Нощната светлина на приятелката: 34 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:56

За пръв път ми хрумна идеята за нощната лампа на приятелката, когато моята половинка разкри, че се страхува от тъмното и не може да спи без включен телевизор. Тъй като съм лесно разсеян, не мога да спя, когато телевизорът е включен. След няколко разногласия тя предложи да закупим някаква нощна лампа. Попитах каква нощна лампа има предвид, на което тя отговори, че ще бъде изключително готино, ако намеря синя. Намирам? Евентуално. Изобретете? О да. Няколко дни по -късно се появих с прототипа на Girlfriend Nightlight и тя много го хареса. Той върши отлична работа, като прониква в стая с точното количество атмосферна синя светлина, предизвиква голям интерес по партита и прекратява всички разногласия относно спането с включен телевизор. Приятелката ми след това се закле, че съм някакъв гений. Истината е, че след като изберете цялата електроника и материали, сглобяването на Girlfriend Nightlight е доста лесно. Създадох първия за свободно време за няколко нощи … и вие също.

Стъпка 1: Няколко неща, преди да започнете …

Нека започнем, като изброим няколко неща, които искате да направите, преди да започнете.

1.) Предполагам, че знаете как да запоявате и че имате основно разбиране за електрическите вериги, както и основно разбиране за електронните компоненти. Не е нужно да разбирате добре физиката, която се случва вътре в резистор или кондензатор, или да можете да рецитирате математическите формули, които управляват използването им, но трябва да имате представа за това какво представляват тези неща и какво правят. Ако започвате с електрониката за първи път, това е чудесен проект, който можете да опитате да изградите, но мога да ви предложа да започнете, като първо прочетете отличния урок на Sparkfun Electronics „Начало на вградената електроника“на: https:// www.sparkfun.com/commerce/tutorial_info.php?tutorials_id=57 2.) Ще искате да се уверите, че имате чисто, добре осветено пространство, за да се разпръснете и да изградите нощната си светлина. 3.) Ще ви трябват някои основни инструменти - чифт телбери, чифт клещи, малка отвертка Philips, електрическа бормашина, обикновен мултицет и добър поялник. Изградих тази нощна лампа, използвайки евтин поялник за любители за девет долара, както и ефектен поялник с променлива температура. Повярвайте ми, това прави огромна промяна. 4.) Въпреки че този проект може много лесно да бъде изграден с помощта на една -единствена макара от тел, силно препоръчвам да използвате два различни цвята на тел. Използвах червен проводник за всичко с положителен заряд и черен проводник за всичко, свързано със земята. Много е полезно да можете да разгледате всички проводници във вашата схема и с един поглед да разберете кои проводници са заземени и кои не. Влизането в този навик сега ще ви служи добре, когато преминете към по -сложни и сложни проекти по електроника.

Стъпка 2: Списък на материалите

След това нека разгледаме списъка с материали, които ще използваме. По-голямата част от това може да бъде закупено директно от Sparkfun Electronics, някои от по-неясните компоненти могат да бъдат закупени от търговец на електронни компоненти като Mouser Electronics или Digi-Key, а за някои от тях намерих за по-удобно просто да отида до моя местно радио Shack. За кутията използвах празен празен калъф за компактдискове, който току -що лежах.

1.) 2 "кръгла протоплата 2.) 2" кръгла TQFP80 протоплата 3.) Централно положително 9-волтово захранване 4.) LM7805 5-волтов регулатор 5.) 1000uF 25-волтов кондензатор 6.) 10uF 25-волтов кондензатор 8.) 47 ом половин ватов резистор 9.) Бутон за включване/изключване с половин инчов отвор за монтаж 10.) #4-40 винтове (3) 11.) #4-40 шестостенни гайки (3) 12.) #4-40 метал стойки (6) 13.) 27 ома половин ватови резистори (12) 14.) 10 мм сини светодиоди (12) 15.) Макара от проводник 22 габарит 16.) прототипиране на щифтове за заглавки (2) 17.) женски дву-пинов джъмпер тел. 18.) Празни 30 пакета празни компактдискове

Стъпка 3: Бърз поглед към готовия продукт - първа част

Нека да разгледаме какво ще сглобяваме. Нощната лампа на приятелката се състои от две основни части, всяка от които се сглобява отделно и по -късно се съединява. Долната дъска съдържа цялата електроника за захранване на нощната лампа.

