Gaismas masīva lādiņš: 3 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

Tas ir tukšu suņu barības kārbu klāsts, katra iekšpusē ir viena LED gaisma un atvere ar krāsainu lēcu. Gaismas diodes kontrolē kustību detektori, ko iedarbina skatītāja mijiedarbība. Izmantojot gaismas diodes kā gaismas avotu katrai kārbai, jaudas prasības ir zemas. Ķēde izmanto nelielu komponentu daudzumu gaismas diožu vadīšanai, un šajā pamācībā tiks detalizēti aprakstīts, kā tā izmanto kustības detektorus, tranzistorus, rezistorus un gaismas diodes, lai izveidotu interaktīvu gaismas šovu. Es esmu iesācējs elektronikā un tikai nesen izveidoju savu pirmo shēmas dizainu un veiksmīgi izveidoju šo projektu. Ikviens, kurš interesējas par elektroniku, lasot un darot, var viegli sasniegt manu zināšanu līmeni kā veiksmīgs iesācējs, un es iemācījos vienu gudrību - ja jūs varat atļauties labākus rīkus, tas ir veids, kā iet. Kā mākslinieks es tiešām nezinu vēlaties reklamēt vienu veikalu vai produktu salīdzinājumā ar citu, taču manai kopienai nav vislabākā veikalu izvēle, kur es varu atrast labas elektroniskās sastāvdaļas, tāpēc es uzskaitīju Radio Shack kā tikai “Shack”, aizstājiet to ar savu iecienītāko veikalu vai piegādātāju. 64 suņu barības kārbas (mazgātas) 32 zaļas 10 mm īpaši spilgtas gaismas diodes (www.evilmadscientist.com) 32 zilas 10 mm īpaši spilgtas gaismas diodes (www.evilmadscientist.com) 50 collu savienojuma vads (elektroniskā piegāde, uzminēšana, jo es neskaitīju lietojumu) 10 ciedra paneļi (datortehnikas veikals) 2 alumīnija leņķa stienis (datortehnikas veikals).glolab.com) 8 Fresnel lēcas (www.glolab.com) 5 'termiski saraušanās caurules (profesionālam gala produktam uct, saskaņotas krāsas ir foršas) 1 9V 800ma barošanas avots (Shack) 1 slēdzis (Shack) 1 apaļa PCB (Shack) 31 misiņa #8 skrūves (datortehnikas veikals) 31 misiņš #8 uzgriežņi (datortehnikas veikals) 31 misiņa #8 paplāksnes (Datortehnikas veikals) 32 stikla lēcas (sākotnējā ideja bija paredzēta papīram, velvei un vizlai vai jebkura veida silueta maskēšanai) 1 pagarinātājs Instrumenti: karstās līmes pistole (labāka par līmlenti) Stiepļu noņēmēji (nepaļaujieties uz zobiem, šeit redzamais instruments ir labākais instruments darbam) lodāmurs (nemāniet sevi šeit, es kļuvu labāks ar labāku gludekli) lodmetāls (plūsma) Siltuma lielgabals (nepieciešams tikai tad, ja jūs termiski saraujat stieples lodmetālus) palīdzīgas rokas (pēc izvēles, bet ļoti Ieteicams) palielināmais stikls (pēc izvēles) Maizes dēlis (pēc izvēles, bet nepieciešams instruments ikvienam, kas nopietni domā par elektronisko shēmu dizainu) 1 39 K rezistors (jutības programmēšana DP-001) 1 (obligāti, izmantojot standarta urbi) 1 skrūvgriezis 1 āmurs (pēc izvēles, purngala sasitšana novērš garlaicību un ted lodēšana 64 gaismas diodes ar 128 vadiem) terminālī mēs to saucam par VddVss = avots negatīvs. Kā mākslinieks, kas galvenokārt strādā eļļās un pēdējā laikā vairāk augsto tehnoloģiju darbos, es arī esmu vēlējies savā darbā iekļaut nedaudz zaļumu. Man ir divi mopši, un šķiet, ka viņiem patīk ikdienā ēst, kas noved pie pārtikas konteineru izšķērdēšanas, tāpēc es sāku taupīt kārbas kādam nākotnes projektam, kuru zināju, ka nākšu klajā ar lielāku kolekciju. Cits draugs mākslinieks, kurš strādā kausētā stikla, minēja, ka bija žūrijas šovs, kura tēma bija "sadarbība", un mēs nolēmām kopā strādāt pie mākslas darba. Tā bija lieliska iespēja izmantot tās suņu barības kārbas, kas dzīvoja manā garāžā. Ar tik daudzām kārbām bija redzams, ka gabalam ir jābūt sava veida masīvam, kas iedegas skatītāja kustības dēļ. Mēs tikāmies vietējā kafejnīcā, un es izklāstīju savu plānu, gabala nosaukums bija tikpat dabisks kā pati daba, gaismas masīvs, izmantojot elektrisko lādiņu. Šeit ir īss šī mākslas darba radīšanas darba un procesa apraksts.

