"Charlotte Internet" uslubidagi LED filamentli soat: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Men birinchi marta LED lampochkalarni ko'rganimdan beri, filamentlar biror narsa uchun yaxshi bo'lishi kerak deb o'ylardim, lekin mahalliy elektronika qismlari do'koni yopilgunga qadar, men lampochkalarni sotib olishim kerak edi. ularni ko'rib chiqing va filamentlar bilan nima qilishim mumkinligini ko'ring.

Ko'p o'tmay, ular qiziqarli soat yasashadi va segmentlarni faqat elektr simlari bilan osilgan havoda suzish juda qiziq bo'lardi.

Qisqa vaqt ichida men buni "Sharlotta tarmog'i" kitobidan yozish bilan o'rgimchak to'rlarini eslatib turishini tushundim.

Shuni yodda tutingki, ushbu qurilma yalang'och metall ramkada 80V ga ega. Ammo izolyatsiya qiluvchi DC-to-DC konvertori va quvvat manbai yordamida ramkaga tegib, zarba olmaslik mumkin. Yoki hech bo'lmaganda menda yo'q.

1 -qadam: kerakli qismlar

Mening tajribalarim shuni ko'rsatdiki, LEDlar yonishi uchun taxminan 55 volt kerak va 100 V atrofida to'liq quvvat bilan yonadi. Foydalanishda ular 230V / 240V va ketma-ket juft bo'lib, 110V bozorlari uchun parallel. Chiroq qopqog'ida qandaydir nazoratchi bor, lekin men uni qayta ishlatmaslikka qaror qildim, chunki men filamanlarning yorqinroq porlashini xohlardim. To'liq yorug 'LED soatni o'qish og'riqli bo'lardi. 7 segmentli displey soatiga 27 ta nazorat chizig'i kerak va dastlab men Arduino Mega-dan foydalanmoqchi edim. Ammo 100 V (yoki shunga o'xshash) oqimini LEDlar orqali IRC kanalida mikrokontrolder yordamida boshqarishni muhokama qilganda, vakuumli lyuminestsent displeylar uchun DS8880 drayveri chiplari borligini aytishdi. Ular har bir raqam uchun 4 bit BCD kirish ma'lumotlarini qabul qilib, 1,5mA gacha bo'lgan o'rnatilgan va o'zgaruvchan tok boshqaruvi bilan 7 segmentli haydovchi signallariga aylantirgani uchun, bu ish uchun juda mos keladi. Sinov shuni ko'rsatdiki, 1,5mA bu dastur uchun ideal. Har bir raqam uchun 7 bitdan 4 bitgacha pasayish, men boshqaruv uchun Arduino Nano yoki Uno -dan foydalanishim mumkinligini anglatardi, chunki faqat 13 ta nazorat chizig'i kerak. (2 x 4 bitli 0-9 kanal, 1 x 3 bitli 0-7 kanalli va 1 x 2 bitli 0-3 kanalli)

Men Arduino -ga kunning vaqtini bilish uchun MSF 60kHz radio signalidan foydalanishga qaror qildim. Men buni ilgari ishlatilgan modullar yordamida muvaffaqiyat bilan ishlatganman, ulardan bittasi qo'limda edi. Biroq, hozirda ularni topish qiyinroq, shuning uchun kimdir bu soatning o'z versiyasini yaratmoqchi bo'lsa, WiFi modulidan foydalanish osonroq bo'lishi mumkin.

Tekshiruvlar davomida men bilardimki, menda Arduino Nanos -da soat bazasi juda yomon, men ularni sinxronlashni kutardim, keyin umidsizlikka tushib eski Duemilanoveni uladim va u birinchi daqiqada sinxronlandi va ko'nikib ketdi.