Стъпка 4: Бърз поглед към готовия продукт - втора част

Горната платка съдържа самите светодиоди.

Стъпка 5: Нека започнем

Да започваме! Можем да започнем с подготовката на долната дъска, тъй като тя е далеч по -сложната от двете. Протобордът, който ще използваме, има голям брой метални отвори, които ни позволяват лесно да запояваме компоненти или проводници. Обикновено само един проводник или компонент ще бъдат вкарани във всеки отвор. Връзките между проводници или компоненти в съседни отвори лесно се осъществяват, като използвате поялника си, за да разтопите допълнително спойка между двете точки, като същевременно затоплите връзката в първия отвор. След това петното от течна спойка може да бъде издърпано, за да докосне съседната връзка. Когато спойката се охлади, тя свързва двете връзки заедно и ги свързва електрически. Може да е добра идея да практикувате това няколко пъти на резервна протоборд, ако това ще бъде първото ви запояване.

Стъпка 6: Запоявайте регулатора на напрежението

Тук виждаме, че започваме със запояване в регулатора на напрежението LM7805 на ръба на протоборда. Огънете краката на регулатора, така че да стърчи над външния ръб на дъската. Това го държи изолиран, както и помага за поддържане на регулатора на хладно, тъй като той ще бъде по -изложен на въздух.

Стъпка 7: Монтирайте резисторите

Избутайте дванадесетте 27 ома резистора през отворите на протоборда и се уверете, че всички те пасват правилно. Резисторите не са поляризирани, което означава, че можете да ги поставите във всяка посока и няма да има значение. Тук ще забележите, че за мен беше най -лесно да ги групирам в четири комплекта по три. Като половин ватови резистори, всеки от тях е много по-дебел от типичния резистор, който ще използвате в проекти за електроника, а платката може да се препълни много по-лесно. Открих, че групирането им по този начин прави много по -лесно поставянето им на дъската, отколкото опитите да ги поставите в непосредствена близост един до друг. След като ги поставите правилно, запоявайте ги на място и отрежете излишните крака под дъската. Забележете на тази снимка, че все още не съм подрязал излишните крака, нито съм запоявал резисторите на място.

Стъпка 8: Добавете 1000uF кондензатор

Добавете 1000uF кондензатор вляво от регулатора. Изучаването на листа с данни на регулатора ни казва, че левият щифт е входното напрежение, централният щифт е заземен, а десният щифт е регулиран пет-волтов изход. Този кондензатор ще помогне за стабилизиране на входното напрежение, идващо от нашето захранване, като "задържи" входа, ако захранването за момент произведе недостатъчно количество енергия. Внимавайте правилно да ориентирате кондензатора - положителният извод на кондензатора трябва да бъде запоен в непосредствена близост до входния щифт на регулатора, а след това двата трябва да бъдат запоени заедно.

Стъпка 9: Запоявайте заедно горните страни на резисторите

Тъй като всички наши светодиоди ще се захранват еднакво, нашите резистори трябва да бъдат свързани заедно, но само от страната, обърната към регулатора! Забележете в този подробен изглед, че всяка група резистори е свързана заедно. Забележете също кондензатора, свързан към входния щифт на регулатора в горната част на снимката.

Стъпка 10: Добавете резистор от 47 ома

Тук добавих половин ватов 47 омов резистор и свързах единия край към масива от дванадесет 27 ома резистора. Това трябва да затъмни малко завършената нощна светлина, тъй като сините светодиоди, които използваме, са шокиращо ярки на пълна мощност и са малко прекомерни за целите на нощна светлина. Това малко допълнително съпротивление ще направи крайния продукт много по -подходящ за използване като обикновена нощна лампа. Също така добавих къс проводник от обратната страна на дъската. Единият край на проводника се избутва през платката между първата и втората резисторна група, а другият край е между втората и третата резисторна група. Този проводник се използва за свързване на „групите“резистори заедно - сега ще забележите, че на тази снимка сега има права, непрекъсната линия на спойка, свързваща всички резистори заедно в горната част.

