Valosarjan lataus: 3 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

Tämä on joukko tyhjiä koiranruokapakkauksia, joissa jokaisessa on yksi LED -valo ja värillinen linssi aukossa. LED -valoja ohjaavat liikkeenilmaisimet, jotka laukaistaan katsojan vuorovaikutuksesta. Piiri käyttää pientä osaa komponentteja LEDien ohjaamiseen, ja tämä ohje kertoo yksityiskohtaisesti, kuinka se käyttää liiketunnistimia, transistoreita, vastuksia ja LED -valoja luodakseen interaktiivisen valonäytön. loin ensimmäisen piirisuunnitteluni ja rakensin tämän projektin menestyksekkäästi. Jokainen elektroniikasta kiinnostunut voisi helposti saavuttaa asiantuntemukseni menestyneenä aloittelijana lukemalla ja tekemällä, mutta yksi viisauteni on, että jos sinulla on varaa parempiin työkaluihin, se on oikea tapa. Haluan mainostaa yhtä myymälää tai tuotetta toisella, mutta yhteisölläni ei ole parasta valikoimaa kauppoja, joista löydän hyviä elektronisia komponentteja, joten luetteloin Radio Shackin vain "Shackiksi", vaihda suosikkimyymälääsi tai -toimittajaasi. Komponentit: 64 koiranruokapurkkia (pesty) 32 vihreää 10 mm: n erittäin kirkkaita LED -valoja (www.evilmadscientist.com) 32 sinistä 10 mm: n erittäin kirkkaita LED -valoja (www.evilmadscientist.com) 50 tuuman kytkentäjohto (elektroninen syöttö, arvaus, koska en laskenut käyttöä) 10 setripaneelit (rautakauppa) 2 alumiininen kulmatanko (rautakauppa) 2 1/16 tuuman paksuiset alumiinipalkit (rautakauppa) 8 1/4 w 1K vastukset (shack) 8 PNP-transistorit (shack) 8 DP-001-liiketunnistimet (www..glolab.com) 8 Fresnel -linssit (www.glolab.com) 5 tuuman kutisteputki (ammattimaiseen lopputuotteeseen uct, koordinoidut värit ovat viileitä) 1 9V 800ma virtalähde (Shack) 1 kytkin (Shack) 1 pyöreä PCB (Shack) 31 messinki #8 ruuvia (rautakauppa) 31 messinki #8 mutterit (rautakauppa) 31 messinki #8 aluslevyä (Rautakauppa) 32 lasia on paras työkalu työhön) juotosrauta (älä huijaa itseäni, minusta tuli parempi paremmalla raudalla) juotos (virtaus) Lämpöpistooli (vain tarpeen, jos kutistat johdot juotoksesi) auttavat kädet (valinnainen mutta erittäin ehdotettu) suurennuslasi (valinnainen) Leipälevy (valinnainen, mutta välttämätön työkalu kaikille elektroniikkapiiriin vakavasti perehtyville) 1 39K vastus (herkkyyden ohjelmointi DP-001) 1 2,7K vastus (viipymäohjelmointi DP-001) 1 pora1 monikokoinen poranterä (pakollinen tavallisella poranterällä) 1 ruuvimeisseli 1 vasara (valinnainen, varpaan murskaus poistaa tylsyyden ja ted juottaminen 64 LEDiä ja 128 johtoa) 1 jarrusatula tai asteikko 1 puuliima2 pitkää ruuvipuristinta Sähköiset huomautukset: Vcc = lähde positiivinen Vdd = FET positiivinen, virtalähde antaa positiivisen ilmaisimelle, DP-001: n NFET-transistori antaa positiivisen arvon terminaalissa kutsumme tätä VddVss = lähde negatiiviseksi. Taiteilijana, joka työskentelee pääasiassa öljyissä ja viime aikoina enemmän korkean teknologian kappaleissa, olen myös halunnut sisällyttää työhöni hieman vihreää. Minulla on kaksi moppia ja he näyttävät pitävän syömisestä joka päivä, mikä johtaa ruoka -astioiden hukkaan, joten aloin säästää tölkkejä johonkin tulevaan projektiin, jonka tiesin keksiväni, kun minulla oli suurempi kokoelma. Toinen taiteilijaystävä, joka työskentelee sulatetussa lasissa, mainitsi, että oli tuomariesitys, jonka teemana oli "yhteistyö", ja päätimme työskennellä yhdessä taideteoksen kanssa. Se oli täydellinen tilaisuus käyttää niitä koiranruokapakkauksia, jotka asuivat autotallissani. Kun oli niin paljon tölkkejä, oli ilmeistä, että kappaleen on oltava jonkinlainen ryhmä, joka syttyy katsojan liikkeestä. Tapasimme paikallisessa kahvilassa, ja esittelin suunnitelmani, kappaleen nimi tuli yhtä luonnollisena kuin luonto itse, valosarja sähkövarauksella. Tässä on nopea kuvaus tämän taideteoksen luomisesta ja prosessista.

