"Шарлоттын вэб" загварын LED судалтай цаг: 10 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

LED судалтай гэрлийн чийдэнг анх харснаасаа хойш утас нь ямар нэг зүйлд сайн байх ёстой гэж боддог байсан ч дотоодын цахилгаан хэрэгслийн эд ангиудын дэлгүүр хаагдах хүртэл борлуулах зорилгоор хэдэн чийдэн худалдаж авсан. Тэднийг судалж, би судалтай юу хийж болохыг хараарай.

Тэд сонирхолтой цаг гаргахаар шийдсэн нь удалгүй, зөвхөн цахилгааны утсаараа дүүжлэгдсэн сегментүүдийг агаарт хөвүүлэх нь маш хөгжилтэй байх болно.

Үүнийг бүтээх явцад хэсэг хугацааны дараа энэ нь "Шарлоттын вэб" номноос бичсэн аалзны торыг санагдуулам гэдгийг би ойлгосон юм.

Энэ төхөөрөмж нь нүцгэн металл хүрээ дээр 80В хүчдэлтэй гэдгийг санаарай. Гэхдээ тусгаарлагч DC-to-DC хөрвүүлэгч, тэжээлийн хангамжийг ашиглах нь хүрээ рүү хүрч, цочролд орохгүй гэсэн үг юм. Эсвэл наад зах нь би тэгээгүй.

Алхам 1: Шаардлагатай эд ангиуд

Миний туршилтууд нь LED -ийг асаахад ойролцоогоор 55 вольт шаардлагатай бөгөөд 100 В орчим хүчээр гэрэлтдэг болохыг харуулсан. Ашиглалтын явцад тэдгээрийг 230V / 240V-ийн цуврал хосоор, 110V-ийн хувьд зэрэгцээ зэрэгцээ байрлуулсан болно. Дэнлүүний таг дээр ямар нэгэн хянагч байдаг боловч би утаснуудаа арай бага гэрэлтүүлэхийг хүссэн тул үүнийг дахин ашиглахгүй байхаар шийдсэн. Бүрэн гэрэлтдэг LED цагийг уншихад үнэхээр хэцүү байх болно. 7 сегмент бүхий дэлгэцийн цаг нь 27 хяналтын шугам хэрэгтэй бөгөөд эхлээд би Arduino Mega ашиглахаар төлөвлөж байсан. Гэсэн хэдий ч холбоогүй IRC суваг дээрх микроконтроллер бүхий LED -ээр дамжуулан 100В (ойролцоогоор) гүйдлийн хяналтыг хэлэлцэх үед вакуум флюресцент дэлгэцийн хувьд DS8880 драйверын чипс байдаг тухай надад хэлсэн. Эдгээр нь нэг орон тутамд 4 битийн BCD оролтын өгөгдлийг авч, 1.5мА хүртэлх хувьсах гүйдлийн хяналттай 7 сегментийн хөтчийн дохио болгон хөрвүүлдэг тул эдгээр ажил нь төгс төгөлдөр юм. Туршилтын үр дүнд 1.5mA нь энэ хэрэглээнд хамгийн тохиромжтой болохыг харуулсан. Нэг орон тутамд 7 битээс 4 бит болж буурсан нь зөвхөн 13 хяналтын шугам шаардлагатай тул би Arduino Nano эсвэл Uno ашиглаж болно гэсэн үг юм. (2 x 4 bit 0-9 суваг, 1 x 3-bit 0-7 суваг, 1 x 2-bit 0-3 суваг)

Би Arduino -г өдрийн цагаар мэдэхийн тулд MSF 60kHz радио дохиог ашиглахаар шийдсэн. Би үүнийг өмнө нь ашиглаж байсан хүлээн авагчийн модулиудыг амжилттай ашиглаж байсан бөгөөд нэгийг нь гартаа барьж байсан. Гэсэн хэдий ч эдгээрийг одоогоор олоход хэцүү байгаа тул хэрэв хэн нэгэн энэ цагийг өөрийнхөөрөө хийхийг хүсч байвал WiFi модулийг ашиглах нь илүү хялбар байх болно.

Туршилтын явцад миний олж мэдсэн Arduino Nanos цагны суурь муутай юм шиг санагдаж, би тэднийг синхрончлохыг хүлээж хэдэн цагийг өнгөрөөж, цөхрөнгөө барсандаа хуучин Duemilanove -ийг залгаж, эхний минутанд синхрончлоод, ашиглаж эхлэв.