Стъпка 11: Добавете 10uF кондензатор

Виждате ли този малък кръгъл компонент до нашия новодобавен резистор от 47 ома? Това е 10uF кондензатор. Това служи за същата цел като много по -големия кондензатор от другата страна на платката (леко видим тук в горната част на картината) само този кондензатор ще служи за филтриране на изходното напрежение на регулатора. Самият регулатор вече трябва да свърши отлична работа, като осигури последователен, стабилен изход от пет волта - този кондензатор просто ще служи, за да направи нещата още по -чисти. Отново обърнете внимание на ориентацията тук - кондензаторът може да се използва само по един начин. Положителният извод на кондензатора трябва да бъде запоен към горната част на резистора, тъй като и двамата ще се захранват директно от пет волтовия изход на регулатора. Кондензаторът, който използвах на тази снимка, има светлосиня лента, идентифицираща отрицателния извод. На тази снимка лентата се вижда обърната надолу.

Стъпка 12: Бърза проверка на състоянието

Досега схема на схемата, която сме изградили, може да изглежда като тази снимка. Тук виждаме регулатора LM7805, двата кондензатора, които вече сме запоени на място, както и 47 омовия резистор за затъмняване. На тази снимка не е показано мястото, където дванадесетте 27 ома резистора са свързани към дясната страна на резистора от 47 ома. Виждате ли всички тези редове, висящи на тази снимка? Всички те трябва да бъдат свързани към земята и трябва да осигурим начин за включване и изключване на нощната ни светлина. Време е да отрежете няколко къси проводника!

Стъпка 13: Трябва да се направят няколко кабелни връзки

На тази снимка можем да видим, че всъщност са добавени шест проводника. Първо, два червени проводника с дължина приблизително шест инча трябва да бъдат поставени в непосредствена близост един до друг, но НЕ трябва да бъдат свързани заедно - тези проводници ще служат като превключвател. Първият от тях ще бъде свързан към положителния проводник от нашия захранващ адаптер за постоянен ток, а вторият от тях е свързан към входния щифт на регулатора на напрежението чрез трети проводник, който сме добавили на тази снимка. След това се добавят четвърти и пети проводник, за да се свържат всички наши основи заедно - отрицателният извод на кондензатора 1000uF, отрицателният извод на кондензатора 10uF и отрицателният централен щифт на нашия регулатор на напрежението. И накрая, се добавя шести проводник за свързване на изходния щифт на регулатора на напрежението - десния щифт - към горната част на резистора от 47 ома.

Стъпка 14: Връзки за запояване от долната страна на платката

Всички тези връзки стават твърде близки, за да можем лесно да достигнем с нашия поялник, така че за да запояваме тези нови проводници в техните отвори и да ги прикрепяме към съседните им компоненти на правилните места, трябва да обърнем тази дъска над и използвайте долната страна, за да създадете нашите спойки. Запомнете - електричеството не се интересува дали връзките са в горната или долната част на платката, стига да има директна връзка между двете точки. Тук виждаме долната страна на една от готовите ми нощни лампи. Можете ясно да видите, че трите връзки в центъра са трите щифта на регулатора на напрежението, всеки щифт е свързан към проводник, който е добавен към платката в предишната стъпка. В долния десен ъгъл на тази снимка можете да видите две хоризонтални спойки, които са двата червени проводника, които използваме за нашия превключвател - едната страна е свързана към входа на регулатора на напрежението, а другата страна е свързана към положителния извод на захранващия адаптер, който ще дойдем да обсъдим скоро. От лявата страна на снимката има две споени съединения с обратна L форма, всяка от които свързва три съседни проводника или компоненти. Това са точките за свързване на 10uF кондензатора, резистора от 47 ома и проводниците, които ги свързват към изходния щифт на регулатора и към земята. И накрая, в долната част на тази снимка, забележете късата червена жица, която свързва двете групи от 27 ома резистори, които бяха инсталирани по време на предишна стъпка.

