarna på den inre ringen ska alla anslutas ihop via lödfogar på brädans botten, vilket skapar tre "buntar" av anslutningar till marken. Vi måste lägga till två ledningar till den inre ringen för att ansluta dessa "buntar" tillsammans, vilket gör en enda enhetlig anslutning till marken för hela toppbordet och alla 12 lysdioder.

Steg 26: Löd två trådar på toppskivan för att ansluta alla grunder

Här kan vi se den övre brädan med de två extra ledningarna installerade. Detta är en annan bra tid att använda kretskontinuitetsfunktionen på din multimätare om du har en - du bör kunna sätta den negativa sonden på valfri negativ terminal på valfri LED och positiv sond på valfri annan negativ terminal på någon annan LED, och din mätare bör pipa för att indikera att de två punkterna är sammankopplade.

Steg 27: Löd trådarna från det nedre kortet till det övre kortet

Äntligen är vi på hemmaplan! Tyvärr är det sista steget också det svåraste. De tolv röda trådarna och en svart jordtråd från bottenplattan måste träs upp genom hålet i mitten av det övre brädet. Jordtråden måste lödas till ett hål i den övre brädans inre ring och sedan anslutas till någon av de jordanslutningar som vi gjorde i föregående steg. Eftersom vi kopplade ihop varje jordstift på varje lysdiod, fungerar alla jordpunkter på hela det övre kortet som en plats för att fästa jordkabeln från bottenplattan. Slutligen måste varje röd tråd lödas in i ett hål i den yttre ringen på det övre kortet intill den positiva terminalen, eller anoden, på valfri LED. Den röda tråden måste sedan anslutas till anoden med en lödfog, men eftersom det nästan är omöjligt att nå botten av brädet vid denna punkt, måste denna fog göras på toppen av brädet.

Steg 28: Löd alla röda ledningar till lysdioderna

Här ser vi en förstoring av en del av fotot från föregående steg, vilket tydligt visar den röda tråden från bottenplattan och lödfogen som ansluter den till LED -anoden. Jag upptäckte att de återstående röda trådarna kan behöva skjutas ur vägen för att korrekt kunna nå LED -anoden med lödkolven.

Steg 29: Skruva ihop de två brädorna

Använd sex metallavstånd och tre matchande skruvar, fäst de två brädorna permanent mot varandra enligt bilden.

Steg 30: Testa ditt nattljus

När du har skruvat ihop de två brädorna är själva nattljuset nu klart! Testa nattljuset genom att ansluta nätadaptern. Om dina strömbrytarkablar (synliga högst upp på det här fotot) fortfarande är hopkopplade bör nattljuset genast slås på och alla lysdioder ska lysa starkt.

Steg 31: Förbered höljet

Medan du kan använda vad du vill för ett hölje, gillade jag tanken på att använda ett tomt fodral med tomma CD -skivor som jag hade lagt runt, eftersom den runda formen på CD -fodralet skulle perfekt komplettera den runda formen på nattljuset. Jag klippte av den runda cylindern i mitten som CD -skivorna vanligtvis placeras på med en hobbykniv och satte den färdiga nattljuskretsen på mitten av CD -fodralets botten och markerade fläckarna där metallavstånden rörde plasthöljet.

Steg 32: Fäst nattljuset på höljet

Genom att borra hål i plast -CD -fodralet på de tre platserna kan vi skjuta avstånden genom hålen och fästa dem på höljet med tre sexkantmuttrar.

Steg 33: Förbered på/av -omkopplaren och installera den i höljet

Tryck på / tryck av-knappen som jag använde krävde ett halvtums monteringshål, som passar perfekt i toppen av CD-fodralet som jag använde för ett hölje. Borra monteringshålet genom mitten av toppen av CD-fodralet, trä sedan knappen genom hålet, dra åt det med den medföljande sexkantmuttern och brickan och löd på en kvinnlig tvåpolig bygeltråd.

Steg 34: Anslut omkopplaren och montera om kapslingen igen

Fäst bygeln till stiften på våra kopplingstrådar, anslut knappen till omkopplingstrådarna och låt den styra elflödet till nattljuset. Skruva fast eller fäst CD -fodralets ovansida i botten av CD -fodralet, koppla in din skapelse, elda upp ditt nya nattljus och argumentera aldrig mer med din betydande andra om att sova med TV: n.