Шугам хоолойг жолоодоход шаардлагатай 80В -ийг бий болгохын тулд DC -ээс DC хүртэл хөрвүүлэгч ашигласан. 12 В -оос ажиллах боломжтой олон зүйл байдаг. Arduino нь 12V -ээр тэжээгддэг бөгөөд логикоос 5V -ийн хангамжийг бий болгодог. Гэхдээ би энэ баримтыг мартаад 5V -ийн үнэтэй оролтын нэгийг худалдаж авсан. Энэ нь сайн сонголт байж болох юм, энэ нь програмчлалын явцад цаг нь USB -ээс ажиллах болно, мөн 5 кВ -ийн үнэтэй хөрвүүлэгч тусгаарлагдсан гаралттай болно гэсэн үг юм. (энэ нь 80В -ийн хүрээ хөвж, цочролын эрсдлийг бууруулдаг гэсэн үг юм)

LED нь eBay дээр байдаг тул чийдэнг хагалах шаардлагагүй.

Худалдан авах бүтээгдэхүүний жагсаалт:

Өөрөө урсдаг зэс утас. 34 SWG (31 AWG / 0.22mm) ажилладаг.

Ардуино

4 x DS8880 VFD драйверууд

Дор хаяж 28 ширхэг LED утас (гэхдээ амархан эвдэрдэг тул дор хаяж 25% сэлбэг аваарай)

DC-to-DC хөрвүүлэгч

47μF 5V конденсатор

4.7nF 100V конденсатор

Хүрээний материал (би 3мм x 3мм х 0.5 U хэсэг бүхий гуулийг ашигласан)

Ямар нэгэн төрлийн суурь

Цианоакрилат цавуу

DC оролтын залгуур (эсвэл самбар дээр суурилуулсан USB)

60 кГц (эсвэл үүнтэй төстэй) хүлээн авагч модуль ба антен.

7 зүүтэй эрэгтэй толгойн корпус (мөн тохирох хавчаарын терминал)

Алхам 2: Хүрээний материалыг өрөмдөх

Хүрээ нь 1м урттай 3мм гуулин U хэсгээс (хананы зузаан 0.5мм) хийгдсэн бөгөөд үүнээс илүү хөнгөн зүйлийг санал болгохгүй.

LED-ийг доод талын унтраалгаар хянадаг. Энэ нь LED бүр нь анод дээрх 80В -ийн дамжуулагч хүрээтэй холбогдсон бөгөөд дараа нь тусгаарлагдсан утас нь хүрээгээр дамжин хяналтын IC -ууд руу дамждаг гэсэн үг юм.

Утасны хувьд хүрээ өрөмдөх шаардлагатай. Би 10 мм-ийн тогтмол давирхай дээр нүх өрөмдөхөөр шийдэж, жижиг хөтөч зүү хийж зайг тохируулав. Доод талын ховил нь одоо байгаа нүхэнд хүрээний суваг болон зүү (зурган дээрх аллен түлхүүр) индексүүдийг байрлуулж, сонгосон зайнд өөр хоёр өрөмдлөг хийх боломжийг олгодог.

Өрөмдлөгийн төхөөрөмж нь мөн гулзайлгах үүрний үүргийг гүйцэтгэдэг. Гулзайлтын үед U-суваг тархахаас сэргийлэх ховилтой.

Би 1 мм -ийн цоорхойг ашигласан боловч жижиг нь илүү сайн байсан нь наалтыг хялбарчлах болно.

Алхам 3: Хүрээг нугална уу

Би гадна талын хүрээ болон LED байрлалыг хэвлэв. Үүнийг ажлын ширээн дээр наасан бөгөөд дараа нь би гуулин хүрээг тааруулж сайтар нугалав.

U -ийн нээлттэй талыг гадна тал руу нь гулзайлгах нь амархан байсан боловч материалыг үлээгчээр хатаах хүртэл сувгийг таслахгүйгээр дотор талын нугалалтыг хийх боломжгүй байв. Буулгасны дараа бага зэрэг шулуун болгох шаардлагатай байсан тул зөвхөн шаардлагатай хэсгийг нь л хатаах нь дээр. Дэнлүүний бамбарыг дулаанаар гэрэлтүүлэх хүртэл халаана. Хэт хол явах, хайлуулах нь ашиггүй болно.