Стъпка 15: Проверка на състоянието номер две

Сега последната стъпка беше малко сложна, така че нека върнем момент назад към електрическата схема, която току -що разгледахме. Ако добавим към диаграмата проводниците на превключвателя, които току -що запоехме, както и всички основания, които сме свързали заедно, нашата схематична диаграма сега изглежда така. Обърнете внимание, че всички основания не са свързани в чертежа, но електрически, всички те са свързани заедно. Ако имате добър мултиметър, който има настройка за непрекъснатост на веригата, можете да проверите това, като използвате вашия мултицет, за да „избръмчите“връзките, докосвайки едната сонда към заземителя на кондензатора 1000uF и след това докосвайки другата сонда към централния щифт на регулатора на напрежението. Измервателният уред трябва да бръмчи или да издава звуков сигнал или да предоставя известна обратна връзка, за да ви уведоми, че двете точки са свързани. Ако това не стане, върнете се и проверете връзките на спойката.

Стъпка 16: Запоявайте щифтовете на заглавната част към краищата на кабелите за превключване

Запоявайте разхлабените краища на двата ни „превключващи“проводника върху двупинов хедър. Тези два пина сега ще ни позволят да включваме и изключваме нашето входно напрежение. Засега съкратих тези два щифта заедно, като използвах резервен джъмпер, който имах в кутията си с инструменти. С джъмпера на място веригата щеше да се включи веднага щом включих захранващия адаптер.

Стъпка 17: Подгответе захранващия адаптер

Говорейки за захранващия адаптер, нека го подготвим за инсталиране следващия! Започнете, като изрежете адаптера на жака от края на проводника. Останалият кабел се състои от два проводника, един червен и един черен, вътре в дългия черен кабел, излизащ от захранващия адаптер. Внимателно отрежете около 1 инч от изолацията от края на кабела, излагайки червените и черните проводници вътре. Отстранете изолацията от всеки от тези по -малки проводници, за да изложите медната метална жица вътре.

Стъпка 18: Запоявайте проводниците на захранващия адаптер към платката

Червеният проводник от захранването е положителният проводник, така че той трябва да бъде запоен към първия от нашите проводници на превключвателя. Можете да видите на тази снимка червения захранващ проводник в съседство с левия червен проводник на превключвателя. Черният проводник от захранването трябва да бъде свързан отвор в непосредствена близост до отрицателния извод на кондензатора 1000uF. Припоените съединения в долната част на платката свързват захранващите проводници към съседните им връзки, както се вижда на предишната снимка на долната страна на завършена нощна лампа. В този момент, ако се чувствате смели и имате подръка на няколко метра, сега би било подходящ момент да включите захранващия адаптер и да проверите някои напрежения. Трябва да можете да поставите отрицателната сонда на глюкомера върху отрицателния извод на кондензатора 1000uF и да докоснете положителната сонда на измервателния уред към входния щифт на регулатора на напрежението и да видите отчитане на приблизително девет волта. След това, оставяйки отрицателната сонда там, където е тя, трябва да можете да докоснете положителната сонда на измервателния уред към изходния щифт на регулатора и да видите показание от почти точно 5 волта. Трябва също да измерите почти 5 волта в горната част на дванадесетте 27 ома резистора. Това ни казва, че регулаторът си върши работата и произвежда постоянен изход от 5 волта и че всички резистори също са свързани правилно.

Стъпка 19: Запоявайте пет инчов дълъг проводник към дъното на всеки 27 омов резистор

Сега, когато знаем, че нашите дванадесет резистора са свързани към точно правилното напрежение, е време да дадем тази мощност някъде да отидем. Нарежете дванадесет ленти от тел, всяка с дължина около пет инча, и запоявайте една дължина към отвора в съседство с дъното на всеки 27 ома резистор. Добавете спойка в долната част на платката, за да свържете проводника към резистора, като се уверите, че няма да скъсите резистор или проводник към съседа. Един единичен кабел с дължина пет инча също трябва да бъде добавен за заземяване и може да бъде свързан към всяка леснодостъпна земя, която сме установили досега. Свързах моята към отрицателния извод на кондензатора 10uF.