Vaihe 1: Kehyksen rakentaminen

Seetripaneelit löydettiin paikallisesta rautakaupasta ja ne on suunniteltu kaappien vuoraukseen. Hinta oli halpa 23 dollaria 12 laudalle; ne sopivat täydellisesti projektiin. Ne valittiin myös värin ja muodon vuoksi, ja lisäetuna oli lievä setri -aromi.

Ensin lautojen pinta hiottiin ja päällystettiin tasaisella Varitanella, jotta ne eivät houkuttele rasvaa ja likaa käsiteltäessä ja tuovat esiin setrin värin. Lankut ovat 3,75 "leveitä ja 48" pitkiä, joten matriisi sopii täydellisesti lautojen leveyteen ja korkeuteen, mikä luo täydellisen etäisyyden neliömäiselle matriisille. Koiranruokapurkin halkaisija on 3 "ja tämän kokoisen reikäsahan löytäminen oli helppoa. Mittasin lankkujen keskilinjan ja sitten kahden laudan keskipisteen välisen etäisyyden vierekkäin. Tällä mittauksella asetin reiät pystyviivaa pitkin laudoista neliönmuotoisen tölkkiryhmän luomiseksi. Tämä antoi minulle tilaa kappaleen ylä- ja alaosassa tasapainottaaksesi kappaleen vaakasuunnassa, lisättiin kaksi tyhjää lankkua, yksi matriisin kummallekin puolelle. Poraa reiät hiekkaa reikä ja testaa tölkki reikässä testataksesi aukon. Liimaa paneelit yhteen pienellä puuliimalla ja purista yhteen, anna kuivua yön yli. Halusin, että tölkkien päät ovat tasaiset ja pohja niin, että ne työntyvät paneelin takaosan läpi vain 1 tuuman verran. Käyttämällä pinoja lankkuista porattuja reikäkappaleita tasoittaaksesi valmistetun paneelin kuvapuoli alaspäin niin että jokainen voi työntyä 1 "selän läpi. Kuuman liimapistoolin avulla jokaisen tölkin pohjan ympärille asetettiin liimahelmi, joka kiinnitti ne paneeliin. Jotta kappaleelle annettaisiin tarpeeksi lujuutta, jotta paneelit eivät halkeilisi ja irtoaisi käsiteltäessä, lankut sidottiin myös päälle ja alas tasaisella alumiinitanolla ja kulmikkaalla alumiinikappaleella. Litteä palkki voidaan jättää pois, mutta halusin voimaa ja olen ollut yli-insinöörin tiedossa ajoittain. Kohdista tanko ja kulmakiinnike ensin paneelin reunaan, kiinnitä ja poraa sitten yksi reikä jokaisen lankun pystysuoran keskiviivan läpi, yksi päälle ja toinen pohjaan. Sido ne yhteen messinkiruuvien, muttereiden ja aluslevyjen kanssa. Lisää voimaa tähän sovellukseen käyttämällä kuumaliimaa, joka on alaspäin tankojen ja lankkujen pituudelta. Laitoin myös pienen kuumaliimahelmen jokaisen mutterin pohjaan pitämään ne paikallaan; kehys on valmis. Seuraavaksi valmistele tölkit. Tölkkien sisäpinta oli harmaa, joka absorboi LED -valon, jotta saadaan enemmän valoa osumaan linssiin, jotta se pomppisi ympäri, tämä saavutettiin maalaamalla tölkkien sisäpinta merkkimaalilla. Syy valitun merkkimaalin valintaan johtui sen suuttimesta, joka on suunniteltu osoittamaan maahan niin, että suutin on suora, mikä tekee tölkkien sisäpuolen maalaamisesta helppoa. Halusin myös värien muuttuvan jonkin verran, joten valitsin punaisen, vihreän, sinisen, valkoisen ja keltaisen värin; tällä hetkellä ulkonäkö ja väri eivät olleet minulle tiedossa, koska ystäväni oli kiireinen tekemään niitä, kun rakensin kehystä ja elektroniikkaa. Tölkkien reikien poraamiseksi tavallinen pora loi poran, joka oli liian vaikea poistaa ja myös tehdä reikästä pitkänomaisen, kun se oli poistettu. Käyttämällä askelporaa, reikä on puhdas, koska tämä terä jyrsii reiän reunat poratessaan tehden täydellisen pyöreän reiän, joka on oikean kokoinen LEDeille. Seuraavaksi mittasin DP-001: n liiketoimintapään halkaisijan, jotta voisin porata paneeliin reikiä niiden kurkistamiseksi; valitsi vastaavan kokoisen poran ja asetti reikille pyöreän kuvion. Tällä pyrittiin pitämään johdonmukainen samankaltaisuus piireihin. Kun kaikki tölkit on maalattu, porattu ja asennettu runkoon, on aika työskennellä elektroniikan parissa.

