Naboj svjetlosnog niza: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

Ovo je niz praznih limenki za pseću hranu, svaka s jednim LED svjetlom unutra i lećom u boji na otvoru. LED diodama upravljaju detektori pokreta pokrenuti interakcijom gledatelja. Korištenjem LED dioda kao izvora svjetla za svaku od limenki, zahtjevi za energijom su niski. Krug koristi malu količinu komponenti za pokretanje LED dioda, a ovo uputstvo će detaljno opisati kako koristi detektore pokreta, tranzistore, otpornike i LED diode za stvaranje interaktivne svjetlosne emisije. Ja sam početnik u elektronici i tek sam nedavno stvorio moj prvi dizajn kola i sa uspjehom izgradio ovaj projekt. Svatko tko se zanima za elektroniku mogao bi lako doći do moje razine stručnosti kao uspješan početnik čitajući i radeći, moje je malo mudrosti naučeno da ako si možete priuštiti bolje alate, to je pravi put. Kao umjetnik, zaista ne volim želim promovirati jednu trgovinu ili proizvod nad drugom, ali moja zajednica nema najbolji izbor trgovina u kojima mogu pronaći dobre elektroničke komponente, pa nabrajam Radio Shack samo kao "Shack", zamijenite sa svojom omiljenom trgovinom ili dobavljačem. Komponente: 64 konzerve hrane za pse (oprane) 32 zelene 10 mm Super svijetle LED diode (www.evilmadscientist.com) 32 plave 10 mm Super svijetle LED diode (www.evilmadscientist.com) 50 'žica za spajanje (elektroničko napajanje, nagađam da nisam računao upotrebu) 10 ploče od cedra (Željezarija) 2 aluminijske kutne šipke (Željezarija) 2 aluminijske šipke debljine 1/16 inča (Željezarija) 8 1/4 w 1K otpornici (šupa) 8 PNP tranzistora (Stražara) 8 DP-001 Detektori pokreta (www.glolab.com) 8 Fresnelovih leća (www.glolab.com) 5 'termoskupljajuće cijevi (za profesionalne krajnje proizvode U redu, koordinirane boje su hladne) 1 9V 800ma napajanje (Shack) 1 prekidač (Shack) 1 okrugla PCB (Shack) 31 mjedeni #8 vijka (Željezarija) 31 mesing #8 matica (Željezarija) 31 mesing #8 podloške (Željezarija) 32 staklene leće (Izvorna ideja bila je za papir, velum i liskun ili bilo koji drugi oblik maskiranja siluete) 1 Produžni kabel Alati: Pištolj za vruće ljepilo (bolje od ljepljive trake) Skidači žica (ne oslanjajte se na zube, alat na slici ovdje je najbolji alat za posao) lemilica (ne varajte se ovdje, postalo mi je bolje s boljim željezom) lemljenje (fluks) Toplinski pištolj (potrebno je samo ako toplinski skupljate svoje lemljene žice) ruke za pomoć (izborno, ali vrlo visoko predloženo) povećalo (opcionalno) Oglasna ploča (opcionalno, ali neophodan alat za svakoga tko se ozbiljno bavi dizajnom elektroničkog kruga) 1 39K otpornik (programiranje osjetljivosti DP-001) 1 otpornik 2.7K (programiranje u stanu DP-001) 1 bušilica1 svrdlo više veličina (obavezno iznad standardne bušilice) 1 odvijač 1 čekić (opcionalno, razbijanje nožnog prsta uklanja dosadu i trzanje razumljivost lemljenja 64 LED sa 128 žica) 1 čeljust ili ljestvica1 ljepilo za drvo 2 dugačke vijčane stezaljke Električne napomene: Vcc = izvor pozitivan Vdd = FET pozitivan, napajanje daje detektoru pozitivnu vrijednost, NFET tranzistor na DP-001 daje pozitivnu vrijednost na terminalu to nazivamo VddVss = izvor negativan. Kao umjetnik koji radi uglavnom na uljima, a u posljednje vrijeme i na više visokotehnoloških djela, također sam želio u svoj rad ugraditi malo zelenila. Imam dva mopsa i čini se da vole jesti svaki dan, što dovodi do rasipanja iz posuda za hranu, pa sam počela spremati limenke za neki budući projekt za koji sam znala da ću ga smisliti kad budem imala veću kolekciju. Drugi prijatelj umjetnik, koji radi u stopljenom staklu, spomenuo je da je postojala žirirana emisija kojoj je tema bila "suradnja", pa smo odlučili zajedno raditi na umjetničkom djelu. Bila je to savršena prilika za korištenje onih limenki hrane za pse koje su se nastanile u mojoj garaži. S toliko limenki bilo je očito da komad mora poprimiti oblik nekakve matrice koja je osvijetljena pokretom gledatelja. Upoznali smo se u lokalnom kafiću i iznio sam svoj plan, naziv djela došao je prirodno kao i sama priroda, niz svjetla pomoću električnog naboja. Evo kratkog opisa rada i procesa stvaranja ovog umjetničkog djela.