Filamentlarni haydash uchun zarur bo'lgan 80V ni yaratish uchun men DC -DC konvertoridan foydalanardim. 12 V dan ishlaydigan ko'plab mavjud. Arduino 12V quvvat bilan ishlaydi va mantiqdan kelib chiqib, 5V uchun qulay quvvat yaratadi. Lekin men bu haqiqatni unutib qo'ydim va qimmat 5V kuchlanishli sotib oldim. Bu hali ham yaxshi tanlov bo'lishi mumkin, bu shuni anglatadiki, dasturlash paytida soat USB -dan ishlaydi va 5kV kuchlanishli izolyatorli qimmat konvertor. (bu shuni anglatadiki, 80V ramka suzadi va zarba xavfini kamaytiradi)

LEDlar eBay -da mavjud, ularni yig'ish uchun lampalarni sindirish shart emas.

Xaridlar ro'yxati:

O'z-o'zidan oqadigan mis sim. 34 SWG (31 AWG / 0,22 mm) ishlaydi.

Arduino

4 x DS8880 VFD drayveri

Kamida 28 ta LED simi (lekin ular osonlikcha sinadi, shuning uchun kamida 25% ehtiyot qismlarni oling)

DC-to-DC konvertori

47vF 5V kondansatör

4.7nF 100V kondansatör

Ramka materiali (men 3 mm x 3 mm x 0,5 U kesimli guruch ishlatganman)

Qandaydir asos

Siyanoakrilat yopishtiruvchi

DC kirish soketi (yoki panelga o'rnatilgan USB)

60 kHz (yoki shunga o'xshash) qabul qiluvchi modul va antenna.

7-pinli erkak boshli korpuslar (va mos keladigan qisqich terminallari)

2 -qadam: ramka materialini burang

Ramka 1 m uzunlikdagi 3 mm guruchli kesimdan qilingan (devor qalinligi 0,5 mm) va bundan yengilroq narsa taklif qilinmaydi.

LEDlar past burchakli kalitlar tomonidan boshqariladi. Bu shuni anglatadiki, har bir LED Anoddagi 80V kuchlanishli o'tkazgichli ramkaga ulangan va keyin izolyatsiyalangan sim ramka orqali boshqaruv IClariga o'tadi.

Simlar uchun ramka burg'ulash kerak. Men teshiklarni 10 millimetrli oddiy qadamda burg'ulashga qaror qildim va oraliqni o'rnatish uchun kichik yo'riqnoma yasadim. Pastki yivda mavjud teshikda ramka kanali va pin (rasmdagi allen kaliti) indekslari joylashgan va tanlangan oraliqda yana ikkitasini burish mumkin.

Burg'ilash moslamasi, shuningdek, egilish moslamasi vazifasini ham bajaradi. U-kanalining egilish vaqtida tarqalishining oldini oluvchi yiv bor.

Men 1 mm teshiklardan foydalandim, lekin kichikroq bo'lishi yaxshiroq bo'lar edi, bu esa yopishtirishni osonlashtirardi.

3 -qadam: ramkani eging

Men tashqi ramka va LED joylashuvi uchun shablonni chop etdim. Bu dastgohga yopishtirilgan edi, keyin men guruch ramkasini mos keladigan tarzda ehtiyotkorlik bilan qo'lda egdim.

U ning ochiq tomoni bilan tashqi tomonga burilish oson edi, lekin men materialni shamollatgich bilan tavlamagunimcha, kanalni buzmasdan, ichki burilishlarni amalga oshirish mumkin emas edi. Tozalashdan keyin uni biroz to'g'rilash kerak edi, shuning uchun faqat kerak bo'laklarni tavlantirish yaxshidir. Olovli mash'ala bilan iliq bo'lgunga qadar, u zerikarli va yonib ketguncha yonib tursin. Juda uzoqqa borish va uni eritish foydasiz bo'ladi.

Shaklni shakllantirish uchun bir marta shablonga yopishtirilgan.