Vaihe 2: Sähköinen suunnittelu

Ymmärrä, että olen aloittelija sähköisessä suunnittelussa, jos osa tulkinnoistani komponenttitoiminnoista on virheellisiä, lähetä kommentti, jotta lukija löytää selvyyden. säästä hampaasi, jos se on tapana, ja voi säästää järkeäsi, kun irrotat satoja johtoja; Tämä on edullinen työkalu, mutta loistava työkalu. Ennen kuin lisäämme kaiken elektroniikan, on parempi luoda malli ja testata sitten piirin toiminta. Juotonpoisto ei ole tapa edetä, ja voit tuhlata monia hyviä osia sillä tavalla. Ensimmäinen liiketoimintajärjestys on laskea komponenttien arvot ja määrittää piirin tehovaatimukset. Ensimmäinen komponentti on DP-001-liiketunnistin, jonka tehontarve on vähintään 4 V DC-15 V DC. Piiri ajaa 65 LEDiä ja jokainen LED on mitoitettu ottamaan 20 mA virran maksimista. 65 x.020A = 1.3A (64 LEDiä tölkeissä ja 1 virtavaloa varten), DP-001: n tarvitsema virta on alhainen 45 mikroampeeria tai.000045A x 8 = 00036A, mikä on erittäin pieni virrankulutus. valitsi 12v 800mA tasavirtamuuntajan ja ymmärsi, että en aio pitää kaikkia LED -valoja päällä samanaikaisesti, eikä yksikään tule olemaan päällä pitkään aikaan, sillä on paljon virtaa. Nyt kun tiedämme, mikä teho ohjaa LED -valoja, meidän on laskettava niiden rajoittavien vastuksien koko, jotka estävät LED -valojen palamisen pitäen ne mahdollisimman kirkkaina. Tämä on yksinkertainen tehtävä Ohmin lain avulla määrittämään, kuinka paljon vastusta kukin LED tarvitsee viileänä ja kirkkaana. LED -valon tekniset tiedot sanovat, että maksimivirta ei saisi ylittää.020A (20mA), voit painaa tätä arvoa saadaksesi ne kirkkaammiksi, jos "päällä" -aika on tarpeeksi lyhyt. Laske tarvittava vastus, ota jännite ja jaa se maksimivirran arvolla. 12v DC /.020mA = 600 ohmia. Halusin saada eniten valoa jokaisesta LED -valosta, joten 470 ohmin vastus valittiin. Muista, että valot eivät pala jatkuvasti, joten niiden palamisen vaara on pieni, ja 470 on lähellä 600. Tarkistaaksesi, kuinka paljon virtaa Vedetään LED: n läpi, jos käytämme 470 ohmin vastusta, jaamme 12v: n 470 ohmilla yhtä suureksi.0255mA, ero.0055mA, mikä on vähäinen. Yhden moduulin LED-valot eivät toimisi, ja ne kaikki syttyvät kerralla, mikä olisi vähemmän tehokasta ja hieman tylsää. 160 mA ilmaisinta kohti, se on silti liikaa DP-001: lle, jonka enimmäislevyarvo on 100 mA. 2N3906-spesifikaatiossa sanotaan, että se voi upota 10 mikro-ampeerista 100 milliampeeriin, mutta ottaisin mieluummin riskiksi siirtimen kuin liiketunnistusmoduulin. Kuinka valitsen piirissämme toimivan transistorin: Tarkastelemme kahta perustyyppistä kytkintransistoria, NPN- tai PNP -transitoria. NPN- ja PNP -nimitykset kuvaavat niiden portteja ja toimintaa. Valitsin yleiskäyttöisen PNP-vastuksen, 2N3906, sen ei tarvitse hajottaa paljon lämpöä ja se sopii hyvin tähän projektiin. Ne kytketään päälle jännitteellä, joka havaitaan niiden pohjassa, mikä