Korak 1: Izgradnja okvira

Ploče od cedra pronađene su u lokalnoj trgovini željeza i dizajnirane su za oblaganje ormara. Cijena je bila jeftina 23 dolara za 12 dasaka; bili su savršeni za projekt. Također su odabrani za boju i oblik uz dodatnu prednost blage arome cedra.

Lice dasaka prvo su brušene i premazane ravnim Varithanom kako bi se spriječilo da privlače masnoću i prljavštinu pri rukovanju te kako bi se istaknula boja cedra. Daske su široke 3,75 "i dugačke 48", savršene za postavljanje matrice u širinu i visinu dasaka stvarajući savršen razmak za kvadratnu matricu. Promjer konzerve hrane za pse je 3 ", a pronalaženje rupe na pili ove veličine bilo je jednostavno. Izmjerio sam središnju liniju dasaka, a zatim i udaljenost između središta dviju dasaka jednu do druge. Pomoću ovog mjerenja razmaknuo sam rupe duž okomite crte dasaka za stvaranje četvrtastog niza limenki. To mi je dalo malo prostora na vrhu i dnu komada, za horizontalnu ravnotežu komada, dodane su dvije prazne daske, po jedna sa svake strane matrice. Izbušite rupe za limenke pomoću 3 -inčne pile za rupe, izbrusite rupu i testirajte limenku u rupi kako biste provjerili otvor. Zalijepite ploče zajedno s malom količinom ljepila za drvo i spojite ih, ostavite da se osuše preko noći. Željela sam da krajevi limenki budu ravnomjerni, a baza tako da vire kroz stražnju stranu ploče samo za 1 ". Korištenje naslaga komada rupa koje su izbušene na daskama kako bi se poravnala dovršena ploča licem prema dolje tako da svaka može stršati za 1 "kroz leđa. Pištoljem za vruće ljepilo zrnca ljepila su postavljena oko podnožja svake limenke pričvršćujući ih za ploču. Kako bi komadu dali dovoljnu čvrstoću kako se ploče ne bi ispucale i odvojile pri rukovanju, daske su također povezane s gornje i donje strane s ravnom aluminijskom šipkom i komadom aluminija pod kutom. Ravna šipka mogla se izostaviti, ali želio sam snagu i znao sam da s vremena na vrijeme prekomjerno inženjeriram. Prvo poravnajte šipku i kutni držač s rubom ploče, stegnite, a zatim izbušite jednu rupu kroz okomitu središnju liniju svake daske, jednu na vrhu i jednu na dnu. Vežite ih mesinganim vijcima, maticama i podloškama. Kako biste ovoj aplikaciji dodali snagu, zrno vrućeg ljepila spustite po duljini šipki i dasaka. Također sam stavio malu kuglicu vrućeg ljepila na podnožje svake matice kako bi ostali na mjestu; okvir je spreman. Zatim pripremite limenke. Unutrašnjost limenki bila je sive boje koja je apsorbirala svjetlost LED diode, kako bi više svjetlosti dospjelo u leće po kojima se odbijalo, što je postignuto obojanjem unutrašnjosti limenki marker bojom. Razlog za odabir odabrane marker boje bila je njegova mlaznica, koja je dizajnirana tako da pokazuje prema tlu, pa je mlaznica ravna što olakšava bojanje unutrašnjosti limenki. Također sam želio da se boje donekle pomaknu pa sam odabrao crvenu, zelenu, plavu, bijelu i žutu boju; u to vrijeme izgled i boja nisu mi bili poznati budući da je moj prijatelj bio zauzet izradom dok sam ja izrađivao okvir i elektroniku. Za bušenje rupa u limenkama standardnom bušilicom stvorena je bušilica, koju je bilo previše teško očistiti, a rupa je postala duguljasta nakon što je izbušena. Korištenjem stupnjaste bušilice, rupa je čista jer će ta svrdla glodati rubove rupe dok buši čineći savršenu okruglu rupu odgovarajuće veličine za LED diode. Zatim sam izmjerio promjer poslovnog kraja DP-001, tako da sam mogao izbušiti rupe na ploči kako bi mogle proviriti; odabrao odgovarajuću veličinu bušilice i postavio kružni uzorak za rupe. To je trebalo zadržati dosljednu sličnost s krugovima. Budući da su sve limenke obojene, izbušene i ugrađene u okvir, vrijeme je za rad na elektronici.

