Зарядът на светлинния масив: 3 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Това е набор от празни кутии за кучешка храна, всяка с една LED светлина вътре и цветна леща на отвора. Светодиодите се управляват от детектори за движение, задействани от взаимодействие от зрителя. Чрез използване на светодиоди като източник на светлина за всяка от кутиите, изискванията за мощност са ниски. Схемата използва малко количество компоненти за задвижване на светодиодите и тази инструкция ще опише по -подробно как използва детектори за движение, транзистори, резистори и светодиоди за създаване на интерактивно светлинно шоу. Аз съм начинаещ в електрониката и едва наскоро създадох първия си дизайн на верига и изградих този проект с успех. Всеки, който се интересува от електроника, може лесно да достигне нивото на моя опит като успешен начинаещ, като чете и прави, моята мъдрост, която научих, е, че ако можете да си позволите по -добри инструменти, това е пътят. искам да популяризирам един магазин или продукт пред друг, но моята общност няма най -добрия избор от магазини, където мога да намеря добри електронни компоненти, затова изброявам Radio Shack само като „Shack“, заменете с любимия си магазин или доставчик. Компоненти: 64 кутии за кучешка храна (измити) 32 зелени 10 мм Супер ярки светодиоди (www.evilmadscientist.com) 32 сини 10 мм Супер ярки светодиоди (www.evilmadscientist.com) 50 'кабел за свързване (Електронно захранване, предполагам, тъй като не преброих използването) 10 кедрови панели (магазин за хардуер) 2 алуминиева ъглова лента (магазин за хардуер) 2 алуминиеви пръти с дебелина 1/16 инча (магазин за хардуер) 8 1/4 w 1K резистори (барака) 8 PNP транзистори (барака) 8 DP-001 детектори за движение (www.glolab.com) 8 лещи на Френел (www.glolab.com) 5 'термосвиваеми тръби (за професионални крайни продукти устните, координираните цветове са студени) 1 9V 800ma захранване (Shack) 1 превключвател (Shack) 1 кръгла печатна платка (Shack) 31 месинг #8 винта (железария) 31 месинг #8 гайки (хардуер) 31 месинг #8 шайби (Магазин за хардуер) 32 стъклени лещи (Първоначалната идея беше за хартия, велум и слюда или под всякаква форма, маскиране на силует) 1 Удължителен кабел Инструменти: Пистолет за горещо лепило (по -добре от тиксо) Ленти за отстраняване (не разчитайте на зъбите, инструментът на снимката тук е най -добрият инструмент за работа) поялник (не се изневерявайте тук, станах по -добър с по -добро желязо) спойка (флюс) пистолет за нагряване (необходимо е само ако сте свивали термично спойките си) помощни ръце (по избор, но силно предлага се) лупа (по избор) Платка (по избор, но необходим инструмент за всеки, който се занимава сериозно с дизайна на електронна схема) 1 39K резистор (програмиране на чувствителността DP-001) 1 2.7K резистор (програмиране на жилище DP-001) 1 бормашина 1 многократна бормашина (задължително над стандартна бормашина) 1 отвертка 1 чук (по избор, разбиването на пръст премахва скуката и тед целесъобразност на запояване 64 светодиода със 128 проводника) 1 шублер или кантар 1 лепило за дърво 2 дълги винтови скоби Електрически бележки: Vcc = източник положителен Vdd = FET положителен, захранването осигурява положително на детектора, NFET транзисторът на DP-001 извежда положителна стойност на терминала наричаме това VddVss = източник отрицателен. Като художник, работещ предимно с масла и напоследък в по-високотехнологични парчета, аз също исках да включа малко зелено в работата си. Имам два мопса и те изглежда обичат да се хранят всеки ден, което води до загуба на контейнери за храна, затова започнах да спестявам консервите за някакъв бъдещ проект, който знаех, че ще измисля, когато имам по -голяма колекция. Друг приятел -художник, който работи в слето стъкло, спомена, че е имало журирано шоу, чиято тема е „сътрудничество“и решихме да работим заедно върху произведение на изкуството. Това беше перфектна възможност да използвам онези кутии за кучешка храна, които живееха в гаража ми. С толкова много кутии беше очевидно, че парчето трябва да приеме формата на някакъв масив, който се осветява от движението на зрителя. Срещнахме се в местно кафене и аз изложих плана си, името на парчето беше толкова естествено, колкото самата природа, масив от светлина, използващ електрически заряд. Ето кратко описание на работата и процеса на създаване на това произведение на изкуството.