avaa portin ja sallii enemmän virtaa keräimen ja emitterin välillä. positiivinen jännite 0,7v tai enemmän ja sammuu tämän arvon alapuolelle. PNP on käänteisesti puolueellinen ja kytkeytyy päälle, kun kanta havaitsee matalan jännitteen alle.07v ja kytkeytyy päälle tämän arvon yläpuolella. LED-valot kytketään päälle käyttämällä DP-001-liitännän päätelaitetta kytkeäkseen päälle transistorin, joka antaa virran kulkea LEDien läpi. DP-001 antaa "korkean" lähtöliittimessä ja siirtyy "alhaiseksi" kohti negatiivista, kun liike havaitaan. Nopea huomautus PNP- ja NPN -transistoreista, en ryhdy näiden komponenttien rakentamiseen, vain se, että ne käyttäytyvät päinvastoin, koska ne ovat puolueellisia. NPN -transistori johtaa virtaa keräimen ja emitterin välillä, jos kannan ja emitterin välillä on positiivinen jännite -ero, kun taas PNP johtaa virtaa keräimen ja emitterin välillä, jos kanta havaitsee alhaisemman jännitteen tukiaseman ja emitterin välillä. Emme voi käyttää NPN -transistoria, koska se kytketään, kun sen pohjassa on "korkea" emitteriinsä nähden. Muista, että DP-001 menee "alhaiseksi", kun liike havaitaan. Joten päätin käyttää PNP-transistoreita, koska ne laukaisivat "alhainen" jalustassa suhteessa emitteriin, jolloin virta kulkee transistorin läpi, kun DP-001-terminaali menee "alhaiseksi" IR-liikkeen havaitsemisen yhteydessä. Alla oleva piiri on yksinkertainen piiri, joka näyttää kuinka järjestelmä toimii, lisäämällä vielä 7 ilmaisinta, vastusta ja LEDiä, meidän tarvitsee vain kopioida tämä malli kahdeksan kertaa. että se toimii suunnitellusti eikä komponentit pala pala sinisen savun pilvessä. meidän ei tarvitse virrata virtaa DP-001-liittimen lähdön ja 2N3906-transistorin kannan läpi, meillä on oltava vain logiikkakytkin "korkean" ja "matalan" välillä pienentääksesi virtaa transitorin kannan kautta lisää 1k ohmin vastus (r1) DP-001-liittimen lähtöön ja 2N3906-transistorin kantaan. Ennen LED -anodin sitomista transistoriin asetamme kahden komponentin väliin virranrajoitusvastuksen (r2), jonka vastusarvo on 470 ohmia. Kun DP-001 ei havaitse liikettä, sen lähtöliitin on "korkea" (Vdd) ja tämä korkea arvo havaitaan transistorimme pohjassa, mikä estää virran kulun kollektorin ja emitterin välillä. Kun DP-001 havaitsee liikkeen, lähtöliitin menee "alhaiseksi" (Vss) ja transistori kytkeytyy päälle ja antaa virran kulkea kollektorin ja lähettimen välillä, sytyttäen LED-valon, 470 ohmin vastus rajoittaa lämpöä aiheuttavaa virtaa LED.

Vaihe 3: Piirin rakentaminen

Ehdotan sijoittamista ainakin keskikokoiseen leipälautaan, se on hyvä työkalu piirin taiturille. Ensin testasin yksinkertaista rakennetta käyttämällä DP-001: tä, rajoittavia vastuksia, kytkintransistoria ja LEDiä. Kun tämä toimi suunnitellusti, rakensin kytkentäpiirin kaikkien kahdeksan transistorin ja vastuksen kanssa ja koukkuin ne kaikki lopulliseen testiin.