Стъпка 20: Повече спойки на дъното на дъската

Тук виждаме дванадесетте споени съединения в долната част на платката, всяка от които свързва дължина на проводника към отделен резистор от 27 ома. Всеки от тези проводници в крайна сметка ще доставя електричество на една от дванадесетте LED светлини на нощната светлина. Долната дъска вече е завършена! Оставете го настрана за момента.

Стъпка 21: Подгответе горната дъска

Горната дъска започва своя живот като тази протоборда. Той е проектиран да побере 80 -пинов процесорен чип, наречен TQFP или Flat Pack. Ще използваме двата пръстена с отвори за запояване на този чип, но нямаме нужда от спойките в центъра на дъската, където обикновено се намира чипът TQFP. Също така ще вдигнем дванадесетте червени проводника от предишната стъпка нагоре, за да се свържем с отвори на тази платка, което означава, че трябва да пробием дупка през центъра на тази платка, така че някъде да прокараме проводниците.

Стъпка 22: Пробийте 3/4 "дупка през центъра на горната дъска

Тук използвам бормашина с 3/4”бит, за да изрежа центъра на протоборда. Когато се подрежда правилно, този свредло почти перфектно изрязва всички подложки за спойка за чипа TQFP, оставяйки зад себе си само медни следи. След като пробиването приключи, използвах остър бръснач, за да прорязвам тези медни следи, за да съм абсолютно сигурен, че нито една от следите на дъската случайно не е била натисната една в друга от свредлото.

Стъпка 23: Запоявайте светодиодите в горната платка

Светодиодите с размер 10 мм, които използваме, се вписват в горната платка на групи от по четири, както се вижда тук. Поставете светодиодите в платката, както е показано, като тествате дали са подходящи. Обърнете внимание, че всеки светодиод има крака с различна дължина - по -дългият крак е анодът или положителният извод. Когато поставяте светодиодите в платката, уверете се, че всеки от тях е ориентиран по същия начин. Обикаляйки кръговата платка с движение по часовниковата стрелка, светодиодите трябва да са анодни отляво, катод отдясно. Запоявайте светодиодите на място и отрежете излишната дължина на краката.

Стъпка 24: Запоявайте проводници към отрицателния извод на всеки светодиод

Трябва да свържем отрицателния извод или катода на всеки светодиод към земята. Четири къси проводника, по един за всеки светодиод, трябва да бъдат запоени във външния пръстен на отворите в прото платката. Всеки от тези проводници трябва да бъде свързан чрез спойка в долната част на платката към отрицателния извод на съседния светодиод. След това проводникът трябва да бъде сгънат назад и другият му край да бъде запоен към вътрешния пръстен на отворите. Това ни позволява по -лесно да свържем всички тези основания заедно. Тук виждаме два комплекта проводници, които са добавени и все още трябва да бъдат свързани към вътрешния пръстен на отворите, както и един набор от проводници, който е правилно свързан.

Стъпка 25: Проверете новите връзки към земята

Тук виждаме, че всички заземителни проводници са правилно инсталирани. Всички връзки на вътрешния пръстен трябва да бъдат свързани заедно чрез спойки на дъното на дъската, създавайки три „снопа“от връзки към земята. Трябва да добавим два проводника към вътрешния пръстен, за да свържем тези „снопове“заедно, като направим една единна равномерна връзка към земята за цялата горна платка и всичките 12 светодиода.