Стъпка 1: Изграждане на рамката

Панелите от кедър бяха намерени в местен магазин за хардуер и бяха предназначени за облицоване на килери. Цената беше евтина 23 долара за 12 дъски; те бяха идеални за проекта. Те също бяха избрани за цвят и форма с допълнителна полза от лекия кедров аромат.

Първо лицето на дъските беше шлифовано и покрито с плосък варитан, за да се предотврати привличането на мазнини и мръсотия чрез манипулиране и да се извади цвета на кедъра. Дъските са 3,75 "широки и 48" дълги, идеални за матрицата да се побере в ширината и височината на дъските, създавайки перфектно разстояние за квадратна матрица. Диаметърът на кутията за кучешка храна е 3 "и намирането на дупка видя този размер беше лесно. Измерих централната линия на дъските и след това разстоянието между центровете на две дъски една до друга. Използвайки това измерване, разположих дупките по вертикалната линия от дъските за създаване на квадратен набор от кутии. Това ми осигури малко пространство в горната и долната част на парчето, за да балансирам парчето хоризонтално, бяха добавени две празни дъски, по една от всяка страна на матрицата. Пробийте дупките за кутиите с помощта на 3 -инчов трион за отвори, изпепелете дупката и тествайте кутията в отвора, за да тествате отвора. Залепете панелите заедно с малко количество лепило за дърво и ги затегнете, оставете да изсъхне за една нощ. Исках краищата на кутиите да са равни и основата, така че да излизат през задната страна на панела само с 1 инч. Използвайки купчини от парчета отвори, пробити от дъските, за да изравним завършения панел с лицето надолу така че всеки да може да излиза с 1 "през гърба. С помощта на пистолета за горещо лепило около основата на всяка кутия се поставя топче лепило, което ги закрепва към панела. За да се придаде на парчето достатъчно здравина, така че панелите да не се напукват и да се разделят при обработка, дъските също бяха вързани отгоре и отдолу с плоска алуминиева пръчка и парче ъглов алуминий. Плоският прът можеше да бъде изоставен, но аз исках сила и от време на време бях известен с прекаленото инженерство. Първо подравнете пръта и ъгловата скоба с ръба на панела, затегнете, след това пробийте един отвор през вертикалната централна линия на всяка дъска, една отгоре и една отдолу. Завържете ги заедно с месинговите винтове, гайки и шайби. За да добавите здравина към това приложение, топче лепило по дължината на прътите и дъските. Сложих и малко топче лепило в основата на всяка гайка, за да ги държа на място; рамката е готова. След това подгответе консервите. Вътрешността на кутиите беше в сив цвят, който поглъщаше светлината от светодиода, за да получи повече светлина, за да удари лещите, които да подскачат, това беше постигнато чрез боядисване на вътрешността на кутиите с маркерна боя. Причината за избора на избрана маркерна боя се дължи на нейната дюза, която е проектирана да сочи надолу към земята, така че дюзата е права, което улеснява боядисването на вътрешността на кутиите. Исках също така цветовете да се изместят, затова избрах червен, зелен, син, бял и жълт цвят; по това време видът и цветът не ми бяха известни, тъй като приятелят ми беше зает да ги прави, докато аз изграждах рамката и електрониката. За да се пробият отворите в кутиите, стандартна бормашина създаде дупка, която беше твърде трудна за почистване и също така направи дупката продълговата, след като се изкопае. С помощта на стъпаловидно свредло отворът е чист, защото този бит ще фрезова краищата на отвора, докато пробива, като прави перфектен кръгъл отвор с правилния размер за светодиодите. След това измерих диаметъра на бизнес края на DP-001, за да мога да пробия дупки в панела, за да надникнат; избра подходящ размер на свредлото и изложи кръгъл модел за отворите. Това трябваше да запази постоянното сходство с кръговете. С всички боядисани бои, боядисани, пробити и инсталирани в рамката, е време да се работи по електрониката.