Korak 2: Elektronički dizajn

Shvatite da sam početnik u elektroničkom dizajnu, ako su neka od mojih tumačenja o radu s komponentama netočna, molimo vas da postavite komentar kako bi čitatelju bilo jasnije. Također alat za skidanje žice bio je vrlo vrijedan alat na radnom stolu, može sačuvajte zube ako vam je to navika i možete spasiti svoj razum pri skidanju stotina žica; ovo je jeftin alat, ali izvrstan. Prije nego što dodamo svu elektroniku, bolje je izraditi dizajn, a zatim testirati rad sklopa. De-lemljenje nije način napretka i na taj način možete izgubiti mnoge dobre dijelove. Prvi je poslovni zadatak izračunati vrijednosti komponenti i definirati energetske zahtjeve kruga. Prva komponenta je detektor pokreta DP-001, koji ima raspon potrebne snage od 4v DC minimalno do 15v DC maksimum, što nam daje lijep raspon za rad. Krug će pokretati 65 LED dioda, a svaka LED dioda ima snagu od 20 mA struje. 65 x.020A = 1,3A (64 LED diode u limenkama i 1 za svjetlo za napajanje), struja potrebna za DP-001 je niskih 45 mikroampera ili 0,000045A x 8 = 00036A, što je vrlo niska potreba za snagom. odabrao 12V 800mA istosmjerni transformator, shvativši da neću imati uključene sve LED diode u isto vrijeme, a niti jedna neće dugo biti uključena, ovo ima dovoljno snage. Sada kada znamo kolika će snaga pokretati LED diode, moramo izračunati veličinu ograničavajućih otpornika koji će spriječiti izgaranje LED dioda zadržavajući ih što je moguće svjetlijim. Ovo je jednostavan zadatak pomoću Ohmovog zakona kako bi se utvrdilo koliki otpor svaki LED treba da bi bio hladan i svijetao. Specifikacije LED diode kažu da maksimalna struja ne smije prelaziti.020A (20mA), možete pritisnuti ovu vrijednost kako biste ih učinili svjetlijima ako je trajanje "uključeno" dovoljno kratko. Izračunavajući potreban otpor, uzmite napon i podijelite ga s maksimalnom vrijednošću struje. 12v DC /.020mA = 600 ohma. Htio sam dobiti najviše svjetla od svake LED pa je odabran otpornik od 470 ohma. Zapamtite da svjetla neće stalno svijetliti, pa je opasnost od njihovog izgaranja mala, plus 470 je blizu 600. Da biste provjerili kolika će struja biti provučeni kroz LED ako koristimo otpornik od 470 ohma dijelimo 12v na 470 ohma na jednak.0255mA, razlika od.0055mA, što je zanemarivo. Detektori pokreta DP-001 mogu potopiti samo 100 mA struje, pa pokreću svih 64 LED diode iz jednog modula ne bi radile, plus sve bi se uključile odjednom, što bi bilo manje učinkovito i pomalo dosadno. Ako 64 LED diode podijelimo na 8 i koristimo 8 detektora DP-001, svaki pokreće 8 LED dioda za ukupnu struju 160 ma po detektoru, to je još uvijek previše za DP-001 koji ima maksimalnu vrijednost umivaonika od 100 mA. 2N3906 specifikacija kaže da može potonuti sa 10 mikro-ampera na 100 mili-ampera, ali radije bih riskirao tranzitor nego modul za detekciju pokreta. Kako odabirem tranzistor koji će raditi u našem krugu: Postoje dvije osnovne vrste