Shablonni PDF formatida bu erda topish mumkin. Agar 1: 1 o'lchovda chop etilgan bo'lsa (A3 qog'ozga to'g'ri keladi), perimetr materialning uzunligiga mos keladigan aniq 1 m.

4 -qadam: LEDlarni ulang

Birinchidan, LEDning qaysi uchi anod ekanligini aniqlang (musbat kuchlanishga ulanadi). Mening LED -larimda bu plastik qoplamaning oxiriga yaqin kichik teshik bilan belgilanadi.

Bularning barchasi ramkaga lehimlangan simlarga lehimlanishi kerak. Men o'zimning elektr simlarimdan mamnun emasman, shuning uchun men har qanday taklifni aytishdan bosh tortaman. Simlarni tanlangan teshikdan o'tkazing, biroz mahkamlang va lehim bilan joyiga qo'ying. Keyin ortiqcha qismini kesib tashlang. Men Veropen-ni simni tarqatuvchi va ushlagich sifatida ishlatardim, chunki bu izolyatsiyaning to'g'ri turi ("o'z-o'zidan oqadigan" deb nomlanuvchi, yalang'och holda payvandlanishi mumkin).

Keyin siz raqamlarni yig'ishni boshlashingiz mumkin, ular kalit (katod) simlarini ramkadagi teshiklardan o'tib ketadigan joyda siyanoakrilat yopishtiruvchi bilan mahkamlashi mumkin. Ramka bo'ylab aylantirib, tayanch / boshqaruv qutisiga ko'p uzunlik qoldirganingizga ishonch hosil qiling.

Dumaloq burchaklarni olish va raqamlar oldidan simlar o'tmasligini ta'minlash uchun siz simlarni bir -biridan qo'llab -quvvatlashingiz mumkin. Agar ular elektr simlari bo'lsa, ularni lehimlang, agar simlar kalit bo'lsa, ularni yopishtiring. Raqamlarning burchaklari simlar tegishi kerak, lekin kerak bo'lganda ularni bir -biridan ajratib qo'yish oson.

5-qadam: Baza va ramka-oyoqlarini yarating

Men CNC torna dastgohi uchun eman asosini va ramka uchun guruch oyoqlarini ishladim. Ishonchim komilki, har qanday quti bo'ladi va ramka uchun 3D bosilgan oyoqlar yaxshi ishlaydi.

Oyoqlar M5 vintlari bilan markaziy ramka teshigidan siljigan teshiklarda ushlab turiladi. Vintlar taglikda ishlov berilgan uyalarga mos keladi. Simlar bir xil uyalardan o'tadi. Yivlar, simlarning keskinligini (ma'lum darajada) o'rnatish uchun oyoqlar oralig'ini sozlash imkonini beradi.

Vintlardan birida, qo'shimcha ravishda, mis ramkaga +80V quvvat berish uchun ko'z va sim bor.

Antenna ushlagichi va tenglikni o'rnatish uchun STL fayllari mening Github -da.

6 -qadam: Boshqarish PCB -ni yarating va sinovdan o'tkazing

PCBni boshqarish vositalari oldingi yo'riqnomada keltirilgan.

Men sxema bo'yicha ishlamadim, men ketayotganimda buni tuzdim. Ammo men haqiqatdan keyin sxemani tuzdim.

PDF formati yoki KiCAD

Ushbu sxemada Arduino eskizida dumaloq kodlangan ba'zi xatolar bo'lmasligi mumkin va haqiqiy soat etishmayotgan qo'shimcha xatolar bo'lishi mumkin.

Shuni yodda tutish kerakki, DC-DC konvertori Arduino-ning V-piniga ulangan bo'lishi kerak va mantiqiy quvvat va radio qabul qilgich 5V-ga ulangan bo'lishi kerak. Bu shuni anglatadiki, Arduino va konvertor har qanday PSU -dan 12V gacha ishlaydi va mantiq hali ham faqat 5V -ni boshqaradi.