Хүрээг хэлбэржүүлэхийн тулд загвар дээр наасан байна.

Загварыг PDF хэлбэрээр эндээс олж болно. Хэрэв 1: 1 масштабаар хэвлэсэн бол (A3 цаасан дээр таарна) периметр нь материалын урттай тохирч яг 1м байна.

Алхам 4: LED -ийг утсаар холбоно уу

LED -ийн аль төгсгөл нь анод болохыг олж мэдээрэй (эерэг хүчдэлд холбогддог). Миний LED дээр энэ нь хуванцар бүрхүүлийн төгсгөлийн ойролцоо жижиг нүхээр тэмдэглэгдсэн байв.

Эдгээр төгсгөлүүд нь хүрээ рүү гагнаж байгаа утаснуудад гагнах шаардлагатай байдаг. Утасныхаа хэв маягт сэтгэл хангалуун бус байгаа тул ямар нэгэн санал хэлэхээс татгалзах болно. Утаснуудаа сонгосон нүхээрээ цоолж, бага зэрэг чангалж, гагнуураа байрлуул. Дараа нь илүүдлийг нь таслана. Би Veropen-ийг утас хуваарилагч, эзэмшигч болгон ашигладаг байсан, учир нь энэ нь зөв тусгаарлагч байсан ("өөрөө урсдаг" гэж нэрлэдэг хөрс хуулалгүйгээр гагнах боломжтой төрөл).

Дараа нь та тоонуудыг үүсгэж эхлэх боломжтой бөгөөд энэ нь унтраалгын (Катодын) утсыг цианоакрилат цавуугаар бэхэлж, хүрээний нүхээр дамжуулж болно. Хүрээг бүхэлд нь тойрч, суурь / хяналтын хайрцагт оруулахын тулд хангалттай урт үлдээсэн эсэхээ шалгаарай.

Та утсыг бие биенээсээ дэмжиж дугуй буланг авч, тоонуудын урд утас дамжихаас зайлсхийх боломжтой. Цахилгааны утас байвал тэдгээрийг гагнана, утас солих бол нааж болно. Цифрүүдийн булан нь утаснууд хүрэх ёстой мэт харагддаг боловч шаардлагатай бол тэдгээрийг бие биенээсээ тусгаарлахад хялбар байдаг.

Алхам 5: Суурь ба хүрээ-хөлийг хий

Би царс модны суурийг хийж, CNC токарийнхаа хүрээг гуулин хөлөөр хийсэн. Гэхдээ ямар ч хайрцаг хийх бөгөөд хүрээний 3D хэвлэсэн хөл нь сайн ажиллах болно гэдэгт би итгэлтэй байна.

Хөлийг M5 эрэг ашиглан төв хүрээний нүхнээс офсет дээр байрлуулсан байна. Шураг нь сууринд боловсруулсан үүрэнд таарна. Утаснууд нь ижил үүрээр дамждаг. Нүх нь утаснуудын хурцадмал байдлыг (зарим талаар) тохируулахын тулд хөлийн зайг тохируулах боломжийг олгодог.

Шургийн нэг нь гуулин каркасыг +80В хүчээр хангахын тулд нүх, утастай.

Антенны хаалт болон ПХБ холбох STL файлууд миний Github дээр байна.

Алхам 6: Хяналтын ПХБ -ийг хийж турших

Хяналтын ПХБ хийх арга хэрэгслийг өмнөх зааварт тусгасан болно.

Би схемийн дагуу ажиллаагүй, явж байхдаа үүнийг хийсэн. Гэсэн хэдий ч би энэ баримтын дараа схемийг гаргав.

PDF формат эсвэл KiCAD

Энэхүү схемд Arduino -ийн ноорог тойрсон кодчилсон алдаанууд байхгүй байж магадгүй бөгөөд бодит цаг дутагдалтай байгаа нэмэлт алдаатай байж магадгүй юм.

Анхаарах ёстой гол зүйл бол DC-DC хөрвүүлэгчийг Arduino-ийн V зүү зүү, логик хүч, радио хүлээн авагчийг зохицуулалттай 5V-т холбох ёстой. Энэ нь Arduino болон хөрвүүлэгч нь ямар ч PSU -аас 12V хүртэл ажиллах боломжтой бөгөөд логик нь зөвхөн зохицуулалттай 5V -ийг хардаг гэсэн үг юм.