1. darbība: rāmja izveide

Ciedra paneļi tika atrasti vietējā datortehnikas veikalā un bija paredzēti skapju oderēšanai. Izmaksas bija lēti USD 23 dolāri par 12 dēļiem; tie bija ideāli piemēroti projektam. Tie tika izvēlēti arī pēc krāsas un formas, pievienojot nelielu ciedra aromātu.

Vispirms dēļu virsma tika slīpēta un pārklāta ar plakanu Varithane, lai novērstu to piesaisti ar taukiem un netīrumiem, kā arī izceltu ciedra krāsu. Dēļi ir 3,75 collas plati un 48 collas gari, lieliski piemēroti matricai, lai tā ietilptu dēļu platumā un augstumā, radot perfektu atstarpi kvadrātveida matricai. Suņu barības kannas diametrs ir 3 collas, un atrast šāda izmēra cauruma zāģi bija viegli. Es izmērīju dēļu viduslīniju un pēc tam attālumu starp divu dēļu centriem blakus. Izmantojot šo mērījumu, es novietoju caurumus gar vertikālo līniju. no dēļiem, lai izveidotu kvadrātveida kārbu masīvu. Tas man nodrošināja brīvu vietu gabala augšpusē un apakšā, lai gabals būtu līdzsvarots horizontāli, tika pievienoti divi tukši dēļi, viens katrā matricas pusē. Izurbiet caurumus kārbas, izmantojot 3 collu zāģi, noslīpējiet caurumu un pārbaudiet kannu caurumā, lai pārbaudītu atveri. Līmējiet paneļus kopā ar nelielu daudzumu koka līmes un saspiediet kopā, ļaujiet nakti nožūt. Es gribēju, lai kārbu gali būtu līdzeni un pamatne, lai tie izietu cauri paneļa aizmugurei tikai par 1 collu. Izmantojot caurumu gabalu kaudzes, kas tika izurbtas no dēļiem, lai izlīdzinātu pabeigto paneli ar virsmu uz leju tā, lai katrs varētu izvirzīties par 1 collu caur muguru. Izmantojot karsto līmes pistoli, ap katras kārbas pamatni tika novietota līmes lodīte, kas tos nostiprināja pie paneļa. Lai gabalam piešķirtu pietiekamu izturību, lai apstrādājot paneļi nesaplaisātu un neatdalītos, dēļi tika sasieti kopā no augšas un apakšas ar plakanu alumīnija stieni un leņķveida alumīnija gabalu. Plakano stieni varētu izlaist, bet es gribēju spēku un laiku pa laikam esmu bijis pazīstams ar pārmērīgu inženieri. Vispirms novietojiet stieni un leņķa kronšteinu ar paneļa malu, saspiediet un pēc tam urbiet vienu caurumu caur katras dēļa vertikālo viduslīniju - vienu uz augšu un otru uz leju. Sasieniet tos kopā ar misiņa skrūvēm, uzgriežņiem un paplāksnēm. Lai šim pielietojumam pievienotu spēku, stieņu un dēļu garumā nosaka karstas līmes lodītes. Katra uzgriežņa pamatnē es arī ievietoju nelielu karstu līmes lodīti, lai tie paliktu vietā; rāmis ir gatavs. Tālāk sagatavojiet kārbas. Kārbu iekšpuse bija pelēkā krāsā, kas absorbēja gaismas diodi, lai vairāk gaismas iekļūtu lēcās, lai tā atlec, tas tika paveikts, nokrāsojot kārbu iekšpusi ar marķiera krāsu. Izvēlētās marķierkrāsas iemesls bija tās sprausla, kas paredzēta tā, lai tā būtu vērsta uz zemes, lai sprausla būtu taisna, kas atvieglo kārbu iekšpuses krāsošanu. Es arī vēlējos, lai krāsas nedaudz mainītos, tāpēc es izvēlējos sarkanu, zaļu, zilu, baltu un dzeltenu krāsu; šajā laikā izskats un krāsa man nebija zināma, jo mans draugs bija aizņemts ar to izgatavošanu, kamēr es būvēju rāmi un elektroniku. Lai urbtu kannu caurumus, standarta urbis izveidoja urbumu, kuru bija pārāk grūti notīrīt, kā arī padarīja caurumu iegarenu, kad tas tika atkausēts. Izmantojot pakāpienu urbi, caurums ir tīrs, jo šis uzgalis urbj urbuma malas, veicot urbumus, padarot perfektu apaļu caurumu, kas ir piemērota izmēra gaismas diodēm. Tālāk es izmērīju DP-001 biznesa gala diametru, lai es varētu izurbt paneļa caurumus, lai tie varētu ielūkoties; izvēlējās atbilstošu urbja izmēru un izveidoja caurumiem apaļu rakstu. Tas bija paredzēts, lai saglabātu konsekventu līdzību ar aprindām. Kad visas kārbas ir krāsotas, izurbtas un uzstādītas rāmī, ir pienācis laiks strādāt pie elektronikas.