Стъпка 2: Електронен дизайн

Разберете, че съм начинаещ в електронния дизайн, ако някои от моите интерпретации относно операциите с компоненти са неправилни, моля, публикувайте коментар, за да може читателят да намери яснота. Също така инструментът за сваляне на тел беше много ценният инструмент на работната маса, може запазете зъбите си, ако това ви е навик, и може да спаси здравия ви разум, когато сваляте стотици проводници; това е евтин инструмент, но страхотен инструмент. Преди да добавим цялата електроника, е по -добре да създадем дизайн и след това да тестваме работата на веригата. Разпаяването не е начинът за напредък и можете да загубите много добри части по този начин. Първият ред на работа е да се изчислят стойностите на компонентите и да се определят изискванията за мощност на веригата. Първият компонент е детекторът на движение DP-001, който има диапазон на изискване за мощност от минимум 4v DC до максимум 15v DC, което ни дава приятен диапазон за работа. Веригата ще задвижва 65 светодиода и всеки светодиод е предназначен да извлича 20mA ток максимум. 65 x.020A = 1.3A (64 светодиода в кутии и 1 за лампа за захранване), нужният ток за DP-001 е ниски 45 микроампера или.000045A x 8 = 00036A, което е много ниска мощност. избрах 12v 800mA DC захранващ трансформатор, осъзнавайки, че няма да имам включени всички светодиоди по едно и също време и никой никога няма да свети много дълго, това е достатъчно мощно. Сега, когато знаем каква мощност ще задвижва светодиодите, трябва да изчислим размера на ограничаващите резистори, които ще предотвратят изгарянето на светодиодите, като ги поддържат възможно най -ярки. Това е проста задача да използвате закона на Ом, за да определите колко съпротивление е необходимо на всеки светодиод, за да поддържа хладно и ярко. Спецификациите на светодиода казват, че максималният ток не трябва да надвишава.020A (20mA), можете да натиснете тази стойност, за да ги направите по -ярки, ако продължителността на "включване" е достатъчно кратка. Изчислявайки необходимото съпротивление, вземете напрежението и го разделете на максималната стойност на тока. 12v DC /.020mA = 600 ома. Исках да получа максимално светлина от всеки светодиод, така че беше избран резистор от 470 ома. Не забравяйте, че светлините няма да светят непрекъснато, така че опасността от изгарянето им е малка, плюс 470 е близо до 600. За да проверите колко ток ще да бъде изтеглено през светодиода, ако използваме резистор от 470 ома, разделяме 12v на 470 ома на равни на.0255mA, разлика от.0055mA, което е пренебрежимо. Светодиодите от един модул няма да работят, плюс всички те ще продължат наведнъж, което би било по-малко ефективно и донякъде скучно. Ако разделим 64-те светодиода на 8 и използваме 8 детектора DP-001, всеки от които задвижва 8 светодиода за общ ток от 160ma на детектор, това все още е твърде много за DP-001, който има максимална стойност на поглъщане от 100mA. Спецификацията 2N3906 казва, че може да потъне от 10 микроампера до 100 милиампера, но аз бих предпочел да рискувам транзитор, отколкото модул за откриване на движение. Как избирам транзистор, който ще работи в нашата схема: Има два основни типа превключващи транзистори, които ще разглеждаме, NPN или PNP транзистор. Обозначението NPN и PNP описва техните порти и работа. Избрах резистор с общо предназначение PNP, 2N3906, той няма да се налага да разсейва много топлина и е подходящ за този проект. Транзисторите имат три конектора, наречени база, колектор и излъчвател. Те се включват от напрежение, засечено в основата им, което ще отвори портата и ще позволи по -голям ток да тече между колектора и излъчвателя. Разликата в работата между NPN и PNP е, че NPN ще се включи, ако базата има положително напрежение от 0.7v или повече и ще се изключи под тази стойност. PNP е обърнат отклонен и се включва, когато базата усети ниско напрежение под.07v и се включва над тази стойност. Светодиодите се включват с помощта на клемата извън DP-001, за да включите транзистора, който ще позволи на тока да тече през светодиодите. DP-001 извежда "високо" на изходния терминал и ще отиде "ниско" към отрицателно, когато се открие движение. Една бърза бележка за PNP и NPN транзисторите, няма да навлизам в конструкцията на тези компоненти, а просто факта, че те се държат противоположно, защото са предубедени противоположни. NPN транзисторът ще провежда ток между колектора и емитер, ако има положителна разлика в стойността на напрежението между основата и емитер, докато PNP ще провежда ток между колектора и емитер, ако базата усети по -ниско напрежение между базата и емитер. Не можем да използваме NPN транзистор, защото той се превключва, когато има "високо" на неговата база по отношение на неговия излъчвател. Не забравяйте, че DP-001 пада "ниско", когато се открие движение. Затова избрах да използвам PNP транзистори, тъй като те се задействат от "ниско" на базата по отношение на излъчвателя, което позволява ток да тече през транзистора, когато терминалът на DP-001 стане "нисък" с откриването на IR движение. Схемата по -долу е проста схема, показваща как ще работи системата, за да добавим още 7 детектора, резистори и светодиоди, всичко, което трябва да направим, е да копираме този дизайн осем пъти. Ето част от логиката, която влезе в схемата, проектирана по -долу, така че че работи както е планирано и компонентите не изгарят в облак от син дим. Не се нуждаем от ток, който да тече през терминалния изход на DP-001 и през основата на 2N3906 транзистора, трябва само да имаме логически превключвател между "висок" и "нисък", за да намалите тока през основата на транзистора, добавете 1k ом резистор (r1) на изхода на клемата DP-001 и основата на транзистора 2N3906. Преди да завържем LED анода към транзистора, поставяме между двата компонента резистор за ограничаване на тока (r2) със стойност на съпротивление 470 ома. Когато DP-001 не засича движение, изходният му терминал ще бъде "висок" (Vdd) и тази висока стойност ще се усети в основата на нашия транзистор, блокирайки потока на ток между колектора и емитер. Когато DP-001 усети движението, изходният терминал ще се понижи (Vss) и транзисторът ще се включи и ще позволи на тока да тече между колектора и излъчвателя, като осветява светодиода, резисторът от 470 ома ще ограничи топлината, причинявайки ток през светодиода.