Стъпка 26: Запояйте два проводника към горната платка, за да свържете всички основания

Тук можем да видим горната дъска с инсталирани двата допълнителни проводника. Това е друг подходящ момент да използвате функцията за непрекъснатост на веригата на вашия мултиметър, ако имате такава - трябва да можете да поставите отрицателната сонда на всеки отрицателен извод на всеки светодиод и положителната сонда на всеки друг отрицателен извод на всеки друг светодиод, и вашият глюкомер трябва да издава звуков сигнал, за да покаже, че двете точки са свързани заедно.

Стъпка 27: Запоявайте проводниците от долната платка до горната платка

Най -накрая сме в дома! За съжаление последната стъпка е и най -трудната. Дванадесетте червени проводника и един черен заземен проводник от долната платка трябва да бъдат прокарани нагоре през отвора в центъра на горната платка. Заземяващият проводник трябва да бъде запоен към дупка във вътрешния пръстен на горната платка и след това да бъде свързан към някоя от земните връзки, които направихме в предишната стъпка. Тъй като сме свързали всеки заземителен щифт на всеки светодиод заедно, всяка точка на заземяване на цялата горна платка ще работи правилно като място за закрепване на заземяващия проводник от долната платка. И накрая, всеки червен проводник трябва да бъде запоен в дупка във външния пръстен на горната платка в непосредствена близост до положителния извод или анода на всеки светодиод. След това червеният проводник трябва да бъде свързан към анода със спойка, но тъй като достигането на дъното на дъската в този момент е почти невъзможно, това съединение трябва да се направи в горната част на дъската.

Стъпка 28: Запоявайте всички червени проводници към светодиодите

Тук виждаме уголемяване на част от снимката от предишната стъпка, ясно показваща червения проводник от долната платка и спойката, свързваща я с анода на светодиода. Открих, че може да се наложи да се избутат останалите червени проводници, за да достигнат правилно до анода на светодиода с поялника.

Стъпка 29: Завийте двете платки заедно

Използвайки шест метални стойки и три съвпадащи винта, прикрепете двете дъски една към друга постоянно, както е показано на тази снимка.

Стъпка 30: Тествайте нощната си светлина

След като сте завинтили двете дъски, самата нощна лампа вече е завършена! Тествайте нощната си светлина, като включите захранващия адаптер. Ако проводниците на превключвателя (видими в горната част на тази снимка) все още са свързани помежду си, нощната ви светлина трябва незабавно да се включи и всички светодиоди трябва да светят ярко.

Стъпка 31: Подгответе кутията

Въпреки че можете да използвате каквото искате за заграждение, хареса ми идеята да използвам празен калъф от празни компактдискове, които бях поставил наоколо, тъй като кръглата форма на кутията за компактдиск перфектно ще допълни кръглата форма на нощната светлина. Отрязах кръглия цилиндър в центъра, върху който обикновено се поставят компактдисковете, с нож за хоби и поставих готовата нощна светлина в центъра на дъното на кутията за компактдискове, маркирайки местата, където металните стойки докоснаха пластмасовата кутия.

Стъпка 32: Прикрепете нощната светлина към кутията

Пробиването на дупки в пластмасовия корпус за компактдискове на тези три места ни позволява да избутаме стойките през отворите и да ги прикрепим към кутията с три шестостенни гайки.

Стъпка 33: Подгответе превключвателя за включване/изключване и го инсталирайте в кутията

Бутонът за натискане / изключване, който използвах, изискваше половин инчов отвор за монтаж, който пасва идеално в горната част на кутията за компактдискове, която използвах за заграждение. Пробийте монтажния отвор през центъра на горната част на корпуса на компактдиска, след това прокарайте копчето през отвора, затегнете го с включената шестостенна гайка и шайба и запоявайте върху женски двужилов джъмпер.

Стъпка 34: Свържете превключвателя и сглобете отново корпуса

Прикрепете джъмперния проводник към щифтовете на нашите превключващи проводници, като свържете бутона към превключващите проводници и му позволявате да контролира потока на електричество към нощната светлина. Завинтете или щракнете горната част на кутията за компактдискове в долната част на кутията за компактдискове, включете вашето творение, запалете новата си нощна лампа и никога повече не спорете с вашата половинка за това дали спите с включен телевизор.