preklopnih tranzistora koje ćemo gledati, NPN ili PNP tranzitor. Oznake NPN i PNP opisuju njihova vrata i rad. Odabrao sam općeniti PNP otpornik, 2N3906, koji neće morati odvoditi mnogo topline i vrlo je prikladan za ovaj projekt. Tranzistori imaju tri konektora koji se nazivaju baza, kolektor i odašiljač. Uključuje ih napon osjetljiv na njihovoj bazi, koji će otvoriti vrata i omogućiti protok više struje između kolektora i emitera. Razlika u radu između NPN i PNP je u tome što će se NPN uključiti ako baza ima pozitivni napon od 0,7v ili više i isključit će se ispod ove vrijednosti. PNP je obrnuto pristran i uključuje se kada baza osjeti niski napon ispod 0,07 V te se uključi iznad ove vrijednosti. LED diode se uključuju pomoću terminala izvan DP-001 za uključivanje tranzistora koji će omogućiti protok struje kroz LED diode. DP-001 emitira "visoko" na izlaznom priključku i bit će "nisko" prema negativu kada se detektira kretanje. Kratka napomena o PNP i NPN tranzistorima, neću ulaziti u konstrukciju ovih komponenti, već samo činjenicu da se ponašaju suprotno jer su pristrano suprotni. NPN tranzistor provodit će struju između kolektora i emitera ako postoji pozitivna razlika vrijednosti napona između baze i emitera, dok će PNP provoditi struju između kolektora i emitera ako baza osjeti niži napon između baze i emitera. Ne možemo koristiti NPN tranzistor jer se on uključuje kad na njegovoj bazi postoji "visoko" u odnosu na njegov odašiljač. Upamtite, DP-001 pada "nisko" kada se detektira kretanje. Stoga sam odabrao korištenje PNP tranzistora budući da ih pokreće "nisko" na bazi u odnosu na odašiljač, dopuštajući struji da teče kroz tranzistor kada terminal DP-001 "padne" s otkrivanjem kretanja IC-a. Sljedeći krug je jednostavan krug koji prikazuje kako će sustav funkcionirati, kako bismo dodali još 7 detektora, otpornika i LED -a, sve što moramo učiniti je osam puta kopirati ovaj dizajn. Evo neke logike koja je ušla u dolje osmišljeno kolo, pa da radi kako je planirano i komponente ne izgaraju u oblaku plavog dima. Ne trebamo struju za protok kroz terminalni izlaz DP-001 i kroz bazu tranzistora 2N3906, samo trebamo imati logički prekidač između "visokog" i "niskog", da biste smanjili struju kroz bazu tranzitora, dodajte otpor od 1 k ohma (r1) na izlazu priključka DP-001 i bazu tranzistora 2N3906. Prije vezanja LED anode na tranzistor, između dvije komponente postavljamo otpornik za ograničavanje struje (r2) s vrijednošću otpora 470 ohma. Kada DP-001 ne detektira kretanje, njegov izlazni terminal bit će "visok" (Vdd), a ta će se velika vrijednost osjetiti u podnožju našeg tranzistora, blokirajući protok struje između kolektora i emitera. Kad DP-001 osjeti kretanje, izlazni terminal će se "spustiti" (Vss), a tranzistor će se uključiti i dopustiti protok struje između kolektora i emitera, paleći LED, otpornik od 470 ohma će ograničiti toplinu koja uzrokuje struju LED dioda.