7 -qadam: raqamlarni bazaga o'rnating va barcha simlarni ajratib oling

Simlarni kanalga vaqtincha ushlab turganda, ozgina bo'lak lenta bilan, ko'plab iplar taglikka o'tkazilishi mumkin. Qaysi sim qaysi ekanligini aniqlash uchun men sozlanishi kuchaytirgichdan foydalanardim. Men avval uni bo'shashgan LED filamentini yoqadigan kuchlanishga o'rnatdim, so'ngra ramka teshigidan ijobiy chiqishga olib keldim. Keyin, sirlangan mis simning kesilgan uchini konvertorning manfiy besleme simiga tegizib, har bir svetodiod qaysi segmentga mos kelishini ko'rdim. Keyin men simni pimga burdim va ulagichga qisman joylashtirdim.

Terminallar siqilgandan keyin o'tkazilmaydi, ular emal izolyatsiyasini sindirish uchun lehimlanishi kerak. Lehimlashdan keyin pimlarni uyga olib ketishdi.

8 -qadam: Arduino -ni yoqing

Arduino eskizini bu erda topishingiz mumkin.

github.com/andypugh/LEDClock

Ikkita eskiz bor, bittasi soat uchun, ikkinchisi har bir kanalda 0 dan 9 gacha bo'lgan raqamlar orqali o'tadi.

Ushbu test eskizi sizga chiqish pinlaridagi qaysi sarlavhalarni almashtirish kerakligini va agar BCD ma'lumot liniyalaridan birortasini almashtirish zarurligini aniqlashga imkon beradi. (Agar siz eskizga qarasangiz, men simli simlar tufayli bir nechta kanallarni almashtirishim kerakligini ko'rasiz, ularni dasturiy ta'minotda tuzatish osonroq edi).

9 -qadam: Radio sinxronlanishini umidsizlik bilan kuting

Radio soat to'liq ma'lumot olishlari kerak. Arduino eskizi, kiruvchi radio ma'lumotlarini aks ettirish uchun o'nlab soatlik raqamning markaziy satrini miltillatadi va daqiqalar qancha noto'g'ri ma'lumotlar bitlari kelganligini ko'rsatadi. Agar u 60 ga kirsa, unda yaxshi ma'lumotlar bor va vaqt ko'rsatiladi.

To'liq ochilish ruhida bu simulyatsiya. Men buni faqat Mac-ning USB-dan quvvat olganda va fotogen bo'lmagan joyda sinxronlashtirishim mumkin edi. Haqiqiy ma'lumotlar bo'lsa, ikkilikni kodlash uchun har xil uzunlikdagi bir soniyali impulslar.

Bundan tashqari, dangasa element ham bor (u porlaydi, lekin boshqalarga qaraganda xira) LEDning o'zi yaxshi. Men haydovchi chipidagi muammolardan qo'rqaman, lekin avval sirlangan misni qayta ulashga harakat qilaman. (aslida men qo'shimcha sim ishlataman)

10 -qadam: tugatish

Simlarni 1,5 mm2 simdan ajratilgan izolyatsiyali uzunlikdagi kanalga mahkamlash mumkin. Lekin nozik simlarga zarar bermaslik uchun ehtiyot bo'ling.

Ogohlantirishlar: Men bu filamentlarni soat uchun ishlatish g'oyasini birinchi bo'lib o'ylayman deb da'vo qilmayman, lekin men bu fikrni mustaqil ravishda o'ylab topganman. Tegishli haydovchilarni tadqiq qilayotganda, men 2015 yildagi postni topdim, u xuddi shu filamentlardan yasalgan soatni ko'rsatadi (garchi u egiluvchan bo'lib tuyulsa, bu ancha osonroq bo'lardi).

Men birinchi bo'lib ularni elektr simlariga osib qo'ygan bo'lardim, lekin men ham bunga pul tikishni xohlamayman.