Yorqin miltillovchi detektor: 3 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Elektronika bizni kuzatib borishi meni har doim hayratga solgan. Bu hamma joyda. Yorug'lik manbalari haqida gapirganda (yulduzlar kabi tabiiy emas), biz bir nechta parametrlarni hisobga olishimiz kerak: yorqinlik, rang va agar biz gapiradigan kompyuter displeyi bo'lsa, tasvir sifati.

Yorug'likni yoki elektron yorug'lik manbasining yorqinligini vizual idrok etish turli yo'llar bilan boshqarilishi mumkin, eng mashhuri - Puls kengligi modulyatsiyasi (PWM) - Oddiy qilib aytganda, qurilmani juda tez yoqing va o'chiring, shunda o'tishlar inson ko'ziga "ko'rinmas" bo'lib ko'rinadi. Ko'rinib turibdiki, uzoq vaqt foydalanish uchun inson ko'zlari uchun unchalik yaxshi emas.

Masalan, biz noutbukning ekranini olsak va uning yorqinligini pasaytirsak - u qorong'i bo'lib tuyulishi mumkin, lekin ekranda juda ko'p o'zgarishlar ro'y beradi. (Bu haqda ko'proq misollarni bu erda topishingiz mumkin)

Menga bu YouTube videosining g'oyasi juda ilhom berdi, tushuntirish va soddaligi shunchaki ajoyib. Rafiq bo'lmagan oddiy qurilmalarni ulab, miltillovchi aniq portativ qurilmani yaratish mumkin.

Biz qurmoqchi bo'lgan qurilma, yorug'lik manbai sifatida kichik quyosh batareyasini ishlatadigan yorug'lik manbasining miltillovchi detektori bo'lib, u quyidagi bloklardan iborat:

1. Kichik quyosh paneli
2. Birlashtirilgan audio kuchaytirgich
3. Karnay
4. Agar biz sezgirlik bilan tekshirmoqchi bo'lsak, minigarnituralar ulanishi uchun jek
5. Quvvat manbai sifatida qayta zaryadlanuvchi Li-Ion batareyasi
6. Zaryadlash uchun USB Type-C ulagichi
7. LED quvvat ko'rsatkichi

Ta'minotlar

Elektron komponentlar

• Birlashtirilgan audio quvvat kuchaytirgichi
• 8 Ohm dinamik
• 3.7V 850mAh Li-Ion batareyasi
• 3,5 mm audio raz'em
• Mini pollikristalli quyosh batareyasi
• TP4056 - Li -Ion zaryadlovchi paneli
• RGB LED (TH to'plami)
• 2 x 330 Ohmli rezistorlar (TH to'plami)

Mexanik komponentlar

• Potentsiometr tugmasi
• 3D bosma korpus (ixtiyoriy, loyihadan tashqari loyiha qutisini ishlatish mumkin)
• 4 x 5 mm diametrli vintlardek

Asboblar

• Lehimlash temir
• Issiq yopishtiruvchi qurol
• Phillips tornavida
• Bir yadroli sim
• 3D printer (ixtiyoriy)
• Plier
• Cımbızlar
• To'sar

1 -qadam: Operatsion nazariyasi

Kirish qismida aytib o'tilganidek, miltillash PWM tufayli yuzaga kelgan. Vikipediyaga ko'ra, inson ko'zi sekundiga 12 kadrni ushlab turishi mumkin. Agar kadr tezligi bu raqamdan oshsa, bu inson ko'rish qobiliyati uchun harakat deb hisoblanadi. Demak, agar ob'ektning tez o'zgarishi kuzatilsa, biz ajratilgan kadrlar ketma -ketligi o'rniga uning o'rtacha intensivligini ko'ramiz. Yorqinlikni nazorat qilish sxemalarida PWM g'oyasining asosi bor: Chunki biz 12 kadr / sekunddan yuqori kadr tezligining o'rtacha intensivligini ko'ra olamiz (Vikipediya ma'lumotlariga ko'ra), biz yorug'lik manbalarining quvvatini osonlikcha sozlashimiz mumkin. vaqtni o'zgartirish, yorug'lik yoqilganda yoki o'chganda (PWM -da ko'proq), bu erda kommutatsiya chastotasi doimiy va 12 Gts dan katta.

Ushbu loyihada ovoz balandligi va chastotasi PWM tufayli miltillovchi shovqin bilan mutanosib bo'lgan qurilma tasvirlangan.