2. solis: elektroniskais dizains

Saprotiet, ka esmu iesācējs elektroniskajā dizainā, ja dažas no manām interpretācijām par komponentu darbībām ir nepareizas, tad, lūdzu, ievietojiet komentāru, lai lasītājs varētu atrast skaidrību. Arī stiepļu noņēmēja rīks bija ļoti vērtīgs darbgalda instruments, ietaupiet zobus, ja tas ir jūsu ieradums, un varat ietaupīt veselo saprātu, noņemot simtiem vadu; tas ir lēts rīks, bet lielisks rīks. Pirms mēs pievienojam visu elektroniku, labāk ir izveidot dizainu un pēc tam pārbaudīt ķēdes darbību. Lodēšana nav veids, kā virzīties uz priekšu, un jūs varat izšķērdēt daudzas labas detaļas. Pirmā darba kārtība ir aprēķināt sastāvdaļu vērtības un noteikt ķēdes jaudas prasības. Pirmais komponents ir kustības detektors DP-001, kura jaudas prasību diapazons ir no 4 V līdz minimumam 15 V līdzstrāvas maksimālajam, kas mums nodrošina jauku diapazonu darbam. Ķēde darbinās 65 gaismas diodes, un katra gaismas diode ir novērtēta līdz 20 mA maksimālajai strāvai. 65 x.020A = 1.3A (64 gaismas diodes kārbās un 1 strāvas indikatoram), strāva, kas nepieciešama DP-001, ir zems 45 mikrompēru vai.000045A x 8 = 00036A, kas ir ļoti zema jaudas prasība. izvēlējos 12v 800mA līdzstrāvas transformatoru, apzinoties, ka visas gaismas diodes vienlaicīgi nedegs, un neviena no tām nedeg ilgi, jo tam ir daudz jaudas. Tagad, kad mēs zinām, kāda jauda virzīs gaismas diodes, mums ir jāaprēķina ierobežojošo rezistoru izmērs, kas neļaus gaismas diodēm izdegt, vienlaikus saglabājot tās pēc iespējas gaišākas. Tas ir vienkāršs uzdevums, izmantojot omu likumu, lai noteiktu, cik liela pretestība nepieciešama katrai gaismas diodei, lai tā būtu vēsa un gaiša. Gaismas diodes specifikācijās teikts, ka maksimālā strāva nedrīkst pārsniegt.020A (20mA), varat nospiest šo vērtību, lai padarītu tās gaišākas, ja ieslēgšanas laiks ir pietiekami īss. Aprēķinot nepieciešamo pretestību, ņemiet spriegumu un daliet to ar maksimālo strāvas vērtību. 12v DC /.020mA = 600 omi. Es gribēju iegūt visvairāk gaismas no katras gaismas diodes, tāpēc tika izvēlēts 470 omu rezistors. Atcerieties, ka gaismas nedeg nepārtraukti, tāpēc to izdegšanas risks ir neliels, turklāt 470 ir tuvu 600. Lai pārbaudītu, cik daudz strāvas būs tiek izvilkts caur gaismas diodi, ja mēs izmantojam 470 omu rezistoru, mēs sadalām 12v ar 470 omiem līdz vienādam.0255mA, starpība ir.0055mA, kas ir niecīga. Kustību detektori DP-001 var nogremdēt tikai 100m strāvas, tāpēc braucot pa visiem 64 Viena moduļa gaismas diodes nedarbosies, turklāt tās visas ieslēgtos uzreiz, kas būtu mazāk efektīvas un nedaudz garlaicīgas. Ja mēs sadalīsim 64 gaismas diodes ar 8 un izmantosim 8 DP-001 detektorus, katrs vadot 8 gaismas diodes ar kopējo strāvu 160ma uz detektoru, tas joprojām ir par daudz, lai DP-001, kura maksimālā izlietnes vērtība ir 100 mA. 2N3906 specifikācijā teikts, ka tā var nogrimt no 10 mikrompēriem līdz 100 miliamperiem, bet es drīzāk riskētu ar pāreju, nevis kustības noteikšanas moduli. Kā es izvēlos tranzistoru, kas darbosies mūsu ķēdē: Mēs apskatīsim divus pamata tranzistoru pārslēgšanas veidus - NPN vai PNP tranzistoru. NPN un PNP apzīmējums apraksta to vārtus un darbību. Es