Стъпка 3: Изграждане на веригата

Предлагам да инвестирате в макет с поне среден размер, това е добрият инструмент за свързване на верига. Първо тествах простия дизайн, използвайки DP-001, ограничаващи резистори, превключващ транзистор и LED. Когато това работи по план, изградих превключващата верига с всичките осем транзистора и резистора и ги свързах за последен тест.

Простата верига беше тествана, когато инфрачервеното движение премина пред детектора, светодиодът светна. На този етап беше време да се запоят проводниците към всички светодиоди, след което да се свържат всички детектори с положителния им (червен), отрицателен (черен) и терминален изход (зелен). За да спестя място на платката, поставих ограничителя на тока (r2) в съответствие с проводника, който е свързан към колекторната страна на транзистора. Снимките по-долу показват печатната платка "цвете", забележете жълтите и червените линии, всяка от които има резистор за ограничаване на тока (r2) и е покрит с термосвиване. Сега подгответе 64 -те светодиода с всичките им положителни и отрицателни проводници; тук чукът е полезен за облекчаване на скуката, изберете да разбиете пръст на крака, защото имате нужда от пръстите си, за да завършите работата. Свързвайки всичките осем детектора, транзистори, светодиоди, ги свързах на дъската, с махване на ръка, осем светодиода се махаха и изгасваха. Време беше да свържем всичко заедно. Тъй като всеки детектор ще управлява осем светодиода, създадох модел от LED групи, като се уверя, че ще разпръсна светодиодите, които ще светнат от всеки един детектор. Свържете всички положителни проводници на група от 8 светодиода заедно. Сега вземете осемте групи отрицателни проводници и ги свържете всички към общата основа на захранването. Всяка LED група беше прикрепена към колектора на транзисторите; положителен и земята е свързана към платката. Емитерната страна на транзисторите е свързана директно към Vdd, а колекторната страна е свързана към анода на светодиода през ограничаващия резистор, докато катодът на светодиода е свързан към земята. Тестът на веригата работи; следващата част беше да залепите горещо всички светодиоди в техните кутии, като поддържате подредено подреждане на проводниците. Цветното верига беше вързано към задната част на панела на масива към метална скоба с ципове на гърба на панела. След това завързах всяка група от 8 светодиода с положителни проводници към колектора на транзистор на цветето. След това залепете всички детектори за движение в дупки, които са били пробити по -рано, не забравяйте да използвате добро управление на проводниците, за да предпазите гнездото от проводници да се отдалечи от вас. От предната страна на панела от масиви горещо залепих лещите на Френел пред всеки детектор. След като лещите на Френел бяха поставени, чувствителността на детекторите бе забележимо повишена. 12v DC захранващ стенен трансформатор след това беше монтиран на задната страна на панела с положителния проводник, свързан към превключвателя, а другият край е свързан към положителната връзка на цветето на веригата. Заземяващите проводници на детектора за цветя и движение бяха свързани към общата основа на системата. Удължителният кабел беше здраво закрепен с цип към трансформатора с опаковки за вратовръзки, за да се предотврати всяко издърпване на кабела от прекъсване на захранването. Превключвателят е монтиран на задния ръб на панела с горещо лепило. Използвах някои ленти за прокарване на тръби, за да закача това парче на стената (първо изображение), те бяха временни и бяха избрани да запазят сходството на кръговете в цялостния дизайн. Те вече са разменени D-пръстени и капаци на вратите за поставяне на панела далеч от стената. Това парче е много забавно да се играе, докато зрителят се движи наоколо, модели на светлина танцуват с движението. В бъдеще може да свържа отново това парче, като добавя микроконтролер и осветявам светлините, създавайки готини модели, когато няма движение за определен период от време.