Mini polikristalli panel

Ushbu qurilmalarning asosiy maqsadi yorug'lik manbasidan olinadigan quvvatni osongina yig'ib olinadigan elektr energiyasiga aylantirishdir. Batareyaning asosiy xususiyatlaridan biri shundaki, agar yorug'lik manbai barqaror doimiy intensivlikni ta'minlamasa va vaqt o'tishi bilan o'zgarsa, panelning chiqish voltajida ham xuddi shunday o'zgarishlar bo'ladi. Shunday qilib, biz aniqlaydigan narsa - vaqt o'tishi bilan intensivlik o'zgarishi

Ovoz kuchaytirgichi

Quyosh panelidan ishlab chiqariladigan mahsulot o'rtacha intensivlik darajasiga (DC) mutanosib, vaqt o'tishi bilan intensivlikning qo'shimcha o'zgarishi (AC). Biz faqat o'zgaruvchan kuchlanishni aniqlashdan manfaatdormiz va unga erishishning eng oson yo'li - audio tizimni ulash. Ushbu dizaynda ishlatilgan ovoz kuchaytirgichi bitta etkazib beriladigan PCB bo'lib, har bir tomonida DC-blokirovka qiluvchi kondansatörler, kirish va chiqish. Shunday qilib, quyosh panelining chiqishi to'g'ridan -to'g'ri ovoz kuchaytirgichga ulanadi. Ushbu dizaynda ishlatiladigan Amp allaqachon o'rnatilgan ON/OFF kaliti bo'lgan potansiometrga ega, shuning uchun qurilma quvvati va karnay ovozi to'liq nazorat qilinadi.

Li-Ion batareyasini boshqarish

TP4056 Li-Ion batareyali zaryadlovchi qurilmasi ushbu loyihaga qurilmani ko'chma va qayta zaryadlanuvchi qilish uchun qo'shilgan. USB-C ulagichi zaryadlovchi uchun kirish vazifasini bajaradi va ishlatilgan batareya-850mAh, 3.7V, bu biz uchun zarur bo'lgan maqsadlar uchun etarli. Batareya zo'riqishi ovoz kuchaytirgichning asosiy quvvat manbai bo'lib xizmat qiladi, shuning uchun butun qurilma.

Tizim chiqishi sifatida dinamik

Karnay qurilmada asosiy rol o'ynaydi. Men korpusga mahkam yopishtirilgan, nisbatan kichik o'lchamli birini tanladim, shuning uchun ham past chastotalarni eshitardim. Yuqorida aytib o'tilganidek, ovoz balandligi va chastotasini quyidagicha aniqlash mumkin.

f (Karnay) = f (Quyosh panelidan AC) [Hz]

P (Karnay) = K*I (Quyosh panelidan AC signalining eng yuqori zichligi) [V]

K - hajm koeffitsienti

Audio jak

Eshitish vositalarini ulamoqchi bo'lganimizda 3,5 mm Jek ishlatiladi. Bu qurilmada, raz'emning ulagichi aniqlagichi bor, u audio rozetkaga ulanganda signal pimidan uziladi. U shu vaqtda bitta yo'lga - Karnay yoki minigarnituralarga chiqish uchun mo'ljallangan.

RGB LED

Bu erda LED ikki martalik vazifani bajaradi - qurilma zaryad olayotganda yoki qurilma yoqilganda yonadi.

2 -qadam: muhofaza - dizayn va bosib chiqarish

3D printer - bu moslashtirilgan korpus va korpuslar uchun ajoyib vosita. Ushbu loyiha uchun korpus juda oddiy tuzilishga ega bo'lib, ba'zi umumiy xususiyatlarga ega. Keling, uni bosqichma-bosqich kengaytiraylik:

Tayyorgarlik va FreeCAD

Korpus FreeCAD -da ishlab chiqilgan (loyiha faylini ushbu bosqichning pastki qismida yuklab olish mumkin), u erda birinchi navbatda qurilma tanasi qurilgan va korpusga nisbatan alohida qism sifatida mustahkam qopqoq qurilgan. Qurilma ishlab chiqilgandan so'ng, uni alohida korpus va qopqoq sifatida eksport qilish kerak bo'ladi.

Mini quyosh paneli panelning o'lchamiga ega bo'lgan qopqoqga o'rnatiladi, bu erda kesilgan joy simlar uchun mo'ljallangan. Ikkala tomonda ham foydalanuvchi interfeysi mavjud: USB kesish va LED | Jek | Potansiyometr teshiklari. Dinamikning o'ziga xos maydoni bor, u tananing pastki qismidagi teshiklardan iborat. Batareya karnayga ulashgan, uning har bir qismiga joy bor, shuning uchun biz qurilmani yig'ishda asabiylashishimiz shart emas.