Алхам 7: Тоонуудыг сууринд холбож, бүх утсыг ангилна уу

Утасыг суваг дээр түрхэн зуур битүүмжилсэн бол маш олон туузыг сууринд оруулах боломжтой. Би аль утас нь аль болохыг тодорхойлохын тулд тохируулгатай алхам хөрвүүлэгч ашигласан. Би эхлээд үүнийг хүчдэлд тохируулсан бөгөөд энэ нь зүгээр л сул LED утсыг асааж, эерэг гаралтыг хүрээний нүхээр дамжуулсан. Дараа нь пааландсан зэс утасны зүссэн төгсгөлийг хөрвүүлэгчээс хасах тэжээлийн утас руу хүрэхэд лед тус бүр нь аль сегментэд хамааралтай болохыг олж мэдэв. Дараа нь би утсыг зүү болгож, холбогч руу хэсэгчлэн оров.

Терминалууд нь хавчсаны дараа дамждаггүй бөгөөд паалан тусгаарлагчийг нэвтлэхийн тулд тэдгээрийг гагнах шаардлагатай байдаг. Гагнуурын дараа тээглүүрийг гэр лүүгээ түлхэв.

Алхам 8: Arduino -г асаана уу

Arduino -ийн тоймыг эндээс олж болно.

github.com/andypugh/LEDClock

Суваг тус бүр дээр 0 -ээс 9 хүртэлх тоогоор гүйдэг хоёр зураг байдаг.

Энэхүү туршилтын ноорог нь гаралтын тээглүүрүүдийн аль толгойг солих шаардлагатайг, хэрэв BCD өгөгдлийн шугамуудын аль нэгийг солих шаардлагатай бол ажиллах боломжийг танд олгоно. (Хэрэв та ноорогыг харвал утастай холбоотойгоор би хэдэн сувгийг солих шаардлагатай болсныг програм хангамж дээр засахад илүү хялбар байсан).

Алхам 9: Радио синхрончлолыг сэтгэл дундуур хүлээж байгаарай

Радио цаг нь бүтэн минутын мэдээлэл авах шаардлагатай. Arduino-ийн ноорог нь хэдэн арван цагийн цифрийн төв мөрийг анивчуулж, ирж буй радио өгөгдлийг цуурайтуулдаг бөгөөд минутанд хичнээн өгөгдлийн бит ирсэнийг харуулдаг. Хэрэв энэ нь 60 болвол сайн мэдээлэл байгаа бөгөөд цагийг харуулна.

Бүрэн тодруулахын тулд энэ бол симуляци юм. Миний Mac-ийн USB-ээс тэжээгдэж, гэрэл зураг авдаггүй газар байрлуулсан үед л үүнийг синхрончлох боломжтой юм шиг санагдсан. Бодит өгөгдлийн хувьд хоёр секундыг кодлохын тулд нэг секундын импульс нь өөр өөр урттай байдаг.

Залхуу элемент бас байдаг (энэ нь гэрэлтдэг, гэхдээ бусдаас арай бүдэг) LED нь өөрөө сайн байдаг. Жолоочийн чиптэй холбоотой асуудал гарахаас айж байна, гэхдээ эхлээд пааландсан зэсээ дахин холбохыг хичээх болно. (үнэндээ би нэмэлт утас ажиллуулах байх)

Алхам 10: Дуусгах

Утаснууд нь 1.5 мм2 хэмжээтэй утаснаас тусгаарлагдсан урттай суваг дээр бэхлэгдэж болно. Гэхдээ нимгэн утсыг гэмтээхгүй байхыг анхаарна уу.

Анхааруулга: Би эдгээр утаснуудыг цагны зориулалтаар ашиглах санааг анх гаргаж ирсэн гэж хэлээгүй, гэхдээ би энэ санааг бие даан гаргасан. Тохиромжтой драйверуудыг судалж байхдаа би ижил утаснаас хийсэн цагийг харуулсан 2015 оны бичлэгийг олсон (хэдийгээр уян хатан байх шиг байгаа нь хамаагүй хялбар байсан).

Би тэднийг цахилгааны утсан дээр сансарт дүүжлүүлсэн анхны хүн байж болох ч энэ талаар бооцоо тавих нь надад хамаагүй.