izvēlējos universālu PNP rezistoru 2N3906, tam nebūs jāizdala daudz siltuma, un tas ir labi piemērots šim projektam. Tranzistoriem ir trīs savienotāji, ko sauc par bāzi, kolektoru un emitētāju. Tos ieslēdz spriegums, kas tiek uztverts to pamatnē, kas atvērs vārtus un ļaus plūst vairāk strāvas starp kolektoru un emitētāju. NPN un PNP darbības atšķirība ir tāda, ka NPN ieslēgsies, ja pamatnei ir pozitīvais spriegums ir 0,7 V vai vairāk un izslēgsies zem šīs vērtības. PNP tiek mainīts pretēji un ieslēdzas, kad bāze uztver zemu spriegumu zem.07v un ieslēdzas virs šīs vērtības. Gaismas diodes tiek ieslēgtas, izmantojot termināli no DP-001, lai ieslēgtu tranzistoru, kas ļaus strāvai plūst caur gaismas diodēm. DP-001 izvada "augstu" pie izejas spailes un, kad tiek konstatēta kustība, "zems" virzās uz negatīvu. Ātra piezīme par PNP un NPN tranzistoriem, es neiedziļināšos šo komponentu konstrukcijā, tikai to, ka tie rīkojas pretēji, jo ir neobjektīvi pretēji. NPN tranzistors vadīs strāvu starp kolektoru un emitētāju, ja starp pamatni un emitētāju ir pozitīva sprieguma vērtību atšķirība, savukārt PNP vadīs strāvu starp kolektoru un emitētāju, ja bāze uztver zemāku spriegumu starp bāzi un emitētāju. Mēs nevaram izmantot NPN tranzistoru, jo tas tiek pārslēgts, kad uz tā bāzes ir "augsts" attiecībā pret tā izstarotāju. Atcerieties, ka DP-001 kļūst "zems", kad tiek konstatēta kustība. Tāpēc es izvēlējos izmantot PNP tranzistorus, jo tos iedarbina “zems” pamatnē attiecībā pret emitētāju, ļaujot strāvai plūst caur tranzistoru, kad DP-001 terminālis kļūst “zems”, nosakot IR kustību. Tālāk redzamā ķēde ir vienkārša shēma, kas parāda, kā sistēma darbosies, lai pievienotu vēl 7 detektorus, rezistorus un gaismas diodes. Viss, kas mums jādara, ir astoņas reizes nokopēt šo dizainu. Šeit ir daži no loģikas, kas iegūti zemāk izveidotajā ķēdē ka tas darbojas kā plānots un sastāvdaļas nedeg zilu dūmu mākonī. Mums nav nepieciešama strāva, kas plūst caur DP-001 termināla izeju un caur 2N3906 tranzistora pamatni, mums ir jābūt tikai loģiskais slēdzis starp "augstu" un "zemu", lai samazinātu strāvu caur tranzitora pamatni, pievienojiet 1k omu rezistoru (r1) termināļa DP-001 izejā un 2N3906 tranzistora pamatnē. Pirms LED anoda piesiešanas pie tranzistora, starp abām sastāvdaļām ievietojam strāvas ierobežošanas rezistoru (r2) ar pretestības vērtību 470 omi. Kad DP-001 neuztver kustību, tā izejas terminālis būs "augsts" (Vdd), un šī augstā vērtība tiks uztverta mūsu tranzistora pamatnē, bloķējot strāvas plūsmu starp kolektoru un emitētāju. Kad DP-001 uztver kustību, izejas terminālis kļūs "zems" (Vss), un tranzistors ieslēgsies un ļaus strāvai plūst starp kolektoru un emitētāju, iedegot LED, 470 omu rezistors ierobežos siltumu, kas izraisa strāvu caur gaismas diode.

3. solis: ķēdes izveide

Es iesaku ieguldīt vismaz vidēja izmēra maizes plāksnē, tas ir labs ķēžu lāpītāja instruments. Vispirms es pārbaudīju vienkāršo dizainu, izmantojot DP-001, ierobežojošos rezistorus, komutācijas tranzistoru un LED. Kad tas strādāja, kā plānots, es izveidoju komutācijas ķēdi ar visiem astoņiem tranzistoriem un rezistoriem un savienoju tos visus galīgajam testam.