Kesish va Ultimaker Cura

Bizda STL fayllari bo'lgani uchun biz G-kodni konvertatsiya qilish jarayoniga o'tamiz. Buni amalga oshirishning ko'plab usullari mavjud, men bu erda chop etish uchun asosiy parametrlarni qoldiraman:

• Dasturiy ta'minot: Ultimaker Cura 4.4
• Qatlam balandligi: 0,18 mm
• Devor qalinligi: 1,2 mm
• Yuqori/pastki qatlamlar soni: 3
• To'ldirish: 20%
• Burun: 0,4 mm, 215*S
• To'shak: Shisha, 60*S
• Qo'llab -quvvatlash: Ha, 15%

3 -qadam: Lehimlash va yig'ish

Lehimlash

3D -printer bizning korpusimizni chop etish bilan band bo'lsa, keling, lehimlash jarayonini ko'rib chiqaylik. Sxemalarda ko'rib turganingizdek, bu minimal darajada soddalashtirilgan, shuning uchun biz qo'shadigan barcha qismlar mustaqil birlashtirilgan bloklar shaklida mavjud. Xo'sh, ketma -ketlik quyidagicha:

1. Li-Ion batareyali terminallarini TP4056 BAT+ va BAT-pinlariga lehimlash
2. TP4056 VO+ va VO- ni ovoz kuchaytirgichining VCC va GND terminallariga lehimlash
3. Kichik quyosh panelining "+" terminalini ovoz kuchaytirgichining VIN (L yoki R) ga lehimlanishi va "-" ovoz kuchaytirgichining eriga
4. Ikki rangli yoki RGB LEDni ikkita izolyatsiyali 220R rezistorga ulash
5. Birinchi LED anodini ovoz kuchaytirgichning terminaliga lehimlash (ulanish kalit terminalida bo'lishi kerak). PCB -ning pastki qismidagi VCC -ga ulangan terminalni tekshirish tavsiya etiladi - bu bizning tanlovimiz emas.
6. Ikkinchi LED anodini ikkita SMD LED anodiga lehimlash kerak - ular umumiy anod aloqasiga ega
7. LED katodlarini audio kuchaytirgichning GROUND -ga lehimlash
8. Ovoz kuchaytirgichining lehim terminallari (Chap yoki O'ngda bir kanalni tanlaganingizga ishonch hosil qiling)
9. Karnayni kuchsiz holatga keltirish uchun 3,5 mm stereo raz'emli terminallarni lehimlang, ular karnay orqali oqimning o'tishiga to'sqinlik qiladi.
10. Quloqchinlar har tomondan tovush chiqarishi uchun - L va R, oldingi bosqichda tasvirlangan terminallar qisqa.

O'rnatish

Qoplamani bosib chiqargandan so'ng, qism balandligi bo'yicha qismlarga yig'ish tavsiya etiladi:

1. Qopqoqning ichki perimetri bo'yicha issiq elimdan ramka yasash va u erda quyosh panelini joylashtirish
2. Qarama -qarshi tomondan yong'oq va yuvish vositasi bilan potansiyometrni biriktirish
3. Karnayni issiq elim bilan yopishtirish
4. Batareyani issiq elim bilan yopishtirish
5. Issiq elim bilan 3,5 mm raz'emni yopishtirish
6. Batareyani issiq elim bilan yopishtirish
7. TP4056 -ni USB bilan yopishtirish, uning maxsus kesilgan joyidan tashqarida issiq elim bilan
8. Potensiometrga tugma qo'yish
9. Qopqoq va korpusni to'rtta vint bilan mahkamlang

Sinov

Bizning qurilmamiz o'rnatildi va ishga tayyor! Qurilmani to'g'ri tekshirish uchun muqobil intensivlikni ta'minlaydigan yorug'lik manbasini topish kerak. Men IQ masofadan boshqarish pultidan foydalanishni tavsiya qilaman, chunki u o'zgaruvchan intensivlikni ta'minlaydi, uning chastotasi odamning eshitish qobiliyati [20Hz: 20KHz].

Uyda barcha yorug'lik manbalarini sinab ko'rishni unutmang.

O'qiganingiz uchun tashakkur!:)