Korak 3: Izgradnja kruga

Predlažem da uložite u ploču barem prosječne veličine, to je dobar alat za izradu kola. Prvo sam testirao jednostavan dizajn koristeći DP-001, granične otpornike, preklopni tranzistor i LED. Kad je ovo funkcioniralo prema planu, izgradio sam sklopni krug sa svih osam tranzistora i otpornika i sve ih spojio za posljednji test.

Jednostavno kolo je testirano, kada je IR kretanje prošlo ispred detektora LED je zasvijetlila. Tada je došlo vrijeme za lemljenje žica na sve LED diode, a zatim ožičite sve detektore s njihovim pozitivnim (crveno), negativnim (crno) i izlazom terminala (zeleno). Kako bih uštedio prostor na pločici, postavio sam otpornik za ograničavanje struje (r2) u skladu sa žicom koja je bila vezana na strani kolektora tranzistora. Na donjim fotografijama prikazana je "cvjetna" ploča, primijetite žute i crvene linije, svaka ima linijski otpornik za ograničenje struje (r2) i prekriven toplinskim skupljanjem. Sada pripremite 64 LED diode sa svim njihovim pozitivnim i negativnim vodovima; tu čekić dobro dođe za ublažavanje dosade, odlučite razbiti nožni prst jer su vam za dovršetak posla potrebni prsti. Priključivši svih osam detektora, tranzistora, LED dioda, spojio sam ih na ploču, s pokretom ruke, osam LED dioda mahnulo je, a zatim se ugasilo. Bilo je vrijeme da sve to povežete. Budući da će svaki detektor pokretati osam LED dioda, stvorio sam uzorak grupa LED dioda, pazeći da raširim LED diode koje bi zasvijetlile bilo koje detektore. Vežite sve pozitivne vodiče grupe od 8 LED dioda zajedno. Sada uzmite osam grupa negativnih vodiča i sve ih povežite na zajedničko mjesto napajanja. Svaka LED grupa bila je pričvršćena na kolektor tranzistora; pozitivan i uzemljenje je bilo vezano za pločicu. Emiterska strana tranzistora bila je izravno vezana za Vdd, a strana kolektora za anodu LED -e kroz granični otpornik, dok je katoda LED -a bila vezana za uzemljenje. Test kruga je uspio; sljedeći dio bio je vruće lijepljenje svih LED dioda u njihove limenke, održavajući uredno usmjeravanje žica. Cvjetni krug bio je vezan za stražnju stranu matrične ploče za metalni nosač sa stražnjim stranama patentnim zatvaračima. Zatim sam svaku grupu od 8 LED dioda vezao za kolektor tranzistora na cvijetu. Zatim zalijepite sve detektore pokreta u rupe koje ste ranije izbušili, pazite da dobro upravljate žicom kako biste spriječili da vam gnijezdo žica ne odmakne. Na prednjoj strani ploče polja vruće sam zalijepio Fresnelove leće ispred svakog detektora. Nakon što su Fresnelove leće postavljene, osjetljivost detektora je osjetno povećana. Zidni transformator za napajanje od 12 V DC tada je montiran na stražnju stranu ploče s pozitivnim kabelom vezanim za prekidač, a drugim krajem na pozitivnu vezu cvijeta kruga. Uzemljeni vodiči detektora cvijeća i pokreta bili su vezani za zajedničko uporište sustava. Produžni kabel bio je čvrsto pričvršćen patentnim zatvaračem za transformator s omotima kravate kako bi se spriječilo da bilo kakvo povlačenje kabela prekine napajanje. Prekidač je montiran na stražnji rub ploče vrućim ljepilom. Koristio sam neke trake za usmjeravanje cijevi da objesim ovaj komad na zid (prva slika), bile su privremene i odabrane su da zadrže sličnost krugova u cjelokupnom dizajnu. Već su zamijenjeni D-prstenovi i dovratnici za postavljanje ploče dalje od zida. Ovaj se komad vrlo zabavno igrati, dok se gledatelj kreće, uzorci svjetlosti plešu s pokretom. U budućnosti bih ovaj komad mogao ponovno ožičiti dodavanjem mikrokontrolera i charlieplex svjetlima koja stvaraju hladne uzorke kada nema kretanja određeno vrijeme.