Vienkāršā ķēde tika pārbaudīta, kad IR kustība pagāja detektora priekšā, LED iedegās. Šajā brīdī bija pienācis laiks pielodēt vadus pie visām gaismas diodēm, pēc tam savienot visus detektorus ar to pozitīvo (sarkano), negatīvo (melno) un termināla izeju (zaļā krāsā). Lai ietaupītu vietu uz shēmas plates, es novietoju strāvas ierobežošanas rezistoru (r2) vienā līnijā ar vadu, kas bija piesiets pie tranzistora kolektora puses. Tālāk redzamajos fotoattēlos ir redzama "ziedu" shēmas plate, pamaniet dzeltenās un sarkanās līnijas, katrai no tām ir strāvas ierobežošanas rezistors (r2) un tie ir pārklāti ar siltuma saraušanos. Tagad sagatavojiet 64 gaismas diodes ar visiem to pozitīvajiem un negatīvajiem vadiem; šeit āmurs noder, lai atvieglotu garlaicību, izvēlies sasist pirkstu, jo darba pabeigšanai nepieciešami pirksti. Pieslēdzot visus astoņus detektorus, tranzistorus, gaismas diodes, es pieslēdzu tos pie maizes dēļa, ar rokas vicināšanu, astoņas gaismas diodes pamāja un pēc tam izslēdzās. Bija pienācis laiks to visu savienot kopā. Tā kā katrs detektors darbinās astoņas gaismas diodes, es izveidoju LED grupu modeli, pārliecinoties, ka izkliedē gaismas diodes, kuras iedegsies viens detektors. Sasieniet visus 8 gaismas diodes grupas pozitīvos vadus kopā. Tagad ņemiet astoņas negatīvo vadu grupas un sasaistiet tās ar kopējo strāvas padeves pamatu. Katra LED grupa tika piestiprināta pie tranzistoru kolektora; pozitīvs un zeme bija piesieta pie shēmas plates. Tranzistoru emitenta puse bija tieši piesaistīta Vdd, un kolektora puse tika piesieta pie LED anoda caur ierobežojošo rezistoru, kamēr gaismas diodes katods bija piesiets pie zemes. Ķēdes tests strādāja; nākamā daļa bija karsti pielīmēt visas gaismas diodes to kārbās, saglabājot sakārtotu vadu maršrutu. Ķēdes zieds bija piesaistīts masīva paneļa aizmugurē pie metāla kronšteina ar paneļa rāvējslēdzēju aizmugurē. Tālāk es sasaistīju katru 8 gaismas diodes grupu ar pozitīviem vadiem pie zieda tranzistora kolektora. Pēc tam visus kustības detektorus ielīmējiet iepriekš urbtos caurumos, noteikti izmantojiet labu vadu pārvaldību, lai vadu ligzda netiktu attālināta no jums. Masīva paneļa priekšpusē es karsti pielīmēju Fresnel lēcas katra detektora priekšā. Kad Fresnel lēcas bija ievietotas, detektoru jutība bija ievērojami palielināta. Pēc tam 12 V līdzstrāvas barošanas sienas transformators tika uzstādīts paneļa aizmugurē ar pozitīvo vadu, kas piesiets pie slēdža, bet otru galu - ar ķēdes zieda pozitīvo savienojumu. Ziedu un kustības detektora zemējuma vadi tika piesaistīti sistēmas kopējai zemei. Pagarināšanas vads tika droši piestiprināts ar transformatoru ar rāvējslēdzēju, lai novērstu vadu vilkšanu no strāvas atslēgšanas. Slēdzis tika uzstādīts paneļa aizmugurējā malā ar karstu līmi. Es izmantoju dažas cauruļu maršrutēšanas siksnas, lai pakārtu šo gabalu pie sienas (pirmais attēls), tās bija īslaicīgas un tika izvēlētas, lai saglabātu apļu līdzību kopējā dizainā. Tie jau ir nomainīti ar D-veida gredzeniem un durvju aizturiem, lai paneli stāvētu prom no sienas. Šo gabalu ir ļoti jautri spēlēt, skatītājam pārvietojoties, gaismas dejas ar kustību. Nākotnē es varētu atkārtoti pieslēgt šo gabalu, pievienojot mikrokontrolleri un piespiežot gaismu, veidojot vēsus modeļus, kad noteiktu laiku nav kustību.