Yksinkertainen piiri testattiin, kun IR -liike kulki ilmaisimen edessä, LED -valo syttyi. Tässä vaiheessa oli aika juottaa johdot kaikkiin LED -valoihin ja sitten kytkeä kaikki ilmaisimet positiiviseen (punainen), negatiivinen (musta) ja liittimen lähtö (vihreä). Piirilevyn tilan säästämiseksi asetin virranrajoitusvastuksen (r2) linjaan johdon kanssa, joka oli sidottu transistorin kollektoripuolelle. Alla olevat kuvat esittävät "kukka" -piirilevyä, huomaa keltaiset ja punaiset viivat, joissa jokaisessa on virranrajoitusvastus (r2) linjassa ja joka on peitetty lämpökutistuksella. Valmistele nyt 64 LEDiä ja niiden kaikki positiiviset ja negatiiviset johdot; tässä vasara on kätevä lievittää tylsyyttä, valitse murskata varvas, koska tarvitset sormesi työn loppuun saattamiseen. Yhdistämällä kaikki kahdeksan ilmaisimet, transistorit, LEDit, kytkin ne leipäpöydälle, käden heilutus, kahdeksan LED -valoa heilutti ja sammui. Oli aika yhdistää kaikki yhteen. Koska jokainen ilmaisin käyttää kahdeksaa LEDiä, loin LED -ryhmien kuvion varmistaakseni, että levität minkä tahansa ilmaisimen syttyvät LEDit. Sido kaikki 8 LED -valon positiiviset johdot yhteen. Ota nyt kahdeksan negatiivisten johtimien ryhmää ja sido ne kaikki virtalähteen yhteiseen maahan. Jokainen LED -ryhmä leikattiin transistorien kerääjään; positiivinen ja maa sidottiin piirilevyyn. Transistorien emitteripuoli sidottiin suoraan Vdd: hen ja keräinpuoli sidottiin LED -anodiin rajoittavan vastuksen kautta, kun taas LEDin katodi oli sidottu maahan. Piiritesti toimi; seuraava osa oli liimata kaikki LED -valot kuumiin liimoihinsa säilyttäen johtimien asianmukainen reititys. Piirikukka sidottiin matriisipaneelin takaosaan metallikiinnikkeeseen paneelin vetoketjujen takana. Seuraavaksi sidoin jokaisen 8 LED -ryhmän positiivisen johtimen kukan transistorin kerääjään. Liimaa seuraavaksi kaikki liiketunnistimet aiemmin porattuihin reikiin, muista käyttää hyvää langanhallintaa, jotta johtojen pesä ei pääse pois sinusta. Ryhmäpaneelin etupuolella liimasin kuumalla Fresnel -linssit jokaisen ilmaisimen eteen. Kun Fresnel -linssit olivat paikoillaan, ilmaisimien herkkyys kasvoi huomattavasti. Tämän jälkeen 12 voltin tasavirtalähteen seinämuuntaja asennettiin paneelin takapuolelle positiivinen johto kytkettynä kytkimeen ja toinen pää kytketty piirikukan positiiviseen liitäntään. Kukka- ja liiketunnistimen maajohdot sidottiin järjestelmän yhteiseen maahan. Jatkojohto kiinnitettiin vetoketjulla tukevasti muuntajaan solmukääreillä, jotta johto ei vetäisi irti virrasta. Kytkin asennettiin paneelin takareunaan kuumaliimalla. Käytin joitain putkien reitityshihnoja ripustaaksesi tämän kappaleen seinälle (ensimmäinen kuva), ne olivat väliaikaisia ja valittiin pitämään ympyröiden samankaltaisuutena yleisessä suunnittelussa. Ne on jo vaihdettu D-renkaisiin ja ovenkattoihin paneelin seisomiseksi kaukana seinästä. Tämä pala on erittäin hauska pelata, kun katsoja liikkuu ympäri, valon tanssin kuvioita liikkeen kanssa. Jatkossa voisin johdottaa tämän kappaleen uudelleen lisäämällä mikro-ohjaimen ja charlieplex-valot luomaan viileitä kuvioita, kun liikettä ei ole tietyn ajan kuluessa.